[实用新型]一种杉木薄板层积材

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于风力发电叶片复合材料的杉木薄板层积材。

背景技术

目前，用于风力发电的叶片一般均采用玻璃纤维增强塑料(简称玻璃钢)复合材料制造。这种材料虽然制造工艺成熟，但也存在成本高(10-20万元/吨)的问题，且玻璃钢的废旧产品处理困难，既难以燃烧，又不易分解，国外多采用堆积方式处理，占用了大量的土地。因此，必须开发出一种新的低成本、可回收利用的环保叶片来替代目前大量使用的玻璃钢叶片。

我国是木材资源非常丰富的国家，杉木作为我国南方广泛生长的主要木材品种之一，其来源广泛，木材蓄材量大，生长相对较快，同时具有良好的防腐性能，其密度低，顺纹方向力学性能好，但杉木的横纹方向强度低，顺纹方向的抗压强度也相对较低，可以考虑通过杉木的重组的方式来替换这种造价较高的玻璃钢复合材料。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于风电叶片复合材料的杉木薄板层积材，该层积材能够满足风电叶片各项强度要求。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种杉木薄板层积材包括：2层以上按照顺纹方向组坯的杉木单板，每层杉木单板均浸渍有环氧混合浸渍树脂，所述杉木单板组坯通过热压胶合在一起。

优选地，所述杉木单板的厚度为1mm。

本实用新型按GB1935-91木材顺纹抗压强度试验方法的要求加工并检测试件；再按NASA CR-174910、UDR-TR-85-45顺纹抗拉强度试验方法的要求加工并检测试件，沿木纹方向的平均拉伸强度＞130MPa，沿木纹方向的平均压缩强度＞70MPa，沿木纹方向的扬氏模量＞15GPa，完全满足风力发电叶片的强度要求，因此本实用新型能够用于加工风力发电叶片。

附图说明

图1为杉木薄板层积材的组坯示意图；

图2为杉木薄板集成材毛方的组坯图；

图3为杉木薄板集成材毛方的斜接组坯图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括：多层(图1示意性表示6层，但可以是数量更大的层，这样可以方便将来用于进一步加工风力发电叶片)按照顺纹方向组坯的杉木单板1，每层杉木单板1均浸渍有30％的环氧混合树脂2，杉木单板组坯5通过热压胶合在一起。杉木单板1的厚度优选为1mm。

本实用新型具体按照如下步骤进行制作：

首先按照专利申请200710178373.8进行杉木边材径切规格板的加工和分级，具体包括如下步骤：

步骤1：选择直径在30厘米以上，树干通直，外观无缺陷(包括腐朽、弯曲等)的杉木新伐材原木若干；

步骤2：对选材进行“米”字型下料；

步骤3：锯解标准杉木边材径切板毛坯，在干燥窑里烘干至含水率低于12％，剔除各种木材缺陷，精加工制成500mm×20mm×20mm(长×宽×厚)的规格板条备用；

步骤4：通过目测，选择的杉木边材径切规格板满足：直纹理、材质均匀，年轮宽度小于2mm且分布均匀，外观无任何生长缺陷和加工缺陷，径面形成的“山”纹数量少于2个且与平面的夹角大于75°为合格；

步骤5：如图2、3所示，对分级杉木边材径切规格板进行组坯，做成顺纹方向相互平行的集成材木方3，边材径切规格板之间涂敷一层胶粘剂。胶粘剂选用双组分的合成乳胶(LK-DN60)做为集成材的胶粘剂，配比为(重量百分比)：合成乳胶70～90％，固化剂为10～30％，优选的配比为：LK-DN60∶固化剂＝100∶15；组坯方式见图2、图3，斜接角度为2～6°，最佳斜接角度为3.81°(斜率1/15)。涂胶量为120～220g/m²，陈化时间为5～15分钟，压力为5～15kg/cm²，冷压时间为60～120分钟；最佳涂胶量是170g/m²(单面)，陈化时间10分钟，压力10kg/cm²，冷压时间90分钟。

步骤6：将压好的杉木集成材木方放置24小时后，再将木方放置在水池中，压上重物，使木方完全浸没水中，48小时后取出沿径向刨切成1mm厚的单板备用。

步骤7：按照配比(重量百分比)为：618环氧树脂15～35％，SK3环氧树脂15～35％，酚醛树脂25～40％调制浸渍树脂；优选配比为：618环氧树脂∶SK3环氧树脂∶2124酚醛树脂∶固化剂＝30∶30∶40的比例调制浸渍树脂；检测调制好的浸渍树脂固含量，加入丙酮稀释剂，使浸渍树脂的固含量为30％。