型材辅助站立及预埋一体成型3d中空复合地板及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种3D中空复合地板及其制造方法，具体涉及3D中空复合地板领域， 特别涉及一种型材辅助站立及预埋一体成型3D中空复合地板及制造方法。
【背景技术】
[0002] 3D中空复合材料是一种新型的夹层复合材料，构成夹层结构的基础是表层的经 纱、炜纱和连接两个表层并形成芯部的Z向纤维。基于该结构材料的低重量、高强度、隔音、 隔热、阻燃和温度稳定性，有效避免了传统夹芯结构材料易于分层、剥离以及耐冲击性差的 缺陷，已经在航空航天、汽车领域、船舶领域、轨道交通和建筑领域有所应用。
[0003] 目前，3D中空复材成型方式多为手糊成型，其原理为在树脂涂覆于中空织物表面 后织物可以瞬间吸收树脂，Z向纤维在"毛细作用"效果下使织物自动成型到一定高度，形成 三明治结构的夹芯复合材料。但手糊成型制备中空复合材料织物自然站立性较差，且高度 稳定性较差。如8mm中空织物复合材料自然站立高度仅为6.5mm。其绒经站立倾斜角度仅为 54° 3D中空复合材料的抗压强度与织物站立性呈正相关，这种较低的绒经站立角度和均匀 性，导致3D中空复合材料机械性能，特别是抗压强度较低，难以满足具有较高强度要求的地 板需求。
[0004] 针对3D中空复合材料织物站立性的研究较少。专利CN101480829A采用阴阳模具限 位作用，较好的控制了中空织物复合过程站立一致性，但该方案织物站立性较差，抗压强度 较差难以满足地板的高抗压要求。专利CN103707522A设计采用平板线连续生产3D中空复合 材料，极大提高了复合材料生产效率、降低成本，但该方案制备3D中空织物站立性依然较 差。专利CN 104527092A设计利用金属材料的磁性作用较好的实现中空织物的站立性，但该 方案操作困难，难以大规模批量生产。
[0005] 为方便地板安装，目前地板拼接多采用型材边框，3D中空复合地板型材预埋工艺 困难、预埋控制精度低、工序繁琐、生产效率低、成本高。
[0006] 上述问题是在3D中空复合地板设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是:针对【背景技术】中提及的现有技术中3D中复合地板 织物站立性和站立均匀性差影响地板的尺寸稳定性和机械性能，特别是抗压强度差;为方 便地板安装，目前地板拼接多采用型材边框，3D中空复合地板型材预埋工艺困难、预埋控制 精度低、工序繁琐、生产效率低、成本高的技术问题。
[0008] 本发明的设计思想是，在现有技术中织造3D中空织物的过程中，抽走绒经经纱使 其不参与织物的织造，形成没有绒经芯柱的空间区域为绒经拉绒区域；由此所织造好的制 品为拉绒结构3D中空织物;并且在拉绒结构3D中空织物内的绒经拉绒区域内预埋插入经向 型材和炜向型材，并使之加工成一个整体；以此制备出一种采用型材辅助站立及预埋一体 成型3D中空复合地板，有效地解决了现有技术中的3D中空复合地板型材预埋工艺困难、预 埋控制精度低、工序繁琐、生产效率低、成本高的技术问题。
[0009]本发明的目的是公开一种采用型材辅助站立及预埋一体成型3D中空复合地板及 其制造方法，采用型材辅助站立保证织物优异的站立性和站立稳定性，保证3D中空复合材 料优异的机械性能和尺寸稳定性;型材在中空地板内预埋并一体成型，解决了3D中空复合 材料预埋精度低、效率低、成本高等问题。
[0010]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0011] 一种型材辅助站立及预埋一体成型3D中空复合地板，包括构成3D中空复合地板整 体框架的拉绒结构3D中空织物、设置在拉绒结构3D中空织物内的绒经拉绒区域内的不少于 一个的经向型材和设置在拉绒结构3D中空织物绒经结构层空隙内的不少于一个的炜向型 材；
[0012] 经向型材的设置方向与绒经拉绒区域内的经向方向平行且经向型材的表面设置 用于卡合炜向型材的卡槽;炜向型材的设置方向与拉绒结构3D中空织物绒经结构层空隙内 的炜向方向平行，炜向型材与经向型材垂直设置且炜向型材的两端端部分别插入卡槽内。
[0013 ]本发明技术方案中所述的拉绒结构3D中空织物为现有技术中的常规技术产品，拉 绒结构3D中空织物是指在织造3D中空织物的过程中抽走绒经经纱使其不参与织物的织造， 形成没有绒经芯柱的空间区域为绒经拉绒区域；由此所织造好的制品为拉绒结构3D中空织 物。这里所述的拉绒结构3D中空织物为现有技术中已公开的常规产品，并且织造拉绒结构 3D中空织物的方法也是现有技术中的织造方法。现有技术中的3D中空织物包括上面层、下 面层和中间芯层；中间芯层为连接两个表层并形成芯部的Z向纤维；即3D中空织物是由上下 两个面层组成，经纱分为地经与绒经两个系统，只参与单个面层炜纱交织的经纱称为地经， 形成稳定的织物表面；与一个面层炜纱交织后又转向另一面层交织的经纱称为绒经，绒经 具有贯穿两个面层中间空间的芯柱，可以形成稳定的高度。而本发明中技术方案中的具有 绒经拉绒区域的拉绒结构3D中空织物，是指在织造过程中，我们将需要形成绒经拉绒区域 部分的绒经经纱从综框或钢筘中抽走，使其不参与织物的交织过程，通过此方法可以形成 没有绒经芯柱的片段区，此段区域，只有地经与炜纱交织形成的面层，而没有层连的绒经芯 柱，这些空间可以插入预埋件，方便某些复合产品的制作；此段区域就形成了绒经拉绒区 域。因此，本发明技术方案对具有绒经拉绒区域的拉绒结构3D中空织物的织造方法不作详 细的说明。
[0014] 本发明技术方案中提出的采用型材辅助站立及预埋一体成型3D中空复合地板;该 技术方案将经向型材插入拉绒结构3D中空织物内绒经拉绒区域内，然后浸入树脂后将炜向 型材插入径向异型材预留卡槽中，实现中空织物辅助站立和型材定位;本技术方案采用型 材辅助站立保证织物优异的站立性和站立稳定性，保证3D中空复合材料优异的机械性能和 尺寸稳定性;型材在中空地板内预埋并一体成型，解决了 3D中空复合材料预埋精度低、效率 低、成本高等问题。
[0015] 对本发明技术方案的改进，3D中空织物为玻璃纤维中空织物、碳纤维中空织物、芳 纶纤维中空织物中的一种或玻璃纤维与碳纤维混杂中空织物。这里所述的玻璃纤维中空织 物、碳纤维中空织物、芳纶纤维中空织物、玻璃纤维以及碳纤维混杂中空织物均为现有技术 中公开的常规产品，具体的成份以及制备过程本发明均不作详细的说明。
[0016] 对本发明技术方案的改进，经向型材和炜向型材均为为铝合金型材。这里所述的 铝合金型材为现有技术中公开的常规产品，具体的成份以及制备过程本发明均不作详细的 说明。
[0017] 本发明公开了一种采用型材辅助站立及预埋一体成型3D中空复合地板制造方法， 包括如下步骤：
[0018] 1)选取织造好的拉绒结构3D中空织物；
[0019] 2)制备与步骤1中拉绒结构3D中空织物内的绒经拉绒区域的经向尺寸相匹配的经 向型材，制备与拉绒结构3D中空织物绒经结构层空隙内的炜向尺寸相匹配的炜向型材；
[0020] 3)在步骤2中的经向型材表面上加工出用于卡合炜向型材的卡槽；
[0021] 4)将步骤3中的经向型材沿着拉绒结构3D中空织物内的绒经拉绒区域的经向方向 预埋插入到绒经拉绒区域内；
[0022] 5)采取复合材料成型工艺将步骤4中的拉绒结构3D中空织物用树脂浸胶；
[0023] 6)直至步骤5中的拉绒结构3D中空织物完全浸透;将步骤2中的炜向型材沿着拉绒 结构3D中空织物绒经结构层空隙内的炜向方向预埋插入到绒经结构层空隙内，并将炜向型 材的两端头均卡入经向型材上的卡槽内；实现中空织物辅助站立和型材定位；
[0024] 7)待步骤6中的拉绒结构3D中空织物完全固化后取出；
[0025] 8)对步骤7中的取出的制品进行边缘加工，得到3D中空复合地板。
[0026]本发明公开的采用型材辅助站立及预埋一体成型3D中空复合地板制造方法是一 种制造简单、操作方便、设备投资小、可设计性强的新型工艺。
[0027]本发明所述的采用型材辅助站立及预埋一体成型3D中空复合地板制造方法中的 步骤1中，织造好的拉绒结构3D中空织物是根据所需地板性能要求进行选择。同时依据选取 的拉绒结构的3D中空织物对经向型材和炜向型材的材质、结构和分布进行设计。
[0028] 对本发明制造方法的改进，步骤5中所述的树脂为环氧树脂、酚醛树脂或不饱和树 脂中的一种。这里所述的环氧树脂、酚醛树脂或不饱和树脂均为现有技术中公开的常规产 品，具体的成份以及制备过程本发明均不作详细的说明
[0029] 对本发明制造方法的改进，对步骤2中的经向型材和炜向型材均进行表面打磨、去 毛刺、倒角处理并采用丙酮对其进行清洗。本制造方法步骤2中对经向型材和炜向型材进行 去毛刺和倒角处理，使得经向型材和炜向型材更容易预埋插入到拉绒结构3D中空织物内的 绒经拉绒区域内；对经向型材和炜向型材表面打磨可有效地提高中间经向型材和炜向型材 的表面粗糙度，进而提高经向型材和炜向型材与中空织物间界面结合强度。此表面处理工 艺中所采用的丙酮为现有技术中的常规产品，其具体的成份和制备方法本发明不作详细的 说明。
[0030] 对本发明制造方法的改进