一种由生物质树脂复合材料加工的用于组装式梁、柱的组件的制作方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本实用新型涉及一种组装式承重受力结构件的组装件，具体地说是一种由生物质树脂复合材料(即木塑材料)加工的用于组装式梁、柱的组装件(即组件)。
二、技术背景
[0002]横梁、立柱(简称梁、柱)是建筑物承重受力的结构件，通常由结构材料加工。目前市场上流通的木塑复合材料(木塑材料)，其力学性能GB/T20418-2012规定的指标:弯曲强度18?20MPa、弯曲模量1800?2000MPa、无缺口冲击强度彡3.5KJ/M2，硬度彡60，这就限制了木塑复合材料只能作为装饰材料，而不能作为结构材料。
[0003]本实用新型所称的生物质树脂复合材料是申请人开发的一种由改性植物纤维增强的木塑材料。所述的改性植物纤维是以硅酸钠溶液、十二烷基苯磺酸钠和软脂酸进行改性的植物纤维。以改性植物纤维和热塑性聚烯烃树脂为原料，辅以加工助剂相容剂、润滑剂等经共混、造粒得到改性植物纤维增强的木塑材料，本材料弯曲强度25?45MPa、弯曲模量3000?5500MPa无缺口冲击强度5?12KJ/M2，硬度彡70。远高于GB/T20418-2012规定的指标。因此本材料不仅可作为装饰材料，而且可以作为结构材料，用来加工轻型建筑物承重受力的结构件，如梁、柱等。该材料及改性方法已申请了中国发明专利，申请号201510577874.5。
[0004]所述轻型建筑指区别于传统砖混或钢混结构建筑而采用新型建筑材料组成的一类建筑体量较小、自重较轻的建(构)筑物，如移动建筑、集成建筑、景观建筑小品等。
[0005]随着我过旅游产业的快速发展，轻型建筑物作为休闲、娱乐、餐饮、度假等场所倍受风景区、度假村的欢迎，因为其造价低、投资少、见效快。但是作为固定建筑物要与时倶进地适时进行改建、扩建较为困难。如果能将主要受力构件梁、柱加工成组装式结构，像积木一样在纵向和横向方向上任意变化，则改建、扩建的施工就方便多了。
三、
【发明内容】
[0006]本实用新型旨在方便轻型建筑物的建筑施工、特别是改、扩建的施工，所要解决的技术问题是将主要受力构件的梁、柱加工成组装式结构，即组装式梁、柱。
[0007]本实用新型为组装式梁、柱提供的组件由插接柱I和榫插销2所构成，插接柱的截面呈平行四边形，如正方形、矩形或菱形等，在四个侧平面上各开有燕尾槽3，在插接柱内有至少三只对称分布的轴向通孔4;榫插销截面呈两个底边相连的梯形形状，雷同哑铃，立体形状雷同“工”字型材；榫插销和燕尾槽卯榫配合。
[0008]本组件由生物质树脂复合材料加工制备。所述的生物质是木本或草本植物纤维以硅酸钠溶液、十二烷基苯磺酸钠和软脂酸改性得到的改性植物纤维，所述的树脂选自热塑性聚烯烃树脂，如聚乙烯(PE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)或聚氯乙烯(PVC)等。本复合材料各组分有以下质量份:改性植物纤维40?60、聚烯烃树脂20?30、无机粉体轻质碳酸钙或滑石粉10?25、相容剂I?5、润滑剂0.2?1、抗氧剂0.1?0.5、紫外线吸收剂0.1?I。此夕卜，还可加入0.1?5份无机颜料。(参见201510577874.5)。
[0009]本复合材料按公知的木塑成型工艺加工型材，即混配、造粒和挤出成型。混配就是将配比的各组分投入高速搅拌釜内混合均匀，然后用平行双螺杆造粒机进行造粒，最后将粒料导入挤出机进料罐，在140-180°C温度下挤出组件插接柱和榫插销。
[0010]本实用新型不同四边形截面的插接柱配合榫插销可根据结构件受力的需要拼接组装成所需长度、高度和断面形状的梁、柱，拼接时如同搭积木，既方便，又快捷，极大地提高了轻型建筑物的施工效率。本实用新型同时满足了结构件受力和快速组装的工程需要。
四、【附图说明】
[0011]图1是插接柱结构示意图。A为立体图，B为横截面图。
[0012]图2是榫插销结构示意图。A为立体图，B为横截面图。
[0013]图3是双柱组装结构示意图。
[0014]图4是四柱组装结构示意图。
五、【具体实施方式】
[0015]非限定实施例叙述如下:
[0016]1.植物纤维改性
[0017]将木本或草木植物纤维粉碎过60?100目筛得到粉体，或者经破碎后用搓揉机搓揉成丝条状，长2?10_，长径比5:1?50:1。
[0018]将粉状或丝状植物纤维投入高速搅拌釜内，以植物纤维的质量计，先加入0.5?5%的硅酸钠溶液，在100?120°C下搅拌10?30分钟，然后加入0.1?2%十二烷苯基磺酸钠和0.5?3%软脂酸(正十六烷酸)，在同一温度下继续搅拌，30分钟后测定含水率，至含水率< 3%时冷却、降温、出料、即得改性植物纤维。
[0019]所述的硅酸钠溶液(水玻璃，俗称泡花碱)为模数不小于2、质量百分浓度10?20%的工业水玻璃。(参见201510577874.5)。
[0020]2.组件的加工
[0021]现以插接柱截面为正方形、插接柱内有五只对称分布的轴向通孔为例，非限定实施例叙述如下:
[0022]取改性植物纤维50份、HDPE30份、无机粉体12份、相容剂830H4.5份、润滑剂EBS0.2份、抗氧剂10100.2份、紫外线吸收剂0.1份，无机颜料3份，投入高速搅拌釜内搅拌混合均匀，然后用平行双螺杆造粒机造粒，最后将粒料导入挤出机进料罐，在140?180°C下挤出，通过插接柱模具和榫插销模具分别得到插接柱和榫插销。
[0023]本复合材料按GB/T20418-2012规定的方法检测，弯曲强度42KPa、弯曲模量5200KPa、无缺口冲击强度7KJ/M2。本组件完全适合构建轻型建筑物的组装式梁、柱。
【主权项】
1.一种由生物质树脂复合材料加工的用于组装式梁、柱的组件，其特征在于:本组件由插接柱(I)和榫插销(2)所构成；插接柱(I)的截面呈平行四边形，在四个侧面上各开有燕尾槽(3)，在插接柱(I)内有至少三只对称分布的轴向通孔(4);榫插销(2)的截面呈两底边相连的梯形，榫插销(2)和燕尾槽(3)榫卯配合。2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于:插接柱(I)的截面正方形。3.根据权利要求1或2所述的组件，其特征在于:插接柱(I)内有五只对称分布的轴向通孔⑷。
【专利摘要】一种由生物质树脂复合材料加工的用于组装式梁、柱的组件，由插接柱(1)和榫插销(2)所构成，插接柱(1)的截面呈平行四边形，在四个侧面各开有燕尾槽(3)。在插接柱(1)内有至少三只对称分布的轴向通孔(4)；榫插销(2)截面呈两底面相连的梯形，榫插销(2)和燕尾槽(3)榫卯配合。本生物质树脂复合材料是一种用硅酸钠溶液、十二烷基苯磺酸钠和软脂酸对植物纤维进行改性得到的改性植物纤维增强的木塑材料，其弯曲强度25～45MPa、弯曲模量3000～5500MPa、远高于GB/T20418-2012规定的指标。本材料不仅可作为装饰材料，也可作为结构材料，用来加工轻型建筑物承重受力的结构件梁、柱等。
【IPC分类】E04C3/36, C08L97/02, C08L23/12, E04C3/28, C08L23/06, C08L27/06, C08K3/34, C08K3/26
【公开号】CN204940701
【申请号】CN201520772616
【发明人】桂晓天, 徐凌秀, 张人勤, 吕常青, 何理, 桂先伦
【申请人】李金东, 吕常青, 张人勤, 桂晓天
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月30日