【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种分级梯度结构的重组集成材料及其制备方法和用途，属于生物质材料应用领域，特别是木质材料和/或竹质材料应用领域。
技术介绍
1、木质复合材料是我国木材工业的发展重点，主要包括纤维板、刨花板和胶合板等三大板种，木质复合材料作为四大材料中唯一可再生、可自然降解的理想环境材料，是经济建设和人民生活不可缺少的重要绿色资源。目前面临木材资源短缺、材料和制品性能不高等难题，已经不能满足市场对高性能和新型生态木质复合材料的巨大需求，如何利用丰富的人工林资源在传统木质复合材料的基础上，开发出具有高性能和高附加值的木质复合材料并拓展其新的应用领域已经成为木材加工领域的研究新热点。
2、重组集成技术作为人工林木材和竹材高值化先进制造前沿技术研究热点，它可克服人工林木材和竹材的径级小、材质软、强度低和材质不均等缺陷，并作为木质复合材料生产大规格结构集成材料的主要方法，可实现材料在大跨度、高层木结构建筑领域中的安全应用。但是，目前较大一部分的人工林和竹材主要用于非结构领域。
3、cn116945294a提供了一套包括非指接杉木胶合木层板的加工、基础数据的获取、筛选、指接接长等步骤，能够解决一些人工林杉木制备胶合木层板强度小、离散性高、出材率低、成本高等问题，可以制备出高强度、高模量的指接杉木胶合木层板。但该方法仅仅是对层板进行分级利用，没有从根本上解决材料的自身强度不足的问题。
4、cn113211587a主要是基于基材表层压缩增强的同时，通过控制热压板的温度对木材进行一次稳定性处理得到压缩增强木材，然
5、因此，研究一种分级梯度结构的重组集成材料及其制备方法，解决上述问题，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、专利技术要解决的问题
2、鉴于现有技术中存在的技术问题，本专利技术首先提供一种分级梯度结构的重组集成材料。本专利技术的分级梯度结构的重组集成材料力学强度高，从而能够作为结构材料使用，还能够解决力学离散性大、外观质量差的问题。本专利技术的重组集成材料的利用率高、强重比大、胶合界面粘结力好、表面平整度好。
3、进一步地，本专利技术还提供一种重组集成材料的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
4、用于解决问题的方案
5、本专利技术提供一种重组集成材料，所述重组集成材料具有对称异等组合结构；所述对称异等组合结构包括中心层、中间层以及外层，所述中间层与所述中心层的外表面相接触，所述外层与所述中间层的与所述中心层相反的表面相接触；其中，
6、所述重组集成材料包括重组集成材料单元，所述中心层包括第一重组集成材料单元，所述中间层包括第二重组集成材料单元，所述外层包括第三重组集成材料单元；并且，
7、设第一重组集成材料单元的静曲强度为μ1，第二重组集成材料单元的静曲强度为μ2，第三重组集成材料单元的静曲强度为μ3，则存在如下关系：
8、μ1<μ2<μ3；
9、设第一重组集成材料单元的弹性模量为μ’1，第二重组集成材料单元的弹性模量为μ’2，第三重组集成材料单元的弹性模量为μ’3，则存在如下关系：
10、μ’1<μ’2<μ’3。
11、根据本专利技术所述的重组集成材料，其中，所述第一重组集成材料单元的静曲强度为大于等于30mpa且小于50mpa，所述第一重组集成材料单元的弹性模量为大于等于5.5gpa且小于7.5gpa；
12、所述第二重组集成材料单元的静曲强度为大于等于50mpa且小于70mpa，所述第一重组集成材料单元的弹性模量为大于等于7.5gpa且小于9.5gpa；
13、所述第三重组集成材料单元的静曲强度为大于等于70mpa，所述第三重组集成材料单元的弹性模量为大于等于9.5gpa。
14、根据本专利技术所述的重组集成材料，其中，所述重组集成材料单元源自于生物质材料；优选地，所述生物质材料包括竹质材料和/或木质材料；和/或，所述重组集成材料单元的厚度为5-40mm。
15、根据本专利技术所述的重组集成材料，其中，所述重组集成材料单元经由增强定型处理得到；和/或，
16、通过使用胶黏剂形成所述对称异等组合结构；优选地，所述胶黏剂包括豆胶、异氰酸酯胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、聚氨酯胶黏剂、乳白胶中的一种或两种以上的组合。
17、本专利技术还提供一种根据本专利技术所述的重组集成材料的制备方法，其包括采用对称异等的组坯方式，将中心层、中间层以及外层复合成型的步骤。
18、根据本专利技术所述的制备方法，其包括以下步骤：
19、通过增强定型处理重组材料单元，得到重组集成材料单元；
20、利用应力分等机动态测量得出所述重组集成材料单元的弹性模量和静曲强度；
21、依据所述静曲强度和所述弹性模量的大小，将所述重组集成材料单元分为第一重组集成材料单元、第二重组集成材料单元和第三重组集成材料单元；
22、向第一重组集成材料单元、第二重组集成材料单元和第三重组集成材料单元导入胶黏剂后，采用对称异等的组坯方式进行组坯，将中心层、中间层以及外层复合成型形成复合坯料；
23、对所述复合坯料进行冷压和/或热压，得到所述重组集成材料。
24、根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述增强定型包括加热的同时施加恒定压力的步骤；优选地，所述增强定型处理的温度为150-200℃，所述增强定型处理时间为20-65min，所述恒定压力为0.5-5.5mpa。
25、根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述胶黏剂的施胶量为150-300g/m2。
26、根据本专利技术所述的制备方法，其中，所述热压的温度为100-170℃，所述热压的压力为8-20kg/cm2，所述热压的时间为0.5-3min/mm；和/或，
27、所述冷压的温度为10-40℃，所述冷压的压力为10-20kg/cm2，所述冷压的时间为60-180min。
28、本专利技术还提供一种根据本专利技术所述的重组集成材料在承重和/或房屋建造中的用途。
29、专利技术的效果
30、本专利技术的分级梯度结构的重组集成材料的力学强度高，外观质量优异，从而能够作为结构材料使用。本专利技术的重组集成材料的利用率高、强重比大、胶合界面粘结力及表面平整度均优异。
31、本专利技术的重组集成材料的制备方法简单易行，原料易于获取，适合大批量生产。
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1.一种重组集成材料，其特征在于，所述重组集成材料具有对称异等组合结构；所述对称异等组合结构包括中心层、中间层以及外层，所述中间层与所述中心层的外表面相接触，所述外层与所述中间层的与所述中心层相反的表面相接触；其中，
2.根据权利要求1所述的重组集成材料，其特征在于，所述第一重组集成材料单元的静曲强度为大于等于30MPa且小于50MPa，所述第一重组集成材料单元的弹性模量为大于等于5.5GPa且小于7.5Gpa；
3.根据权利要求1或2所述的重组集成材料，其特征在于，所述重组集成材料单元源自于生物质材料；优选地，所述生物质材料包括竹质材料和/或木质材料；和/或，所述重组集成材料单元的厚度为5-40mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的重组集成材料，其特征在于，所述重组集成材料单元经由增强定型处理得到；和/或，
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的重组集成材料的制备方法，其特征在于，包括采用对称异等的组坯方式，将中心层、中间层以及外层复合成型的步骤。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：>
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述增强定型包括加热的同时施加恒定压力的步骤；优选地，所述增强定型处理的温度为150-200℃，所述增强定型处理时间为20-65min，所述恒定压力为0.5-5.5MPa。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂的施胶量为150-300g/m2。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热压的温度为100-170℃，所述热压的压力为8-20kg/cm2，所述热压的时间为0.5-3min/mm；和/或，
10.一种根据权利要求1-4任一项所述的重组集成材料在承重和/或房屋建造中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种重组集成材料，其特征在于，所述重组集成材料具有对称异等组合结构；所述对称异等组合结构包括中心层、中间层以及外层，所述中间层与所述中心层的外表面相接触，所述外层与所述中间层的与所述中心层相反的表面相接触；其中，
2.根据权利要求1所述的重组集成材料，其特征在于，所述第一重组集成材料单元的静曲强度为大于等于30mpa且小于50mpa，所述第一重组集成材料单元的弹性模量为大于等于5.5gpa且小于7.5gpa；
3.根据权利要求1或2所述的重组集成材料，其特征在于，所述重组集成材料单元源自于生物质材料；优选地，所述生物质材料包括竹质材料和/或木质材料；和/或，所述重组集成材料单元的厚度为5-40mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的重组集成材料，其特征在于，所述重组集成材料单元经由增强定型处理得到；和/或，
5.一种根据权利要求1-4任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张亚慧，于文吉，杨昱昕，杨晨，黄宇翔，赖相燕，齐越，张亚梅，周昌平，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院木材工业研究所，
类型：发明
国别省市：
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