CN102555031B - 一种非木质植物纤维增强无机复合材制造方法 - Google Patents

Abstract

一种非木质植物纤维增强无机复合材制造方法，包括以下步骤：非木质植物纤维加工：固化剂配制：物料混合：机械铺装：连续冷压成型：自然养护：干燥：齐边与砂光：本发明可以使非木质植物纤维增强无机复合材的植物纤维用量提高到70%以上，产品静曲强度、弹性模量以及胶合强度分别提高41%、43%和38%，吸水厚度膨胀率降低60%，生产周期缩短30%以上，外观质量显著提高。

Description

一种非木质植物纤维增强无机复合材制造方法

技术领域

本发明属于复合材料制造领域，具体为一种非木质植物纤维增强无机复合材制造方法。

背景技术

无机复合材是以木质或非木质等植物碎料（或纤维）为增强材料，水泥、石膏等其它无机材料作为胶粘剂，辅之以其他添加剂经一定加工工艺而制成的一种复合材料。该材料具有质量轻，强度高，耐久性、耐候性、耐火性、耐热性、隔音性好，可装饰性能好（板材具有很好的机械加工性能，可对其进行钻、锯、磨、钉、胶结等加工，板材表面可贴装饰纸、喷灰浆和油漆等），生产和使用过程中不存在游离甲醛和酚等污染等众多优点，是一种绿色家具及建筑装修材料，能广泛应用于家具制造及室内外建筑装修领域。目前，我国植物基无机复合材生产主要采用半干法，植物碎料（或纤维）和水泥或石膏等无机胶粘剂混合主要通过搅拌机搅拌混合，混合均匀性差，植物纤维利用率低（通常植物碎料（或纤维）利用率不到40%）；另外，材料成型方式主要采用间歇式冷压成型，成型周期长（21天以上），板材加工成本高，力学性能及板材外观差，市场竞争力差，制约了植物基无机复合材的发展。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种非木质植物纤维增强无机复合材制造方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种非木质植物纤维增强无机复合材制造方法，包括以下步骤：

第一步：非木质植物纤维加工：通过铡草机将含水率为12%左右的稻草或麦秸等非木质植物原材料切成长20cm左右的段，然后通过锤式再碎机粉碎成40-80目的细小纤维；

第二步：固化剂配制：将固化剂（CaCl₂占70%，Na₂SiO₄占30%）配制成浓度为10%的水溶液；

第三步：物料混合：将加工好的非木质植物纤维通过气力输送系统负压输送，输送的同时将固化剂水溶液、无机胶粘剂与纤维均匀混合；具体方法是：在风机管道的出口处设置固化剂水溶液和无机胶粘剂两个物料入口；固化剂水溶液经喷枪雾化后喷入固化剂水溶液入口，无机胶粘剂被粉碎成90-100目的细粉状后通过螺旋运输机运至胶粘剂入口；三种原料在输送的同时均匀混合并输送至混合料仓储存；

第四步：机械铺装：将搅拌均匀的混合料送至机械铺装机铺装成一定厚度的连续板坯，然后通过板坯横截锯将板坯横截成一定规格的板坯；

第五步：连续冷压成型：将一定规格的板坯运送到钢垫板上，然后将多块板坯和钢垫板一起层叠在下托板上，上层再覆上上盖板，堆成一定厚度的板坯垛；然后板坯垛整体通过辊筒运输机送至固化室，板坯垛在辊筒运输机上运行的同时通过加压辊筒连续逐渐加压，压力逐渐增大，最后达到一个稳定值。板坯在稳定压力下固化成型，固化过程中固化室保持一定的湿度；固化室的长度与辊筒运输机的速度以及胶粘剂固化周期相关；

第六步：自然养生：将从固化室出来的已经卸压的板材半成品与钢垫板、下托板和上盖板分开后堆垛常温下堆放自然养生1周；

第七步：干燥：将自然养护后的板材送至干燥窑在80-90℃的温度下干燥至含水率为9-10%左右；

第八步：齐边与砂光：将干燥后的板材运送至纵横齐边锯进行纵横裁边处理，然后送至强力砂光机进行表面砂光处理，最后得到稻草碎料增强无机复合材成品。

有益效果

本发明可以使非木质植物纤维增强无机复合材的植物纤维用量提高到70%以上，产品静曲强度、弹性模量以及胶合强度分别提高41%、43%和38%，吸水厚度膨胀率降低60%，生产周期缩短30%以上，外观质量显著提高。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

稻草纤维加工：通过铡草机将含水率为12%左右的稻草切成长20cm左右的稻草段，然后通过锤式再碎机粉碎成60目的细小稻草纤维；固化剂配制：将固化剂（CaCl₂占70%，Na₂SiO₄占30%）配制成浓度为10%的水溶液；物料混合：将加工好的稻草纤维通过气力输送系统输送，输送的同时将固化剂水溶液、无机胶粘剂与纤维均匀混合，水与无机胶粘剂（绝干）质量比为0.4，固化剂（CaCl₂占70%，Na₂SiO₄占30%，绝干）占无机胶粘剂1.5%，稻草纤维（绝干）与无机胶粘剂（绝干）质量比为7:3。具体方法是：在风机管道的出口处设置固化剂水溶液和无机胶粘剂两个物料入口。固化剂水溶液经喷枪雾化后喷入固化剂水溶液入口，无机胶粘剂被粉碎成90目的细粉状后通过螺旋运输机运至胶粘剂入口。混合物料经物料输送系统混合输送至混合料仓储存，机械铺装：将搅拌均匀的混合料送至机械铺装机铺装成12mm厚的连续板坯，然后通过板坯横截锯将板坯横截成2440x1220mm的板坯；连续冷压成型，将一定规格的板坯运送到钢垫板上，然后将多块板坯和钢垫板一起层叠在下托板上，上层再覆上上盖板，堆成一定厚度的板坯垛。然后板坯垛整体通过辊筒运输机送至固化室，板坯垛在辊筒运输机上运行的同时通过加压辊筒加压，使板坯在一定的压力下固化成型。固化室的长度与辊筒运输机的速度以及胶粘剂固化周期相关；自然养生：将从固化室出来的已经卸压的板材半成品与钢垫板、下托板和上盖板分开后堆垛常温下堆放自然养生1周；干燥：将自然养生后的板材送至干燥窑在80℃的温度下干燥至含水率为9-10%左右；齐边与砂光：将干燥后的板材运送至纵横齐边锯进行纵横裁边处理，然后送至强力砂光机进行表面砂光处理，最后得到稻草纤维增强无机复合材成品。

实施例2

麦秸纤维加工：通过铡草机将含水率为12%左右的麦秸切成长20cm左右的麦秸段，然后通过锤式再碎机粉碎成70目的细小麦秸纤维；固化剂配制：将固化剂（CaCl₂占60%，Na₂SiO₄占40%）配制成浓度为10%的水溶液；物料混合：将加工好的麦秸纤维通过气力输送系统输送，输送的同时将固化剂水溶液、无机胶粘剂与麦秸纤维均匀混合，水与无机胶粘剂（绝干）质量比为0.4，固化剂（CaCl₂占60%，Na₂SiO₄占40%，绝干）占无机胶粘剂2.0%，麦秸纤维（绝干）与无机胶粘剂（绝干）质量比为8:2。具体方法是：在风机管道的出口处设置固化剂水溶液和无机胶粘剂两个物料入口。固化剂水溶液经喷枪雾化后喷入固化剂水溶液入口，无机胶粘剂被粉碎成100目的细粉状后通过螺旋运输机运至胶粘剂入口。混合物料经物料输送系统混合输送至混合料仓储存；机械铺装：将搅拌均匀的混合料送至机械铺装机铺装成18mm厚的连续板坯，然后通过板坯横截锯将板坯横截成2440x1220mm的板坯；连续冷压成型，将一定规格的板坯运送到钢垫板上，然后将多块板坯和钢垫板一起层叠在下托板上，上层再覆上上盖板，堆成一定厚度的板坯垛。然后板坯垛整体通过辊筒运输机送至固化室，板坯垛在辊筒运输机上运行的同时通过加压辊筒加压，使板坯在一定的压力下固化成型。固化室的长度与辊筒运输机的速度以及胶粘剂固化周期相关；自然养生：将从固化室出来的已经卸压的板材半成品与钢垫板、下托板和上盖板分开后堆垛常温下堆放自然养生1周；干燥：将自然养生后的板材送至干燥窑在90℃的温度下干燥至含水率为9-10%左右；齐边与砂光：将干燥后的板材运送至纵横齐边锯进行纵横裁边处理，然后送至强力砂光机进行表面砂光处理，最后得到非木质植物纤维增强无机复合材成品。 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种非木质植物纤维增强无机复合材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：非木质植物纤维加工：通过铡草机将含水率为12%左右的稻草或麦秸原材料切成长20cm左右的段，然后通过锤式再碎机粉碎成40-80目的细小非木质植物纤维；

第二步：固化剂配制：将固化剂配制成浓度为10%的水溶液，所述固化剂中CaCl₂占70%，Na₂SiO₄占30%；

第三步：物料混合：将加工好的非木质植物纤维通过气力输送系统负压输送，输送的同时将固化剂水溶液、无机胶粘剂与非木质植物纤维均匀混合；具体方法是：在风机的出口管道处设置固化剂水溶液和无机胶粘剂两个物料入口；固化剂水溶液经喷枪雾化后喷入固化剂水溶液入口，无机胶粘剂被粉碎成90-100目的细粉状后通过螺旋运输机运至胶粘剂入口；三种原料在输送的同时均匀混合并输送至混合料仓储存；

第四步：机械铺装：将搅拌均匀的混合料送至机械铺装机铺装成一定厚度的连续板坯，然后通过板坯横截锯将板坯横截成一定规格的板坯；

第五步：连续冷压成型：将一定规格的板坯运送到钢垫板上，然后将多块板坯和钢垫板一起层叠在下托板上，上层再覆上上盖板，堆成一定厚度的板坯垛；然后板坯垛整体通过辊筒运输机送至固化室，板坯垛在辊筒运输机上运行的同时通过加压辊筒加压，使板坯在一定的压力下固化成型；固化室的长度与辊筒运输机的速度以及胶粘剂固化周期相关；

第六步：自然养生：将从固化室出来的已经卸压的板材半成品与钢垫板、下托板和上盖板分开后堆垛常温下堆放自然养生1周；

第七步：干燥：将自然养生后的板材送至干燥窑在80-90℃的温度下干燥至含水率为9-10%；

第八步：齐边与砂光：将干燥后的板材运送至纵横齐边锯进行纵横裁边处理，然后送至强力砂光机进行表面砂光处理，最后得到稻草碎料增强无机复合材成品。