CN103420644A - 生物质纤维墙体模块及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

一种生物质纤维墙体模块及其制备工艺，将废弃的农作物植物纤维棉秆，麦秆，葵花秆，马铃薯秆，麻秆，油菜秆等切断呈小段，然后与氢氧化镁，氢氧化钙，氧化镁等防火防水的助剂混合，再用生物质复合胶，蛋白质胶，淀粉胶等环保的生态胶胶黏剂粘接，再放入成型模具中热压制成墙体模块；这种生物质纤维墙体模块质量轻，生产工艺简单，防火防水性能好，采用可再生的生物质资源作为生产墙体的原料，有效的缓解了建筑的资源和能源消耗，因此，本发明所述的生物质纤维墙体模块是一种优异的绿色建材材料。

Description

生物质纤维墙体模块及其制备工艺

技术领域

本发明属于建筑墙体材料技术领域，特别涉及一种生物质纤维墙体模块以及制备工艺。 

背景技术

现有的建筑墙体多为砖混结构，砖混结构墙体的建筑大多数为住宅建筑，而办公写字楼大多数是高强钢为骨架，玻璃作为墙体的结构，不论砖混，还是玻璃，他们均非可再生资源；因此，对绿色环保的墙体材料及墙体模块的研究开发越来越受到人们的关注，申请号为200810300162.1的专利文献中公开了一种生物质墙体模块及加工方法，该专利文献虽然对采用生物质农作物秸秆生产建筑墙体的构想做了描述，但包括权利要求书在内的专利文献中存在多处错误和不合理的地方，如在其权利要求4所述蛋白质胶的提取中，所采用的“碱法水解溶出分离法”并没有在文献中充分公开，从该方法名称的字面理解，应是用碱溶液溶解蛋白质，在用盐析的方法沉淀出蛋白质，这种方法提取的蛋白质量是非常少的，无法满足制备大量胶黏剂的需要，因而农作物秸秆不能通过足够的胶黏剂粘接在一起，所以根据该专利文献的方法无法获得生物质墙体模块，又如权利要求9所述的“各种物料之间以胶黏剂进行胶结”，该权项所引用权项为独立权利要求1，独立权利要求1所描述的物料除了植物纤维和植物香料外，还包括生物质胶黏剂，石灰石粉，熟石灰，氢氧化镁。根据权利要求9所述内容，需要将胶黏剂作为独立的物料层与其自身进行胶结，这是特别明显的一个逻辑错误，而熟石灰和氢氧化镁也并非独立物料需要用胶黏进行胶结，根据其他权利要求项的描述，熟石灰和氢氧化镁是作为助剂分散到植物纤维中的；该文献的权利要求书和说明书中还有多处技术错误和逻辑矛盾，在此不再赘述，总之，根据申请号为200810300162.1的专利文献无法制备得到生物质墙体。专利号为CN 02109649.X的“节能、环保、轻体、保温复合墙体及其安装方法”中公开了一种墙体，其加工过程是先制备好各层板材，然后再通过胶粘剂将各层粘接成为复合型墙体材料，制备过程较为繁琐，而且采用钢筋和金属丝网作为墙体模块的支撑物，并未节约资源和提升环保性。申请号为200610028996.2的专利申请公开了一种“植物纤维建筑装饰材料及其生产工艺”，在其生产工艺中，植物纤维需粉碎至100目，要得到粒度如此小的粉末颗粒需要较多的能量，并且在其生产过程玉米淀粉的总用量均在50%~80%，生产成本很高。 

发明内容

为了解决上述技术方案中存在的问题及墙体产品的缺点，本发明提供一种生物质复合材料墙体模块及其加工工艺，该墙体模块主要由植物纤维、生物质胶粘剂、提高墙体模块环境耐性的助剂等组成。，生产原料来源广泛、工艺简单，成本低，所制得墙体模块机械强度高，质轻、环保及防水防火性能优异，是一种优良的新型绿色建筑材料。 

一种生物质纤维墙体模块，其特征在于各组分的重量百分比是： 

农作物纤维秸秆：60-90%；

环境耐性助剂：5-10%；

胶粘剂：5-15%；

石灰石粉：10-15%。

所述的植物纤维为农作物纤维废弃物，包括小麦秆、燕麦秆、黑麦秆、荞麦秆、粟秆、黍稷秆、棉花秆、高粱秆、葵花秆、红花秆、大豆秆、豌豆秆、蚕豆秆、菜豆秆、鹰咀豆秆、绿豆秆、饭豆秆、滨豆秆、胡麻秆、玉米秆、马铃薯秆、薯芋秆、山药秆、大薯秆、菊芋秆、豆薯秆、甜菜秆、甘薯秆、木薯秆、芦粟秆、糖槭秆、花生秆、芦苇、芨芨草、油菜秆、芝麻秆、芥菜秆、油萝卜秆、大麻秆，红麻秆、苎麻秆、黄麻秆、苘麻秆、红麻秆、柽麻秆、剑麻秆、番麻秆、蕉麻秆、蛇麻秆、苏丹草、田菁、苜蓿、甜菊秆、谷壳、竹粉、木屑、甘蔗渣、玉米芯、花生壳，选用其中的一种或几种。 

所述的胶粘剂可为生物质复合胶黏剂，蛋白质胶黏剂，淀粉胶黏剂，脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂，三聚氰胺缩甲醛胶黏剂的一种或几种的混合物，优先选用生物质复合胶黏剂，蛋白质胶黏剂，淀粉胶黏剂中的一种或几种的混合物，以提升墙体模块的环保性能。 

所述环境耐性助剂可为氢氧化钙，氢氧化镁，氧化镁中的一种或几种的混合物，用于提高墙体模块的防火及防水性能。 

生物质纤维墙体模块的制备工艺，包括以下步骤： 

（1）秸秆预处理：

将收集到的农作物纤维进行分类挑选，干燥；

（2）切断阶段：

将预处理之后的农作物纤维切断成长度是0.5-5cm，宽度0.5-2cm的秸秆，筛分除尘； 

（3）助剂处理：

先对切断的秸秆进行增湿处理，将环境耐性助剂喷洒在秸秆上，喷洒量为秸秆总量的5-10%，搅拌使其在秸秆表面充分分散；

（4）胶黏剂处理：

向上述助剂处理后的秸秆中喷洒胶黏剂，充分搅拌使胶液与秸秆均匀分散混合，胶黏剂的喷洒量为5-15%；

（5）加工布料：

在辗压模具的底板上均匀铺撒一层石灰石粉，再均匀喷洒胶黏剂，然后再平整地铺撒一层胶黏剂处理后的秸秆，铺设厚度为7-20cm，再在秸秆表面上喷洒胶黏剂，然后再铺撒一层石灰石粉；

（6）热压：

先用热压机在压力为1.5MPa，温度为95-135℃下热压1-6min；再将压力调为3.5MPa，热压1-9min； 

（7）墙体模块的制备：

将模具中的成型生物质纤维墙体切割成一定规格的模块，边沿平滑处理，风干干燥；

（8）表面处理：

在干燥后的墙体模块表面可喷淋或涂刷一层防火涂料。

本发明的有益效果是：本发明所述的生物物纤维墙体模块85%的原料是生物质秸秆，生产过程中不需要烧结，减少了常规能源的消耗和温室气体的排放。并且本发明中所采用的胶粘剂可优先选用生物质复合胶黏剂，淀粉胶和蛋白胶中的一种，或几种配合使用，不含有甲醛等对人体有害的成分，不仅生态环保，而且价格低廉，胶接性也很好。所述墙体重量轻，平均每立方米的重量仅有180~280公斤，可大幅度减轻建筑的自重，降低施工难度和地基、建筑承重支撑体系的费用，墙体具有质轻、环保、防水防火、强度高、韧性好、抗震性能优异等特点；在建筑建造过程中对墙体完全可以实现干法施工，提高了施工效率，降低了劳动强度；当墙体被拆除并报废后，可以在一定的物理条件下分散开，并重新再加工成墙体，实现资源的重复再生利用，很大程度上减少了建筑垃圾的产生。 

附图说明

图1为本发明生物质纤维墙体模块的横截面。 

图中：1为石灰石层；2为生物质纤维层。 

具体实施方式

本发明的实施分为如下步骤： 

一．物料的准备 

（1）农作物秸秆准备及处理：

取农作物纤维废弃物其中的一种或几种进行分类挑选，筛分除尘；干燥；然后切断成长度是0.5-5cm，宽度0.5-2cm的小段；

所述的农作物纤维废弃物是小麦秆、燕麦秆、黑麦秆、荞麦秆、粟秆、黍稷秆、棉花秆、高粱秆、葵花秆、红花秆、大豆秆、豌豆秆、蚕豆秆、菜豆秆、鹰咀豆秆、绿豆秆、饭豆秆、滨豆秆、胡麻秆、玉米秆、马铃薯秆、薯芋秆、山药秆、大薯秆、菊芋秆、豆薯秆、甜菜秆、甘薯秆、木薯秆、芦粟秆、糖槭秆、花生秆、芦苇、芨芨草、油菜秆、芝麻秆、芥菜秆、油萝卜秆、大麻秆，红麻秆、苎麻秆、黄麻秆、苘麻秆、红麻秆、柽麻秆、剑麻秆、番麻秆、蕉麻秆、蛇麻秆、苏丹草、田菁、苜蓿、甜菊秆、谷壳、竹粉、木屑、甘蔗渣、玉米芯、花生壳，选用其中的一种或几种。

（2）胶黏剂的准备：

所述的胶粘剂可为生物质复合胶黏剂，蛋白质胶黏剂，淀粉胶黏剂，脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂，三聚氰胺缩甲醛胶黏剂的一种或几种混合使用。

（3）环境耐性助剂的准备：

所述环境耐性助剂可为氢氧化钙，氢氧化镁，氧化镁中的一种或几种的混合物。

二．计算用量 

按照如下各组分占总重量的百分比计算各组分的用量：

农作物纤维秸秆：60-90%；

环境耐性助剂：5-10%；

胶粘剂：5-15%；

石灰石粉：10-15%。

三．制备加工 

生物质纤维墙体模块的制备工艺，包括以下步骤：

（1）助剂处理：

先对切断的秸秆进行增湿处理，将环境耐性助剂喷洒在秸秆上，喷洒量为秸秆总量的5-10%，搅拌使其在秸秆表面充分分散；

（2）胶黏剂处理：

向上述助剂处理后的秸秆中喷洒胶黏剂，充分搅拌使胶液与秸秆均匀分散混合，胶黏剂的喷洒量为5-15%；

（3）加工布料：

在辗压模具的底板上均匀铺撒一层石灰石粉，再均匀喷洒胶黏剂，然后再平整地铺撒一层胶黏剂处理后的秸秆，铺设厚度为7-20cm，再在秸秆表面上喷洒胶黏剂，然后再铺撒一层石灰石粉；

（4）热压：

先用热压机在压力为1.5MPa，温度为95-135℃下热压1-6min；再将压力调为3.5MPa，热压1-9min； 

（5）墙体模块的制备：

将模具中的成型生物质纤维墙体切割成一定规格的模块，边沿平滑处理，风干干燥；

（6）表面处理：

在干燥后的墙体模块表面可喷淋或涂刷一层防火涂料。

本发明中所采用的原料以生物质材料为主，不含任何有毒、有害成分，充分利用了农作物废弃物，避免农作物因焚烧或掩埋发酵产生的环境污染，起到固化二氧化碳的作用，也解决了资源浪费等问题，同时也帮助了农民增收。其次，墙体材料制备过程中一次压制成分层结构，满足隔热、隔音、保温、阻燃的要求，避免了常规分层结构墙体材料制备过程中首先要生产出各板层，然后再通过添加胶粘剂将进行粘接的工序，省工省时，而且层与层之间的粘接也更牢固。模块化的构造，安装及拆卸方便，当模块发生破损时只需更换破损的模块即可，而且破损的模块可以运回加工厂做再生处理，资源得到循环利用。  

Claims (5)

1.一种生物质纤维墙体模块，其特征在于各组分的重量百分比是：

农作物纤维秸秆：60-90%；

环境耐性助剂：5-10%；

胶粘剂：5-15%；

石灰石粉：10-15%。

2.根据权利要求1所述的生物质纤维墙体模块，其特征在于：所述的植物纤维为农作物纤维废弃物，包括小麦秆、燕麦秆、黑麦秆、荞麦秆、粟秆、黍稷秆、棉花秆、高粱秆、葵花秆、红花秆、大豆秆、豌豆秆、蚕豆秆、菜豆秆、鹰咀豆秆、绿豆秆、饭豆秆、滨豆秆、胡麻秆、玉米秆、马铃薯秆、薯芋秆、山药秆、大薯秆、菊芋秆、豆薯秆、甜菜秆、甘薯秆、木薯秆、芦粟秆、糖槭秆、花生秆、芦苇、芨芨草、油菜秆、芝麻秆、芥菜秆、油萝卜秆、大麻秆，红麻秆、苎麻秆、黄麻秆、苘麻秆、红麻秆、柽麻秆、剑麻秆、番麻秆、蕉麻秆、蛇麻秆、苏丹草、田菁、苜蓿、甜菊秆、谷壳、竹粉、木屑、甘蔗渣、玉米芯、花生壳，选用其中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的生物质复合材料墙体模块，其特征在于：所述的胶粘剂可为生物质复合胶黏剂，蛋白质胶黏剂，淀粉胶黏剂，脲醛树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂，三聚氰胺缩甲醛胶黏剂的一种或几种混合使用。

4.根据权利要求1所述的生物质纤维墙体模块，其特征在于：所述环境耐性助剂可为氢氧化钙，氢氧化镁，氧化镁中的一种或几种的混合物。

5.生物质纤维墙体模块的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）秸秆预处理：

将收集到的农作物纤维进行分类挑选，干燥；

（2）切断阶段：

将预处理之后的农作物纤维切断成长度是0.5-5cm，宽度0.5-2cm的秸秆，筛分除尘； 

（3）助剂处理；

先对切断的秸秆进行增湿处理，将环境耐性助剂喷洒在秸秆上，喷洒量为秸秆总量的5-10%，搅拌使其在秸秆表面充分分散；

（4）胶黏剂处理：

       向上述助剂处理后的秸秆中喷洒胶黏剂，充分搅拌使胶液与秸秆均匀分散混合，胶黏剂的喷洒量为5-15%；

（5）加工布料：

在辗压模具的底板上均匀铺撒一层石灰石粉，再均匀喷洒胶黏剂，然后再平整地铺撒一层胶黏剂处理后的秸秆，铺设厚度为7-20cm，再在秸秆表面上喷洒胶黏剂，然后再铺撒一层石灰石粉；

 （6）热压

先用热压机在压力为1.5MPa，温度为95-135℃下热压1-6min；再将压力调为3.5MPa，热压1-9min； 

（7）墙体模块的制备：

将模具中的成型生物质纤维墙体切割成一定规格的模块，边沿平滑处理，风干干燥；

（8）表面处理：

       在干燥后的墙体模块表面可喷淋或涂刷一层防火涂料。

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