CN104672944B - 秸塑复合型板材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种秸塑复合型板材的制备方法，包括（1）研磨原材料；（2）制备改性秸杆粉；（3）制备改性秸塑复合材料；（3）型材装配等步骤，采用该制备方法在中空的板材中添加改性秸塑复合型材料，并压实紧密，获得秸塑复合型板材；该方法工艺简单，可操作性强；采用铬化砷酸铜为防腐剂，具有清洁、无臭等特点；防腐剂烷基铜铵化合物不含砷、铬等化学物质，对环境无不良影响，且不会对人畜鱼及植物造成危害；从而采用该方法所制备的秸塑复合型板材节约了秸塑，降低了成本，而且零环境污染，实现了环境友好，对人身体没有任何伤害，适用于商业广泛推广；同时可采用回收的废旧秸杆，进一步大大降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种秸塑复合型板材的制备方法。
背景技术
目前，随着人们的生活水平的提高，板材在家居装修行业拥有具大的市场；市场上板材的种类多种多样，如同耐火板、烤漆板、PVC模压吸塑板、防潮刨花板等，而人们对于用于制作家庭橱柜或地板的板材的质量要求也越来越高，也越来越注重所用板材是否对环境有污染，是否对身体有伤害。除实木板以外，目前绝大多数板材都是采用密度板或刨花板做板芯材料，刨花板是以三聚氰氨浸渍纸贴热压制成，对人身体有很大的伤害。对此人们也进行一些改进和研究，有的还申请了专利，如中国专利（授权公告号为CN101747550B）公开了一种模压法纤维增强秸塑复合橱柜板材及其制备方法，该制备方法采用模压法将秸塑材料压成板材，该方法中依然采用了三聚氰氨，仍然无法消除对人身体的伤害，同时该方法工艺复杂，可操作性差。
因此，现在需要开发一种合适的简单的可操作性强的工艺方法制备秸塑复合型板材。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种工艺简单，可操作性强，生产率高的秸塑复合型板材的制备方法，且采用该方法所制备的秸塑复合型板材节约了秸塑，降低了成本，而且零环境污染，产量大，适用于商业广泛推广。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是，该秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将秸杆磨成粒度为1~120目的粉末并烘干至含水量为0.5%~15%；将矿物质磨成粒度为40~800目的粉末并烘干至含水量为0.5%~15%；
（2）制备改性秸秆粉：
按重量份配比称取步骤（1）中所得的秸秆粉90~110份，放入高速混合机，将高速混合机升温至80~150℃；然后加入矿物质粉80~200份和防腐剂1~20份，在转速为350~450转/分下进行混合，混合时间为15~30分钟；并加热烘干，加热时间至少为10分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉90~110份，塑料母料20~400份，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑母料；
（4）型材装配：在步骤（2）中所得的充分混合的改性秸塑复合型材料直接填充至空腔的板材中，压实紧密后，采用商用封口胶接口处粘合即可获得秸塑复合型板材。
采用上述技术方案，实现通过简单的工艺过程获得了广泛适用于家居板材的环境友好地秸塑复合型板材，从而通过该方法制备的板材节约了原材料，降低了成本；同时该方法在制备过程无“三废”产生，实现了零排放和零环境污染；适用于商业推广。
本发明进一步改进在于，所述秸秆为农田作物秸秆或入侵生物秸秆或含植物纤维的农林废弃物。通过采用废弃的农林作物，可以进一步节约成本。
本发明进一步改进在于，所述矿物质为蒙脱土、石英粉、碳酸钙、硅灰石、玻璃微珠、矿渣粉、粉煤灰中的一种或至少两种的组合。通过多种矿物质组合可以提高板材的力学性能。
本发明进一步改进在于，所述防腐剂为铬化砷酸铜、烷基铜铵化合物中的一种或至少两种的组合。采用铬化砷酸铜为防腐剂，具有清洁、无臭等特点；防腐剂烷基铜铵化合物不含砷、铬等化学物质，对环境无不良影响，且不会对人身体和畜鱼及植物造成危害，实现了零甲醛污染。
本发明进一步改进在于，所述步骤（3）制备秸塑复合材料中的塑料包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、聚乳酸（PLA）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚苯乙烯（PS）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯硫醚（PPS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯醚（PPO）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）中的1种或至少2种的组合，或者是回收的废旧塑料。通过与改性秸杆粉与塑料复合形成可降解的秸塑矿物复合材料，可以提高板材的硬度，同时增加板材的可降解性；采用回收的废旧塑料，进一步节约了资源，降低了成本。
作为本发明的优选方案，其特征在于，所述农田作物秸秆为小麦或水稻或油菜或玉米芯。
作为本发明的优选方案，所述步骤（3）型材装配中的秸塑板材为地板板材或墙体板材或箱柜板材。
采用本发明的技术方案，其产生的有益效果是：采用该制备方法在中空的秸塑板材中添加改性秸塑复合型材料，获得秸塑复合型板材；该方法工艺简单，可操作性强；采用铬化砷酸铜为防腐剂，具有清洁、无臭等特点；防腐剂烷基铜铵化合物不含砷、铬等化学物质，对环境无不良影响，且不会对人畜鱼及植物造成危害；从而采用该方法所制备的秸塑复合型板材节约了秸塑，降低了成本，而且零环境污染，实现了环境友好，对人身体没有任何伤害，适用于商业广泛推广；同时可采用回收的废旧秸杆，进一步大大降低了成本；这种秸塑板材的力学性能与防水性能均很强且废弃后，在堆肥条件下，6个月即可实现95%以上的降解，能回收再利用，减少了资源的浪费。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明秸塑复合型板材的结构示意图；
其中：1-改性秸塑复合型材料；2-中空秸塑板材；3-封口连接处。
具体实施方式
实施例1：选取杨木粉为秸杆原料；
该秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将杨木粉用机械设备粉碎研磨成粒度为80目的粉末；干燥至含水量为4%；将碳酸钙粉用机械设备粉碎研磨成粒度为400目的粉末；干燥至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：
按重量份配比称取步骤（1）中所得的杨木粉2000g，放入高速混合机，升温至130℃，再加入碳酸钙粉2000g和防腐剂铬化砷酸铜100g，在转速为360转/分下进行混合，混合时间为15分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉4000g，塑料母料8000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑母料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的充分混合的改性秸塑复合型材料直接填充至空腔的塑料板材中（如图1）并压实，采用商用封口胶接口处粘合即可获得秸塑复合型板材，能够使用3年以上且废弃的板材在肥堆中可以自行降解，6个月降解率达90%；经测试，其力学强度为6.64Mpa。
实施例2：选取小麦秸秆粉为秸杆原料；
该秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将小麦秸秆粉用机械设备粉碎研磨成粒度为60目的粉末；干燥至含水量为6%；将矿渣粉用机械设备粉碎研磨成粒度为300目的粉末；干燥至含水量为3%；
（2）制备改性秸秆粉：
按重量份配比称取步骤（1）中所得的小麦秸秆粉2200g，放入高速混合机，升温至90℃，再加入碳酸钙粉2200g和防腐剂铬化砷酸铜60g，在转速为400转/分下进行混合，混合时间为25分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉4400g，塑料母料4000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑母料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的充分混合的改性秸塑复合型材料直接填充至空腔的秸塑板材中（如图1）并压实，采用商用封口胶接口处粘合即可获得秸塑复合型板材，能够使用3年以上，且废弃的板材在肥堆中可以自行降解，6个月降解率达95%，经测试，其力学强度为6.645Mpa。
实施例3：选取水稻秸秆粉为秸杆原料；
该秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将水稻秸秆粉用机械设备粉碎研磨成粒度为100目的粉末；干燥至含水量为4%；将硅灰石粉用机械设备粉碎研磨成粒度为500目的粉末；干燥至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：
按重量份配比称取步骤（1）中所得的水稻秸秆粉1800g，放入高速混合机，升温至150℃，再加入硅灰石粉1600g和防腐剂铬化砷酸铜200g，在转速为450转/分下进行混合，混合时间为30分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉3600g，塑料母料5000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑母料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的充分混合的改性秸塑复合型材料直接填充至空腔的木料板材中（如图1）并压实，采用商用封口胶接口处粘合即可获得秸塑复合型板材，能够使用3年以上且废弃的板材在肥堆中可以自行降解，6个月降解率达90%；经测试，其力学强度为6.32Mpa。
实施例4：选取玉米芯秸秆粉为秸杆原料；
该秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将玉米芯秸秆粉用机械设备粉碎研磨成粒度为120目的粉末；干燥至含水量为4%；将石英粉用机械设备粉碎研磨成粒度为600目的粉末；干燥至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：
按重量份配比称取步骤（1）中所得的玉米芯秸秆粉2000g，放入高速混合机，升温至120℃，再加入石英粉1500g、硅灰石粉1500g和防腐剂氨溶烷基胺铜200g，在转速为420转/分下进行混合，混合时间为20分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉5000g，塑料母料9000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑母料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的充分混合的改性秸塑复合型材料直接填充至空腔的实木板材中（如图1）并压实，采用商用封口胶接口处粘合即可获得秸塑复合型板材，能够使用5年以上且废弃的板材在肥堆中可以自行降解，6个月降解率达90%；经测试，其力学强度为6.89Mpa。
实施例5：选取油菜秸秆粉为秸杆原料；
该秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将油菜秸秆粉用机械设备粉碎研磨成粒度为110目的粉末；干燥至含水量为4%；将蒙脱土用机械设备粉碎研磨成粒度为700目的粉末；干燥至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：
按重量份配比称取步骤（1）中所得的油菜秸秆粉2000g，放入高速混合机，升温至110℃，再加入蒙脱土1600g、矿渣粉1000g、粉煤灰1000g和防腐剂铬化砷酸铜50g，氨溶烷基胺铜80g，在转速为360转/分下进行预混合，混合时间为25分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉5000g，塑料母料3500g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑母料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的充分混合的改性秸塑复合型材料直接填充至空腔的塑料板材中（如图1），采用商用封口胶接口处粘合即可获得秸塑复合型板材，能够使用5年以上且废弃的板材在肥堆中可以自行降解，6个月降解率达95%；经测试，其力学强度为6.98Mpa。
实施例6：选取松木粉为秸杆原料；
该秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将松木粉用机械设备粉碎研磨成粒度为120目的粉末；干燥至含水量为4%；将粉煤灰用机械设备粉碎研磨成粒度为800目的粉末；干燥至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：按重量份配比称取步骤（1）中所得的松木粉2000g，放入高速混合机，升温至130℃，再加入粉煤灰粉3800g和防腐剂铬化砷酸铜80g、氨溶烷基胺铜50g，在转速为360转/分下进行预混合，混合时间为25分钟，获得改性秸塑复合材料；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉5000g，塑料母料2000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑母料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的充分混合的改性秸塑复合型材料直接填充至空腔的秸塑板材中（如图1）并压实，采用商用封口胶接口处粘合即可获得秸塑复合型板材，能够使用4年以上且废弃的板材在肥堆中可以自行降解，6个月降解率达92%；经测试，其力学强度为6.9Mpa。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将秸秆磨成粒度为80目的粉末并烘干至含水量4%；将碳酸钙粉磨成粒度为400目的粉末并烘干至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：按重量份配比称取步骤（1）中所得的秸秆粉2000g，放入高速混合机，将高速混合机升温至130℃；然后加入碳酸钙粉2000g和防腐剂铬化砷酸铜100g，在转速为360 转/ 分下进行混合，混合时间为15分钟,获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉4000g，塑料母料8000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑复合材料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的秸塑复合材料直接填充至空腔的板材中，压实紧密后，采用封口胶接口处粘合即获得秸塑复合型板材；
所述步骤（4）型材装配中的秸塑复合型板材为地板板材或墙体板材或箱柜板材。
2.一种秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将小麦秸秆粉磨成粒度为60目的粉末并烘干至含水量6%；将矿渣粉磨成粒度为300目的粉末并烘干至含水量为3%；
（2）制备改性秸秆粉：按重量份配比称取步骤（1）中所得的小麦秸秆粉2200g，放入高速混合机，将高速混合机升温至90℃；然后加入矿渣粉2200g和防腐剂铬化砷酸铜60g，在转速为400 转/ 分下进行混合，混合时间为25分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉4400g，塑料母料4000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑复合材料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的秸塑复合材料直接填充至空腔的板材中，压实紧密后，采用封口胶接口处粘合即获得秸塑复合型板材；
所述步骤（4）型材装配中的秸塑复合型板材为地板板材或墙体板材或箱柜板材。
3.一种秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将水稻秸秆粉磨成粒度为100目的粉末并烘干至含水量4%；将硅灰石粉磨成粒度为500目的粉末并烘干至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：按重量份配比称取步骤（1）中所得的水稻秸秆粉1800g，放入高速混合机，将高速混合机升温至150℃；然后加入硅灰石粉1600g和防腐剂铬化砷酸铜200g，在转速为450 转/ 分下进行混合，混合时间为30分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉3600g，塑料母料5000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑复合料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的秸塑复合材料直接填充至空腔的板材中，压实紧密后，采用封口胶接口处粘合即获得秸塑复合型板材；
所述步骤（4）型材装配中的秸塑复合型板材为地板板材或墙体板材或箱柜板材。
4.一种秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将玉米芯秸秆磨成粒度为120目的粉末并烘干至含水量4%；将石英粉磨成粒度为600目的粉末并烘干至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：按重量份配比称取步骤（1）中所得的玉米芯秸秆粉2000g，放入高速混合机，将高速混合机升温至120℃；然后加入石英粉1500g、硅灰石粉1500g和防腐剂氨溶烷基胺铜200g，在转速为420转/ 分下进行混合，混合时间为20分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉5000g，塑料母料9000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑复合材料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的秸塑复合材料直接填充至空腔的板材中，压实紧密后，采用封口胶接口处粘合即获得秸塑复合型板材；
所述步骤（4）型材装配中的秸塑复合型板材为地板板材或墙体板材或箱柜板材。
5.一种秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将油菜秸秆粉磨成粒度为110目的粉末并烘干至含水量4%；将蒙脱土磨成粒度为700目的粉末并烘干至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：按重量份配比称取步骤（1）中所得的油菜秸秆粉2000g，放入高速混合机，将高速混合机升温至110℃；然后加入蒙脱土1600g、矿渣粉1000g、粉煤灰1000g和防腐剂铬化砷酸铜50g、氨溶烷基胺铜80g，在转速为360 转/ 分下进行混合，混合时间为25分钟，获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉5000g，塑料母料3500g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑复合材料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的秸塑复合材料直接填充至空腔的板材中，压实紧密后，采用封口胶接口处粘合即获得秸塑复合型板材；
所述步骤（4）型材装配中的秸塑复合型板材为地板板材或墙体板材或箱柜板材。
6.一种秸塑复合型板材的制备方法，包括以下步骤：
（1）研磨原材料：将秸秆磨成粒度为120目的粉末并烘干至含水量4%；将粉煤灰磨成粒度为800目的粉末并烘干至含水量为2%；
（2）制备改性秸秆粉：按重量份配比称取步骤（1）中所得的秸秆粉2000g，放入高速混合机，将高速混合机升温至130℃；然后加入粉煤灰粉3800g和防腐剂铬化砷酸铜80g、氨溶烷基胺铜50g，在转速为360 转/ 分下进行混合，混合时间为25分钟,获得改性秸秆粉；
（3）制备秸塑复合材料：按重量份配比称取步骤（2）中的获得的改性秸秆粉5000g，塑料母料2000g，将改性秸秆粉与塑料母料塑化复合造粒形成秸塑复合材料；
（4）型材装配：在步骤（3）中所得的秸塑复合材料直接填充至空腔的板材中，压实紧密后，采用封口胶接口处粘合即获得秸塑复合型板材；
所述步骤（4）型材装配中的秸塑复合型板材为地板板材或墙体板材或箱柜板材。
7.如权利要求1-6任一项所述的秸塑复合型板材的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）制备秸塑复合材料中的塑料母料包括聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、聚乳酸（PLA）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚苯乙烯（PS）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯硫醚（PPS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯醚（PPO）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或丙烯腈- 苯乙烯- 丁二烯共聚物（ABS）中的1 种或至少2 种的组合，或者是回收的废旧塑料。
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