CN107363961A - 一种秸秆人造板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种秸秆人造板及其制备方法，所述秸秆人造板使用无醛无毒的胶黏剂制备，解决了使用三醛胶危害健康的问题，同时，与采用异氰酸酯的技术方案相比成本大大降低，并充分利用聚酰胺环氧氯丙烷中的氯离子分子团加强无机胶凝材料的粘结性能，使得板材各个方面性能指标大大增强。所述秸秆人造板的制备方法，制得的秸秆人造板，硬度高，厚度均匀性良好，胶黏剂成本降低，同时也提高了人造秸秆板的成功率，产量和效率都得到了较大的提升。

Description

一种秸秆人造板及其制备方法
技术领域
本发明涉及人造板技术领域，具体涉及一种无醛无毒防火秸秆人造板及其制备方法。
背景技术
我国秸秆资源丰富，且浪费严重，并造成环境污染等一系列问题。将秸秆经过预处理后，压制成板材是合理利用秸秆资源的有效途径之一。秸秆原料来源广泛，压制成秸秆人造板作为建筑墙体材料，生产节能环保被动式住宅，使秸秆等农废料引发的环境生态问题得到根本性解决。秸秆人造板的保温系数远远高于粘土砖墙，而取暖热耗和取暖成本远远低于粘土砖墙，每年可节省大量的能源消耗，减少取暖支出。运用秸秆人造板建设被动式被动住宅隔热、隔音性能好，舒适性高，使用后能再次回收或自然降解，对生态环境几乎无影响。
传统压制人造板的生产技术中，通常采用俗称的三醛胶，即酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺～甲醛胶作为胶黏剂，然而由于甲醛含量的问题不得不慢慢退出市场，异氰酸酯胶黏剂取而代之，然而这种胶黏剂不但加工昂贵，而且存在脱模困难等问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种无醛无毒防火秸秆人造板及其制备方法，所述秸秆人造板使用无醛无毒的胶黏剂制备，解决了使用三醛胶危害健康的问题；使用所述制备方法生产秸秆人造板，能够降低秸秆人造板的成本，并提高秸秆人造板的强度。
本发明的目的是提供一种秸秆人造板。
本发明的再一目的是提供一种所述秸秆人造板的制备方法。
根据本发明的秸秆人造板，所述秸秆人造板由包括以下步骤的制备方法制备而成：
(1)、无机胶凝材料的制备：将30～50％的MgO、20～40％的MgSO4、10～20％的MgCO3、1～3％的活性硅、5～10％的Al2SiO5和1～3％的红粘土加入30～50℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；
(3)、复合胶黏剂的制备：将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照1～5:1的重量比混合均匀，加入水的同时进行研磨，至混合物中固体物含量为35～50％时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌均匀，得到人造板原料；
(5)、热压成型：将步骤(4)得到的人造板原料进行热压成型，得到所述秸秆人造板。
根据本发明的秸秆人造板，其中，所述豆胶的制备工艺为：将豆粕粉碎后碱化处理，酸化分离后制成所述豆胶。
具体来说，首先将豆粕粉碎，经200目筛分后碱化处理，然后酸化分离后制成豆胶。
根据本发明的秸秆人造板，其中，步骤(2)中，所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为5～10：1；步骤(4)中秸秆占人造板原料的35～65％。
根据本发明的秸秆人造板，其中，秸秆粉碎后的长度为0.5～2.5cm；搅拌的时间为2～3min。或将秸秆粉碎后挑选长度为0.5～2.5cm的秸秆。
根据本发明的秸秆人造板，其中，步骤(5)中，热压时的压力为20～40MPa，温度为120～140℃。
根据本发明秸秆人造板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、无机胶凝材料的制备：将30～50％的MgO、20～40％的MgSO4、10～20％的MgCO3、1～3％的活性硅、5～10％的Al2SiO5和1～3％的红粘土加入30～50℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；
(3)、复合胶黏剂的制备：将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照1～5:1的重量比混合均匀，加入水的同时进行研磨，至混合物中固体物含量为35～50％时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌均匀，得到人造板原料；
(5)、热压成型：将步骤(4)得到的人造板原料进行热压成型，得到所述秸秆人造板。
根据本发明秸秆人造板的制备方法，其中，所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为7.5～9.5：1；步骤(4)中秸秆占人造板原料的35～65％。
根据本发明秸秆人造板的制备方法，其中，步骤(4)中，在粉碎前，去除秸秆中的杂质和碎料，粉碎后得到秸秆的长度为0.5～2.5cm，粗细度不超过3mm；搅拌的时间为2～3min。
根据本发明秸秆人造板的制备方法，其中，步骤(5)中，热压时的压力为20～40MPa，温度为120～140℃。
根据本发明秸秆人造板的制备方法，其中，步骤(3)中，使用胶体磨对混合物进行研磨；用胶体磨采用边加水边研磨的方法制成复合胶黏剂，最终使得复合胶黏剂的有效含量在12％～15％，使研磨配制好的胶黏剂呈黏糊状，手感细腻，手捻搓时无粘滞感。步骤(4)中，使用振动筛去除秸秆中的杂质和碎料；步骤(5)中，使用多频往复式冲压头对人造板原料进行多次冲压。
根据本发明秸秆人造板的制备方法，其中，将步骤(4)中得到的人造板原料经输送机送进料仓，人造板原料经搅拌装置、均匀喂入装置和气嘴送料装置进入到冲压机模具，在多频往复式冲压头20～40MPa作用下，物料经加热模具和加热管120～140℃高温作用下，连续地从模具中挤出成型，制得秸秆人造板。
步骤(3)中，所述无机胶凝材料和有机胶凝材料的重量之和与水的重量比为2:3～3:2。
对玉米秸秆人造板原料除了进行常规除尘、除杂、清选等工序外，特别用专用玉米秸秆皮瓤分离设备，保证了秸秆纤维的长度和均匀度，使制造的人造板性能得到更一步加强。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供了一种无醛无毒防火秸秆人造板，使用无醛无毒的胶黏剂制备，解决了使用三醛胶危害健康的问题，同时与采用异氰酸酯的技术方案相比成本大大降低，并充分利用聚酰胺环氧氯丙烷中的氯离子分子团加强无机胶凝材料的粘结性能，使得板材各个方面性能指标大大增强。
3、所述秸秆人造板的制备方法，在热力和压力耦合作用下一次性成型，可连续生产，提高生产率，降低成本。
4、所述秸秆人造板的制备方法制得的秸秆人造板，硬度高，厚度均匀性良好，胶黏剂成本降低，同时也提高了人造秸秆板的成功率，产量和效率都得到了较大的提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中实施例的工艺流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
一种秸秆人造板，所述秸秆人造板由包括以下步骤的制备方法制备而成：
(1)、无机胶凝材料的制备：将30％的MgO、40％的MgSO4、20％的MgCO3、1％的活性硅、6％的Al2SiO5和3％的红粘土加入50℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为5：1；
(3)、将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照1:1的重量比混合均匀，加入去离子水的同时使用胶体磨对混合物进行研磨，至混合物中固体物含量为35％、且混合物呈黏糊状，手感细腻，手捻搓时无粘滞感时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌2min，搅拌均匀后得到人造板原料；秸秆粉碎后的长度为2.5cm，粗细度不超过3mm；秸秆占人造板原料的65％，复合胶黏剂占人造板原料的35％；
(5)、热压成型：将步骤(4)中得到的人造板原料经输送机送进料仓，人造板原料经搅拌装置、均匀喂入装置和气嘴送料装置进入到冲压机模具，在多频往复式冲压头40MPa作用下，物料经加热模具和加热管120℃高温作用下，连续地从模具中挤出成型，制得秸秆人造板。
实施例2
一种秸秆人造板，所述秸秆人造板由包括以下步骤的制备方法制备而成：
(1)、无机胶凝材料的制备：将50％的MgO、20％的MgSO4、15％的MgCO3、3％的活性硅、10％的Al2SiO5和2％的红粘土加入30℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为10：1；
(3)、将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照5:1的重量比混合均匀，加入去离子水的同时使用胶体磨对混合物进行研磨，至混合物中固体物含量为40％、且混合物呈黏糊状，手感细腻，手捻搓时无粘滞感时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌3min，搅拌均匀后得到人造板原料；秸秆粉碎后的长度为0.5cm，粗细度不超过3mm；秸秆占人造板原料的65％，复合胶黏剂占人造板原料的35％；
(5)、热压成型：将步骤(4)中得到的人造板原料经输送机送进料仓，人造板原料经搅拌装置、均匀喂入装置和气嘴送料装置进入到冲压机模具，在多频往复式冲压头20MPa作用下，物料经加热模具和加热管140℃高温作用下，连续地从模具中挤出成型，制得秸秆人造板。
实施例3
一种秸秆人造板，所述秸秆人造板由包括以下步骤的制备方法制备而成：
(1)、无机胶凝材料的制备：将50％的MgO、30％的MgSO4、10％的MgCO3、2％的活性硅、7％的Al2SiO5和1％的红粘土加入40℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为9：1；
(3)、将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照2:1的重量比混合均匀，加入去离子水的同时使用胶体磨对混合物进行研磨，至混合物中固体物含量为50％、且混合物呈黏糊状，手感细腻，手捻搓时无粘滞感时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌2.5min，搅拌均匀后得到人造板原料；秸秆粉碎后的长度为1.5cm，粗细度不超过3mm；秸秆占人造板原料的50％，复合胶黏剂占人造板原料的50％；
(5)、热压成型：将步骤(4)中得到的人造板原料经输送机送进料仓，人造板原料经搅拌装置、均匀喂入装置和气嘴送料装置进入到冲压机模具，在多频往复式冲压头30MPa作用下，物料经加热模具和加热管130℃高温作用下，连续地从模具中挤出成型，制得秸秆人造板。
实施例4
一种秸秆人造板，所述秸秆人造板由包括以下步骤的制备方法制备而成：
(1)、无机胶凝材料的制备：将40％的MgO、30％的MgSO4、20％的MgCO3、2％的活性硅、5％的Al2SiO5和3％的红粘土加入35℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为8：1；
(3)、将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照3:1的重量比混合均匀，加入去离子水的同时使用胶体磨对混合物进行研磨，至混合物中固体物含量为13％、且混合物呈黏糊状，手感细腻，手捻搓时无粘滞感时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌2min，搅拌均匀后得到人造板原料；秸秆粉碎后的长度为2cm，粗细度不超过3mm；秸秆占人造板原料的40％，复合胶黏剂占人造板原料的60％；
(5)、热压成型：将步骤(4)中得到的人造板原料经输送机送进料仓，人造板原料经搅拌装置、均匀喂入装置和气嘴送料装置进入到冲压机模具，在多频往复式冲压头25MPa作用下，物料经加热模具和加热管135℃高温作用下，连续地从模具中挤出成型，制得秸秆人造板。
实施例5
一种秸秆人造板，所述秸秆人造板由包括以下步骤的制备方法制备而成：
(1)、无机胶凝材料的制备：将35％的MgO、35％的MgSO4、15％的MgCO3、3％的活性硅、9％的Al2SiO5和3％的红粘土加入45℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为7：1；
(3)、将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照4:1的重量比混合均匀，加入去离子水的同时使用胶体磨对混合物进行研磨，至混合物中固体物含量为14％、且混合物呈黏糊状，手感细腻，手捻搓时无粘滞感时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌3min，搅拌均匀后得到人造板原料；秸秆粉碎后的长度为1cm，粗细度不超过3mm；秸秆占人造板原料的60％，复合胶黏剂占人造板原料的40％；
(5)、热压成型：将步骤(4)中得到的人造板原料经输送机送进料仓，人造板原料经搅拌装置、均匀喂入装置和气嘴送料装置进入到冲压机模具，在多频往复式冲压头35MPa作用下，物料经加热模具和加热管125℃高温作用下，连续地从模具中挤出成型，制得秸秆人造板。
按中华人民共和国国家标准《GB/T11718-2009》中密度纤维板室内型板的物理力学性能指标对秸秆人造板进行检测，按照《GB/T18884-2002》中规定的卫生、环保要求，对秸秆人造板进行卫生环保要求进行检测。耐燃性和甲醛释放量按照国家林业局，全国人造板标准化技术委员会《GB/T8625-19》和《G B18580-2001》标准对试验秸秆样板进行难燃性和甲醛释放量的检测，对实施例1-5得到的秸秆人造板进行性能测试，检测结果如表1所示：
表1：检测结果表
上述检测结果说明，利用以上方法制得的秸秆人造板性能参数对比现有秸秆人造板相比，阻燃性能提高，其他性能略有提高；并且由于未使用异氰酸酯胶黏剂，生产成本每立方米降低50～80元。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种秸秆人造板，其特征在于，所述秸秆人造板由包括以下步骤的制备方法制备而成：
(1)、无机胶凝材料的制备：将30～50％的MgO、20～40％的MgSO4、10～20％的MgCO3、1～3％的活性硅、5～10％的Al2SiO5和1～3％的红粘土加入30～50℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；
(3)、复合胶黏剂的制备：将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照1～5:1的重量比混合均匀，加入水的同时进行研磨，至混合物中固体物含量为35～50％时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌均匀，得到人造板原料；
(5)、热压成型：将步骤(4)得到的人造板原料进行热压成型，得到所述秸秆人造板。
2.根据权利要求1所述的秸秆人造板，其特征在于，所述豆胶的制备工艺为：将豆粕粉碎后碱化处理，酸化分离后制成所述豆胶。
3.根据权利要求1所述的秸秆人造板，其特征在于，步骤(2)中，所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为5～10：1；步骤(4)中秸秆占人造板原料的35～65％。
4.根据权利要求1所述的秸秆人造板，其特征在于，步骤(4)中，秸秆粉碎后的长度为0.5～2.5cm；搅拌的时间为2～3min。
5.根据权利要求1所述的秸秆人造板，其特征在于，步骤(5)中，热压时的压力为20～40MPa，温度为120～140℃。
6.一种秸秆人造板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)、无机胶凝材料的制备：将30～50％的MgO、20～40％的MgSO4、10～20％的MgCO3、1～3％的活性硅、5～10％的Al2SiO5和1～3％的红粘土加入30～50℃的温水中，搅拌均匀，得到无机胶凝材料；
(2)、有机胶凝材料的制备：将豆胶和聚酰胺环氧氯丙烷混合，加入水，搅拌均匀，得到有机胶凝材料；
(3)、复合胶黏剂的制备：将步骤(1)得到的无机胶凝材料和步骤(2)得到的有机胶凝材料按照1～5:1的重量比混合均匀，加入水的同时进行研磨，至混合物中固体物含量为35～50％时，得到所述复合胶黏剂；
(4)、人造板原料的制备：将秸秆粉碎后与步骤(3)得到的复合胶黏剂混合搅拌均匀，得到人造板原料；
(5)、热压成型：将步骤(4)得到的人造板原料进行热压成型，得到所述秸秆人造板。
7.根据权利要求6所述的秸秆人造板的制备方法，其特征在于，所述豆胶与聚酰胺环氧氯丙烷的重量比为5～10：1；步骤(4)中秸秆占人造板原料的35～65％。
8.根据权利要求6所述的秸秆人造板的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，在粉碎前，去除秸秆中的杂质和碎料，粉碎后得到秸秆的长度为0.5～2.5cm，粗细度不超过3mm；搅拌的时间为2～3min。
9.根据权利要求6所述的秸秆人造板的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，热压时的压力为20～40MPa，温度为120～140℃。
10.根据权利要求9所述的秸秆人造板的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，使用胶体磨对混合物进行研磨；步骤(4)中，使用振动筛去除秸秆中的杂质和碎料；步骤(5)中，使用多频往复式冲压头对人造板原料进行多次冲压。
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