CN107628785A - 轻质墙体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质墙体的制备方法，包括：将石材废料、水泥、砂子、云母粉与热固性酚醛树脂粉混合，通过冷压系统对所述模具及物料层进行常温预压，之后将模具放入多层热压机中固化成型，冷却降温，开模，熟化，后处理，从而得到板材；将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在浓硫酸做催化剂的条件下液化成生物多元醇，把生物多元醇与助剂混合成组合生物多元醇，再利用组合生物多元醇与异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料；将板材作为内墙板和外墙板安装在房屋结构框架上，在内墙板和外墙板之间的空腔内喷涂、浇注生物质基聚氨酯硬泡沫材料，制作出轻质墙体。本发明不直接消耗原生的自然资源，所制备的轻质墙体具有良好的使用性能。

Description

轻质墙体的制备方法

技术领域

本发明涉及板材制备方法，尤其涉及一种轻质墙体的制备方法。

背景技术

石材矿山开采带来70％以上的废石料，处理这些废石料或占用土地堆放或进行填埋，损毁了大量的宝贵土地，使石材资源变成了危害环境的一大公害。这些废石料经挑选除生产一部分工艺品、彩石砂粒，高白度的大理石废料生产一些轻重质碳酸钙以外，其它均无有效有经济价值的方法来利用它。在连绵数十里的各个矿区随处可见各色的乱石渣块成山成岭，填满山沟，破坏了的环境还易形成泥石流。把开采天然石材产生的巨量的边角废料经筛选、粉碎成不同规格的石质粉末，用作主要原料生产此类板材，生产出比天然石材具有更多适用范围的建筑装饰材料，变废为宝，无疑具有巨大的经济意义。而此类板材的制作为彻底解决这一问题找到了出路。属资源循环利用的环保利废产业，发展此类板材的制作产业本身不直接消耗原生的自然资源、不破坏自然环境，该产业利用了天然石材开矿时产生的大量的难以有效处理的废石料资源，本身的生产方式是环保型的。因此，此类板材的制作产业是一个前途无量的新型建筑装饰材料产业，有着广阔的发展空间，当前大力发展此类板材的制作产业的条件已经具备，必将获得快速的发展。

随着现代工业的发展及世界人口的激增，能源危机、粮食危机、环境危机日益加剧。当前世界经济过分依赖于石油、煤炭等化石资源，其不可再生性正导致此类资源逐渐枯竭，而且价格在节节攀升，燃烧此类资源产生大量的二氧化碳、二氧化硫等气体及悬浮颗粒物已造成气候环境的日益恶化。寻找可再生的清洁能源替代它们成为各国科研部门关注的焦点。其中生物质能源因具有来源广泛、价格低廉、可再生性强、二氧化碳可循环利用等优点，成为最具潜力的能源物质。乙醇作为可再生能源受到极大的重视，目前，燃料乙醇的生产主要以甘蔗、谷物等粮食为原料，但是人口膨胀、粮食短缺决定了此原料生产燃料乙醇的局限性。纤维素乙醇是源于可再生生物质的重要能源。木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，每年通过光合作用产生的植物纤维素约10000亿吨，为避免与人争粮、与粮争地，木质纤维素成为纤维素乙醇的生产最具潜力的原料。现阶段来看，大部分地区依靠秸秆类作为燃料，或者直接在田间地头焚烧，造成空气雾霾，不仅污染了环境而且对公路、民航等交通运输业造成严重影响，而且由于秸秆燃烧能量的利用率低，造成资源的严重浪费。利用农业废弃物作原料生产纤维素乙醇具有无酸碱汽爆、酶水解工艺条件温和、设备简单、能耗低，环境友好等特点。不但可以大量的转化生物质能源，缓解能源危机，而且还可以缓解大气污染，改善生态环境、促进农业可持续发展、带动农业产业化和生态良性循环。由于木质素是天然高分子物质，可以在许多领域代替石化产品生产目标有机产品。

人造石通常是指人造石实体面材、人造石石英石、人造石岗石等。人造石类型不同，其成分也不尽相同。成分主要是树脂、铝粉、颜料和固化剂。人造石是“高分子材料聚合体”，通常是以不饱和树脂和氢氧化铝填充料为主材，经搅拌、浇注、加温、聚合等工艺成型的“高分子实心板”，一般称为:“树脂板人造石”。

树脂型人造石材是以不饱和聚脂树脂为胶结剂，与氢氧化铝粉、天然大理石碎石、石英砂、方解石、石粉或其它无机填料按一定的比例配合，再加入催化剂、固化剂、颜料等外加剂，经混合搅拌、固化成型、脱模烘干、表面抛光等工序加工而成。其具有以下几个缺点：其一，树脂型人造石材是以不饱和聚脂树脂为胶结剂，由于不饱和聚脂树脂为液体，其它无机填料为固体粉末，混合时不容易混合均匀，混合时容易产热造成树脂提前固化，造成成品板材材质不均，容易开裂、翘曲变形。其二，树脂型人造石材是以不饱和聚脂树脂为胶结剂，树脂用量太大，造成成品板材成本较高、不耐高温、而且属于可燃材料。

发明内容

针对上述技术问题，本发明设计开发了一种轻质墙体的制备方法，其用开采天然石材产生的巨量的边角废料经筛选、粉碎成不同规格的石质粉末作为主要原料生产板材，再利用以农业废弃物作原料生产纤维素乙醇的过程中剩余木质素渣料，并利用该木质素渣料制备轻质聚氨酯硬泡沫材料作为墙体内外墙板之间的填充物，不直接消耗原生的自然资源，所制备的轻质墙体属于新型环保材料，且具有良好的使用性能。

本发明提供的技术方案为：

一种轻质墙体的制备方法，包括：

步骤一、制作板材：将石材废料、水泥、砂子、云母粉与热固性酚醛树脂粉混合，其中，各物料在所述原料中所占的质量比分别为：石材废料50～80％，水泥10～20％，砂子1～20％，云母粉1～20％，热固性酚醛树脂粉6～10％，将混合后的物料通过布料系统均匀铺装于模具内，通过冷压系统对所述模具及物料层进行常温预压，之后将所述模具放入多层热压机中固化成型，冷却降温，开模，熟化，后处理，从而得到板材；

步骤二、制作生物质基聚氨酯硬泡沫材料：将生物质原料进行酶解、发酵分离，得到渣料，所述渣料主要成分是木质素；将所述渣料干燥和粉碎后，得到木质素颗粒原料；将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在浓硫酸做催化剂的条件下液化成生物多元醇，把生物多元醇与助剂混合成组合生物多元醇，再利用所述组合生物多元醇与异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料；

步骤三、将所述板材作为内墙板和外墙板安装在房屋结构框架上，在所述内墙板和外墙板之间的空腔内喷涂、浇注所述生物质基聚氨酯硬泡沫材料，并使所述生物质基聚氨酯硬泡沫材料充满所述空腔，从而制作出轻质墙体。

优选的是，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤一中，石材废料选用经精选、粉碎的40～200目的彩色石料的一种或多种；水泥选用普通硅酸盐水泥P.O 32.5或白色硅酸盐水泥P.W 32.5；砂子选用水洗后干质细河砂；云母粉选用40～200目的各色彩色云母粉的一种或多种；树脂粉选用热固性酚醛树脂粉。

优选的是，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤一中，所述常温预压时，压力为20MPa，稳压3～10min；所述热压成型的具体过程包括：将所述模具放入温度达到140～160℃的多层热压机中，在高温、高压条件下固化成型，所述高温设定为140～160℃，所述高压设定为25～30MPa，稳压30～120min；所述冷却降温的具体过程为：所述模具自所述多层热压机取出后，经水冷系统冷却至60～80℃，再经风冷系统冷却至常温；所述熟化的具体过程为：从所述模具中取出成型后的毛坯板材，所述毛坯板材经过7～10天熟化稳定。

优选的是，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤一中，将混合后的物料通过布料系统均匀铺装于模具内，其具体过程包括：布料前在模具底板上铺一层麦枷纸或薄牛皮纸，在模具底板上装上可拆卸式的四个模具边框，通过布料系统混合后的物料均匀铺装入模具内部，在刮平的物料层上铺一层麦枷纸或薄牛皮纸，再加上模具盖板。

优选的是，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤一中，在所述开模之后，还进行后处理，所述后处理包括修边切割、定厚砂光和上表面抛光；所述修边切割具体过程包括：将成型后的毛坯板材送入切割系统进行四边自动切割，每边切除4～5mm；所述定厚砂光具体过程包括：修边切割后的毛坯板材送入砂光系统进行定厚砂光，所述砂光系统的三级砂带目数分别为60目、80目和120目，砂除毛坯板材上、下表面的纸层；所述上表面抛光具体过程包括：定厚砂光后的板材送入抛光系统进行上表面抛光，抛光系统的三级砂带目数分别为240目、320目和600目。

优选的是，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤二中，将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇以及浓硫酸作为生物多元醇原料，聚乙二醇400重量占所述生物多元醇原料的比例为40～50％，丙三醇重量占所述生物多元醇原料的比例为10～25％，木质素颗粒原料重量占所述生物多元醇原料的比例为25～40％，浓硫酸重量占所述生物多元醇原料的比例为0.5～1％。

优选的是，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤二中，将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在浓硫酸做催化剂的条件下液化成生物多元醇，其具体过程包括：步骤①高温液化：将混合后的物料升温至140～160℃，并在该温度下常压液化60～90min；步骤②加入与浓硫酸化学等量反应量的氢氧化钠颗粒，进行中和反应后，在真空度0.09MPa下真空脱水至无冷凝液产生；步骤③降温至常温；加入阻燃剂、发泡剂、匀泡剂等助剂混合成组合生物多元醇；利用所述组合生物多元醇与异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料的具体过程包括：将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合，从而得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

优选的是，所述的轻质墙体的制备方法中，通过冷压系统对所述模具及物料层进行常温预压，压力为20MPa，稳压10min；维持压力不变，对所述模具加热，使所述模具的温度以2℃/min上升，直至上升至多层热压机内的设定温度；将所述模具放入温度达到160℃的多层热压机中，所述高温设定为160℃，所述高压设定为30MPa，稳压120min；所述模具自所述多层热压机取出后，经水冷系统冷却至60℃，再经风冷系统冷却至常温，在水冷系统对所述模具进行冷却的过程中，对所述模具持续施加10MPa的压力，在风冷系统对所述模具进行冷却的开始时刻，先对所述模具施加10MPa的压力，之后随着冷却过程的进行，逐渐减小压力，压力的减小速度为0.5MPa/min，当压力减小至零，持续进行冷却，直至所述模具冷却至常温。

本发明所述轻质墙体的制备方法具有以下有益效果：

1)、本发明所制备的墙体整体轻质。由于整个墙体80％以上的体积是轻质聚氨酯硬泡沫材料做填充，轻质聚氨酯硬泡沫材料的密度在30～60KG/m3，而传统木质或无机石材基的墙体密度都远远高于此新型墙体。

2)、本发明所制备的墙体整体强度高。在由工字钢、方钢等材料做成的房屋的墙体结构框架上，板材通过一定的辅助构件连接在墙体结构框架上，作为内、外墙板，再在内、外墙板中间空腔喷涂、浇注轻质聚氨酯硬泡沫材料，使内、外墙板与整个房屋的结构框架及里面的钢质连接支撑构件粘合成一个整体。由于板材具有较高的强度和硬度，整个墙体具有了极高的强度。

3)、本发明所制备的墙体节能保温、隔音性能优异。由于整个墙体80％以上的体积是轻质聚氨酯硬泡沫材料做填充，而且绝大部分房屋框架结构及辅助连接件表面都喷涂有轻质聚氨酯硬泡沫材料。此材料是均匀的高闭孔率泡沫材料，其最大的性能优势为导热系数低、节能保温、隔音，由此使得墙体也具有优异的节能保温、隔音性能。

4)、本发明所述的制备方法施工简便快捷。由于此墙体是在以焊接的工字钢、方钢等作为房屋框架结构的基础上进行连接安装，而且内、外墙板所用的板材可以进行任意尺寸的裁切，再者喷涂、浇注聚氨酯硬泡沫材料3～40秒即可固化成型。以上这些优势都可以大大提高整个房屋的建设施工周期。

5)、环境友好产品。由于此墙体使用了大量的石材废料和木质素，替代了日渐枯竭的石化等资源，是工、农业废弃物属于资源化的最大优质利用，是符合国家产业政策导向性利用的典范。

附图说明

图1为本发明所述的板材的工艺流程图；

图2为本发明所述的生物质基聚氨酯硬泡沫材料的工艺流程图；

图3为本发明所述的轻质墙体的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1至图3所示，本发明提供一种轻质墙体的制备方法，包括：

步骤一、制作板材：将石材废料、水泥、砂子、云母粉与热固性酚醛树脂粉混合，其中，各物料在所述原料中所占的质量比分别为：石材废料50～80％，水泥10～20％，砂子1～20％，云母粉1～20％，热固性酚醛树脂粉6～10％，将混合后的物料通过布料系统均匀铺装于模具内，通过冷压系统对所述模具及物料层进行常温预压，之后将所述模具放入多层热压机中固化成型，冷却降温，开模，熟化，后处理，从而得到板材；

步骤二、制作生物质基聚氨酯硬泡沫材料：将生物质原料进行酶解、发酵分离，得到渣料，所述渣料主要成分是木质素；将所述渣料干燥和粉碎后，得到木质素颗粒原料；将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在浓硫酸做催化剂的条件下液化成生物多元醇，把生物多元醇与助剂混合成组合生物多元醇，再利用所述组合生物多元醇与异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料；

步骤三、将所述板材作为内墙板和外墙板安装在房屋结构框架上，在所述内墙板和外墙板之间的空腔内喷涂、浇注所述生物质基聚氨酯硬泡沫材料，并使所述生物质基聚氨酯硬泡沫材料充满所述空腔，从而制作出轻质墙体。

本发明所述的轻质墙体的制备方法包括以下步骤：

1)、制备板材：按配方要求将经准确计量后的石材废料、水泥、砂子、云母粉等无机矿物质材料与热固性酚醛树脂粉混合。混合后的物料通过布料系统均匀铺装入模具，经过常温预压，再通过机械系统把模具放入已经达到规定温度的多层热压机中，在热压机系统中经过一定时间的高温、高压条件下固化成型。再通过机械系统把模具取出，进入冷却系统冷却至规定的温度，开模得到的一种板材。此板材经过一定时间的熟化稳定，再经过修边切割、定厚砂光、抛光最后得到不同规格、不同用途的板材。

此板材是一种新型环保材料，主要应用于建筑装饰行业中。此板材不但功能多样，应用范围也更加广泛，可以用作墙板、地板、窗台板等方面。密度范围1500～2600KG/m³,长度范围≤3600mm、宽度范围≤2000mm、厚度范围4mm～150mm。相比不锈钢、陶瓷、水泥板、木质板材、人造石等传统建材，此板材无毒性、无放射性、难燃性A2级、不粘油、不渗污、抗菌防霉、耐磨、耐冲击、易保养、可无缝拼接、造型百变。此板材颜色丰富、色彩均一、材质密实均匀，具有很高的天然质感及强度、硬度，有很好的二次加工性。此板材不含水、极低的吸水率，在高温、高湿环境中不收缩，不翘曲变形。

2)、制备生物质基聚氨酯硬泡沫材料：在利用农业废弃物作原料生产纤维素乙醇行业中将生物质原料进行无酸碱汽爆、酶解、发酵分离，得到渣料，所述渣料主要成分是木质素；将所述渣料干燥和粉碎后，得到木质素颗粒原料；将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在微量浓硫酸做催化剂条件下高温液化，然后再真空脱水、冷却降温成生物多元醇，把此生物多元醇与相关助剂混合均匀成组合生物多元醇，在做喷涂或浇注聚氨酯硬泡沫材料时利用此组合生物多元醇与特定比例的异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

此生物质基聚氨酯硬泡沫材料利用了木质素作原料，可节省大量的石油资源，对于农业废弃物的资源化利用起到巨大的指导性促进作用。木质素属于天然高分子混合物，生成的生物质基聚氨酯硬泡沫材料具有尺寸稳定性好、导热系数低等指标都优于石油基聚氨酯硬泡沫材料。

3)、制作墙体：根据房屋结构设计方案，用工字钢、方钢等材料做出房屋的墙体主结构框架，通过一定的钢质辅助构件连接固定上述相同或不同的板材分别作为内、外墙板，通过在上述内、外墙板空腔内喷涂、浇注轻质聚氨酯硬泡沫材料(此聚氨酯硬泡沫材料可以是石油基的也可以是生物质基的，下同)作为墙体实芯材料组合而成的一种新型轻质墙体。

在一个优选的实施例中，所述的轻质墙体的制备方法中，所述原料中，石材废料选用经精选、粉碎的40～200目的彩色石料的一种或多种；水泥选用普通硅酸盐水泥P.O 32.5或白色硅酸盐水泥P.W 32.5；砂子选用水洗后干质细河砂；云母粉选用40～200目的各色彩色云母粉的一种或多种；树脂粉选用热固性酚醛树脂粉。

在一个优选的实施例中，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤一中，所述常温预压时，压力为20MPa，稳压3～10min；所述热压成型的具体过程包括：将所述模具放入温度达到140～160℃的多层热压机中，在高温、高压条件下固化成型，所述高温设定为140～160℃，所述高压设定为25～30MPa，稳压30～120min；所述冷却降温的具体过程为：所述模具自所述多层热压机取出后，经水冷系统冷却至60～80℃，再经风冷系统冷却至常温；所述熟化的具体过程为：从所述模具中取出成型后的毛坯板材，所述毛坯板材经过7～10天熟化稳定。

其中，热压固化的压力可以根据板材规格、密度、厚度的要求进行设定；稳压时间可以根据板材规格、密度、厚度的要求进行设定。

在一个优选的实施例中，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤一中，将混合后的物料通过布料系统均匀铺装于模具内，其具体过程包括：布料前在模具底板上铺一层麦枷纸或薄牛皮纸，在模具底板上装上可拆卸式的四个模具边框，通过布料系统将混合后的物料均匀铺装入模具内部，在刮平的物料层上铺一层麦枷纸或薄牛皮纸，再加上模具盖板。

具体地，根据不同规格的板材要求，自制不同规格的带盖65Mn碳钢模具，模具的所有表面经打磨抛光处理。布料前在模具底板(12mm厚65Mn碳钢)上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，装上可拆卸式的四个模具边框(模具边框是15*15mm 65Mn碳钢方钢，根据不同规格的板材厚度装配适当层数的15*15mm65Mn碳钢方钢)在模具底板上，通过特制的布料系统将计量后的混合物料均匀铺装入模具，在刮平的物料层上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，再加上模具盖板(18mm厚65Mn碳钢，根据不同规格的板材厚度装配适当个数的模具盖板，盖板的长、宽尺寸比带边框底板的有效内空间的长、宽各小6mm)。

在一个优选的实施例中，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤一中，在所述开模之后，还进行后处理，所述后处理包括修边切割、定厚砂光和上表面抛光；所述修边切割具体过程包括：将成型后的毛坯板材送入切割系统进行四边自动切割，每边切除4～5mm；所述定厚砂光具体过程包括：修边切割后的毛坯板材送入砂光系统进行定厚砂光，所述砂光系统的三级砂带目数分别为60目、80目和120目，砂除毛坯板材上、下表面的纸层，使板材达到规定的厚度；所述上表面抛光具体过程包括：定厚砂光后的板材送入抛光系统进行上表面抛光，抛光系统的三级砂带目数分别为240目、320目和600目，抛光后的板材具有较高的平整度及光洁度。

在一个优选的实施例中，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤二中，将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇以及浓硫酸作为生物多元醇原料，聚乙二醇400重量占所述生物多元醇原料的比例为40～50％，丙三醇重量占所述生物多元醇原料的比例为10～25％，木质素颗粒原料重量占所述生物多元醇原料的比例为25～40％，浓硫酸重量占所述生物多元醇原料的比例为0.5～1％。

在一个优选的实施例中，所述的轻质墙体的制备方法中，所述步骤二中，将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在浓硫酸做催化剂的条件下液化成生物多元醇，其具体过程包括：步骤①高温液化：将混合后的物料升温至140～160℃，并在该温度下常压液化60～90min；步骤②加入与浓硫酸化学等量反应量的氢氧化钠颗粒，进行中和反应后，在真空度0.09MPa下真空脱水至无冷凝液产生；步骤③降温至常温；加入阻燃剂、发泡剂、匀泡剂等助剂混合成组合生物多元醇；利用所述组合生物多元醇与异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料的具体过程包括：将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合，从而得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

在制备组合生物多元醇时，把生物多元醇与助剂混合均匀。助剂包括阻燃剂、匀泡剂和发泡剂等。

需要使用时，通过喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

在一个优选的实施例中，所述的轻质墙体的制备方法中，通过冷压系统对所述模具及物料层进行常温预压，压力为20MPa，稳压10min；维持压力不变，对所述模具加热，使所述模具的温度以2℃/min上升，直至上升至多层热压机内的设定温度；将所述模具放入温度达到160℃的多层热压机中，所述高温设定为160℃，所述高压设定为30MPa，稳压120min；所述模具自所述多层热压机取出后，经水冷系统冷却至60℃，再经风冷系统冷却至常温，在水冷系统对所述模具进行冷却的过程中，对所述模具持续施加10MPa的压力，在风冷系统对所述模具进行冷却的开始时刻，先对所述模具施加10MPa的压力，之后随着冷却过程的进行，逐渐减小压力，压力的减小速度为0.5MPa/min，当压力减小至零，持续进行冷却，直至所述模具冷却至常温。

该实施例更有利于改善板材的使用性能，使板材的内部结构更稳定，更紧密，具有更好的力学性能。

实施例一

一)、板材工艺具体步骤：

1)、原料

石材废料选用经精选、粉碎的40～200目的彩色石料的一种或多种，80kg；水泥选用普通硅酸盐水泥P.O 32.5或白色硅酸盐水泥P.W 32.5，10kg；砂子选用水洗后干质细河砂，1kg；云母粉选用40～200目的各色彩色云母粉的一种或多种，1kg；树脂粉选用热固性酚醛树脂粉末，8kg。

2)、模具

根据不同规格的板材要求，自制不同规格的带盖65Mn碳钢模具，模具的所有表面经打磨抛光处理。布料前在模具底板(12mm厚65Mn碳钢)上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，装上可拆卸式的四个模具边框(模具边框是15*15mm 65Mn碳钢方钢，根据不同规格的板材厚度装配适当层数的15*15mm65Mn碳钢方钢)在模具底板上，通过布料系统将计量后的混合物料均匀铺装入模具，在刮平的物料层上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，再加上模具盖板(18mm厚65Mn碳钢，根据不同规格的板材厚度装配适当个数的模具盖板，盖板的长、宽尺寸比带边框底板的有效内空间的长、宽各小6mm)。

3)、预压

常温下压力20MPa，稳压3min。

4)、热压固化

温度：140℃；

压力：25MPa；稳压时间：30min。

5)、冷却、开模、熟化

模具自热压系统中取出后，经水冷系统冷却至60℃，再经风冷系统冷却至常温，打开模具上盖，拆除底板边框，取出成型后的毛坯板材，此毛坯板材经过7天的熟化稳定，即可进行后续加工。

6)、修边切割

成型后的毛坯板材进入切割系统进行四边自动切割，每边切除4～5mm。

7)、定厚砂光

修边切割后的毛坯板材进入砂光系统进行定厚砂光。砂光系统的三级砂带目数分别为60目、80目、120目，砂除板材上、下表面的纸层，使板材达到规定的厚度。

8)、抛光

定厚砂光后的板材进入抛光系统进行规定要求表面抛光，抛光系统的三级砂带目数分别为240目、320目、600目，抛光后的板材具有较高的平整度及光洁度。

9)、成品板材

此成品板材密度范围1500～2600KG/m³,长度范围≤3600mm、宽度范围≤2000mm、厚度范围4mm～150mm。也可以按不同规格要求再切割成相应规格的成品板材。

二)、生物质基聚氨酯硬泡沫材料工艺具体步骤：

1)、原料混合

加入配方量的聚乙二醇400、丙三醇、木质素、浓硫酸于反应釜中，其中聚乙二醇400 40kg，丙三醇19.5kg，木质素颗粒原料40kg，浓硫酸0.5kg。

2)、高温液化

混合后的物料升温至140℃，并在此温度下常压液化60min。

3)、中和脱水

按配方中的浓硫酸量加入化学等量反应量的氢氧化钠颗粒与反应釜中物料中和反应后，在真空度0.09MPa下真空脱水至无冷凝液产生。

4)、冷却降温

通过反应釜的冷却系统把物料降温至常温，即得到生物多元醇成品。

5)、组合生物多元醇成品

成品生物多元醇中加入一定量的阻燃剂、匀泡剂、发泡剂等助剂混合均匀即成组合生物多元醇成品。

6)、生物质基聚氨酯硬泡沫材料

需要使用时，通过喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

三)、轻质墙体工艺具体步骤：

1)、房屋结构框架及内、外墙板连接辅助构件

根据房屋设计图纸利用工字钢或方钢通过焊接制作出房屋结构框架。并通过焊接或螺丝连接内、外墙板所需的辅助构件于房屋结构框架上。

2)、内、外墙板的安装

把底层内、外墙板安装在房屋结构框架上的辅助构件上。

3)、喷涂、浇注聚氨酯硬泡沫材料

利用喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料填充于内、外墙板的空腔内，使之与内、外墙板及此范围内的房屋框架和连接构件形成一个密实的整体，即下部墙体。

4)、整体墙体

在下层墙体形成后，再安装中部内、外墙板，然后再利用喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料填充于中部内、外墙板的空腔内，使之与下部墙体、中部内、外墙板、范围内房屋框架、辅助连接构件等形成一个密实的整体，即部分墙体。然后再按这种方式逐层安装内、外墙板，喷涂或浇注生物质基聚氨酯硬泡沫材料，直至形成一个完整的密实轻质整体墙体。

实施例二

一)、板材工艺具体步骤：

1)、原料

石材废料选用经精选、粉碎的40～200目的彩色石料的一种或多种，占原料比例50kg；

水泥选用普通硅酸盐水泥P.O 32.5或白色硅酸盐水泥P.W 32.5，20kg；

砂子选用水洗后干质细河砂，10kg；

云母粉选用40～200目的各色彩色云母粉的一种或多种，10kg；

树脂粉选用热固性酚醛树脂粉，10kg。

2)、模具

根据不同规格的板材要求，自制不同规格的带盖65Mn碳钢模具，模具的所有表面经打磨抛光处理。布料前在模具底板(12mm厚65Mn碳钢)上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，装上可拆卸式的四个模具边框(模具边框是15*15mm 65Mn碳钢方钢，根据不同规格的板材厚度装配适当层数的15*15mm65Mn碳钢方钢)在模具底板上，通过布料系统将计量后的混合物料均匀铺装入模具，在刮平的物料层上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，再加上模具盖板(18mm厚65Mn碳钢，根据不同规格的板材厚度装配适当个数的模具盖板，盖板的长、宽尺寸比带边框底板的有效内空间的长、宽各小6mm)。

3)、预压

常温下压力20MPa，稳压10min。

4)、热压固化

温度：160℃；

压力：30MPa；稳压时间：120min。

5)、冷却、开模、熟化

模具自热压系统中取出后，经水冷系统冷却至80℃，再经风冷系统冷却至常温，打开模具上盖，拆除底板边框，取出成型后的毛坯板材，此毛坯板材经过10天的熟化稳定，即可进行后续加工。

6)、修边切割

成型后的毛坯板材进入切割系统进行四边自动切割，每边切除4～5mm。

7)、定厚砂光

修边切割后的毛坯板材进入砂光系统进行定厚砂光。砂光系统的三级砂带目数分别为60目、80目、120目，砂除板材上、下表面的纸层，使板材达到规定的厚度。

8)、抛光

定厚砂光后的板材进入抛光系统进行规定要求表面抛光，抛光系统的三级砂带目数分别为240目、320目、600目，抛光后的板材具有较高的平整度及光洁度。

9)、成品板材

此成品板材密度范围1500～2600KG/m³,长度范围≤3600mm、宽度范围≤2000mm、厚度范围4mm～150mm。也可以按不同规格要求再切割成相应规格的成品板材。

二)、生物质基聚氨酯硬泡沫材料工艺具体步骤及参数说明：

1)、原料混合

加入配方量的聚乙二醇400、丙三醇、木质素、浓硫酸于反应釜中，其中聚乙二醇400 50kg，丙三醇24kg，木质素25kg，浓硫酸1kg。

2)、高温液化

混合后的物料升温至160℃，并在此温度下常压液化90min。

3)、中和脱水

按配方中的浓硫酸量加入化学等量反应量的氢氧化钠颗粒与反应釜中物料中和反应后，在真空度0.09MPa下真空脱水至无冷凝液产生。

4)、冷却降温

通过反应釜的冷却系统把物料降温至常温，即得到生物多元醇成品。

5)、组合生物多元醇成品

成品生物多元醇中加入一定量的阻燃剂、匀泡剂、发泡剂等助剂混合均匀即成组合生物多元醇成品。

6)、生物质基聚氨酯硬泡沫材料

需要使用时，通过喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

三)、轻质墙体工艺具体步骤及参数说明：

1)、房屋结构框架及内、外墙板连接辅助构件

根据房屋设计图纸利用工字钢或方钢通过焊接制作出房屋结构框架。并通过焊接或螺丝连接内、外墙板所需的辅助构件于房屋结构框架上。

2)、内、外墙板的安装

把底层内、外墙板安装在房屋结构框架上的辅助构件上。

3)、喷涂、浇注聚氨酯硬泡沫材料

利用喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料填充于内、外墙板的空腔内，使之与内、外墙板及此范围内的房屋框架和连接构件形成一个密实的整体，即下部墙体。

4)、整体墙体

在下层墙体形成后，再安装中部内、外墙板，然后再利用喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料填充于中部内、外墙板的空腔内，使之与下部墙体、中部内、外墙板、范围内房屋框架、辅助连接构件等形成一个密实的整体，即部分墙体。然后再按这种方式逐层安装内、外墙板，喷涂或浇注生物质基聚氨酯硬泡沫材料，直至形成一个完整的密实轻质整体墙体。

实施例三

一)、板材工艺具体步骤：

1)、原料

石材废料选用经精选、粉碎的40～200目的彩色石料的一种或多种，50kg；

水泥选用普通硅酸盐水泥P.O 32.5或白色硅酸盐水泥P.W 32.5，15kg；

砂子选用水洗后干质细河砂，15kg；

云母粉选用40～200目的各色彩色云母粉的一种或多种，10kg；

树脂粉选用热固性酚醛树脂粉末，10kg。

2)、模具

根据不同规格的板材要求，自制不同规格的带盖65Mn碳钢模具，模具的所有表面经打磨抛光处理。布料前在模具底板(12mm厚65Mn碳钢)上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，装上可拆卸式的四个模具边框(模具边框是15*15mm 65Mn碳钢方钢，根据不同规格的板材厚度装配适当层数的15*15mm65Mn碳钢方钢)在模具底板上，通过布料系统将计量后的混合物料均匀铺装入模具，在刮平的物料层上铺一层适当规格的麦枷纸或薄牛皮纸，再加上模具盖板(18mm厚65Mn碳钢，根据不同规格的板材厚度装配适当个数的模具盖板，盖板的长、宽尺寸比带边框底板的有效内空间的长、宽各小6mm)。

3)、预压

常温下压力20MPa，稳压10min；维持压力不变，对所述模具加热，使所述模具的温度以2℃/min上升，直至上升至多层热压机内的设定温度。

4)、热压固化

温度：160℃；

压力：30MPa；稳压时间：120min。

5)、冷却、开模、熟化

模具自热压系统中取出后，经水冷系统冷却至60℃，再经风冷系统冷却至常温，在水冷系统对所述模具进行冷却的过程中，对所述模具持续施加10MPa的压力，在风冷系统对所述模具进行冷却的开始时刻，先对所述模具施加10MPa的压力，之后随着冷却过程的进行，逐渐减小压力，压力的减小速度为0.5MPa/min，当压力减小至零，持续进行冷却，直至所述模具冷却至常温。打开模具上盖，拆除底板边框，取出成型后的毛坯板材，此毛坯板材经过7～10天的熟化稳定，即可进行后续加工。

6)、修边切割

成型后的毛坯板材进入切割系统进行四边自动切割，每边切除4～5mm。

7)、定厚砂光

修边切割后的毛坯板材进入砂光系统进行定厚砂光。砂光系统的三级砂带目数分别为60目、80目、120目，砂除板材上、下表面的纸层，使板材达到规定的厚度。

8)、抛光

定厚砂光后的板材进入抛光系统进行规定要求表面抛光，抛光系统的三级砂带目数分别为240目、320目、600目，抛光后的板材具有较高的平整度及光洁度。

9)、成品板材

此成品板材密度范围1500～2600KG/m³,长度范围≤3600mm、宽度范围≤2000mm、厚度范围4mm～150mm。也可以按不同规格要求再切割成相应规格的成品板材。

二)、生物质基聚氨酯硬泡沫材料工艺具体步骤及参数说明：

1)、原料混合

加入配方量的聚乙二醇400、丙三醇、木质素、浓硫酸于反应釜中，其中聚乙二醇400 50kg，丙三醇10kg，木质素39kg，浓硫酸1kg。

2)、高温液化

混合后的物料升温至160℃，并在此温度下常压液化90min。

3)、中和脱水

按配方中的浓硫酸量加入化学等量反应量的氢氧化钠颗粒与反应釜中物料中和反应后，在真空度0.09MPa下真空脱水至无冷凝液产生。

4)、冷却降温

通过反应釜的冷却系统把物料降温至常温，即得到生物多元醇成品。

5)、组合生物多元醇成品

成品生物多元醇中加入一定量的阻燃剂、匀泡剂、发泡剂等助剂混合均匀即成组合生物多元醇成品。

6)、生物质基聚氨酯硬泡沫材料

需要使用时，通过喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

三)、轻质墙体工艺具体步骤及参数说明：

1)、房屋结构框架及内、外墙板连接辅助构件

根据房屋设计图纸利用工字钢或方钢通过焊接制作出房屋结构框架。并通过焊接或螺丝连接内、外墙板所需的辅助构件于房屋结构框架上。

2)、内、外墙板的安装

把底层内、外墙板安装在房屋结构框架上的辅助构件上。

3)、喷涂、浇注聚氨酯硬泡沫材料

利用喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料填充于内、外墙板的空腔内，使之与内、外墙板及此范围内的房屋框架和连接构件形成一个密实的整体，即下部墙体。

4)、整体墙体

在下层墙体形成后，再安装中部内、外墙板，然后再利用喷涂或浇注型聚氨酯发泡机将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合即得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料填充于中部内、外墙板的空腔内，使之与下部墙体、中部内、外墙板、范围内房屋框架、辅助连接构件等形成一个密实的整体，即部分墙体。然后再按这种方式逐层安装内、外墙板，喷涂或浇注生物质基聚氨酯硬泡沫材料，直至形成一个完整的密实轻质整体墙体。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种轻质墙体的制备方法，其特征在于，包括：

步骤一、制作板材：将石材废料、水泥、砂子、云母粉与热固性酚醛树脂粉混合，其中，各物料在所述原料中所占的质量比分别为：石材废料50～80％，水泥10～20％，砂子1～20％，云母粉1～20％，热固性酚醛树脂粉6～10％，将混合后的物料通过布料系统均匀铺装于模具内，通过冷压系统对所述模具及物料层进行常温预压，之后将所述模具放入多层热压机中固化成型，冷却降温，开模，熟化，后处理，从而得到板材；

步骤二、制作生物质基聚氨酯硬泡沫材料：将生物质原料进行酶解、发酵分离，得到渣料，所述渣料主要成分是木质素；将所述渣料干燥和粉碎后，得到木质素颗粒原料；将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在浓硫酸做催化剂的条件下液化成生物多元醇，把生物多元醇与助剂混合成组合生物多元醇，再利用所述组合生物多元醇与异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料；

步骤三、将所述板材作为内墙板和外墙板安装在房屋结构框架上，在所述内墙板和外墙板之间的空腔内喷涂、浇注所述生物质基聚氨酯硬泡沫材料，并使所述生物质基聚氨酯硬泡沫材料充满所述空腔，从而制作出轻质墙体。

2.如权利要求1所述的轻质墙体的制备方法，其特征在于，所述原料中，石材废料选用经精选、粉碎的40～200目的彩色石料的一种或多种；水泥选用普通硅酸盐水泥P.O 32.5或白色硅酸盐水泥P.W 32.5；砂子选用水洗后干质细河砂；云母粉选用40～200目的各色彩色云母粉的一种或多种；树脂粉选用热固性酚醛树脂粉。

3.如权利要求1所述的轻质墙体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述常温预压时，压力为20MPa，稳压3～10min；所述热压成型的具体过程包括：将所述模具放入温度达到140～160℃的多层热压机中，在高温、高压条件下固化成型，所述高温设定为140～160℃，所述高压设定为25～30MPa，稳压30～120min；所述冷却降温的具体过程为：所述模具自所述多层热压机取出后，经水冷系统冷却至60～80℃，再经风冷系统冷却至常温；所述熟化的具体过程为：从所述模具中取出成型后的毛坯板材，所述毛坯板材经过7～10天熟化稳定。

4.如权利要求3所述的轻质墙体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，将混合后的物料通过布料系统均匀铺装于模具内，其具体过程包括：布料前在模具底板上铺一层麦枷纸或薄牛皮纸，在模具底板上装上可拆卸式的四个模具边框，通过布料系统将混合后的物料均匀铺装入模具内部，在刮平的物料层上铺一层麦枷纸或薄牛皮纸，再加上模具盖板。

5.如权利要求4所述的轻质墙体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，在所述开模、熟化之后，还进行后处理，所述后处理包括修边切割、定厚砂光和上表面抛光；所述修边切割具体过程包括：将成型后的毛坯板材送入切割系统进行四边自动切割，每边切除4～5mm；所述定厚砂光具体过程包括：修边切割后的毛坯板材送入砂光系统进行定厚砂光，所述砂光系统的三级砂带目数分别为60目、80目和120目，砂除毛坯板材上、下表面的纸层；所述上表面抛光具体过程包括：定厚砂光后的板材送入抛光系统进行上表面抛光，抛光系统的三级砂带目数分别为240目、320目和600目。

6.如权利要求1所述的轻质墙体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇以及浓硫酸作为生物多元醇原料，聚乙二醇400重量占所述生物多元醇原料的比例为40～50％，丙三醇重量占所述生物多元醇原料的比例为10～25％，木质素颗粒原料重量占所述生物多元醇原料的比例为25～40％，浓硫酸重量占所述生物多元醇原料的比例为0.5～1％。

7.如权利要求6所述的轻质墙体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，将木质素颗粒原料与聚乙二醇400、丙三醇在浓硫酸做催化剂的条件下液化成生物多元醇，其具体过程包括：步骤①高温液化：将混合后的物料升温至140～160℃，并在该温度下常压液化60～90min；步骤②加入与浓硫酸化学等量反应量的氢氧化钠颗粒，进行中和反应后，在真空度0.09MPa下真空脱水至无冷凝液产生；步骤③降温至常温；利用所述组合生物多元醇与异氰酸酯反应生成生物质基聚氨酯硬泡沫材料的具体过程包括：将组合生物多元醇与异氰酸酯按比例高速混合，从而得到生物质基聚氨酯硬泡沫材料。

8.如权利要求3所述的轻质墙体的制备方法，其特征在于，通过冷压系统对所述模具及物料层进行常温预压，压力为20MPa，稳压10min；维持压力不变，对所述模具加热，使所述模具的温度以2℃/min上升，直至上升至多层热压机内的设定温度；将所述模具放入温度达到160℃的多层热压机中，所述高温设定为160℃，所述高压设定为30MPa，稳压120min；所述模具自所述多层热压机取出后，经水冷系统冷却至60℃，再经风冷系统冷却至常温，在水冷系统对所述模具进行冷却的过程中，对所述模具持续施加10MPa的压力，在风冷系统对所述模具进行冷却的开始时刻，先对所述模具施加10MPa的压力，之后随着冷却过程的进行，逐渐减小压力，压力的减小速度为0.5MPa/min，当压力减小至零，持续进行冷却，直至所述模具冷却至常温。