CN108247805A - 阻燃秸秆人造板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃秸秆人造板，包括裸面板以及设置在所述裸面板至少一个表面上的饰面层，所述裸面板以重量份计含有如下组分：秸秆颗粒5‑80份，粘结剂2‑25份，阻燃剂5‑65份，所述阻燃秸秆人造板具有高效阻燃、无烟和无毒等优异的综合性能。本发明还提供了该阻燃秸秆人造板的制备方法，采用热压定型技术制得所述裸面板，减少了成型工艺的步骤，大大提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

阻燃秸秆人造板及其制备方法
技术领域
本发明属于人造板技术领域，具体涉及一种以秸秆为主要原料制造的环保阻燃人造板及其制备方法。
背景技术
我国农作物秸秆逐年增加，已经超过10亿吨，随着我国农村能源清洁化程度的不断提高，秸秆做饭已经成为遥远的历史。秸秆还田不仅可以有效地改善土壤结构，明显增加土壤养分，增强土壤保肥、供肥能力，而且大大减轻了秸秆就地焚烧造成的严重环境污染，减少了化肥投入、节约了生产成本，提高了作物产量，产生了很好的经济效益，有效的遏制了秸秆焚烧现象，是各方面皆大欢喜的措施。去年我国秋冬季秸秆粉碎直接还田面积约在3亿亩(0.2亿公顷) 以上。但是秸秆还田真的那么好吗？
1、秸秆还田致霾气体
据文献报道玉米在成熟收获时的青鲜秸秆的数量平均每亩约2吨，其化学成分约为水分70％、糖分10％、纤维等固体物质20％，秸秆粉碎直接还田后，在土壤里产生以下致霾气体：
(1)植物源挥发性有机化合物(BVOCs)
在玉米秸秆砍割晾晒的情况下，青鲜秸秆中的植物细胞失水破裂，细胞中的糖分流出、暴露于空气中，很快被氧化成为二氧化碳散逸于大气中。
在秸秆粉碎直接还田的情况下，这些秸秆和秸秆中的糖分被封存于土壤缺氧的环境中，在多种微生物的作用下缓慢降解。降解的产物有：烷烃类、烯烃类、醇类、有机酸类、脂类、醛类、酮类、醚类等植物源挥发性有机化合物(BVOCs)。如葡萄糖果糖可以被野生酵母降解为乙醇、乙酸、丙酮等；木质素可以降解为香豆醇、松柏醇和芥子醇等。这种缓慢缺氧状态下的植物遗体降解，对于改善土壤结构、增加有机质、提高地力等方面具有非常重要的积极作用，在植物(农作物)生长旺期，这些挥发性有机化合物还可以对植物(农作物)的生长起到促进作用。
但是，在秋冬季非植物(农作物)生长旺期，这些挥发性有机化合物(BVOCs) 大量排放，不仅白白地浪费了资源，更加重了空气雾霾污染。因为这些BVOCs 是形成空气悬浮颗粒物(PM2.5～PM10)的重要前体物和参与物，其与工业源挥发性有机化合物如氮氧化物(NOX)(NOX)、硫氧化物(SO2)、氨气(NH3) 或氨根(NH4)等一起凝成二次气溶胶，气溶胶粘结起来形成PM2.5等悬浮颗粒物。在秋冬季时有的冷重高气压、静稳无流动、上热下冷的逆温天气状况下，这些悬浮颗粒物就会越凝结越密、越粘结越大，再与水蒸气(雾)一起，就形成了视线极差、呼吸困难的雾霾。
(2)秸秆降解使土壤温度升高。
秸秆中的糖分、纤维素、半纤维素和木质素降解的过程都是放热的化学反应，这些热量使土壤温度升高，一般可使20厘米(cm)的土壤表层升温2～4 度(CO)。
土壤温度升高产生三个后果：①微生物活性增强，土壤中有机物降解加速， BVOCs排放更快更多；②土壤里残存的化肥(如碳酸氢铵、尿素等)、农药也加速分解，产生出氮氧化物(NOX)、氨气(NH3)及其他挥发性有机化合物(VOCs)；③土壤里的水分吸热，变为气体水分子或水蒸气(液体水分子)排入大气中。
(3)土壤蒸腾逸出的水分子在空气中遇到悬浮颗粒物，形成类似于“雨核”的“霾核”，液态水包裹着灰霾。像云不是云、似雾不是雾，现在有个专有的名词称呼-“雾霾”，事实上，分析雾霾的化学成分，其水分在90％以上。
综上所述，本文把因为秸秆粉碎直接还田产生的、在秋冬季特殊的气候(气温、气压、流动性等)条件下的、能够导致雾霾发生发展的各种农田气体排放物，专称为“秸秆还田致霾气体”,简写为ZMQT。以区别于其他工业源、农业源、生活源的致霾气体。
农田致霾气体(ZMQT)的排放，从秸秆粉碎直接还田的当日就开始了，一直持续到来年的3月上旬，其排放强烈期在每年的10月份到来年的元月上旬约 100天左右，期内排放最高值每日可达1千克/平方米)(1kg/m2)，即每公顷(1 万平方米)每日排放可达10吨，若按平均每日每平方米排放0.5千克即每公顷每日排放5吨计算，则在100天的时间里，3亿亩(0.2亿公顷)的秸秆还田面积共可排放致霾气体(ZMQT)100亿吨。
①温和隐蔽性：秸秆直接还田的致霾气体(ZMQT)排放，不像工业烟囱排放的烟气、不像秸秆露天焚烧排放的烟雾、不像汽车尾气排放的尾气，这些排放强烈、集中、直观，视觉冲击性强，相反地，秸秆直接还田的致霾气体排放是看不见(隐蔽)的，每天排放不多(温和)的，正因为这种温和隐蔽性才让人们未认识、不重视。
②长期持续性：秸秆直接还田的致霾气体排放，从秸秆还田之时开始，一直持续到秸秆全部分解完毕。在华北、东北区域大约需要六个月以上，分解快速期即排放强烈期在始于九月底十月初，终于来年元月上中旬约100天。而此时期正是我国静稳天气多发、秋冬季雾霾严重时期，这不是巧合—在这二百多天的时间里每时每刻都在排放，长时间、大面积的排放，累积起来数量惊人。这些年，我们查遍了工业源排放、生活源排放、也查了农业源排放，唯独没有查“秸秆直接还田的致霾气体”的排放。
③危害的次生性：秸秆直接还田排放的致霾气体不是颗粒物而是气体，排放时数量小、看不见，在秋冬季排放，若遇空气静稳而累积起来，与其他工业空气污染物、汽车尾气空气污染物混合，就会凝结成空气悬浮颗粒物，不升不降不解体，致使空气污浊、视距变短、使人如坠地狱，恐慌恐惧，由开始的透明无害的气体，到凝结后才形成霾，所以说它是次生的危害性，是产生(导致) 霾的“元凶”之一。
为什么在秋冬季我国会突然大尺度地域形成严重雾霾？就是因为我国大面积的推广农作物秸秆粉碎直接还田。2016年秋季农作物秸秆直接还田面积达3 亿多亩(0.2亿公顷以上)，其降解(分解)后产生致霾气体的面积广大，在离地面0-300米的空间弥漫。因其开始是透明气体而不是雾霾，所以不引起关注。而一旦条件适合(如逆温、静稳天气)，这些无色气体立即成霾，在三两个小时内突然就填满几百万平方公里范围内的巨大空间—从飞机(6000～10000米)望下看，不见大地城市；从雾霾里望上看，不见天日，这种大面积、大体量、短时间地爆发霾灾，显然是不仅仅是工业污染所能达到的。
2、碳氮比失衡
作物秸秆的碳氮比较高，超出了微生物生长和活动的最适碳氮比，秸秆还田后过高的碳氮比将在一定时间内影响土壤微生物生长和活动，如果氮肥施用量过小，微生物分解秸秆的作用较弱，将不利于秸秆的快速腐解与转化，另外，秸秆在腐解过程中会强烈固定土壤中的有效氮素，在后茬作物生长初期可能发生微生物和作物争夺氮素的情况，不利于作物苗期的生长发育。有研究指出，秸秆还田后导致小麦减产的原因是秸秆单独还田导致土壤碳氮比失衡。随着作物产量提高到高产和超高产水平，秸秆生产量增加，长期大量秸秆还田，加之氮肥施用量的不合理，会导致土壤碳氮比失衡现象加重。
3、温室气体排放量增加农田温室气体排放受温度、水分、土壤碳氮比等因素的变化影响较大，因而秸秆还田量和秸秆还田方式对其排放量的影响显著，大量研究表明，秸秆还田显著增加土壤温室气体的排放量，尤其是甲烷的排放，淹水混施秸秆处理水稻生长期内甲烷平均排放通量显著高于淹水不施秸秆处理，冬季秸秆还田可显著增加冬灌田水稻生长期内的甲烷排放。与秸秆不还田相比，小麦秸秆还田显著增加了土壤的甲烷排放量，但不同秸秆还田方式下其排放量差异显著，秸秆覆盖处理比秸秆均匀翻压混入处理甲烷总排放量减少 32％。秸秆还田对N2O排放的影响结论不一，可能是因为不同秸秆还田条件导致了不同的土壤碳氮比和农田小气候，对硝化和反硝化作用的影响不同。研究表明，与秸秆不还田相比，水稻秸秆覆盖还田处理的N2O排放量在小麦生长季增加了15％～39％，而秸秆均匀翻压混入还田处理降低了3％～18％。
实践中，秸秆的腐解受土壤水分、温度、碳氮比的影响很大，一年一熟地区秸秆还田问题并不突出，但在小麦玉米一年两熟制地区，夏玉米季高温多雨，小麦秸秆腐解较快，而在冬小麦季低温干燥，玉米秸秆腐解较慢，研究表明，华北地区至小麦收获为止，玉米秸秆在不同耕作方式下的腐解率33.7％～43.56％。刘世平等研究指出，在麦稻两熟农田，稻季麦秸还田一季后秸秆残留率有 20％～25％，而麦季稻秸还田一季后秸秆残留率有40％～60％。秸秆在土壤中的腐解和转化是一个长期的过程，经过一季作物的生长，还田的秸秆腐解率有限，加上现阶段秸秆还田机械对秸秆粉碎不充分，秸秆粉碎过长或者漏切，腐解速率也会受到影响，长此以往，大量未腐解的秸秆在土壤中积累，这无疑会对农田系统造成威胁，如果未腐解的秸秆累积量超过了土壤的腐解能力，将严重影响农田的生产能力和农业的可持续发展。
2010年至今七年来，我国每年都要发生雾霾天气，有的时段雾霾严重程度令人发指。治理雾霾，关乎人民群众的身体健康、关乎人民群众的幸福指数、关乎国家的科研实力、关乎执政能力、关乎国家形象。因此要严查严禁一切致霾污染源，秸秆粉碎直接还田产生如此巨量的致霾气体(ZMQT)，理当严令禁止。
若今年还要继续大面积玉米秸秆粉碎直接还田，秋冬季一定会有更严重的雾霾。使其他的一切治霾措施(如工业停产、汽车限行等)的效果趋于无用；若同时禁止秸秆直接还田三至五年，一定会重现秋高气爽、天高云淡的蔚蓝天气
随着社会经济的发展，人们对生活质量的要求也越来越高，目前，在建筑装饰、家具制作等行业经常会使用会使用到多层木质板、细木板以及中密度板，在使用过程中，这三种装饰板材都存在着共同的缺点：不防火，具有大量的有害物质，严重危害使用者的身体健康，需要消耗大量的木材，林木资源的巨大需求与资源匮乏的矛盾成为了制约国家经济发展的重要因素，另一方面我国每年产生的农作物秸秆类剩余物达9亿吨以上，这是一个巨大的可再生资源。
我国从20世纪70年代开始进行秸秆人造板的开发研究，初始的研究着重于UF(脲醛树脂)胶黏剂的改性，使板材的性能达到相关国家标准要求，但未能获得理想效果。进入90年代，随着国外MDI生产秸秆人造板取得成功，国内也开始大规模的研究开发，研究方向主要集中在稻麦中密度板、麦秸纤维板、水泥/麦秸刨花板、秸秆塑料复合板等方面。其中专利号为201410509055.5的中国专利公开了一种阻燃秸秆人造复合板及其制备方法，其包括包括裸面板以及设置在所述裸面板至少一个表面上的饰面层，所述裸面板包括下述重量份的原料：农作物秸秆颗粒7～8份、粘结剂0.8～1份和阻燃剂0.8～1份，其中所述阻燃剂包括氧化镁、硫酸钙、氢氧化铝、水镁石和硼酸锌，制得的秸秆人造板具有好的阻燃、防水防虫等化学性能和较高的机械性能、较好的握钉力等较好的物理机械性能。
总体而言，国内秸秆人造板生产仍处于初级阶段，产业化进程仍十分艰难。其原因主要在于：(1)以MDI为胶黏剂，由此带来的设备、管理、技术等生产成本过高以及生产组织规模的问题(注，生产规模过大，不利于原料收储，过小，无经济效益。)；(2)农作物秸秆收集、储存和选料的问题；(3)产品品种能否在性能、功能、价格与木制人造板相比的问题；(4)生产规模能否适应我国农村、农业、农民的生产模式和耕作习惯等变化，能否做到低收入、高产出的问题；(5)产业政策能否适应政府、企业、农民三者利益和谐统一的问题。综上所述，从单纯的技术角度分析，目前国内外农作物秸秆人造板的核心技术问题首先是胶合问题，由于MDI树脂的应用，使现代秸秆人造板的技术有了阶段性的发展，但即使如此，与木材人造板相比，仍有相当大的差距；尤其是在原材料的收集和制备、生产设备、产品成本方面，能否得到普通应用和推广，还需找到的一条适合中国国情的发展路径。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种高效阻燃、无烟和无毒等综合性能优异的阻燃秸秆人造板，以及还提供了该阻燃秸秆人造板的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种阻燃秸秆人造板，包括裸面板以及设置在所述裸面板至少一个表面上的饰面层，所述裸面板以重量份计含有如下组分：秸秆颗粒5-80份，粘结剂2-25 份，阻燃剂5-65份；所述粘结剂通过下述方法制备：
1)将聚乙烯醇和水依次加入反应釜中，聚乙烯醇与水的质量比为(0.15-2)： 1，以100-200rpm的转速搅拌均匀，加热至100-150℃后，于转速250-380rpm 下，维持1.5-4.5h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液中，所述混合物料与乙烯共聚乳液的质量比为(0.15-1.5)：1，在温度为30-65℃，搅拌速度为600-800rpm的转速下，维持1-3h。
3)加入步骤2)所得产物的质量1-15％的氯化钙或氯化镁，常温下，以搅拌速度为600-800rpm的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。
其中，所述聚乙烯醇为VAE718、VAE710、VAE716、PVA17-99、PVA 17-88 或烷基磷酸改性聚乙烯醇中的一种或几种，所述乙烯共聚乳液为为VAE718、 VAE710和VAE716中的一种或几种。
优选地，其中以质量百分比计，所述阻燃剂包括如下组分：5-30％磷酸铝， 3-15％磷酸铁，10-45％硅酸钠，3-20％氧化镁，0.5-15％硅酸镁和3-15％硼砂。
优选地，其中所述阻燃剂包括粒径为50-70μm的磷酸铝和氧化镁，粒径为 5-7μm的磷酸铁和硅酸钠，粒径为10-25μm的硅酸镁和硼砂。
所述裸面板的厚度通常为6-45毫米，优选地，所述裸面板的厚度为6-25 毫米；所述裸面板的密度通常大于等于800kg/m 3，优选地，大于或等于900kg/m 3；所述裸面板在正常状态下的静曲强度≥13兆帕/毫米，弹性模量≥1600兆帕/ 毫米，内结合强度≥0.3兆帕/毫米，吸水厚度膨胀率为2小时≤6.0％；另外，按照GB/T 5464和GB/T 14402规定的方法进行燃烧试验，可达到A级以上标准。
优选地，其中所述秸秆选自麦秸秆、稻草秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、花生壳、竹枝叶、油菜秸秆中的至少一种；所述秸秆的含水率小于2％，经切草机切碎后的长度为2mm-100mm。
在生产使用的秸秆的过程中，首先要对秸秆的含水率进行测试，秸秆中含水率超过2％时，粉碎农作物秸秆，得到秸秆颗粒，该秸秆颗粒的长度为 2mm-100mm，经秸秆烘干机进行烘干去除水份低至含水率2％，在烘干过程中温度、时间根据秸秆中的含水率进行调整运行。在秸秆进入切草设备之前，经专用设备清除秸秆中砖瓦、石块、泥土及金属类等杂质。
优选地，其包括两个所述饰面层，两个所述饰面层分别设置在所述裸面板相对设置的两个表面。
所述饰面层主要是用来装饰所述阻燃秸秆人造板，使所述阻燃秸秆人造板的具有多样化的富有木质美感的外观的；同时，也可以起到增强所述裸面板的握钉力的作用。所述阻燃秸秆人造板可以包括一个通过直接或间接设置在所述裸面板的表面的所述饰面层。所述阻燃秸秆人造板可以包括两个所述饰面层，两个所述饰面层分别直接或间接分别粘在所述裸面板相对设置的两个表面上。所述饰面层也可以通过胶直接或间接粘在所述裸面板上。所述饰面层可以为金属层、木质层、塑料层、纸层、棉布层、无纺布层或者无机层等，其中，所述无机层包括陶瓷层或大理石层等。所述饰面层通常为木质层。所述饰面层的厚度可以为0.3-5.0毫米；优选地，所述饰面层的厚度为0.3-1.7毫米。
优选地，其中在所述裸面板与所述饰面层之间设置有中板。
所述阻燃秸秆人造板可以包括一个通过所述粘结剂粘在所述裸面板上的所述中板。所述阻燃秸秆人造板也可以包括两个所述中板，两个所述中板分别通过所述粘结剂贴附在所述裸面板相对设置的两个表面上，两个所述饰面层分别粘在两个所述中板上。所述中板主要是用于增强所述阻燃秸秆人造板的强度以及握钉力，防止或减弱机械打孔崩边。所述中板可以为木质中板。所述中板的厚度可以为1-5.0毫米；优选地，所述中板的厚度为1.5-2.5毫米。
按照GB/T 17657规定的方法测得：所述阻燃秸秆人造板在正常状态下的静曲强度为≥25MPa/mm，弹性模量为≥1600-2200MPa/mm，内结合强度≥ 0.45-1.5MPa/mm，吸水厚度膨胀率为2h≤2.0～6.0％。
所述阻燃秸秆人造板经国家防火建筑材料质量监督检验中心检测，按照强制性国家标准GB20286-2006鉴定，其阻燃性能可达到GB20286-2006规定的A1级标准，按照强制性国家标准GB/T20285-2006鉴定，其烟气毒性符合安全一级的规定要求，即烟气毒性达到安全一级AQ1，制得的阻燃秸秆人造板为绿色板材。
所述阻燃秸秆人造板按照GB 18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》所规定的干燥器法及气候箱法测定，甲醛释放量无，可达 E1级及其以上标准，所述阻燃秸秆人造板具有良好的环保性能。
另外，本发明还公开了上述阻燃秸秆人造板的制备方法，包括以下步骤：
(1)前期处理：将原料农作物秸秆拆捆，清除杂质后，进行粉碎，然后计量分装，备用；
(2)将所述秸秆颗粒、所述粘结剂以及所述阻燃剂按照配方量进行混合，形成混合料；
(3)对所述混合料进行预压成型处理，得到预压成型秸秆坯；
(4)对所述预压成型秸秆坯进行热压定型处理，得到裸面板；
(5)在所述裸面板上形成至少一个所述饰面层。
其中，所述步骤(一)包括以下步骤：将步骤(1)获得的所述秸秆颗粒装入搅拌机中，向装有所述秸秆颗粒的搅拌机中施加所述粘结剂和所述阻燃剂，以150-300r/min的转速搅拌是所述秸秆颗粒、所述粘结剂以及所述阻燃剂充分、均匀混合，得到所述混合料，其中，在该混合料中，所述秸秆颗粒、所述粘结剂以及所述阻燃剂按照按照配方量均匀混合。如，所述秸秆颗粒、所述粘结剂以及所述阻燃剂按照32：1：20的质量比均匀混合。
优选地，其中所述步骤(4)之后，所述步骤(5)之前包括步骤：在所述裸面板上贴上中板；所述步骤(5)为：在所述中板的表面形成所述饰面层。
优选地，其中所述步骤(3)包括，将所述混合料平铺于模具中，并在常温下施加小于8×105牛顿的压力，使所述铺装模具中的混合料的高度按照(5-6)： 1的比例压缩，形成所述预压成型秸秆坯。
优选地，其中所述步骤(5)包括：采用150-250吨位的液压机对所述成型秸秆坯进行一次性硫化成型，在压力为3-15Mpa，温度为80-150℃下固化 6-15min，使所述成型秸秆坯完全固化后，将模具腔内的固化件冷却脱模取出，即得到所述裸面板。
所述步骤(4)还包括对干燥后的所述裸面板进行抛光处理，一般采用砂光机对所述裸面板进行抛光处理，使所述裸面板的表面比较光滑，厚度比较均匀。
所述裸面板的制造方法除了包括上述步骤外，还包括锯边等步骤。其中，锯边的工艺主要是将所述裸面板的尺寸处理成实际需求的大小，因此，该锯边的工艺可以设置热压定型之后。
另外，在上述步骤(5)之后，通过还需经过再修边，再抛光等工艺以得到所述阻燃秸秆人造板成品。
在本发明的技术方案中，秸秆为基础原料，在对秸秆进行切碎过程中，对秸秆的长度有一定的要求，这样有利于提高板材的内结合强度、抗折和抗压强度等优势。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
(1)本发明所提供的阻燃秸秆人造板克服了以往阻燃秸秆甲醛含量高的缺陷，通过GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》的检测，该阻燃秸秆人造板的甲醛含量未检出,远低于国际标准要求的0.5mg/L, 环保性能十分良好，为工业化大规模应用提供了一条新的途径。
(2)本发明制造的阻燃秸秆人造板的阻燃性能十分优异，经过国家防火建材质量监督检验中心检测，依据国家标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》、GB/T20285-2006《材料产烟毒性危险分级》，检验结果显示，本发明产品材料燃烧性能符合A1级的规定要求，及燃烧性能达到不燃A1级，烟气毒性符合安全一级的规定要求，即烟气毒性达到安全一级AQ1；
(3)与现有技术相比，本发明提供的阻燃秸秆人造板具有良好的防水防虫等化学性能和较高的机械强度、较好的握钉力等较好的物理机械性能，可以替代木质人造板，特别是中/高密度板、刨花板等，所述阻燃秸秆人造板弥补了中/ 高密度板、刨花板等防火性能低，不防水、不防潮的缺陷，并可以替代木制夹板，刨花板，大芯板等木质类人造板，用于生产地板、家具、防火门、装饰板、天花吊顶、吸声板、隔墙板等建筑饰装修。所述阻燃秸秆人造板可以广泛用于宾馆、酒店、公共娱乐场所、写字楼、银行、家庭、商场、学校、高层建筑，社会救灾应急，例如，快装房屋、临时性建筑、野外系统用房、轻型工业厂房、仓储用房等绿色建筑方面发挥其特点。
(4)与现有技术相比，本发明提供的阻燃秸秆人造板的制备方法，采用热压定型技术制得所述裸面板，减少了成型工艺的步骤，大大提高了生产效率，降低了生产成本，与采用常温冷压定型技术相比起来，生产效率提高了20倍，以前采用冷压定型技术需要的时间长，使用的工序多，设备复杂，现在的热压工艺生产工序少，成型快，大大降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
制造本实施例阻燃秸秆人造板的原料组成为：
1、阻燃秸秆人造板用粘结剂的制备：
粘结剂的制备：1)将聚乙烯醇PVA17-99和水依次加入反应釜中，聚乙烯醇与水的质量比为0.15：1，以100rpm的转速搅拌均匀，加热至120℃后，于转速250rpm下，维持3h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液VAE718 中，所述混合物料与乙烯共聚乳液的质量比为1：1，在温度为45℃，搅拌速度为600rpm的转速下，维持2h。
3)加入步骤2)所得产物的质量10％的氯化钙，常温下，以搅拌速度为 600-800rpm的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。
2、阻燃秸秆人造板的制备：
1)前期处理：将原料农作物秸秆拆捆，清除杂质后，粉碎成2mm-100mm 的粒径，然后计量分装，备用；
2)将秸秆颗粒、所述粘结剂以及阻燃剂按照40：1：2.5的质量比混合，形成混合料；
3)将上述混合料平铺于模具中，并在常温下施加小于8×105牛顿的压力，使所述铺装模具中的混合料的高度按照5：1的比例压缩进行预压成型处理，并施压8秒，得到预压成型秸秆坯。
4)采用150吨位的液压机对所述成型秸秆坯进行一次性硫化成型，在压力为15Mpa，温度为150℃下固化15min，使所述成型秸秆坯完全固化后，将模具腔内的固化件冷切脱模取出，即得到所述裸面板；
5)对步骤4)所制得的裸面板进行裁边、冷切和板面砂光；
6)对步骤5)所制得的裸面板的上下两个表面粘结一层饰面层，然后在裸面板和饰面层之间再次粘结一层中板，即得到阻燃秸秆人造板。
其中以质量百分比计，阻燃剂包括如下组分：30％磷酸铝，5％磷酸铁、36％硅酸钠、17％氧化镁，2％硅酸镁和10％硼砂；且其中磷酸铝和氧化镁的粒径为 60μm，磷酸铁和硅酸钠的粒径为7μm，硅酸镁和硼砂的粒径为10μm。
实施例2
制造本实施例阻燃秸秆人造板的原料组成为：
1、阻燃秸秆人造板用粘结剂的制备：
粘结剂的制备：1)将聚乙烯醇PVA17-88和水依次加入反应釜中，聚乙烯醇与水的质量比为0.45：1，以150rpm的转速搅拌均匀，加热至120℃后，于转速280rpm下，维持4h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液VAE710 中，所述混合物料与乙烯共聚乳液的质量比为0.95：1，在温度为45℃，搅拌速度为620rpm的转速下，维持1.5h。
3)加入步骤2)所得产物的质量8％的氯化镁，常温下，以搅拌速度为600rpm 的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。
2、阻燃秸秆人造板的制备：
1)前期处理：将原料农作物秸秆拆捆，清除杂质后，粉碎成2mm-100mm 的粒径，然后计量分装，备用；
2)将秸秆颗粒、所述粘结剂以及阻燃剂按照32：1：8的质量比混合，形成混合料；
3)将上述混合料平铺于模具中，并在常温下施加小于8×105牛顿的压力，使所述铺装模具中的混合料的高度按照5：1的比例压缩进行预压成型处理，并施压7秒，得到预压成型秸秆坯。
4)采用180吨位的液压机对所述成型秸秆坯进行一次性硫化成型，在压力为10Mpa，温度为90℃下固化12min，使所述成型秸秆坯完全固化后，将模具腔内的固化件冷切脱模取出，即得到所述裸面板；
5)对步骤4)所制得的裸面板进行裁边、冷切和板面砂光；
6)对步骤5)所制得的裸面板的上下两个表面粘结一层饰面层，然后在裸面板和饰面层之间再次粘结一层中板，即得到阻燃秸秆人造板。
其中以质量百分比计，阻燃剂包括如下组分：25％磷酸铝，10％磷酸铁、40％硅酸钠、12％氧化镁，8％硅酸镁和5％硼砂，且其中磷酸铝和氧化镁的粒径为 70μm，磷酸铁和硅酸钠的粒径为5μm，硅酸镁和硼砂的粒径为15μm。
实施例3
制造本实施例阻燃秸秆人造板的原料组成为：
1、阻燃秸秆人造板用粘结剂的制备：
粘结剂的制备：1)将烷基磷酸改性聚乙烯醇和水依次加入反应釜中，烷基磷酸改性聚乙烯醇与水的质量比为0.95：1，以150rpm的转速搅拌均匀，加热至150℃后，于转速380rpm下，维持3.5h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液VAE716 中，所述混合物料与乙烯共聚乳液VAE716的质量比为1.25：1，在温度为45℃，搅拌速度为600rpm的转速下，维持3h。
3)加入步骤2)所得产物的质量5％的氯化镁，常温下，以搅拌速度为650rpm 的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。
2、阻燃秸秆人造板的制备：
1)前期处理：将原料农作物秸秆拆捆，清除杂质后，粉碎成2mm-100mm 的粒径，然后计量分装，备用；
2)将秸秆颗粒、所述粘结剂以及阻燃剂按照27：1：16.8的质量比混合，形成混合料；
3)将上述混合料平铺于模具中，并在常温下施加小于8×105牛顿的压力，使所述铺装模具中的混合料的高度按照6：1的比例压缩进行预压成型处理，并施压5-10秒，得到预压成型秸秆坯。
4)采用200吨位的液压机对所述成型秸秆坯进行一次性硫化成型，在压力为7Mpa，温度为100℃下固化10min，使所述成型秸秆坯完全固化后，将模具腔内的固化件冷切脱模取出，即得到所述裸面板；
5)对步骤4)所制得的裸面板进行裁边、冷切和板面砂光；
6)对步骤5)所制得的裸面板的上下两个表面粘结一层饰面层，然后在裸面板和饰面层之间再次粘结一层中板，即得到阻燃秸秆人造板。
其中以质量百分比计，阻燃剂包括如下组分：20％磷酸铝，13％磷酸铁、45％硅酸钠、8％氧化镁，10％硅酸镁和4％硼砂，且其中磷酸铝和氧化镁的粒径为 65μm，磷酸铁和硅酸钠的粒径为5μm，硅酸镁和硼砂的粒径为18μm。
实施例4
制造本实施例阻燃秸秆人造板的原料组成为：
1、阻燃秸秆人造板用粘结剂的制备：
粘结剂的制备：1)将聚乙烯醇PVA17-99、聚乙烯醇PVA17-88和水依次加入反应釜中，其中聚乙烯醇PVA17-99、聚乙烯醇PVA17-88的质量比为1:1，聚乙烯醇与水的质量比为1.5：1，以200rpm的转速搅拌均匀，加热至150℃后，于转速250rpm下，维持3.5h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液VAE710 中，所述混合物料与乙烯共聚乳液VAE710的质量比为1.15：1，在温度为45℃，搅拌速度为750rpm的转速下，维持2h。
3)加入步骤2)所得产物的质量12％的氯化钙，常温下，以搅拌速度为600rpm 的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。
2、阻燃秸秆人造板的制备：
1)前期处理：将原料农作物秸秆拆捆，清除杂质后，粉碎成2mm-100mm 的粒径，然后计量分装，备用；
2)将秸秆颗粒、所述粘结剂以及阻燃剂按照9：1：25.8的质量比混合，形成混合料；
3)将上述混合料平铺于模具中，并在常温下施加小于8×105牛顿的压力，使所述铺装模具中的混合料的高度按照6：1的比例压缩进行预压成型处理，并施压5-10秒，得到预压成型秸秆坯。
4)采用250吨位的液压机对所述成型秸秆坯进行一次性硫化成型，在压力为4Mpa，温度为135℃下固化6min，使所述成型秸秆坯完全固化后，将模具腔内的固化件冷切脱模取出，即得到所述裸面板；
5)对步骤4)所制得的裸面板进行裁边、冷切和板面砂光；
6)对步骤5)所制得的裸面板的上下两个表面粘结一层饰面层，然后在裸面板和饰面层之间再次粘结一层中板，即得到阻燃秸秆人造板。
其中以质量百分比计，阻燃剂包括如下组分：16％磷酸铝，15％磷酸铁、19％硅酸钠、20％氧化镁，15％硅酸镁和15％硼砂，且其中磷酸铝和氧化镁的粒径为 70μm，磷酸铁和硅酸钠的粒径为5μm，硅酸镁和硼砂的粒径为25μm。
实施例5
制造本实施例阻燃秸秆人造板的原料组成为：
1、阻燃秸秆人造板用粘结剂的制备：
粘结剂的制备：1)将聚乙烯醇PVA17-88和水依次加入反应釜中，聚乙烯醇PVA17-88与水的质量比为2：1，以200rpm的转速搅拌均匀，加热至150℃后，于转速380rpm下，维持4.5h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液VAE716 中，所述混合物料与乙烯共聚乳液VAE716的质量比为1.5：1，在温度为65℃，搅拌速度为800rpm的转速下，维3h。
3)加入步骤2)所得产物的质量5％的氯化镁，常温下，以搅拌速度为 600-800rpm的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。
2、阻燃秸秆人造板的制备：
1)前期处理：将原料农作物秸秆拆捆，清除杂质后，粉碎成2mm-100mm 的粒径，然后计量分装，备用；
2)将秸秆颗粒、所述粘结剂以及阻燃剂按照3.2：1：2.6的质量比混合，形成混合料；
3)将上述混合料平铺于模具中，并在常温下施加小于8×105牛顿的压力，使所述铺装模具中的混合料的高度按照5：1的比例压缩进行预压成型处理，并施压5-10秒，得到预压成型秸秆坯。
4)采用230吨位的液压机对所述成型秸秆坯进行一次性硫化成型，在压力为9Mpa，温度为80℃下固化15min，使所述成型秸秆坯完全固化后，将模具腔内的固化件冷切脱模取出，即得到所述裸面板；
5)对步骤4)所制得的裸面板进行裁边、冷切和板面砂光；
6)对步骤5)所制得的裸面板的上下两个表面粘结一层饰面层，然后在裸面板和饰面层之间再次粘结一层中板，即得到阻燃秸秆人造板。
其中以质量百分比计，阻燃剂包括如下组分：8％磷酸铝，15％磷酸铁、45％硅酸钠、10％氧化镁，9％硅酸镁和13％硼砂，且其中磷酸铝和氧化镁的粒径为 50μm，磷酸铁和硅酸钠的粒径为7μm，硅酸镁和硼砂的粒径为23μm。
性能检测：上述实施例1-5中的裸面板的厚度通常为6-45mm，优选地，裸面板的厚度为6-25毫米；参照GB/T17657国家标准进行理化性能检测，另外，按照GB/T 5464和GB/T14402规定的方法进行燃烧试验；
对制得的阻燃秸秆人造板参照GB/T21723-2008国家标准进行理化性能检测，参照GB/T17657-1999国家标准检测甲醛释放量，参照GB/T 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》国家标准检测的阻燃性，GB/T20285-2006《材料产烟毒性危险分级》国家标准检测烟气毒性；
表1：实施例1-5得到的秸秆人造板的性能测试结果
由表1可知，本发明中的裸面板和有该裸面板与其他装饰板和/或中板组成的阻燃秸秆人造板的各项检测值表明：本发明所提供的阻燃秸秆人造板均能达到国家标准，甲醛的释放量为零，且裸面板的阻燃性能达到不燃A级，阻燃秸秆人造板的燃烧性能符合A1级的规定要求，即燃烧性能达到不燃A1级，烟气毒性符合安全一级的规定要求，即烟气毒性达到安全一级AQ1。
实施例6-实施例11
重复实施例1，不同的是，以质量百分比计，分别将阻燃剂原料的含量中的30％的磷酸铝换成是30％的聚磷酸铵、将5％的磷酸铁换成是5％的磷酸镁、将36％的硅酸钠换成是36％的磷酸钠、将17％氧化镁换成是17％的氧化锌、将 2％的硅酸镁换成是2％的硅酸铝以及将10％的硼砂换成是10％的硼酸，所得结果基本相同，除了所得裸面板的阻燃性为B级，所得阻燃秸秆人造板的阻燃性为A2级。
实施例12
重复实施例2，不同的是阻燃秸秆人造板用粘结剂的制备包括如下步骤：
1)将聚乙烯醇PVA17-88和水依次加入反应釜中，聚乙烯醇与水的质量比为0.45：1，以150rpm的转速搅拌均匀，加热至120℃后，于转速280rpm下，维持4h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入步骤1)所得混合物料的质量8％的氯化镁，常温下，以搅拌速度为600rpm的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。所得裸面板的密度为786kg/m 3，在正常状态下的静曲强度为10.1兆帕/毫米，弹性模量为1230兆帕/毫米，内结合强度为0.35兆帕/ 毫米，吸水厚度膨胀率为2小时为4.2％；另外，按照GB/T 5464和GB/T 14402 规定的方法进行燃烧试验，均为B级。
实施例13
重复实施例2，不同的是阻燃秸秆人造板用粘结剂的制备包括如下步骤：1) 将聚乙烯醇PVA17-88和水依次加入反应釜中，聚乙烯醇与水的质量比为0.45：1，以150rpm的转速搅拌均匀，加热至120℃后，于转速280rpm下，维持4h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液VAE710 中，所述混合物料与乙烯共聚乳液的质量比为0.95：1，在温度为45℃，搅拌速度为620rpm的转速下，维持1.5h，出料即得到所述粘结剂。所得裸面板的密度为803kg/m 3，在正常状态下的静曲强度为24兆帕/毫米，弹性模量为2280兆帕/毫米，内结合强度为1.4兆帕/毫米，吸水厚度膨胀率为2小时为2.0％；另外，按照GB/T 5464和GB/T 14402规定的方法进行燃烧试验，均低于B级。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种阻燃秸秆人造板，包括裸面板以及设置在所述裸面板至少一个表面上的饰面层，其特征在于：所述裸面板以重量份计含有如下组分：秸秆颗粒5-80份，粘结剂2-25份，阻燃剂5-65份；所述粘结剂通过下述方法制备：
1)将聚乙烯醇和水依次加入反应釜中，聚乙烯醇与水的质量比为(0.15-2)：1，以100-200rpm的转速搅拌均匀，加热至100-150℃后，于转速250-380rpm下，维持1.5-4.5h；
2)待步骤1)中所得到的混合物料冷却至室温后，加入乙烯共聚乳液中，所述混合物料与乙烯共聚乳液的质量比为(0.15-1.5)：1，在温度为30-65℃，搅拌速度为600-800rpm的转速下，维持1-3h；
3)加入步骤2)所得产物的质量1-15％的氯化钙或氯化镁，常温下，以搅拌速度为600-800rpm的转速下，搅拌均匀，出料即得到所述粘结剂。
2.根据权利要求1所述的阻燃秸秆人造板，其特征在于，以质量百分比计，所述阻燃剂包括如下组分：5-30％磷酸铝，3-15％磷酸铁，10-45％硅酸钠，3-20％氧化镁，0.5-15％硅酸镁和3-15％硼砂。
3.根据权利要求2所述的阻燃秸秆人造板，其特征在于，所述阻燃剂包括粒径为50-70μm的磷酸铝和氧化镁，粒径为5-7μm的磷酸铁和硅酸钠，粒径为10-25μm的硅酸镁和硼砂。
4.根据权利要求1所述的阻燃秸秆人造板，其特征在于，所述秸秆选自麦秸秆、稻草秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、花生壳、竹枝叶、油菜秸秆中的至少一种；所述秸秆的含水率小于2％，经切草机切碎后的长度为2mm-100mm。
5.根据权利要求1所述的阻燃秸秆人造板，其特征在于，其包括两个所述饰面层，两个所述饰面层分别设置在所述裸面板相对设置的两个表面。
6.根据权利要求5所述的阻燃秸秆人造板，其特征在于，在所述裸面板与所述饰面层之间设置有中板。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的阻燃秸秆人造板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)前期处理：将原料农作物秸秆拆捆，清除杂质后，进行粉碎，然后计量分装，备用；
(2)将所述秸秆颗粒、所述粘结剂以及所述阻燃剂按照配方量进行混合，形成混合料；
(3)对所述混合料进行预压成型处理，得到预压成型秸秆坯；
(4)对所述预压成型秸秆坯进行热压定型处理，得到裸面板；
(5)在所述裸面板上形成至少一个所述饰面层。
8.根据权利要求7所述的阻燃秸秆人造板的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)之后，所述步骤(5)之前包括步骤：在所述裸面板上贴上中板；所述步骤(5)为：在所述中板的表面形成所述饰面层。
9.根据权利要求8所述的阻燃秸秆人造板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)包括，将所述混合料平铺于模具中，并在常温下施加小于8×105牛顿的压力，使所述铺装模具中的混合料的高度按照(5-6)：1的比例压缩，形成所述预压成型秸秆坯。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的阻燃秸秆人造板的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)包括：采用150-250吨位的液压机对所述成型秸秆坯进行一次性硫化成型，在压力为3-15Mpa，温度为80-150℃下固化6-15min，使所述成型秸秆坯完全固化后，将模具腔内的固化件冷却脱模取出，即得到所述裸面板。
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