CN108409216A - 一种玉米秸秆生物质防火材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玉米秸秆生物质防火材料及其制备方法，本发明提供的玉米秸秆生物质防火材料，以玉米秸秆为主料，配合甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂，加入的防火添加剂由钙长石粉、滑石粉、改性硅藻土、钇稳定氧化锆粉、辅助粘结剂组成，添加上述组成的防火添加剂后的防火材料形成致密的结构，具有良好的防火性能，是优良的防火材料。

Description

一种玉米秸秆生物质防火材料及其制备方法

技术领域

本发明属于防火材料技术领域，具体地，涉及一种玉米秸秆生物质防火材料及其制备方法。

背景技术

建筑内部装修的防火直接关系到人民生命财产安全。目前，对内部的装修主要采用玻璃纸、压缩板、密度板、泡沫板、纸型板以及化纤面料等。这类材料很多属于有机高分子材料领域，易燃，都存在着不同程度的形成火灾的隐患。因此，探索新型防火材料，提高防火材料的防火性能品质。国内外已有研究者利用植物纤维素为原料制成生物质防火材料已有相关报道，但由于其防火性能还不能满足建筑要 求，因此没有大量开展起来。我国是农业大国，玉米是我国的第一大粮食作物，玉米秸秆通常都被作为废物扔掉，这样就造成了大量的资源浪费，如何将玉米秸秆的循环利用与防火材料结合起来是一项值得研究的课题

为了解决上述问题，本发明提供一种玉米秸秆生物质防火材料及其制备方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种玉米秸秆生物质防火材料及制备方法。

根据本发明提供的一种玉米秸秆生物质防火材料，所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段46-63份、甘蔗渣5-13份、硅酸锆粉2-11份、钇稳定氧化锆粉1-7份、膨胀玻化微珠5-12份、陶瓷纤维4-15份、防火添加剂1.1-3.7份。

优选地，所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段46-53份、甘蔗渣5-11份、硅酸锆粉4-11份、钇稳定氧化锆粉3-7份、膨胀玻化微珠7-12份、陶瓷纤维6-15份、防火添加剂2.1-3.7份。

优选地，所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段47份、甘蔗渣6份、硅酸锆粉5份、钇稳定氧化锆粉6份、膨胀玻化微珠8份、陶瓷纤维13份、防火添加剂2.5份。

优选地，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉11-30份、滑石粉5-14份、改性硅藻土5-11份、钇稳定氧化锆粉5-9份、辅助粘结剂3.2-4.9份。

优选地，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉13份、滑石粉8份、改性硅藻土9份、钇稳定氧化锆粉8份、辅助粘结剂3.7份。

优选地，所述改性硅藻土的改性方法具体为：

将硅藻土放入硼酸水溶液中，所述硅藻土与硼酸水溶液的体积比为1:3.3，所述硼酸水溶液的pH为4.3，浸泡6小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将硅藻土洗成pH为3.8，于55℃烘干即可。

优选地，所述硼酸水溶液的质量浓度为10-19%。

一种玉米秸秆生物质防火材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、按照重量配比称量各原料：玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂；

步骤二、将玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂混合均匀，向混合物中添加混合物干重的1.5-2.6倍的自来水，混匀，得培养料；

步骤三，将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌10-25分钟；

步骤四，待灭菌处理后的培养料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按12-20％w/w接种于培养料中，搅拌均匀，然后将接种后的培养料装入专用模具内，压实密封后于黑暗无菌室内培养；

步骤五，待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于 90-108℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即可。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的一种玉米秸秆生物质防火材料，本发明提供的玉米秸秆生物质防火材料，以玉米秸秆为主料，配合甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂，加入的防火添加剂由钙长石粉、滑石粉、改性硅藻土、钇稳定氧化锆粉、辅助粘结剂组成，添加上述组成的防火添加剂后的防火材料形成致密的结构，具有良好的防火性能，是优良的防火材料。

2、本发明提供的一种玉米秸秆生物质防火材料，硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，改性后的硅藻土其孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特性均有提高，将其用于制备玉米秸秆生物质防火材料提供了玉米秸秆的防火性能。

3、本发明提供的一种玉米秸秆生物质防火材料，本发明的制作过程只需将处理后的材料进行灭菌、接种培养、干燥，整个过程能耗 较低，利用玉米秸秆的自身优势，在真菌菌丝的作用下将秸秆制成强度好、吸水率低、防火性能好的生物质材料，同时，实现玉米秸秆资源的综合利用，变废为宝。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供的一种玉米秸秆生物质防火材料，所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段63份、甘蔗渣5份、硅酸锆粉11份、钇稳定氧化锆粉1份、膨胀玻化微珠12份、陶瓷纤维4份、防火添加剂3.7份。

作为优选方案，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉30份、滑石粉5份、改性硅藻土11份、钇稳定氧化锆粉5份、辅助粘结剂4.9份。

作为优选方案，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉13份、滑石粉8份、改性硅藻土9份、钇稳定氧化锆粉8份、辅助粘结剂3.7份。

作为优选方案，所述改性硅藻土的改性方法具体为：

将硅藻土放入硼酸水溶液中，所述硅藻土与硼酸水溶液的体积比为1:3.3，所述硼酸水溶液的pH为4.3，浸泡6小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将硅藻土洗成pH为3.8，于55℃烘干即可。

作为优选方案，所述硼酸水溶液的质量浓度为10-19%。

一种玉米秸秆生物质防火材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、按照重量配比称量各原料：玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂；

步骤二、将玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂混合均匀，向混合物中添加混合物干重的2.6倍的自来水，混匀，得培养料；

步骤三，将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌25分钟；

步骤四，待灭菌处理后的培养料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按20％w/w接种于培养料中，搅拌均匀，然后将接种后的培养料装入专用模具内，压实密封后于黑暗无菌室内培养；

步骤五，待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于 108℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即可。

实施例2

本实施例提供的一种玉米秸秆生物质防火材料，所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段46份、甘蔗渣11份、硅酸锆粉4份、钇稳定氧化锆粉7份、膨胀玻化微珠7份、陶瓷纤维15份、防火添加剂2.1份。

作为优选方案，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉11份、滑石粉14份、改性硅藻土5份、钇稳定氧化锆粉9份、辅助粘结剂3.2份。

作为优选方案，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉13份、滑石粉8份、改性硅藻土9份、钇稳定氧化锆粉8份、辅助粘结剂3.7份。

作为优选方案，所述改性硅藻土的改性方法具体为：

将硅藻土放入硼酸水溶液中，所述硅藻土与硼酸水溶液的体积比为1:3.3，所述硼酸水溶液的pH为4.3，浸泡6小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将硅藻土洗成pH为3.8，于55℃烘干即可。

作为优选方案，所述硼酸水溶液的质量浓度为10%。

一种玉米秸秆生物质防火材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、按照重量配比称量各原料：玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂；

步骤二、将玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂混合均匀，向混合物中添加混合物干重的1.5倍的自来水，混匀，得培养料；

步骤三，将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌10分钟；

步骤四，待灭菌处理后的培养料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按12％w/w接种于培养料中，搅拌均匀，然后将接种后的培养料装入专用模具内，压实密封后于黑暗无菌室内培养；

步骤五，待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于 90℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即可。

实施例3

本实施例提供的一种玉米秸秆生物质防火材料，所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段47份、甘蔗渣6份、硅酸锆粉5份、钇稳定氧化锆粉6份、膨胀玻化微珠8份、陶瓷纤维13份、防火添加剂2.5份。

作为优选方案，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉20份、滑石粉11份、改性硅藻土6份、钇稳定氧化锆粉7份、辅助粘结剂3.9份。

作为优选方案，所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉13份、滑石粉8份、改性硅藻土9份、钇稳定氧化锆粉8份、辅助粘结剂3.7份。

作为优选方案，所述改性硅藻土的改性方法具体为：

将硅藻土放入硼酸水溶液中，所述硅藻土与硼酸水溶液的体积比为1:3.3，所述硼酸水溶液的pH为4.3，浸泡6小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将硅藻土洗成pH为3.8，于55℃烘干即可。

作为优选方案，所述硼酸水溶液的质量浓度为13%。

一种玉米秸秆生物质防火材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、按照重量配比称量各原料：玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂；

步骤二、将玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂混合均匀，向混合物中添加混合物干重的1.7倍的自来水，混匀，得培养料；

步骤三，将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌13分钟；

步骤四，待灭菌处理后的培养料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按17％w/w接种于培养料中，搅拌均匀，然后将接种后的培养料装入专用模具内，压实密封后于黑暗无菌室内培养；

步骤五，待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于 95℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即可。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种玉米秸秆生物质防火材料，其特征在于：所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段46-63份、甘蔗渣5-13份、硅酸锆粉2-11份、钇稳定氧化锆粉1-7份、膨胀玻化微珠5-12份、陶瓷纤维4-15份、防火添加剂1.1-3.7份。

2.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆生物质防火材料，其特征在于：所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段46-53份、甘蔗渣5-11份、硅酸锆粉4-11份、钇稳定氧化锆粉3-7份、膨胀玻化微珠7-12份、陶瓷纤维6-15份、防火添加剂2.1-3.7份。

3.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆生物质防火材料，其特征在于：所述的玉米秸秆生物质防火材料包括如下重量份数的原料：玉米秸秆段47份、甘蔗渣6份、硅酸锆粉5份、钇稳定氧化锆粉6份、膨胀玻化微珠8份、陶瓷纤维13份、防火添加剂2.5份。

4.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆生物质防火材料，其特征在于：所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉11-30份、滑石粉5-14份、改性硅藻土5-11份、钇稳定氧化锆粉5-9份、辅助粘结剂3.2-4.9份。

5.根据权利要求4所述的一种玉米秸秆生物质防火材料，其特征在于：所述防火添加剂包括如下重量份数的原料：钙长石粉13份、滑石粉8份、改性硅藻土9份、钇稳定氧化锆粉8份、辅助粘结剂3.7份。

6.根据权利要求4所述的一种玉米秸秆生物质防火材料，其特征在于：所述改性硅藻土的改性方法具体为：

将硅藻土放入硼酸水溶液中，所述硅藻土与硼酸水溶液的体积比为1:3.3，所述硼酸水溶液的pH为4.3，浸泡6小时，随后倒去硼酸水溶液，用水将硅藻土洗成pH为3.8，于55℃烘干即可。

7.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆生物质防火材料，其特征在于：所述硼酸水溶液的质量浓度为10-19%。

8.根据权利要求1所述的一种玉米秸秆生物质防火材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、按照重量配比称量各原料：玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂；

步骤二、将玉米秸秆段、甘蔗渣、硅酸锆粉、钇稳定氧化锆粉、膨胀玻化微珠、陶瓷纤维、防火添加剂混合均匀，向混合物中添加混合物干重的1.5-2.6倍的自来水，混匀，得培养料；

步骤三，将培养料装入灭菌袋，于隧道式微波灭菌设备上灭菌10-25分钟；

步骤四，待灭菌处理后的培养料冷却至室温，于无菌接种室内将生产用固体真菌菌种按12-20％w/w接种于培养料中，搅拌均匀，然后将接种后的培养料装入专用模具内，压实密封后于黑暗无菌室内培养；

步骤五，待模具中的材料上长满厚厚一层菌丝后，将样品从模具内取出，于 90-108℃条件下干燥，直至样品的含水量干燥到低于10％为止，即可。