CN114833912B - 一种秸秆复合板及其制作方法 - Google Patents

一种秸秆复合板及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114833912B
CN114833912B CN202210368440.7A CN202210368440A CN114833912B CN 114833912 B CN114833912 B CN 114833912B CN 202210368440 A CN202210368440 A CN 202210368440A CN 114833912 B CN114833912 B CN 114833912B
Authority
CN
China
Prior art keywords
straw
powder
mass
composite board
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210368440.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114833912A (zh
Inventor
汪述平
王洪松
魏任重
黄活阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Treezo New Meterial Science and Technology Group Co Ltd
Original Assignee
Treezo New Meterial Science and Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Treezo New Meterial Science and Technology Group Co Ltd filed Critical Treezo New Meterial Science and Technology Group Co Ltd
Priority to CN202210368440.7A priority Critical patent/CN114833912B/zh
Publication of CN114833912A publication Critical patent/CN114833912A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114833912B publication Critical patent/CN114833912B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08Moulding or pressing
    • B27N3/10Moulding of mats
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/002Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres characterised by the type of binder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08Moulding or pressing
    • B27N3/18Auxiliary operations, e.g. preheating, humidifying, cutting-off
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08Moulding or pressing
    • B27N3/20Moulding or pressing characterised by using platen-presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27NMANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N3/00Manufacture of substantially flat articles, e.g. boards, from particles or fibres
    • B27N3/08Moulding or pressing
    • B27N3/20Moulding or pressing characterised by using platen-presses
    • B27N3/203Moulding or pressing characterised by using platen-presses with heating or cooling means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

本发明属于复合板材技术领域,尤其公开了一种秸秆复合板。该秸秆复合板是以10~20质量份硫酸镁、20~30质量份氧化镁、1~3质量份辅助胶凝剂和20~40质量份水的混合体系为无机胶粘剂,均匀浸渍、拌合50~70质量份秸秆原料,且经预压成型、热压固型及养护而得的;其中,秸秆原料由60%~100%秸秆粉料和0~40%秸秆长纤维组成。该秸秆复合板通过对秸秆处理至秸秆长纤维与秸秆粉料相结合的方式,且以MgO‑MgSO4‑H2O三元胶凝体系搭配辅助胶凝剂的无机复合胶粘剂进行胶粘,保证获得的秸秆复合板具有轻质、强度高、加工性能优异和防霉防蛀等特点,且能够达到B1级阻燃。本发明还公开了上述秸秆复合板的制作方法。

Description

一种秸秆复合板及其制作方法
技术领域
本发明属于复合板材技术领域,具体来讲,涉及一种秸秆复合板及其制作方法。
背景技术
我国人造板产量和消费量位居世界第一,是人造板生产大国,但林业资源相对短缺,木材对外依存度接近50%,森林可采资源少。
我国也是农业大国,农作物秸秆资源丰富,产量巨大,种类多且分布广。将农作物秸秆用于人造板生产领域,既能解决木材短缺的难题,也能促进秸秆资源的利用。
虽然当前有利用农作物秸秆来制造板材的诸多报道,但这些工艺处理中存在许多问题。如一种玉米秸秆板,其利用秸皮软化酶对玉米秸秆长纤维的表面进行刻蚀,暴露出秸皮粗纤维,并使用秸秆具有丰富的孔隙结构,采用纳米纤维素溶液作为增强剂,提高板材强度;但此方法处理秸秆的效率较低,且酶反应的条件较为严苛,难以大规模化应用。又如一种防腐玉米秸秆重组材,其采用间苯二酚改性酚醛树脂为胶粘剂,对玉米秸秆外皮进行疏解、防腐处理;但此方法处理制备的复合板不具备阻燃和无醛的特征。再如一种利用无机胶粘剂的木材、秸秆纤维板,该秸秆纤维板中纤维含量较低,板材的木质感较差。以及一种制备秸秆板材用无机胶粘剂、生态秸秆板,该报道中是直接将秸秆与无机胶粘剂混合,由于秸秆表面疏水的缘故,不易与无机胶粘剂混合均匀,从而影响板材力学性能,同时要求的秸秆粒度为20~150目,处理要求高。
综上,有必要对秸秆如何处理成复合板进行进一步研究,以使其克服当前技术中存在的工艺复杂、处理要求高、难以规模化,产品易燃、含醛、质感差等诸多问题。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题,本发明提供了一种秸秆复合板及其制作方法,该秸秆复合板通过对秸秆处理至秸秆长纤维与秸秆粉料相结合的方式,且以MgO-MgSO4-H2O三元胶凝体系搭配辅助胶凝剂的无机复合胶粘剂进行胶粘,保证获得的秸秆复合板具有轻质、强度高、加工性能优异和防霉防蛀等特点,且能够达到B1级阻燃。
为了达到上述发明目的,本发明采用了如下的技术方案:
一种秸秆复合板,其以10~20质量份硫酸镁、20~30质量份氧化镁、1~3质量份辅助胶凝剂和20~40质量份水的混合体系为无机胶粘剂,均匀浸渍、拌合 50~70质量份秸秆原料,且经预压成型、热压固型及养护而得;以上秸秆原料是由60%~100%秸秆粉料和0~40%秸秆长纤维组成的,该百分数以秸秆原料的质量为100%计。
上述秸秆原料的获得,显然,更多的秸秆粉料需要更多的破碎处理,提高制作成本;因此,在满足产品性能需求的前提下,可在上述范围内适当降低秸秆粉料的占比。
上述无机胶粘剂以MgO-MgSO4-H2O三元胶凝体系为基础,辅以辅助胶凝剂,克服其早期力学性能较差的缺陷,保证该秸秆复合板在整个使用周期具有优异的力学性能。与此同时,秸秆原料采用长纤维与粉料相结合的方式,长纤维能较好地保留秸秆的自然形貌,同时在板材内部交错搭接,起到支撑筋骨的作用;粉料容易被无机盐溶液润湿,再与无机料混合均匀,填充于板材内部,既使无机料在板材内均匀分布,有效避免无机盐的返卤现象,也能使板材内部更加密实,提高其力学强度。该无氯无机胶粘剂还保证了秸秆复合板在应用时也不会对钢制钉子及龙骨等造成腐蚀。
控制上述秸秆原料的含水率小于10%,这是由于秸秆原料中过多的水分会影响上述无机胶粘剂的水灰比,进而影响其力学性能等。但本领域技术人员知晓的是,若秸秆原料中含水率过高,需对应降低无机胶粘剂中所使用的水。
上述秸秆粉料的粒径控制不大于1180μm(不大于14目),优选不大于550 μm(不大于30目),秸秆长纤维的长度控制不大于10cm,优选不大于3cm。控制秸秆长纤维的合理长度,有助于保证最终获得更为平整的板面,而太长的秸秆长纤维,不容易被全部粘接住,容易起翘,不利于板面平整。
进一步地,辅助胶凝剂可以是氢氧化铝、二氧化硅、石膏和粉煤灰中的任意一种、或至少两种的混合。
以氢氧化铝作为辅助胶凝剂时,其不仅起到絮状胶凝作用,能有助于提升粘结力,且其受热分解成氧化铝和水,也能进一步提高复合板的阻燃性能。以二氧化硅作为辅助胶凝剂时,其可有效提高板材的密实度,进而提升板材的力学强度。石膏的加入可以与体系中的水反应,一方面,自身形成胶凝体系,加强力学性能,另一方面,上述反应放出热量,提高体系温度,从而达到促进气硬性的MgO-MgSO4-H2O三元胶凝体系凝结的效果。而粉煤灰的主要成分为氧化铝和二氧化硅,其兼具上述氢氧化铝和二氧化硅作为辅助胶凝剂的特性。
优选地,上述无机胶粘剂还包括0.05~0.1质量份改性剂和0.1~0.3质量份交联剂。改性剂的加入能促使硫氧镁胶凝体系中稳定结晶相的生成,提高板材的耐水性;而交联剂的加入能改善无机胶凝体系与秸秆纤维的结合能力,提高板材的力学性能。
改性剂可以是柠檬酸、柠檬酸钠、多聚磷酸钠、磷酸、苹果酸中的任意一种、或至少两种的混合;而交联剂则选自聚丙烯醇(PVA)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的任意一种、或至少两种的混合。
本发明提供的上述秸秆复合板,采用下述制作方法来制作:
步骤S1:将秸秆部分碎成粉末得到秸秆粉料,部分切段处理得到秸秆长纤维,获得秸秆原料。
在将秸秆破碎成粉料和长纤维之前,一般需将麦、稻、玉米等秸秆先行进行除尘、分选等前处理。
步骤S2:将秸秆粉料用硫酸镁溶液充分浸渍,得到秸秆湿料;将氧化镁、辅助胶凝剂与秸秆湿料、秸秆长纤维搅拌均匀,获得混合物料。
上述硫酸镁溶液为硫酸镁配制的水溶液;当使用改性剂和/或交联剂时,将硫酸镁与改性剂、交联剂一并溶解制成该硫酸镁溶液。
步骤S3:将上述混合物料依次进行预压成型和热压固型,获得秸秆复合板坯。
一般地,预压成型需要借助模具进行,其条件为常温常压。而热压固型的条件则控制为:温度为30℃~120℃,压力为3MPa~15MPa,压制时间为10 min~180min。
步骤S4:对秸秆复合板坯依次进行养护和水分平衡,获得秸秆复合板。
具体来讲,将秸秆复合板坯置于恒温恒湿条件下养护至预期强度,再置于室温条件下平衡水分,优选再进行砂光、裁边,得到成品的秸秆复合板。
以上恒温恒湿养护的养护条件为:湿度为65%±2%RH,温度为30℃±5℃,养护周期为3d~14d。而水分平衡条件控制为高于4℃、优选高于20℃的室温条件。
基于上述特定组分的无机胶粘剂、以及秸秆原料的配合方式,二者之间的施胶方式也对最终获得的秸秆复合板的性能产生重要影响。以上通过硫酸镁溶液先将秸秆粉料充分浸渍的方式,使秸秆充分润湿,浸润于秸秆内部,从而使硫酸镁在秸秆中均匀分散,再与氧化镁混合反应后,形成的胶粘剂晶体在秸秆中分布均匀,其充分避免了无机胶粘剂先行配制因粘度较大而不易与秸秆原料混合均匀的问题,有利于提高板材的胶合强度。
具体实施方式
本发明提供的秸秆复合板,其以复配的无机胶粘剂为胶黏体系,配合秸秆长纤维和秸秆粉料搭配而成秸秆原料的方式,对于获得轻质、高强、阻燃,且加工性能优异的秸秆复合板非常关键。
具体来讲,采用的无机胶粘剂主要系MgO-MgSO4-H2O三元体系构成的硫氧镁胶凝材料,该胶凝材料不同于有机胶粘剂的凝结原理,也不同于硅酸盐水泥的水化机理,其主要水化产物为碱式硫酸镁晶体即xMg(OH)2·yMgSO4·zH2O,晶相结构形态一般为细长针棒状。通过碱式硫酸镁晶体构成致密的网状结构,是硫氧镁胶凝材料胶黏性能的直接来源。采用硫氧镁胶凝剂作为秸秆纤维的新型无机胶黏材料,取代传统的“三醛”胶粘剂,从源头上避免了甲醛的引入。其次,硫氧镁胶凝材料是一种气硬性胶凝材料,具有凝结硬化快和机械强度高的特点,且在燃烧过程中,胶凝材料中晶体受热分解,生成的MgO覆盖秸秆纤维表面,起到隔热、抑烟的作用。同时,晶体中的结晶水挥发,吸收了燃烧的热量,稀释了局部可燃性气体浓度,发挥阻燃的作用。
本发明采用的秸秆原料为长纤维与粉料的混配,目的是使有机纤维与无机胶粘剂混合均匀,促使板材结构紧实,提升板材的力学性能。板材中的秸秆长纤维相互搭接,形成纵横交织的网状结构,能抑制无机胶凝体系中微裂痕的产生及蔓延,提高板材的弹性模量,同时保留了秸秆的自然形貌。而粉料则易被无机盐溶液浸润,与无机料混合均匀后,填充于板材内部,使板材内部结构密实,能有效提高板材的力学性能。
以下,将来详细描述本发明的实施例。然而,可以以许多不同的形式来实施本发明,并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反,提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
实施例1
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
麦秸经过除尘、分选后,烘干至含水率小于10%,称量650g麦秸;选取质量分数为80%的麦秸粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目,为秸秆粉料,剩下20%的麦秸切成3cm长段,为秸秆长纤维。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将0.5g柠檬酸、128.5g七水硫酸镁、1g PVA、346.3g水配制成硫酸镁溶液;将麦秸粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得麦秸湿料;再将麦秸长段、204.9g氧化镁、10.4g氢氧化铝、以及前述麦秸湿料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
在上述搅拌过程中,麦秸长段会被刮花,有利于与无机胶粘剂的结合。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于压力4MPa、温度80℃下热压30min,充分固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护7d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
实施例2
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
稻秸经过除尘、分选后,烘干至含水率小于10%,称量650g稻秸;选取质量分数为80%的稻秸粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目,为秸秆粉料,剩下20%的稻秸切成3cm长段,为秸秆长纤维。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将0.5g苹果酸、128.5g七水硫酸镁、1g KH560、346.3g水配制成硫酸镁溶液;将稻秸粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得稻秸湿料;再将稻秸长段、204.9g氧化镁、10.4g石膏、以及前述稻秸湿料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
在上述搅拌过程中,稻秸长段会被刮花,有利于与无机胶粘剂的结合。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于温度35℃、压力15MPa 下热压180min,充分固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护7d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
实施例3
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
稻秸经过除尘、分选后,烘干至含水率小于10%,称量1400g稻秸;选取质量分数为75%的稻秸粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目,为秸秆粉料,剩下 25%的稻秸切成5cm长段,为秸秆长纤维。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将1.3g柠檬酸钠、276.8g七水硫酸镁、1g PVA、816g水配制成硫酸镁溶液;将稻秸粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得稻秸湿料;再将稻秸长段、450g氧化镁、22.5g氢氧化铝、以及稻秸湿料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
在上述搅拌过程中,稻秸长段会被刮花,有利于与无机胶粘剂的结合。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于温度120℃、压力3MPa 下热压10min,充分固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护3d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
实施例4
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
玉米秸秆经过除尘、分选后,烘干至含水率小于10%,称量650g玉米秸秆;选取质量分数为60%的玉米秸秆粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目,为秸秆粉料,剩下40%的玉米秸秆破碎成4cm长片,为秸秆长纤维。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将0.5g柠檬酸、128.5g七水硫酸镁、1g PVA、346.3g水配制成硫酸镁溶液;将玉米秸秆粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得玉米秸秆湿料;再将玉米秸秆长段、204.9g氧化镁、10.4g氢氧化铝、以及玉米秸秆湿料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
在上述搅拌过程中,玉米秸秆长段会被刮花,有利于与无机胶粘剂的结合。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于温度60℃、压力7MPa 下热压120min,充分固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护7d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
实施例5
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
玉米秸秆经过除尘、分选后,烘干至含水率小于10%,称量650g玉米秸秆;选取质量分数为75%的玉米秸秆粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目,为秸秆粉料,剩下25%的玉米秸秆破碎成5cm长片,为秸秆长纤维。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将0.5g柠檬酸、128.5g七水硫酸镁、1g KH560、346.3g水配制成硫酸镁溶液;将玉米秸秆粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得玉米秸秆湿料;再将玉米秸秆长段、204.9g氧化镁、10.4g粉煤灰、以及玉米秸秆湿料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
在上述搅拌过程中,玉米秸秆长段会被刮花,有利于与无机胶粘剂的结合。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于温度60℃、压力7MPa 下热压120min,充分固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护7d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
实施例6
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
麦秸经过除尘、分选后,称量650g麦秸;选取质量分数为70%的麦秸粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目,为秸秆粉料,剩下30%的麦秸切成3cm长段,为秸秆长纤维。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将0.5g磷酸、128.5g七水硫酸镁、1g KH550、346.3g水配制成硫酸镁溶液;将麦秸粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得麦秸湿料;再将麦秸长段、204.9g氧化镁、10.4g氢氧化铝、以及麦秸湿料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
在上述搅拌过程中,麦秸长段会被刮花,有利于与无机胶粘剂的结合。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于温度80℃、压力4MPa 下热压30min,充分固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护7d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
实施例7
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
玉米秸秆经过除尘、分选后,烘干至含水率小于10%,称量650玉米秸秆,全部粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将0.5g柠檬酸、128.5g七水硫酸镁、1g PVA、346.3g水配制成硫酸镁溶液;将玉米秸秆粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得玉米秸秆湿料;再与204.9g氧化镁、10.4g氢氧化铝在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于温度80℃、压力4MPa 下热压30min,固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护7d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
在该秸秆复合板中,基于秸秆的疏水属性,避免过多采用秸秆长纤维、以及采用无机水溶液先行浸渍秸秆粉料的施胶方式,对于达到合格的力学性能是关键的。为此,进行了下述对比实验。
对比例1
本对比例采用完全的秸秆长纤维,而不包括秸秆粉料。
本对比例与实施例6的相同之处在此不再赘述,只描述与实施例6的不同之处。本对比例与实施例6的不同之处在于:将650g麦秸全部破碎成2cm~3cm 的秸秆长段;其余均参照实施例6中操作,获得第一对比秸秆板。
对比例2
本对比例采用秸秆长纤维与秸秆粉料搭配的方式,但二者的质量占比分别为55%和45%。
本实施例提供的秸秆复合板,其通过下述步骤来制作:
步骤一,秸秆处理。
麦秸经过除尘、分选后,烘干至含水率小于10%,称量650g麦秸;选取质量分数为45%的麦秸粉碎成粉末,粉末粒度不大于30目,为秸秆粉料,剩下55%的麦秸切成3cm长段,为秸秆长纤维。
步骤二,浸渍粉料,混合干料。
将0.5g磷酸、128.5g七水硫酸镁、1g PVA、346.3g水配制成硫酸镁溶液;将麦秸粉末与硫酸镁溶液混合均匀,充分浸润后,获得麦秸湿料;再将麦秸长段、204.9g氧化镁、10.4g氢氧化铝、以及麦秸湿料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
在上述搅拌过程中,麦秸长段会被刮花,有利于与无机胶粘剂的结合。
步骤三,预压成型,热压固型。
将混合物料置于模具中预压成型,再经热压机中于80℃、4MPa下热压30 min,充分固定成型后,得到秸秆复合板坯。
步骤四,恒温养护,室温平衡。
将秸秆复合板坯置于25℃温度、65%RH湿度的恒温恒湿条件下养护7d后,置于室温条件下平衡水分,得到板材成品。
步骤五,砂光、裁边。
将板材成品经过砂光、裁边后,得到合格的秸秆复合板产品。
对比例3
本对比例采用先制备成品无机胶粘剂,而后与秸秆原料混合的施胶方式。
本对比例与实施例6的相同之处在此不再赘述,只描述与实施例6的不同之处。本对比例与实施例6的不同之处在于:
在步骤二中,将0.5g磷酸、128.5g七水硫酸镁、346.3g水配制成硫酸镁溶液后,与204.9g氧化镁、10.4g氢氧化铝先行混合,制备无机胶粘剂。将该无机胶粘剂与麦秸长段和麦秸粉料在搅拌机中搅拌均匀,得到混合物料。
其余均参照实施例6中操作,获得第三对比秸秆板。
对上述各实施例及对比例中的秸秆板的力学性能、物理性能、及阻燃性能进行测试,性能测试结果如下表1所示。
表1实施例1~7中秸秆复合板、及对比例1~3中对比秸秆板的性能测试结果
从表1中各实施例提供的秸秆复合板的性能可以看出,其力学性能均达到了良好的水平,且氧指数也表明其具有良好的阻燃性能,满足应用需求。相较之下,对比例1中全部采用秸秆长纤维的方式,因其疏水性而导致无机胶粘剂无法良好胶粘该秸秆,力学性能和阻燃性能均较差;而对比例2中虽然采用秸秆长纤维与秸秆粉料搭配的方式,但二者配比超出特定的限定范围,依旧无法获得良好的力学性能和阻燃性能。同时,从对比例3中可以看出,配合秸秆长纤维与秸秆粉料搭配的方式,施胶方式对于力学性能和阻燃性能的提升同样重要,采用硫酸镁溶液充分浸渍秸秆粉料,相较直接涂抹混合无机胶粘剂,能够大幅提升获得的秸秆复合板的性能。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明,但是本领域的技术人员将理解:在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下,可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (7)

1.一种秸秆复合板,其特征在于,以10~20质量份硫酸镁、20~30质量份氧化镁、1~3质量份辅助胶凝剂、0.05~0.1质量份改性剂、0.1~0.3质量份交联剂和20~40质量份水的混合体系为无机胶粘剂,均匀浸渍、拌合50~70质量份秸秆原料,且经预压成型、热压固型及养护而得;其中,所述秸秆原料由60%~90%秸秆粉料和10%~40%秸秆长纤维组成;所述改性剂选自柠檬酸、柠檬酸钠、多聚磷酸钠、磷酸、苹果酸中的至少一种;所述交联剂选自聚丙烯醇、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述秸秆粉料经所述硫酸镁、改性剂、交联剂与所述水混合获得的硫酸镁溶液充分浸渍,再与所述氧化镁、所述辅助胶凝剂和所述秸秆长纤维搅拌均匀而实现所述无机胶粘剂与所述秸秆原料的浸渍和拌合。
2.根据权利要求1所述的秸秆复合板,其特征在于,所述秸秆原料的含水率小于10%;所述秸秆粉料的粒径不大于1180μm,所述秸秆长纤维的长度不大于10cm。
3.根据权利要求2所述的秸秆复合板,其特征在于,所述秸秆粉料的粒径不大于550μm,所述秸秆长纤维的长度不大于3cm。
4.根据权利要求2所述的秸秆复合板,其特征在于,所述辅助胶凝剂选自氢氧化铝、二氧化硅、石膏和粉煤灰中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一所述的秸秆复合板的制作方法,其特征在于,包括步骤:
S1、将秸秆部分碎成粉末得到秸秆粉料,部分切段处理得到秸秆长纤维,获得秸秆原料;
S2、将所述秸秆粉料用硫酸镁溶液充分浸渍,得到秸秆湿料;将氧化镁、辅助胶凝剂与所述秸秆湿料和所述秸秆长纤维搅拌均匀,获得混合物料;
S3、将所述混合物料依次进行预压成型和热压固型,获得秸秆复合板坯;
S4、对所述秸秆复合板坯依次进行养护和水分平衡,获得秸秆复合板。
6.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,在所述步骤S3中,预压成型的条件为常温常压;热压固型的温度为30℃~120℃,压力为3MPa~15MPa,压制时间为10min~180min。
7.根据权利要求5所述的制作方法,其特征在于,在所述步骤S4中,对所述秸秆复合板坯进行恒温恒湿养护的养护条件为:湿度为65%±2%RH,温度为30℃±5℃,养护周期为3d~14d;水分平衡条件为高于4℃的室温条件。
CN202210368440.7A 2022-04-06 2022-04-06 一种秸秆复合板及其制作方法 Active CN114833912B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210368440.7A CN114833912B (zh) 2022-04-06 2022-04-06 一种秸秆复合板及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210368440.7A CN114833912B (zh) 2022-04-06 2022-04-06 一种秸秆复合板及其制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114833912A CN114833912A (zh) 2022-08-02
CN114833912B true CN114833912B (zh) 2024-01-26

Family

ID=82563002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210368440.7A Active CN114833912B (zh) 2022-04-06 2022-04-06 一种秸秆复合板及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114833912B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116143490B (zh) * 2022-12-27 2024-01-26 江苏佳饰家新材料集团股份有限公司 一种无机生物质材料不燃板及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602224A (zh) * 2009-06-25 2009-12-16 湖南奥本科技实业有限公司 一种耐燃纤维板材及其制造方法
CN104072088A (zh) * 2014-06-05 2014-10-01 安徽中益新材料科技有限公司 一种环保型墙体防火保温板及其制备方法
CN108640601A (zh) * 2018-05-23 2018-10-12 周盼 一种环保抗震的秸秆砌块或墙板产品及其相应生产方法
CN108948770A (zh) * 2018-08-02 2018-12-07 天津市建筑材料科学研究院有限公司 一种秸秆制备阻燃型建筑板材的方法
CN109024942A (zh) * 2018-08-02 2018-12-18 天津市建筑材料科学研究院有限公司 一种秸秆板材多层填充复合阻燃保温板
CN109608153A (zh) * 2018-12-19 2019-04-12 中铁九局集团工程检测试验有限公司 一种硫氧镁水泥基秸秆轻质复合材料及其制备方法
CN109749632A (zh) * 2019-01-31 2019-05-14 东北大学秦皇岛分校 制备秸秆板材用无机胶黏剂、生态秸秆板材及其制备方法
CN110746174A (zh) * 2019-11-14 2020-02-04 福建省德锐新材有限公司 一种a级防火矿物质板及其制备方法
CN113801523A (zh) * 2021-08-25 2021-12-17 安捷包装(苏州)股份有限公司 基于绿色环保的胶木箱用长纤维复合板的制备工艺

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101602224A (zh) * 2009-06-25 2009-12-16 湖南奥本科技实业有限公司 一种耐燃纤维板材及其制造方法
CN104072088A (zh) * 2014-06-05 2014-10-01 安徽中益新材料科技有限公司 一种环保型墙体防火保温板及其制备方法
CN108640601A (zh) * 2018-05-23 2018-10-12 周盼 一种环保抗震的秸秆砌块或墙板产品及其相应生产方法
CN108948770A (zh) * 2018-08-02 2018-12-07 天津市建筑材料科学研究院有限公司 一种秸秆制备阻燃型建筑板材的方法
CN109024942A (zh) * 2018-08-02 2018-12-18 天津市建筑材料科学研究院有限公司 一种秸秆板材多层填充复合阻燃保温板
CN109608153A (zh) * 2018-12-19 2019-04-12 中铁九局集团工程检测试验有限公司 一种硫氧镁水泥基秸秆轻质复合材料及其制备方法
CN109749632A (zh) * 2019-01-31 2019-05-14 东北大学秦皇岛分校 制备秸秆板材用无机胶黏剂、生态秸秆板材及其制备方法
CN110746174A (zh) * 2019-11-14 2020-02-04 福建省德锐新材有限公司 一种a级防火矿物质板及其制备方法
CN113801523A (zh) * 2021-08-25 2021-12-17 安捷包装(苏州)股份有限公司 基于绿色环保的胶木箱用长纤维复合板的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN114833912A (zh) 2022-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110746174A (zh) 一种a级防火矿物质板及其制备方法
CN114656882A (zh) 一种复合胶黏剂、使用其的难燃木质基板及其制备工艺
CN104926260B (zh) 一种无机防火轻集料膨胀珍珠岩保温板及其制备方法
CN114833912B (zh) 一种秸秆复合板及其制作方法
EP4296245A1 (en) Straw aerogel flame-retardant insulation board and preparation method thereof
CN108129108A (zh) 一种新型墙体保温材料及其制备工艺
CN106752001A (zh) 一种蒙脱土改性的防水阻燃型生物质板材及其制备方法
CN101172825A (zh) 镁钙防火植物纤维板及其制备方法
CN112209648A (zh) 改性废旧橡胶及其制备方法和隔声砂浆
CN115180917A (zh) 一种抗泛霜难燃复合板及其制备方法
CN109648678B (zh) 木纤维-椰纤维复合吸声材料及其制备方法
CN108147775A (zh) 一种阻燃保温压缩板及其制备方法
WO2024140715A1 (zh) 一种无机生物质材料不燃板及其制备方法
CN109053122A (zh) 一种阻燃型复合隔音材料的制备方法
CN111606679B (zh) 一种纸面石膏板及其制备方法
CN113045279A (zh) 一种蒸压灰砂砖及其制备方法
CN112358238A (zh) 一种用于制备地质聚合物-木质纤维复合板材的组合物、复合板及其制备方法
CN114525079B (zh) 一种无醛阻燃氯氧镁水泥基木材胶黏剂及其制备方法
CN106752002A (zh) 一种复合抗菌膜增强的防水阻燃型生物质板材及其制备方法
CN115181499B (zh) 一种耐水、高胶接性能、阻燃氯氧镁无机胶黏剂及其制备方法及应用
CN114804809A (zh) 一种蔗渣复合板及其制作方法
CN110668781B (zh) 利用农林剩余物制备氧负离子阻燃无醛装饰板的方法
CN111037701A (zh) 一种生态环保装配式建筑墙板及其湿法制备工艺
CN114105569A (zh) 一种利用eva乳液改性聚苯颗粒制备aeps保温板的方法
CN109516761A (zh) 镁基地板基材的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant