CN115073122B - 一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法 - Google Patents

一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115073122B
CN115073122B CN202210685987.XA CN202210685987A CN115073122B CN 115073122 B CN115073122 B CN 115073122B CN 202210685987 A CN202210685987 A CN 202210685987A CN 115073122 B CN115073122 B CN 115073122B
Authority
CN
China
Prior art keywords
straw
water
aerogel
insulation board
flame
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
CN202210685987.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN115073122A (zh
Inventor
汪述平
陆善斌
王洪松
张晶晶
王阳
魏任重
毕海明
陆铜华
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 CN202210685987.XA priority Critical patent/CN115073122B/zh
Publication of CN115073122A publication Critical patent/CN115073122A/zh
Priority to EP23158685.0A priority patent/EP4296245A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN115073122B publication Critical patent/CN115073122B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26—Silicates of the alkali metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/18—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type
    • C04B28/182—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mixtures of the silica-lime type based on calcium silicate forming mixtures not containing lime or lime producing ingredients, e.g. waterglass based mixtures heated with a calcium salt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/2092—Resistance against biological degradation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C04B2111/285—Intumescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/52—Sound-insulating materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
    • C04B2201/32—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法。本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板由秸秆原料、偶联剂、水溶性硅源、钙源与水混合均匀后铺装预压成型，再经高温高压固型后得到；所述秸秆纤维由长度1~2cm的秸秆长纤维与长度小于1cm的秸秆短纤维复配组成。本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板既保留了秸秆的天然纹理，具有较好的装饰效果，也具有轻质高强、表面平整、难燃、轻质无醛、隔热隔音和防霉防蛀等特点。

Description

一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法，属于新型复合纤维板技术领域。
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，人均森林面积仅为世界人均水平的1/4，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。
公开号CN104724976A的中国专利公开了一种秸秆防火保温板及其生产方法，本发明利用秸秆作为主填充材料，充分利用了秸秆的填充能力强、纤维韧性大和防火保温能力高的特性，在酚醛树脂颗粒、乳胶粉和憎水剂的作用下，生产一种抗弯、抗压和抗折能力强，防火等级高，施工方便和成本低廉的保温板，同时，也解决了农业废弃物的后处理和再利用的问题。该方法采用酚醛树脂作为胶黏剂，会导致样板生产和使用过程中存在甲醛释放的问题，不具备无醛特征。
公开号CN103626433A的中国专利公开了一种秸秆保温板及其制备方法，本发明包括芯材层和包覆层两个部分，芯材层主要是通过环氧胶、玉石粉、珠光砂和秸秆压制成型制得，表面包覆层主要利用具有粘接作用的无机胶凝材料均匀的包覆在秸秆板的表层，从而获得一种以秸秆为板材的新型秸秆保温板；该新型秸秆保温板具有快速成型、隔热保温、阻燃、防霉、高强等优异性能。该方法制备的保温板芯表层材质不同，受热膨胀系数不同，可能在使用过程中出现开裂等问题，同时芯层的阻燃性能也有所削弱。
公开号CN113084960A的中国专利介绍了一种玉米秸秆板及其制备方式，所述方法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。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。
公开号CN111300565A的中国专利介绍了一种防腐玉米秸秆重组材及其制造方法，所述方法采用间苯二酚改性酚醛树脂为胶黏剂，对玉米秸秆外皮进行疏解、防腐处理。此方法处理制备的复合板不具备阻燃和无醛的特征。
公开号CN112851290A的中国专利介绍了一种利用无机胶黏剂的木材、秸秆纤维板及其制备方法，所述方法制备的秸秆纤维板中纤维含量较低，板材的木质感较差，同时样板密度大，不具备轻质的特征。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法，所述秸秆气凝胶难燃保温板具有阻燃、轻质无醛、隔热隔音和防霉防蛀等特点，解决了秸秆可燃性的最大难题，拓宽了秸秆复合板应用领域。
本发明解决上述问题的方案如下：
本发明提供了一种秸秆气凝胶难燃保温板，由秸秆原料、偶联剂、无机料与水混合均匀后铺装预压成型，再经高温高压固型后得到；所述无机料包括水溶性硅源及钙源；
上述各组分重量份数如下：
所述水与无机料的质量比为0.8～1；
所述高温高压固型的工艺参数为：温度160～220℃，单位压力为3～10MPa，固型时间为10～30min；
所述秸秆原料由秸秆长纤维与秸秆短纤维复配组成，其中秸秆长纤维质量占比10％～30％，秸秆短纤维质量占比70％～90％；所述秸秆长纤维的长度1～2cm，秸秆短纤维的长度小于1cm；
所述秸秆原料的含水率小于10wt％。
所述偶联剂为聚乙烯醇；偶联剂的加入能提高无机胶黏剂与秸秆之间的结合性能，提高界面相容性。
所述水溶性硅源为速溶粉状硅酸钠，模数为2.1～3.4；实际使用时配置成水溶液后的固含量为30％～40％。
所述钙源为半水石膏；所述钙源为增强剂，钙源的加入能与水溶性硅源反应，生成硅酸钙晶体，从而增强板材的力学性能。
本发明采用了硅气凝胶和纤维素气凝胶复合的双胶黏体系。本发明中的水溶性硅源能与秸秆纤维原料均匀混合，在高温高压的过程中，生成二氧化硅气凝胶网络，将秸秆纤维原料粘结在一起；同时，秸秆纤维中的木质素和纤维素也在高温状态下缠绕、反应，形成纤维素气凝胶网络，进一步提高板材的内结合强度。本发明中加入偶联剂聚乙烯醇，能改善硅源与秸秆的界面相容性；加入钙源，能够与硅源、水蒸气在高温高压的条件下反应，生成硅酸钙晶体，在板材内部起到增强筋骨的作用，提高板材的力学性能；同时，水蒸气在高温的条件下蒸发，能在板材中形成气孔，形成复杂的孔道结构，有利于降低板材密度，提高板材保温性能。硅钙体系进一步反应，提高板材的力学强度。
本发明采用的秸秆纤维原料选择秸秆长纤维与短纤维的混配，目的是使秸秆纤维与无机胶黏剂混合均匀，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，能抑制无机凝胶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；秸秆短纤维比表面积大，更容易被水溶性硅源浸润，混合均匀后，填充于板材内部，提高板材的内胶合强度，从而能有效地提高板材的力学性能。
为了实现上述技术方案，本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备步骤如下：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长短不同的纤维细丝，筛分后获得所需的秸秆长纤维和秸秆短纤维，长短纤维按比例复配，成为秸秆原料；
(2)首先按比例称量水溶性硅源、钙源、步骤(1)秸秆原料、聚乙烯醇及水，其次将水溶性硅源与水配置成水溶液，最后将秸秆原料依次与聚乙烯醇、水溶性硅源溶液、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)将步骤(2)的混合物料经铺装预压成型、高温高压固型后得到秸秆气凝胶难燃保温板的板坯；
(4)步骤(3)得到板坯经过养护、裁边，砂光处理后，获得本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板成品板。
步骤(1)中所述机械磨解后的秸秆纤维长度不大于2cm。
步骤(3)中所述预压成型的操作条件为常温常压，压至板坯成型即可。
本发明有益效果如下：
(1)本发明所述的秸秆气凝胶难燃保温板既保留了秸秆的天然纹理，具有较好的装饰效果，也具有轻质高强、表面平整、难燃的技术特征，有利于推动秸秆的资源化利用。
(2)本发明所述的秸秆气凝胶难燃保温板能够达到B1级阻燃，具有轻质无醛、隔热隔音和防霉防蛀等特点。
(3)采用本发明所述组分在高温高压条件下制备板材，有利于降低板材密度，提高板材保温性能；
(4)本发明采用长短纤维复配的秸秆纤维原料填充于板材内部，使秸秆纤维与无机胶黏剂混合均匀，从而提高板材的内胶合强度，从而能有效地提高板材的力学性能。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备的保温板表面结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照2:8的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠370g、石膏150g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于180℃，3MP的热压机上定厚0.9cm，热压固型12min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
图1为实施例1制备的保温板表面结构示意图，由图中可以发现该板材表面平整同时保留了秸秆的天然纹理。
实施例2
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照2:8的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠200g、石膏120g、聚乙烯醇5g、水260g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于160℃，7MP的热压机上定厚0.9cm，热压固型30min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
实施例3
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照2:8的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠370g、石膏150g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于220℃，3MP的热压机上定厚0.9cm，热压固型8min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
实施例4
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照3:7的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠370g、石膏150g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于180℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型12min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
实施例5
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照3:7的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠400g、石膏150g、聚乙烯醇6g、水440g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于180℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型12min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
实施例6
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照3:7的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠370g、石膏150g、聚乙烯醇12g、水420g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于180℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型12min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
实施例7
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照1:9的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠370g、石膏120g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于180℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型12min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
实施例8
本发明所述秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，长短纤维按照3:7的比例配合，称量1000g秸秆原料；
(2)分别称量硅酸钠370g、石膏150g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于200℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型10min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
对比例1(不加钙源)
一种秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，称量1000g稻秸短纤维；
(2)分别称量硅酸钠370g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆纤维依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于180℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型8min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
对比例2(稻秸全部采用短纤维)
一种秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获长度小于1cm的短纤维，称量1000g秸秆短纤维原料；
(2)分别称量硅酸钠370g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆原料依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于180℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型8min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
对比例3(降低温度)
一种秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，包括如下步骤：
(1)秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长段不同的纤维细丝，筛分后获得长度1～2cm的长纤维和长度小于1cm的短纤维，称量1000g稻秸短纤维；
(2)分别称量硅酸钠370g、聚乙烯醇6g、水420g，秸秆纤维依次与聚乙烯醇溶液、水溶性硅源、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
(3)混合物料置于55cm×55cm的模具中铺装成型，再置于120℃，3MPa的热压机上定厚0.9cm，热压固型8min，制秸秆气凝胶难燃保温包的板坯；
(4)板坯在室温下养护3天后、裁边，砂光，获得成品板。
性能测试
对本发明各实施例及对比例得到的板材进行性能测试，其结果见表1所示。
表1难燃木质基板的性能测试结果
由表1中各实施例及对比例的抗折强度及抗压强度的数据可以发现，本发明各实施例中，长纤维保留了秸秆的宏观力学性能，适当提高长纤维的含量，有利于板材力学性能的提升。
由表1可以看出，适当提高温度，有利于样板力学性能的提升。同时高温下，有机质中木材脱水缩合，使样板的耐水性有所提升，表现为样板的吸水厚度膨胀率下降。
由表1中数据可以发现，实施例4、5可以看出，适当提高硅钙比(提高硅酸钠含量，降低石膏含量)，有利于无机料的强度相晶体从水合C-S-H晶型转变为结晶度更高的托贝莫来石晶体，从而有利于板材力学性能的提升。
实施例6、8可以看出，提高温度可以促进秸秆中半纤维素、木质素的玻璃化转变程度，促进纤维素气凝胶的形成，有利于羟基的脱水缩合反应，提高板材的疏水性。
对比例1和实施例1可以看出，钙源作为硅源的固化剂，能够在高温高压的条件下与形成水合硅酸钙晶体，从而提高板材的力学性能，失去钙源，板材的力学性能下降明显。
对比例1和实施例2可以看出，长短纤维的搭接方式能有效地提高板材的力学性能，同时降低板材的吸水厚度膨胀率，减轻板材的掉渣问题。
对比例3和实施例1可以看出，温度较低(120℃)时，秸秆内部的木质素和半纤维素玻璃化转变程度不够，形成的纤维素气凝胶强度较弱，从而影响保温板的力学性能和保温性能。同时，低温(120℃)时，硅源和钙源生成富钙的C-S-H凝胶，140℃时生成低结晶度的托贝莫来石晶体，在180～200℃时逐步转化为形成结晶度良好的托贝莫来石晶体。

Claims (7)

1.一种秸秆气凝胶难燃保温板，其特征在于：由秸秆原料、聚乙烯醇、无机料与水混合均匀后铺装预压成型，再经高温高压固型后得到；所述无机料包括水溶性硅源及钙源；
上述各组分重量份数如下：
秸秆原料 100份，
聚乙烯醇 0.5~5份，
水溶性硅源 20~40份，
钙源 10~30份，
所述水与无机料的质量比为0.8~1；
所述高温高压固型的工艺参数为：温度160~220℃，单位压力为3~10MPa，固型时间为10~30min；
所述秸秆原料由秸秆长纤维与秸秆短纤维复配组成；
所述秸秆长纤维的长度1~2cm，秸秆短纤维的长度小于1cm；
所述水溶性硅源为速溶粉状硅酸钠，模数为2.1~3.4；
所述钙源为半水石膏。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆气凝胶难燃保温板，其特征在于，所述秸秆原料中秸秆长纤维质量占比10%~30%，秸秆短纤维质量占比70%~90%。
3.根据权利要求1或2所述的一种秸秆气凝胶难燃保温板，其特征在于，所述秸秆原料的含水率小于10wt%。
4.权利要求1至3任一项所述的一种秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
（1）秸秆除尘后，烘干处理，经机械磨解，获得长短不同的纤维细丝，筛分后获得所需的秸秆长纤维和秸秆短纤维，长短纤维按比例复配，成为秸秆原料；
（2）首先按比例称量水溶性硅源、钙源、步骤（1）秸秆原料、聚乙烯醇及水，其次将水溶性硅源与水配置成水溶液，最后将秸秆原料依次与聚乙烯醇、水溶性硅源溶液、钙源搅拌，混合均匀后，获得混合物料；
（3）将步骤（2）的混合物料经铺装预压成型、高温高压固型后得到秸秆气凝胶难燃保温板的板坯；
（4）步骤（3）得到板坯经过养护、裁边，砂光处理后，获得所述秸秆气凝胶难燃保温板成品板。
5.根据权利要求4所述的一种秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述机械磨解后的秸秆纤维长度不大于2cm。
6.根据权利要求4所述的一种秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，其特征在于，步骤（2）中水溶性硅源溶液的固含量为30%~40%。
7.根据权利要求4所述的一种秸秆气凝胶难燃保温板的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述预压成型的操作条件为常温常压，压至板坯成型即可。
CN202210685987.XA 2022-06-16 2022-06-16 一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法 Active CN115073122B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210685987.XA CN115073122B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法
EP23158685.0A EP4296245A1 (en) 2022-06-16 2023-02-27 Straw aerogel flame-retardant insulation board and preparation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210685987.XA CN115073122B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115073122A CN115073122A (zh) 2022-09-20
CN115073122B true CN115073122B (zh) 2023-07-18

Family

ID=83254580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210685987.XA Active CN115073122B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4296245A1 (zh)
CN (1) CN115073122B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116175715B (zh) * 2023-02-23 2023-11-03 千年舟新材科技集团股份有限公司 一种抗流失的复合无机阻燃剂、应用其的难燃刨花板及其制作方法
CN117209246A (zh) * 2023-10-19 2023-12-12 江苏宇航板业有限公司 一种硅钙凝胶吸水脚垫生产工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104108128A (zh) * 2014-07-23 2014-10-22 连云港保丽森实业有限公司 一种无机阻燃秸秆纤维板及其生产方法
FR3033732A1 (fr) * 2015-03-17 2016-09-23 Enersens Materiaux composites multicouches
WO2022000237A1 (zh) * 2020-06-30 2022-01-06 江苏朗悦新材料科技有限公司 一种复合板基材、复合板基材制备方法和装饰板

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19811807A1 (de) * 1998-03-18 1999-09-23 Mbr Agrar Service Taunus Weste Dämmelemente aus pflanzlichen Materialien
MY141953A (en) * 2003-11-10 2010-07-30 Univ Malaysia Tech Improvements in silica aerogels
PL2424824T3 (pl) * 2009-04-27 2022-05-23 Rockwool A/S Sposób powlekania podłoża kompozytem
CN101844883A (zh) * 2010-01-28 2010-09-29 汪超 一种新型复合生态水泥及其制品应用
CN103771790A (zh) * 2012-10-22 2014-05-07 长沙创远环保科技有限公司 一种水泥秸秆复合板及生产工艺方法
CN103626433B (zh) 2013-12-02 2016-03-30 安徽循环经济技术工程院 一种秸秆保温板及其制备方法
CN104724976A (zh) 2015-03-04 2015-06-24 昆山文创建筑装饰工程有限公司 一种秸秆防火保温板及其生产方法
CN106317931B (zh) * 2016-08-24 2020-07-10 河南省高新技术实业有限公司 一种生物质阻燃隔热板材及其制备方法
CN107117927B (zh) * 2017-06-15 2019-10-01 石植 一种环保阻燃秸秆板
CN107352944A (zh) * 2017-07-18 2017-11-17 合肥广能新材料科技有限公司 无机保温隔热板及其制备方法
CN108424075A (zh) * 2018-04-05 2018-08-21 南京市雨花台区绿宝工业设计服务中心 一种建筑防火装饰板的制备方法
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
CN109369051A (zh) * 2018-11-22 2019-02-22 中耕耘成建筑科技(江苏)有限公司 一种水化硅酸钙早强剂的制备方法及一种自密实混凝土
CN111470838A (zh) * 2019-01-23 2020-07-31 山东卓远装饰材料有限公司 一种抗色变高强度防火保温板材及其制备方法
CN110170282B (zh) * 2019-05-07 2020-07-14 清华大学 一种各向异性层状无机纤维气凝胶材料及其制备方法
CN112851290A (zh) 2019-11-12 2021-05-28 马雯瑾 一种利用无机胶黏剂的木材、秸秆纤维板及制备方法
CN111187053A (zh) * 2020-01-11 2020-05-22 江苏瓦楷新材料科技有限公司 一种隔热保温板的制备方法
CN111300565A (zh) 2020-04-02 2020-06-19 北华大学 一种防腐玉米秸秆重组材及其制造方法
CN111574177A (zh) * 2020-04-07 2020-08-25 江苏禾吉新材料科技有限公司 一种秸秆水泥保温隔墙板材及其制备方法
CN113084960A (zh) 2021-04-26 2021-07-09 齐鲁工业大学 一种玉米秸秆板材及其制备方法
CN113445370A (zh) * 2021-07-13 2021-09-28 中国农业科学院麻类研究所 一种无胶秸秆材料、其制备方法及应用
CN114538881A (zh) * 2022-02-15 2022-05-27 武汉宸泽环保有限公司 一种改性植物纤维-矿物复合土壤改良材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104108128A (zh) * 2014-07-23 2014-10-22 连云港保丽森实业有限公司 一种无机阻燃秸秆纤维板及其生产方法
FR3033732A1 (fr) * 2015-03-17 2016-09-23 Enersens Materiaux composites multicouches
WO2022000237A1 (zh) * 2020-06-30 2022-01-06 江苏朗悦新材料科技有限公司 一种复合板基材、复合板基材制备方法和装饰板

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"玉米秸秆保温板力学性能指标分析";陈丽梅等;《吉林农业大学学报》;第43卷(第4期);495-500 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP4296245A1 (en) 2023-12-27
CN115073122A (zh) 2022-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115073122B (zh) 一种秸秆气凝胶难燃保温板及其制备方法
CN110746174A (zh) 一种a级防火矿物质板及其制备方法
CN107083818A (zh) 一种楼板用高强度环保竹木纤维板材及其制备方法
CN104692741A (zh) 一种秸秆纤维素纤维/水泥基复合材料及其制备方法
CN102503299A (zh) 含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材及其制造方法
CN109648678A (zh) 木纤维-椰纤维复合吸声材料及其制备方法
CN114833912B (zh) 一种秸秆复合板及其制作方法
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
CN114804809A (zh) 一种蔗渣复合板及其制作方法
CN103321312A (zh) 一种矿棉板的生产方法
CN101148058B (zh) 一种沙柳复合人造板和制备方法
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
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
JP2648257B2 (ja) 繊維補強セメント板の製造方法
CN114525079A (zh) 一种无醛阻燃氯氧镁水泥基木材胶黏剂及其制备方法
CN110922777A (zh) 一种轻质复合隔墙板及其加工工艺
CN108724382B (zh) 一种结构用木基石膏复合材料及其制备方法
CN202559557U (zh) 复合无机防火板
CN111706024A (zh) 纤维增强复合材料保温装饰一体板及其制备工艺
CN111718168A (zh) 一种无石棉复合纤维增强硅酸钙板及其制备方法
CN110948636A (zh) 一种包装用木板及其制备方法
CN115536429B (zh) 一种木质增强无机复合材的制备方法
CN110386829A (zh) 一种镁质凝胶材料、制备方法及用于制备玻镁平板的应用
CN109626948B (zh) 镁水泥秸秆板及其制备方法
CN112209667A (zh) 一种用于制备板材的组合物、密度板及其制备方法

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