CN115922860A - 一种阻燃性生物质固体粉料及其生产方法和阻燃性板材 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物质新材料技术领域，本发明公开了一种阻燃性生物质固体粉料及其生产方法和阻燃性板材。本发明将生物质经粉碎成细小纤维，后经含有机碱和酸的水溶液的浸渍处理，提高了阻燃材料在其中分布的均匀程度，阻燃剂材料均匀分布在细小纤维结构中，同时经过处理的生物质可保持较高的黏合强度，在模具里经热塑处理得到的阻燃性板材具有内外均一的阻燃效果，同时具有较高的强度，其弹性模量达到了3800～4000MPa，适宜大范围的推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物质新材料技术领域，尤其涉及一种阻燃性生物质固体粉料及其生产方法和阻燃性板材。
背景技术
木质板材和胶合板未经处理是易燃材料。现有技术中通常将板材的原材料进行处理，达到阻燃效果，受原材料的原始纤维固体密实结构限制，通常添加阻燃剂来提高阻燃效果，然而阻燃剂不能够均匀渗透，所以这类材料的阻燃性仅限于外表面，在和高温热源接触的情况下，内部的易燃组分受热仍然能够挥发燃烧，不能达到阻燃效果。因此，阻燃处理要求阻燃剂的高渗透性，这就提高了对阻燃剂的用量和性能的要求，尤其是液体阻燃剂的使用显得尤为重要。此外，木材的阻燃处理工艺会影响木材的阻燃性能，还会造成木材的强度下降。现有技术提高木材阻燃性能的处理方法有：
(1)浸注法。浸注法是在常压、真空、加压或综合运用几种压力的条件下，将液体阻燃剂注入木材中的阻燃处理方法。常压浸注法是在大气压力下进行的，该工艺较为简单、成本低廉、设备投资较少，但只适用于处理单板等厚度薄的材料或者是渗透性较好的材料。加压浸注法是将木材放置于高压罐内，先抽真空，抽掉木材内部的气体，在压差的作用下吸入阻燃剂，然后加压将阻燃剂压入木材内部。(2)喷涂法。对于不便浸注的木材可以采用涂刷或喷涂阻燃剂的方法来隔离热源，阻止木材接触空气，从而降低木材的燃烧性能。这类处理在产品受高温时由于内部挥发组分散发出来，且易燃，达不到良好阻燃效果。(3)热压法。热压法是将阻燃粉末撒在板材上或者涂刷在木板材上，在热压的条件下使其熔融渗入木板材内，这种方法避免了加压浸注时木板材表面的膨胀及处理后的干燥，缺点是难以施加足够的剂量。如上述喷涂法的易燃组分挥发的问题同样存在。(4)将木质材料粉碎，混合阻燃材料，再经胶粘合，在压力下形成胶合板是提高阻燃性能的一种方法，但为了达到一定的结构强度，要使用大量的胶黏剂，胶黏剂的阻燃性能直接影响到产品的阻燃性能。并且所用胶黏剂为液态粘合木质材料，粘合效果也会受到阻燃剂的影响。因此，发展一种阻燃性能优异，且各处阻燃性能分布均匀的成型材料成为本领域亟需。
发明内容
本发明的目的为提供一种阻燃性生物质固体粉料及其生产方法和阻燃性板材，以解决现有的阻燃性板材需要使用胶黏剂影响阻燃性能，且阻燃材料在板材中分布不均，造成阻燃性能差的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种阻燃性生物质固体粉料的生产方法，包括如下步骤：
a)将生物质在含有机碱和酸的水溶液中浸渍，后与矿物阻燃剂混合，得混合料；
b)将混合料进行反应后过滤分离，得到阻燃性生物质固体粉料。
作为优选，步骤a)中，所述生物质为农作物秸秆及其加工废弃物、森林废弃物、木业废料、竹业废料、草本植物和水产植物中的一种或多种，所述生物质的长度为≤30mm。
作为优选，步骤a)中，所述矿物阻燃剂为硫酸钙、硫酸氢钙、硫酸镁、硫酸钡、磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸镁、磷酸氢镁、金属溴化物和金属氯化物中的一种或多种；所述金属溴化物和金属氯化物中的金属独立的为钠、钾、镁、钙、锶、钡、铁、锌、铝、锆、镓和锡中的一种或多种；所述矿物阻燃剂的质量为生物质和矿物阻燃剂混合所得混合物质量的5～30％。
作为优选，步骤a)中，所述有机碱为咪唑类化合物及其衍生物、吡啶类化合物及其衍生物、吡咯类化合物及其衍生物、尿素类化合物及其衍生物、烷基胺类化合物及其衍生物、三苯基膦及其衍生物和三烷基膦及其衍生物中的一种或多种。
作为优选，步骤a)中，所述酸为有机酸和/或无机酸，所述有机酸为烷基羧酸及其衍生物、芳香基羧酸及其衍生物和氨基酸及其衍生物中的一种或多种，所述无机酸为硫酸、盐酸、溴酸、碘酸、硝酸、三氟乙酸、磷酸、硅酸、钨酸、钼酸、铌酸、钒酸和含过渡金属的杂多酸及其衍生物中的一种或多种。
作为优选，步骤a)中，含有机碱和酸的水溶液的质量为生物质质量的0.5～20倍，所述含有机碱和酸的水溶液中，有机碱的质量浓度为0.001～8％，酸的质量浓度为0.01～20％；所述浸渍的时间为10～14h。
作为优选，步骤b)中，所述反应的温度≥120℃，反应的时间为10～240min，反应的压力为0.4～1MPa。
本发明还提供了所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法制备得到的阻燃性生物质固体粉料。
本发明还提供了一种阻燃性板材，所述阻燃性板材由所述阻燃性生物质固体粉料经热塑处理得到。
作为优选，所述热塑处理的温度为80～180℃，热塑处理的时间为10～360min。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：
本发明将生物质粉碎成细小纤维，与固体阻燃剂粉末接触面积大，固体阻燃剂与经浸渍处理的生物质颗粒表面作用，溶解渗透充分，阻燃剂均匀分布在细小颗粒状纤维结构中；将所得固体粉料在成型模具中经热塑处理得到阻燃性板材，所得板材具有内外均一的阻燃效果。
具体实施方式
本发明提供了一种阻燃性生物质固体粉料的生产方法，包括如下步骤：
a)将生物质在含有机碱和酸的水溶液中浸渍，后与矿物阻燃剂混合，得混合料；
b)将混合料进行反应后过滤分离，得到阻燃性生物质固体粉料。
在本发明的步骤a)中，所述生物质优选为农作物秸秆及其加工废弃物、森林废弃物、木业废料、竹业废料、草本植物和水产植物中的一种或多种，进一步优选为农作物秸秆及其加工废弃物、森林废弃物、木业废料和竹业废料中的一种或多种；所述生物质的长度优选为≤30mm，进一步优选为5～20mm。
在本发明的步骤a)中，所述矿物阻燃剂优选为硫酸钙、硫酸氢钙、硫酸镁、硫酸钡、磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸镁、磷酸氢镁、金属溴化物和金属氯化物中的一种或多种，进一步优选为硫酸钙、硫酸氢钙、硫酸镁、硫酸钡、磷酸钙、磷酸氢钙和磷酸镁中的一种或多种；所述金属溴化物和金属氯化物中的金属独立的优选为钠、钾、镁、钙、锶、钡、铁、锌、铝、锆、镓和锡中的一种或多种，进一步优选为钾、镁、钙、锶、钡、铁、锌和锡中的一种或多种；所述矿物阻燃剂的质量优选为生物质和矿物阻燃剂混合所得混合物质量的5～30％，进一步优选为生物质和矿物阻燃剂混合所得混合物质量的10～25％。
在本发明的步骤a)中，所述有机碱优选为咪唑类化合物及其衍生物、吡啶类化合物及其衍生物、吡咯类化合物及其衍生物、尿素类化合物及其衍生物、烷基胺类化合物及其衍生物、三苯基膦及其衍生物、三烷基膦及其衍生物中的一种或多种，进一步优选为咪唑类化合物及其衍生物、吡咯类化合物及其衍生物、尿素类化合物及其衍生物、三苯基膦及其衍生物和三烷基膦及其衍生物中的一种或多种。
在本发明的步骤a)中，所述酸优选为有机酸和/或无机酸，进一步优选为有机酸和无机酸；所述有机酸优选为烷基羧酸及其衍生物、芳香基羧酸及其衍生物和氨基酸及其衍生物中的一种或多种，进一步优选为烷基羧酸及其衍生物和/或芳香基羧酸及其衍生物；所述无机酸优选为硫酸、盐酸、溴酸、碘酸、硝酸、三氟乙酸、磷酸、硅酸、钨酸、钼酸、铌酸、钒酸和含过渡金属的杂多酸及其衍生物中的一种或多种，进一步优选为硫酸、盐酸、溴酸、碘酸、硝酸、三氟乙酸、磷酸、硅酸和钒酸中的一种或多种。
在本发明的步骤a)中，含有机碱和酸的水溶液的质量优选为生物质质量的0.5～20倍，进一步优选为生物质质量的2～15倍；所述含有机碱和酸的水溶液中，有机碱的质量浓度优选为0.001～8％，进一步优选为0.005～5％，酸的质量浓度优选为0.01～20％，进一步优选为0.05～15％；所述浸渍的时间优选为10～14h，进一步优选为11～13h。
在本发明的步骤b)中，所述反应的温度优选为≥120℃，进一步优选为150～300℃；反应的时间优选为10～240min，进一步优选为20～200min；反应的压力优选为0.4～1MPa，进一步优选为0.5～0.9MPa。
在本发明的步骤b)中，所述反应为汽爆反应，进行汽爆反应前，将混合料与水混合，水的用量优选为混合料的8～12倍，进一步优选为混合料的9～10倍。
本发明还提供了所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法制备得到的阻燃性生物质固体粉料。
本发明还提供了一种阻燃性板材，所述阻燃性板材由所述阻燃性生物质固体粉料经热塑处理得到。
在本发明中，所述热塑处理的温度优选为80～180℃，进一步优选为100～160℃；热塑处理的时间优选为10～360min，进一步优选为20～350min。
在本发明中，所述热塑处理在模具中进行，模具为底面有排水孔的镂空模具；进行热塑处理过程中，将固体粉料进行加压排水；所述加压排水的压力优选为0.5～0.7MPa，进一步优选为0.6MPa。
在本发明中，通过浸渍可以使原料纤维软化且润胀，经过浸渍处理，一方面使得制备得到的固体粉料具有高黏合强度，另一方面是所添加阻燃材料与处理过的生物质纤维良好混合，提高阻燃材料的分散性，使得经过热塑处理一体成型得到的板材具有高阻燃性能。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将玉米秸秆破碎到30mm以下的针状原料，取100g针状原料浸泡在100g含三乙胺和盐酸的水溶液中12h，三乙胺的质量浓度为1％，盐酸的质量浓度为1％。将浸泡后的原料与15g磷酸氢钙混合，得到混合料，混合料和水以质量比1:10混合，在汽爆装置里，在170℃、0.5MPa的条件下反应30min，然后快速泄压完成汽爆，经过滤获得固体可塑性阻燃粉料。将浆状粉料填入100mm×100mm的镂空模具中，模具底面有排水小孔，然后在模具中浆料的上面加上100mm×100mm的不锈钢板，施加0.6MPa的液压挤压排水，通过不锈钢模具外套加热，升温至150℃，保持60min，停止加热。在温度冷却到室温时，从模具中取出成型的板材。
经测定，本实施例所得板材的密度为1.1g/cm3，弹性模量为3800MPa。本实施例所得板材在火苗中10秒不燃烧。
实施例2
将玉米秸秆破碎到30mm以下的针状原料，取100g针状原料浸泡在100g含三乙胺和盐酸的水溶液中12h，三乙胺的质量浓度为1％，盐酸的质量浓度为1％。将浸泡后的原料与15g磷酸氢镁混合，得到混合料，混合料和水以质量比1:10混合，在汽爆装置里，在170℃、0.6MPa的条件下反应30min，然后快速泄压完成汽爆，经过滤获得固体可塑性阻燃粉料。将浆状粉料填入100mm×100mm的镂空模具中，模具底面有排水小孔，然后在模具中浆料的上面加上100mm×100mm的不锈钢板，施加0.6MPa的液压挤压排水，通过不锈钢模具外套加热，升温至150℃，保持60min，停止加热。在温度冷却到室温时，从模具中取出成型的板材。
经测定，本实施例所得板材的密度为1.1g/cm3，弹性模量为4000MPa。本实施例所得板材在火苗中10秒不燃烧。
对比例1
将玉米秸秆破碎到30mm以下的针状原料，取90g针状原料，浸泡在100g含三乙胺和盐酸的水溶液中12h，三乙胺的质量浓度为1％，盐酸的质量浓度为1％。将浸泡后的原料与水以质量比1:10混合，在汽爆装置里，在170℃、0.5MPa的条件下反应30min，然后快速泄压完成汽爆，经过滤得到可塑性固体粉料。将浆状粉料填入100mm×100mm的镂空模具中，模具底面有排水小孔，然后在模具中浆料的上面加上100mm×100mm的不锈钢板，施加0.6MPa的液压挤压排水，同时通过不锈钢模具外套加热，升温至150℃，保持60min，停止加热。在温度冷却到室温时，从模具中取出成型的板材。
经测定，本对比例所得板材的密度为1.1g/cm3，弹性模量为3500MPa；本对比例所得板材在火苗中2秒内开始起燃。
对比例2
将玉米秸秆破碎到30mm以下的针状原料，取90g针状原料，浸泡在100g含三乙胺和盐酸的水溶液中12h，三乙胺的质量浓度为1％，盐酸的质量浓度为1％。将浸泡后的原料与水以质量比1:10混合，在汽爆装置里，在170℃、0.6MPa的条件下反应30min，然后快速泄压完成汽爆，经过滤得到可塑性固体粉料。将浆状粉料填入100mm×100mm的镂空模具中，模具底面有排水小孔，然后在模具中浆料的上面加上100mm×100mm的不锈钢板，施加0.6MPa的液压挤压排水，同时通过不锈钢模具外套加热，升温至150℃，保持60min，停止加热。在温度冷却到室温时，从模具中取出成型的板材。
经测定，本对比例所得板材的密度为1.1g/cm3，弹性模量为3600MPa。本对比例所得板材在火苗中2秒内起燃。
由实施例1～2和对比例1～2可知，本发明所得阻燃性板材不仅具有优异的阻燃性能，还可以达到较高的强度，其弹性模量达到了3800～4000MPa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种阻燃性生物质固体粉料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)将生物质在含有机碱和酸的水溶液中浸渍，后与矿物阻燃剂混合，得混合料；
b)将混合料进行反应后过滤分离，得到阻燃性生物质固体粉料。
2.根据权利要求1所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法，其特征在于，步骤a)中，所述生物质为农作物秸秆及其加工废弃物、森林废弃物、木业废料、竹业废料、草本植物和水产植物中的一种或多种，所述生物质的长度为≤30mm。
3.根据权利要求1或2所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法，其特征在于，步骤a)中，所述矿物阻燃剂为硫酸钙、硫酸氢钙、硫酸镁、硫酸钡、磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、磷酸镁、磷酸氢镁、金属溴化物和金属氯化物中的一种或多种；所述金属溴化物和金属氯化物中的金属独立的为钠、钾、镁、钙、锶、钡、铁、锌、铝、锆、镓和锡中的一种或多种；所述矿物阻燃剂的质量为生物质和矿物阻燃剂混合所得混合物质量的5～30％。
4.根据权利要求3所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法，其特征在于，步骤a)中，所述有机碱为咪唑类化合物及其衍生物、吡啶类化合物及其衍生物、吡咯类化合物及其衍生物、尿素类化合物及其衍生物、烷基胺类化合物及其衍生物、三苯基膦及其衍生物和三烷基膦及其衍生物中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法，其特征在于，步骤a)中，所述酸为有机酸和/或无机酸，所述有机酸为烷基羧酸及其衍生物、芳香基羧酸及其衍生物和氨基酸及其衍生物中的一种或多种，所述无机酸为硫酸、盐酸、溴酸、碘酸、硝酸、三氟乙酸、磷酸、硅酸、钨酸、钼酸、铌酸、钒酸和含过渡金属的杂多酸及其衍生物中的一种或多种。
6.根据权利要求1、4或5所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法，其特征在于，步骤a)中，含有机碱和酸的水溶液的质量为生物质质量的0.5～20倍，所述含有机碱和酸的水溶液中，有机碱的质量浓度为0.001～8％，酸的质量浓度为0.01～20％；所述浸渍的时间为10～14h。
7.根据权利要求6所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法，其特征在于，步骤b)中，所述反应的温度≥120℃，反应的时间为10～240min，反应的压力为0.4～1MPa。
8.权利要求1～7任一项所述阻燃性生物质固体粉料的生产方法制备得到的阻燃性生物质固体粉料。
9.一种阻燃性板材，其特征在于，所述阻燃性板材由权利要求8所述阻燃性生物质固体粉料经热塑处理得到。
10.根据权利要求9所述阻燃性板材，其特征在于，所述热塑处理的温度为80～180℃，热塑处理的时间为10～360min。
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|---|---|---|---|---|
| CN102085680A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-06-08 | 江南大学 | 农作物秸秆纤维生态复合材料的制备方法 |
| CN105885459A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-24 | 安阳华森纸业有限责任公司 | 环保阻燃纤维板及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102085680A (zh) * | 2010-11-26 | 2011-06-08 | 江南大学 | 农作物秸秆纤维生态复合材料的制备方法 |
| CN105885459A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-24 | 安阳华森纸业有限责任公司 | 环保阻燃纤维板及其制备方法 |
| CN107118584A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-01 | 中州大学 | 一种秸秆纤维/废旧塑料复合材料及其制备的板材 |
| CN110130136A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-16 | 南京林业大学 | 一种木质纤维素纳米纤维的制备方法 |
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