一種農業秸稈再生防火保溫板材及其製備方法與流程

2023-05-23 19:55:36 1

本發明涉及農業秸稈利用
技術領域：
，具體涉及一種農業秸稈再生防火保溫板材及其製備方法。
背景技術：
：目前國內建築外牆的保溫板種類很多，但質量性能參差不齊。以前廣泛使用的聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫以及它們的複合板，若遇高溫或明火，不但易燃而且會釋放出大量的濃煙（含氰化氫、二惡英等有毒致癌物），而近年發展迅速的如巖棉保溫板，在生產和施工過程中，會出現大量漂浮到空氣中的棉絮狀纖維，汙染空氣環境，刺激人體皮膚；另外，如發泡水泥保溫板則因其保溫性能差、易碎等缺陷影響施工質量。我國的秸稈每年都有大量的剩餘，常有集中焚燒秸稈現象發生，即造成了環境的嚴重汙染，又導致了資源的巨大浪費。秸稈具備質量輕、成本低、纖維性強、保溫效果好等特點。農作物秸稈是農業生產中數量最大的副產品，近幾年，農村經濟發展較快，住宅條件的改善，80％的家庭使用了電器和液化氣，有的使用沼氣，冬季取暖轉向用電和用煤。因此，農民對於秸稈的使用率逐年降低，甚至有的直接焚燒，這樣，不僅會給環境造成很大的汙染，有時會造成更大的經濟損失，據資料介紹，全國的秸稈綜合利用率在24％左右。農作物秸稈是一種重要的物質資源，不恰當地的處置，不僅造成資源浪費，更嚴重的是對環境造成破壞，如何做好秸稈就地轉化和深加工，成為丞待解決的問題，提高秸稈的利用，對可持續農村經濟的發展，必定產生深遠的影響。因此，改革傳統落後的秸稈利用方式，發展秸稈循環經濟勢在必行，如何解決秸稈的合理去向、有效利用問題顯得尤為緊迫，全國各地都在積極探索秸稈循環再利用的新途徑、新方法。以秸稈為芯材的秸稈保溫板，實現了變廢為寶，降低了建材的成本，另外，秸稈保溫板的表層採用膠凝材料，該膠凝材料本身具體隔熱保溫、和混凝土相容性好、快凝、快硬的特性，因此，這種秸稈保溫板，可以很容易的避免傳統保溫板價格高、易燃、保溫效果差、施工不方面的缺陷。另外，利用秸稈製備的保溫板具有「超級絕緣」的特點、溼度高、有助於人體健康。技術實現要素：針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種農業秸稈再生防火保溫板材，該農業秸稈再生防火保溫板材具有快速成型、隔熱保溫、阻燃、防黴、耐潮解、高強等優異性能，板材分為壓制內芯和外表面包覆層，解決了易散坯、粘板和脫模的問題，實現連續化生產，大大提高了生產效率；同時本發明的主要原料來源廣泛，成本較低，工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。本發明解決技術問題採用如下技術方案：本發明提供了一種農業秸稈再生防火保溫板材，包括以下重量份的原料：農業秸稈60-80份、粘結劑10-15份、金屬氧化物3-6份、防水劑3-7份、阻燃劑3-5份、改性高嶺土15-20份、白水泥12-18份、水20-26份。優選地，所述農業秸稈再生防火保溫板材包括以下重量份的原料：農業秸稈70份、粘結劑13份、金屬氧化物4.5份、防水劑5份、阻燃劑4份、改性高嶺土17份、白水泥16份、水23份。優選地，所述農業秸稈為麥秸稈、稻秸稈、玉米秸稈、高粱秸杆、蘆葦秸稈、棉花杆，按照重量比3:1:2:3:4:1組成的混合物。優選地，所述粘結劑為蟲膠、阿拉伯膠、白乳膠和環氧膠，按照重量比2:2:1:3組成的混合物。優選地，所述金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鈣和氧化鋇，按照重量比2:1:1:2:1組成的混合物。優選地，所述防水劑為石蠟和松香按照重量比2:1組成的混合物。優選地，所述阻燃添加劑為磷酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁，按照重量比1:3:1組成的混合物。本發明還提供了一種農業秸稈再生防火保溫板材的製備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準備各組分原料；步驟二，將農業秸稈加入高速粉碎機中，粉碎過50目篩，再加入清水清洗後，輸送到烘乾機中，在80-100℃下烘乾至水分含量為10%-15%，然後再將烘乾後的混合物送入再送入高溫消毒室在溫度為180-240℃下消毒1-2分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二製備的混合物a、粘結劑、阻燃劑、防水劑加入高速攪拌機中，攪拌8-14分鐘，攪拌轉速200-300r/min，再將混合物鋪入定型模具中，在100-150℃下，向其施加300-400n/cm2的壓力5-10分鐘，得到保溫板內芯b；步驟四，將金屬氧化物、白水泥和改性高嶺土放入攪拌機中，在攪拌轉速為200-300r/min下攪拌2-4min，使其充分混合均勻，然後加入水，攪拌2-4分鐘，倒入裝有步驟三製備的保溫杯內芯b的模具中進行表層包覆，10-15min後脫模，常溫養護2-3h即得發明的農業秸稈再生防火保溫板材。優選地，所述農業秸稈再生防火保溫板材的製備步驟為：步驟一，按要求稱量準備各組分原料；步驟二，將農業秸稈加入高速粉碎機中，粉碎過50目篩，再加入清水清洗後，輸送到烘乾機中，在90℃下烘乾至水分含量為13%，然後再將烘乾後的混合物送入再送入高溫消毒室在溫度為210℃下消毒1.5分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二製備的混合物a、粘結劑、阻燃劑、防水劑加入高速攪拌機中，攪拌11分鐘，攪拌轉速250r/min，再將混合物鋪入定型模具中，在125℃下，向其施加350n/cm2的壓力7分鐘，得到保溫板內芯b；步驟四，將金屬氧化物、白水泥和改性高嶺土放入攪拌機中，在攪拌轉速為250r/min下攪拌3min，使其充分混合均勻，然後加入水，攪拌3分鐘，倒入裝有步驟三製備的保溫杯內芯b的模具中進行表層包覆，13min後脫模，常溫養護2.5h即得發明的農業秸稈再生防火保溫板材。優選地，所述的改性高嶺土的製備方法如下：將高嶺土置於680-720℃下煅燒3-5h，冷卻至常溫後置於濃度為10-15％的鹽酸溶液中，水浴加熱至70-80℃，保溫30-40min，過濾，用蒸餾水將濾渣洗滌至中性，烘乾，960-1120℃下煅燒1-2h，冷卻至常溫，粉碎過篩即得。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：（1）本發明的一種農業秸稈再生防火保溫板材以農業秸稈作為主要原料，以這些農業廢棄物為主料，一方面充分利用了資源，解決此類廢棄物長期堆積的問題，且由於秸稈等植物纖維垃圾隨處可見，取之不盡，因此將其用於生產板材的成本較低，符合國家發展循環經濟的戰略要求，綠色環保。（2）本發明的一種農業秸稈再生防火保溫板材包括兩個部分，芯材層和包覆層，芯材層主要是通過粘結劑的作用把散亂的秸稈成型，添加的防水劑使其具有一定的防黴保溫效果，用於表面包覆的為白水泥和改性高嶺土，其具有阻燃、保溫、耐水、快速成型、高強的優異性能，大大規避了傳統秸稈板壽命短、易燃、耐水性差的缺點。（3）本發明的一種農業秸稈再生防火保溫板材添加的高領土，經過改性製備，其粒度較小，具有較大的比表面積，能夠有效的和其他物質交聯，形成緻密的膏狀彈性體，不受熱漲、凍漲的侵害，從而使製備的保溫板材具有優異的耐候性，並能夠吸收空氣中的汙染物，達到了較好的淨化空氣的作用。（4）本發明的一種農業秸稈再生防火保溫板材添加的膠黏劑主要為蟲膠、阿拉伯膠、白乳膠和環氧膠，幾者協同作用使得製備的保溫板材的機械強度和拉伸強度得到了很大的提高，增強了其穩定性。（5）本發明的一種農業秸稈再生防火保溫板材添加的阻燃劑，主要為磷酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁組成的混合物，幾者協同作用，能使保溫板材的阻燃性能更強，作用時間更長久。（6）本發明的一種農業秸稈再生防火保溫板材具有快速成型、隔熱保溫、阻燃、防黴、耐潮解、高強等優異性能，板材分為壓制內芯和外表面包覆層，解決了易散坯、粘板和脫模的問題，實現連續化生產，大大提高了生產效率；同時本發明的主要原料來源廣泛，成本較低，工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。具體實施方式下面結合具體實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1.本實施例的一種農業秸稈再生防火保溫板材，包括以下重量份的原料：農業秸稈60份、粘結劑10份、金屬氧化物3份、防水劑3份、阻燃劑3份、改性高嶺土15份、白水泥12份、水20份。本實施例中的農業秸稈為麥秸稈、稻秸稈、玉米秸稈、高粱秸杆、蘆葦秸稈、棉花杆，按照重量比3:1:2:3:4:1組成的混合物。本實施例中的粘結劑為蟲膠、阿拉伯膠、白乳膠和環氧膠，按照重量比2:2:1:3組成的混合物。本實施例中的金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鈣和氧化鋇，按照重量比2:1:1:2:1組成的混合物。本實施例中的防水劑為石蠟和松香按照重量比2:1組成的混合物。本實施例中的阻燃添加劑為磷酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁，按照重量比1:3:1組成的混合物。本實施例的一種農業秸稈再生防火保溫板材的製備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準備各組分原料；步驟二，將農業秸稈加入高速粉碎機中，粉碎過50目篩，再加入清水清洗後，輸送到烘乾機中，在80℃下烘乾至水分含量為10%，然後再將烘乾後的混合物送入再送入高溫消毒室在溫度為180℃下消毒1分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二製備的混合物a、粘結劑、阻燃劑、防水劑加入高速攪拌機中，攪拌8分鐘，攪拌轉速200r/min，再將混合物鋪入定型模具中，在100℃下，向其施加300n/cm2的壓力5分鐘，得到保溫板內芯b；步驟四，將金屬氧化物、白水泥和改性高嶺土放入攪拌機中，在攪拌轉速為200r/min下攪拌2min，使其充分混合均勻，然後加入水，攪拌2分鐘，倒入裝有步驟三製備的保溫杯內芯b的模具中進行表層包覆，10min後脫模，常溫養護2h即得發明的農業秸稈再生防火保溫板材。本實施例中的改性高嶺土的製備方法如下：將高嶺土置於680℃下煅燒3h，冷卻至常溫後置於濃度為10％的鹽酸溶液中，水浴加熱至70℃，保溫30min，過濾，用蒸餾水將濾渣洗滌至中性，烘乾，960℃下煅燒1h，冷卻至常溫，粉碎過篩即得。實施例2.本實施例的一種農業秸稈再生防火保溫板材，包括以下重量份的原料：農業秸稈80份、粘結劑15份、金屬氧化物6份、防水劑7份、阻燃劑5份、改性高嶺土20份、白水泥18份、水26份。本實施例中的農業秸稈為麥秸稈、稻秸稈、玉米秸稈、高粱秸杆、蘆葦秸稈、棉花杆，按照重量比3:1:2:3:4:1組成的混合物。本實施例中的粘結劑為蟲膠、阿拉伯膠、白乳膠和環氧膠，按照重量比2:2:1:3組成的混合物。本實施例中的金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鈣和氧化鋇，按照重量比2:1:1:2:1組成的混合物。本實施例中的防水劑為石蠟和松香按照重量比2:1組成的混合物。本實施例中的阻燃添加劑為磷酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁，按照重量比1:3:1組成的混合物。本實施例的一種農業秸稈再生防火保溫板材的製備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準備各組分原料；步驟二，將農業秸稈加入高速粉碎機中，粉碎過50目篩，再加入清水清洗後，輸送到烘乾機中，在100℃下烘乾至水分含量為15%，然後再將烘乾後的混合物送入再送入高溫消毒室在溫度為240℃下消毒2分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二製備的混合物a、粘結劑、阻燃劑、防水劑加入高速攪拌機中，攪拌14分鐘，攪拌轉速300r/min，再將混合物鋪入定型模具中，在150℃下，向其施加400n/cm2的壓力10分鐘，得到保溫板內芯b；步驟四，將金屬氧化物、白水泥和改性高嶺土放入攪拌機中，在攪拌轉速為300r/min下攪拌4min，使其充分混合均勻，然後加入水，攪拌4分鐘，倒入裝有步驟三製備的保溫杯內芯b的模具中進行表層包覆，15min後脫模，常溫養護3h即得發明的農業秸稈再生防火保溫板材。本實施例中的改性高嶺土的製備方法如下：將高嶺土置於720℃下煅燒5h，冷卻至常溫後置於濃度為15％的鹽酸溶液中，水浴加熱至80℃，保溫40min，過濾，用蒸餾水將濾渣洗滌至中性，烘乾，1120℃下煅燒2h，冷卻至常溫，粉碎過篩即得。實施例3.本實施例的一種農業秸稈再生防火保溫板材，包括以下重量份的原料：農業秸稈70份、粘結劑13份、金屬氧化物4.5份、防水劑5份、阻燃劑4份、改性高嶺土17份、白水泥16份、水23份。本實施例中的農業秸稈為麥秸稈、稻秸稈、玉米秸稈、高粱秸杆、蘆葦秸稈、棉花杆，按照重量比3:1:2:3:4:1組成的混合物。本實施例中的粘結劑為蟲膠、阿拉伯膠、白乳膠和環氧膠，按照重量比2:2:1:3組成的混合物。本實施例中的金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁、氧化鈣和氧化鋇，按照重量比2:1:1:2:1組成的混合物。本實施例中的防水劑為石蠟和松香按照重量比2:1組成的混合物。本實施例中的阻燃添加劑為磷酸鋅、氫氧化鎂和氫氧化鋁，按照重量比1:3:1組成的混合物。本實施例的一種農業秸稈再生防火保溫板材的製備方法，包括以下步驟：步驟一，按要求稱量準備各組分原料；步驟二，將農業秸稈加入高速粉碎機中，粉碎過50目篩，再加入清水清洗後，輸送到烘乾機中，在90℃下烘乾至水分含量為13%，然後再將烘乾後的混合物送入再送入高溫消毒室在溫度為210℃下消毒1.5分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二製備的混合物a、粘結劑、阻燃劑、防水劑加入高速攪拌機中，攪拌11分鐘，攪拌轉速250r/min，再將混合物鋪入定型模具中，在125℃下，向其施加350n/cm2的壓力7分鐘，得到保溫板內芯b；步驟四，將金屬氧化物、白水泥和改性高嶺土放入攪拌機中，在攪拌轉速為250r/min下攪拌3min，使其充分混合均勻，然後加入水，攪拌3分鐘，倒入裝有步驟三製備的保溫杯內芯b的模具中進行表層包覆，13min後脫模，常溫養護2.5h即得發明的農業秸稈再生防火保溫板材。本實施例中的改性高嶺土的製備方法如下：將高嶺土置於700℃下煅燒4h，冷卻至常溫後置於濃度為13％的鹽酸溶液中，水浴加熱至75℃，保溫35min，過濾，用蒸餾水將濾渣洗滌至中性，烘乾，1040℃下煅燒1.5h，冷卻至常溫，粉碎過篩即得。以上各實施例製備的農業秸稈再生防火保溫板材的性能測試結果如下：抗拉伸強度mpa導熱係數mw/（m·k）防火性能吸水厚度膨脹率%實施例11822b13實施例21723b14實施例31623b14對比例1080b28本發明的一種農業秸稈再生防火保溫板材具有快速成型、隔熱保溫、阻燃、防黴、耐潮解、高強等優異性能，板材分為壓制內芯和外表面包覆層，解決了易散坯、粘板和脫模的問題，實現連續化生產，大大提高了生產效率；同時本發明的主要原料來源廣泛，成本較低，工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。當前第1頁12