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镁钙防火植物纤维板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种镁钙防火植物纤维板及其制备方法，由1～2.4份的无机胶凝料、1.5～2.5份植物纤维、0.025～0.03份甲基硅酸钠及1.4～1.8份的搅拌溶液所组成。采取半干料热压成型，经原料准备、混料搅拌、铺装预压、热压定型及定尺切割；制成本发明之纤维板。其制品不含甲醛，具有环保、无毒、无害、无裂纹，轻质保温，收缩、膨胀系数小的特点；防火、防水、防腐、防蛀及耐风雨侵蚀性能良好，尤其是彻底消除了镁质制品反卤的弊端，既有无机材料的特点，又兼容了木材的特性，质地细密，天然质感强，而且易于钉刨、切割、固定和粘接。且制作工艺简单，成型速度快，无须养生和晾晒，抗折强度高，密度均匀，不变形。适于建材、包装、运输及装饰等行业应用。

Description

镁钙防火植物纤维板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，尤其涉及一种采用有机材料与无机材料混合的具有防火性能的镁钙质植物纤维板及其制备成型方法。
背景技术
随着我国***建设的飞速发展和人民生活水平的不断提高，对木材的需求量大幅度增长，因此原木的采伐数量越来越大，使本来就森林覆盖面积不多的我国的木材供应亦变得愈发紧张。为了保持生态平衡和满足四化建设以及人们日益增长的需要，国家在加大进口木材数量的同时，更将大力发展新型环保建筑材料，节省资源，生产利废代木制品作为一项重要举措和长期方针而大力推行与倡导。因此，各种利用农作物及其他植物纤维生产的纤维板及其人造木材相继出现并且层出不穷，其制备方法亦多种多样，虽然各有所长，但也各有不足之处。普遍存在的问题是：原料中多半含有化学添加剂如UF或PF胶作为粘结剂，其中的有害物质既污染环境又危害人的健康；原料中绝大部分组分均为有机物，防水、防火、防腐、防蛀性能差。为解决此问题，中国专利申请号200710010019.4公开了《一种生态无机复合建筑材料》，采用氧化镁、石膏、高铝水泥为无机凝料，加入农作物秸秆植物纤维及三废无机废料、萘系列减水剂NNO、MF4、木质磺酸钙、乳化剂、渗透剂以及搅拌溶液氯化镁、硫酸镁经水融和、加热煮沸、熬化、冷凝而成。其防水、防火、防腐、防蛀性能较好，但成品率与强度较低，生产速度较慢；尤其是外加有机材料改性剂和溶液多，而其成品纤维板反卤的问题尚未根本解决。
中国专利申请号98106819.7提供了《一种稻草纤维板的制作方法》，采用稻草、碱性氢氧化钠溶液、酸性H2SO4溶液、树脂胶及氧化镁为原料，将稻草浸泡、脱水、加碱、高温熏蒸；甩干、加酸、冲洗；混料、搅拌、烘干；铺张、高温油压、冷却以及切割等一系列工艺过程，制成防火、防潮性能好，耐酸耐碱强度高的稻草纤维板。其工艺略显复杂，而且需两次高温处理，成本提高，特别是制成的纤维板仍存在着反卤的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述存在的问题，旨在提供一种以有机与无机物质结合替代木材，生产一种具有较好防火、防水、防腐、防蛀性能，且不含甲醛、无辐射，强度高，不变形，不反卤的植物纤维板及其制备方法。
本发明的技术解决方案是：
镁钙防火植物纤维板，是采用有机材料与无机材料混合热压而成，它是由无机胶凝料、植物纤维、甲基硅酸钠及搅拌溶液四部分原料所组成。其中：
无机胶凝料包括镁水泥、无水石膏粉及硫铝酸盐水泥；
植物纤维包括农作物植物纤维、木质纤维、木材加工的下脚料、刨花、木粉、草木粉、芦苇、向日葵茎秆以及农作物加工后剩余的糠皮其中的一种或多种；
搅拌溶液为氯化镁溶液和水。
上述原料的重量组分为：
无机胶凝料1～2.4份，其中：镁水泥0.7～1.4份，无水石膏粉0.2～0.6份，硫铝酸盐水泥0.1～0.4份；
植物纤维1.5～2.5份；
甲基硅酸钠0.025～0.03份；
搅拌溶液1.4～1.8份，其中：氯化镁溶液0.75～1份，水0.65～0.8份。
所述的镁水泥为高硅低钙、活性氧化镁应在62％±2之间，其各项成分重量组成及参数为：MgO 80～86％，活性CaO 1.0～1.5％，SiO2 3.5～4.5％，Al2O3 2.2～2.9％，Fe3O4 1.0～2.0％；烧失量在3～11％。
本发明镁钙防火植物纤维板的制备方法，是采用半干料热压成型，其工艺过程包括原料准备、混料搅拌、铺装预压、热压定型及定尺切割五项内容。
具体操作步骤为：
1、原料准备：将一种或多种植物原料放入粉碎机中进行粉碎，使其成粉状或纤维长度不大于10mm的粉末；在权利要求2所述的重量组分范围内，按所需配比称量准备好各种原料。
2、混料搅拌：先将准备好的镁水泥与硫铝酸盐水泥混合后加入氯化镁溶液进行搅拌；同时将无水石膏粉加水搅拌；再将搅拌完的两种糊状料混合搅拌均匀后，依次加入植物纤维和甲基硅酸钠，充分搅拌形成半干料。
3、铺装预压：将搅拌好的半干料铺装到预压机上进行预压成型，预压力为0.6～0.8MPa，铺装料的多少根据制品的厚度确定。
4、热压定型：将预压成型的板坯放入多层热压机内进行加热加压定型，加压力为2～4MPa，加热温度为65～85℃，加热加压时间为8～12min。
5、定尺切割：将定型后的纤维板毛坯从多层热压机上卸下码垛，待温度完全冷却后进行定尺切割，切割完毕后即为本发明之制成品。
所述的多层热压机的层数为12～17层。
本发明的有益效果十分明显：
由于镁钙防火植物纤维板选用Mg-Ca质无机材料作为胶粘剂，代替有机树脂胶凝料，加之配方与组分合理，因此使其制品具有环保、无毒无害、无裂纹，轻质保温，收缩、膨胀系数小的特点；防火、防水、防腐、防蛀及耐风雨侵蚀性能良好，尤其是彻底消除了镁质制品反卤的弊端，使其更具有明显的优势和潜力。由于采用植物纤维与各种废料作原料，不仅可以大量节省木材，保护森林资源，而且实现了废物利用，有利于环境保护。本发明将有机材料与无机材料结合，既有无机材料的特点，又兼容了有机材料特别是木材的特性，质地细密，天然质感强，而且易于钉刨、切割、固定和粘接。
镁钙防火植物纤维板的制备方法除混料搅拌和压力加热成型外，无须更多的工艺环节，设备投资小，见效快，工艺简单；添加剂种类少，易于操作与掌握；采取半干料两次压力成型，速度快，无须养生和晾晒，而且抗折强度高，密度均匀，不变形。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
镁钙防火植物纤维板，是由无机胶凝料、植物纤维、甲基硅酸钠及搅拌溶液四部分原料所组成。各原料重量组分为：
无机胶凝料1～2.4份，其中：镁水泥0.7～1.4份；无水石膏粉0.2～0.6份；硫铝酸盐水泥0.1～0.4份。镁水泥主要作为胶结剂，要求镁水泥必须为高硅低钙、活性氧化镁应在62％±2之间，其各项参数为：MgO 80～86％，活性CaO 1.0～1.5％，SiO2 3.5～4.5％，Al2O3 2.2～2.9％，Fe3O4 1.0～2.0％；烧失量在3～11％。硫铝酸盐水泥0.1～0.4份，其作用是早强和防水。
植物纤维1.5～2.5份，包括农作物植物纤维、木质纤维、木材加工的下脚料、刨花、木粉、草木粉、芦苇、向日葵茎秆以及农作物加工后剩余的糠皮其中的一种或多种。
甲基硅酸钠0.025～0.03份，是本发明的主要防水剂。
搅拌溶液1.4～1.8份，其中：氯化镁溶液0.75～1份，水0.65～0.8份。
每份100kg具体实施例各原料组分及加入量列表如下：表中单位：kg。
本发明镁钙防火植物纤维板的制备方法的具体操作步骤为：
1、原料准备：将上述实施例1、2、3、4中的植物纤维原料切成短段，然后放入粉碎机中粉碎成粉末或长度不大于10mm的纤维状；按实施例1、2、3、4所需配比称量准备好各种原料待用。
2、混料搅拌：先将按实施例1、2、3、4称量好的镁水泥与硫铝酸盐水泥干混后加入氯化镁溶液进行搅拌；并将无水石膏粉加水搅拌；再将搅拌完的两种糊状料混合搅拌均匀后，按配比依次加入植物纤维和甲基硅酸钠，充分搅拌形成半干料。
3、铺装预压：将搅拌好的半干料铺装到预压机上进行预压成型。实施例1、2选用预压力为0.6MPa；实施例3、4选用预压力为0.8MPa。铺装料的多少根据制品的厚度准确计算确定。
4、热压定型：将预压成型的板坯放入12～17层热压机内进行加热加压定型。实施例1、2选用压力为2MPa，加热温度为85℃，加热加压时间为8min。实施例3、4选用压力为4MPa，加热温度为65℃，加热加压时间为12min。
5、定尺切割：将定型后的纤维板毛坯从热压机上卸下码垛，待温度完全冷却后进行定尺切割，切割完毕后入库，即为本发明之镁钙防火植物纤维板。
依照上述组分与方法生产的镁钙防火植物纤维板，按GB—8624/1997标准检验，其主要技术指标达到防火A级；防水：水中浸泡48小时无变形或开裂，吸水率10％；抗弯抗折强度达到30Pa/m2；收缩膨胀系数为0.4‰。
本发明可广泛应用于建材、包装、运输及装饰等行业，其综合性能指标及使用效果优于普通的木质纤维板。

Claims (3)

1、一种镁钙防火植物纤维板，其特征在于，采用有机材料与无机材料混合热压而成，它是由无机胶凝料、植物纤维、甲基硅酸钠及搅拌溶液四部分原料所组成，其中：
无机胶凝料包括镁水泥、无水石膏粉及硫铝酸盐水泥；
植物纤维包括农作物植物纤维、木质纤维、木材加工的下脚料、刨花、木粉、草木粉、芦苇、向日葵茎秆以及农作物加工后剩余的糠皮其中的一种或多种；
搅拌溶液为氯化镁溶液和水；
所述的原料重量组分为：
无机胶凝料1～2.4份，其中：镁水泥0.7～1.4份，无水石膏粉0.2～0.6份，硫铝酸盐水泥0.1～0.4份；
植物纤维1.5～2.5份；
甲基硅酸钠0.025～0.03份；
搅拌溶液1.4～1.8份，其中：氯化镁溶液0.75～1份，水0.65～0.8份；
所述的镁水泥为高硅低钙、活性氧化镁在62％±2之间，其各项成分重量组成及参数为：MgO 80～86％，活性CaO 1.0～1.5％，SiO2 3.5～4.5％，Al2O3 2.2～2.9％，Fe3O4 1.0～2.0％；烧失量在3～11％。
2、一种按照权利要求1所述镁钙防火植物纤维板的制备方法，其特征在于，采用半干料热压成型，其工艺过程包括原料准备、混料搅拌、铺装预压、热压定型及定尺切割，具体操作步骤为：
1)、原料准备：将一种或多种植物原料放入粉碎机中进行粉碎，使其成粉状或纤维长度不大于10mm的粉末；在权利要求1所述的重量组分范围内，按所需配比称量准备好各种原料；
2)、混料搅拌：先将准备好的镁水泥与硫铝酸盐水泥混合后加入氯化镁溶液进行搅拌；同时将无水石膏粉加水搅拌；再将搅拌完的两种糊状料混合搅拌均匀后，依次加入植物纤维和甲基硅酸钠，充分搅拌形成半干料；
3)、铺装预压：将搅拌好的半干料铺装到预压机上进行预压成型，预压力为0.6～0.8MPa，铺装料的多少根据制品的厚度确定；
4)、热压定型：将预压成型的板坯放入多层热压机内进行加热加压定型，加压力为2～4MPa，加热温度为65～85℃，加热加压时间为8～12min；
5)、定尺切割：将定型后的纤维板毛坯从多层热压机上卸下码垛，待温度完全冷却后进行定尺切割，切割完毕后即为制成品。
3、根据权利要求2所述的镁钙防火植物纤维板的制备方法，其特征在于，所述的多层热压机的层数为12～17层。
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