CN105382911B - 一种农作物秸秆建筑外墙保温板材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种农作物秸秆建筑外墙保温板的制造方法。该方法以麦秸、稻秆以及棉秆等农作物剩余物为原料，通过切铡粉碎、混合开松、气流铺装、针刺成毡、施胶定型固化、阻燃和防腐/防霉处理、切块成型等工艺过程，最终制成具有阻燃和隔音功能的轻质耐久建筑外墙保温板材，以促进我国绿色建筑的发展，大大降低建筑物的能耗，实现农作物秸秆的高效和高附加价值回收利用。

Description

一种农作物秸秆建筑外墙保温板材的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种用农作物秸秆来制备建筑外墙保温板材的方法。
背景技术
在现代建筑中，建筑物的能耗占总能耗的30％以上。为降低碳排放，建筑物节能非常重要。为了达到较好的建筑节能要求，在现代建筑中采用外墙体的保温处理是必备的措施之一。当前比较流行的外墙保温板主要为EPS(膨胀型聚苯乙烯泡沫塑料)、XPS(挤出型聚苯乙烯泡沫塑料)、PUR(硬聚氨酯泡沫塑料)以及PIR(硬聚异氰酸酯泡沫塑料)等构成。这些材料的主要缺点是易燃(尽管有部分难燃，但是也有较大的发烟量)，燃气有毒，对人体的危害性极大。而且原料主要为高碳、不可再生和循环利用的石化材料，价格也高等。因此，用丰富的且可再生和循环的生物质材料替代石油基产品制造建筑外墙保温板应该是一个重要的发展方向。
农作物秸秆是我国农业生产中产生的废弃剩余物。目前尚没有较好的处理方法和利用途经，主要还是就地焚烧，因此造成了烟尘和雾霾等严重的环境问题，因此解决我国因焚烧秸秆产生的环境污染问题已经刻不容缓。
发明内容
本发明提供了一种农作物秸秆建筑外墙保温板材的制造方法。该方法以我国大量的农作物秸秆剩余物为原料，通过一系列的工艺过程将其制成具有阻燃和隔音功能的轻质耐久建筑外墙体保温板，替代传统的泡沫塑料，不但可以大量节省塑料等不可再生的石化资源，同时也可以大幅度减少因燃烧农业秸秆造成的环境污染，为我国的生态文明作出贡献。
本发明所采用的技术方案为：
一种农作物秸秆建筑外墙保温板材的制备方法，该方法以农作物秸秆为原料，通过切铡粉碎处理、混合开松、气流铺装、针刺成毡、施胶固化和阻燃与防腐/防霉处理、切块成型等工艺过程，最终制成具有阻燃和隔音功能的轻质耐久建筑外墙保温板。
原材料秸秆为麦秸、稻秆、棉秆等各种农作物秸秆中的一种或任意几种的混合。具体制备过程如下：
(1)切铡粉碎处理：将秸秆使用各种切铡机和粉碎机将秸秆制成纤维、刨花以及各种不同尺寸的秸秆短料，秸秆短料一般是指长度在3-5厘米的秸秆碎料。
(2)混合开松：在秸秆短料中加入秸秆短料重量10-30％的合成纤维，使用混合开松机械进行混合开松，使成为均匀混合料。所述合成纤维为聚乙烯、聚丙烯、聚酯中的一种。与常规人造板设备相比，采用无纺织设备的优点是可以把按常规方法难以混合的长短纤维均匀地混合在一起。
(3)气流铺装：使用混杂纤维气流铺装机进行铺装，根据物料形态和进给量的大小，调节进风量，使之达到规定板坯厚度，形成均匀分布的混杂纤维板坯。该步骤可以把难以混合的长短纤维均匀的混合在一起，高效率地满足生产要求。
(4)针刺成毡：使用针刺机进行两到三次的针刺处理，针刺密度为每平方厘米5-10根，制成混合纤维毡。针刺成毡将不能成型的散碎秸秆纤维制成具有一定形态和强度的毡子。
(5)施胶固化和阻燃与防腐/防霉处理，可采用两种方式：或通过喷胶或浸胶或涂胶方式将混有阻燃剂与防腐/防霉剂的复合胶粘剂加入针刺成毡得到的混合纤维毡中，然后通过热压处理方式进行热压成型；或通过喷胶或浸胶或涂胶方式将胶粘剂加入针刺成毡得到的混合纤维毡中，通过热压处理方式进行热压成型，再喷涂阻燃剂、防腐/防霉剂。
所述胶粘剂的加入重量为混合纤维毡的5-10％，所述阻燃剂与防腐/防霉剂的加入重量为混合纤维毡的10-15％。
所述胶粘剂为酚醛树脂、间苯二酚树脂、异氰酸酯中的一种或几种的混合。
所述阻燃剂为磷氮系阻燃剂、发泡阻燃剂中的一种或几种的组合。所述防腐/防霉剂为硼系和卤素以及其它有机和无机防腐/防霉剂。阻燃剂与防腐/防霉剂之间可为任意比例，具体根据实际使用需求而定。
所述热压处理的热压温度为100-200℃(优选为100-160℃)，板面热压压力为0.1-5.0MPa(优选为0.1-2.0MPa)，处理时间为10-40分钟(优选为15-30分钟)。施胶固化的目的是进一步增加秸秆纤维的毡强度，使其达到建筑外墙保温板的强度指标要求；阻燃和防腐/防霉处理是进一步提高该产品的防火等级和使用耐久性。
与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：
(1)以农业生产的废弃剩余物秸秆为主要材料，实现废料的有效利用，大大降低了建筑物的能耗，实现农作物秸秆的高效和高附加价值回收利用，以促进我国绿色建筑的发展；
(2)使用廉价的可再生的生物质材料，生产成本低；
(3)以我国大量的农作物秸秆剩余物为原料，通过混合开松、气流成网、针刺成毡的无纺织工艺过程将其制成具有阻燃和隔音功能的轻质耐久建筑外墙保温板材，以替代传统的泡沫塑料，不但可以大量节省塑料等不可再生的石化资源，同时也可以大幅度减少因燃烧农业秸秆造成的环境污染；
(4)当前的外墙保温板主要为EPS、XPS等泡沫塑料，是高碳的不可再生和循环利用的石化材料，而且价格较高；用丰富的且可再生和循环的廉价生物质材料替代石油基产品制造建筑外墙保温板材，不但可以解决目前我国外墙保温板材易燃和价格高等问题，而且由于农作物秸秆的利用可以部分缓解因秸秆就地焚烧造成的严重环境问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述。应该指出，以下具体说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有说明，本发明使用的所有科学和技术术语具有与本发明所属技术领域人员通常理解的相同含义。
实施例1：
麦秸秸秆切铡成5厘米左右的短料，再通过环式刨片机等机械粉碎成针状刨花碎料。然后，将秸秆碎料与聚酯(或聚乙烯、聚丙烯)等合成纤维(合成纤维加入量为物料总量的10％)，通过混合开松机进行两道混合开松，将其制成秸秆碎料/合成纤维均匀混合料。该混合料经过混杂纤维气流铺装机铺装，制成均匀分布的混杂纤维板坯。将板坯再通过两到三次的针刺机针刺制成混合纤维毡。在混合纤维毡上喷施混有阻燃剂和防腐/防霉剂的复合胶粘剂(复合胶粘剂用量为物料总量的15％)，再经过热压(温度140℃，板面热压压力0.5MPa，时间20分钟)使混合纤维毡中的复合胶粘剂固化定型，再经裁制制成建筑外墙保温板。
实施例2：
麦秸和稻秆的混合秸秆(任意比例)切铡成5厘米左右的短料，在通过锤式粉碎机制成刨花碎料。将碎料过筛，除去细小粉料后，将其与聚酯(或聚乙烯、聚丙烯)等合成纤维(合成纤维加入量为物料总量的15％)，通过混合开松机进行两道混合开松，将其制成秸秆碎料/合成纤维均匀混合料。该混合料经过混杂纤维气流铺装机铺装，制成均匀分布的混杂纤维板坯。将板坯再通过两到三次的针刺机针刺制成混合纤维毡。在混合纤维毡上喷施酚醛树脂胶粘剂(胶粘剂用量为物料总量的10％)，再经过热压(温度130℃，板面热压压力0.2MPa，时间30分钟)使混合纤维毡中的胶粘剂固化成型。将成型后的板材表面再分别喷涂阻燃剂、防腐/防霉剂和定型剂，经裁制制成建筑外墙保温板。
本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合建筑外墙保温板技术领域的市售产品。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种农作物秸秆建筑外墙保温板材的制备方法，其特征在于：以农作物秸秆为原料，通过切铡粉碎处理、混合开松、气流铺装、针刺成毡、施胶固化和阻燃与防腐/防霉处理、切块成型，制成阻燃型耐久轻质外墙保温板材；所述混合开松是指加入10-30％重量比的合成纤维，使用混合开松机械进行混合开松，形成均匀混合料；所述气流铺装是指使用混杂纤维气流铺装机进行铺装，根据物料形态和进给量的大小，调节进风量达到规定板坯厚度，形成均匀分布的混杂纤维板坯；所述针刺成毡是指使用针刺机进行两到三次的针刺处理，针刺密度为每平方厘米5-10根，制成混合纤维毡。
2.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆建筑外墙保温板的制备方法，其特征在于：所述合成纤维为聚乙烯、聚丙烯或聚酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆建筑外墙保温板的制备方法，其特征在于：所述施胶固化和阻燃与防腐/防霉处理是指通过喷胶或浸胶或涂胶方式将混有阻燃剂与防腐/防霉剂的复合胶粘剂加入针刺成毡得到的混合纤维毡中，然后通过热压处理方式进行热压成型。
4.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆建筑外墙保温板的制备方法，其特征在于：所述施胶固化和阻燃与防腐/防霉处理是指通过喷胶或浸胶或涂胶方式将胶粘剂加入针刺成毡得到的混合纤维毡中，通过热压处理方式进行热压成型，再喷涂阻燃剂、防腐/防霉剂。
5.根据权利要求3或4所述的一种农作物秸秆建筑外墙保温板的制备方法，其特征在于：所述胶粘剂的加入重量为混合纤维毡的5-10％，所述阻燃剂与防腐/防霉剂的加入重量为混合纤维毡的10-15％。
6.根据权利要求3或4所述的一种农作物秸秆建筑外墙保温板的制备方法，其特征在于：所述胶粘剂为酚醛树脂、间苯二酚树脂或异氰酸酯中的一种或几种的混合。
7.根据权利要求3或4所述的一种农作物秸秆建筑外墙保温板的制备方法，其特征在于：所述热压处理的热压温度为100-200℃，板面热压压力为0.1-5.0MPa，处理时间为10-40分钟。
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