CN107189478A - 一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，包括以下重量份的原料：专用胶黏剂12‑16份、农业废弃秸秆45‑55份、防菌材料3‑5份、耐磨剂4‑8份、阻燃剂8‑12份、耐水剂5‑7份、增强填土10‑14份、硫酸铝1‑3份、硬脂酸盐2‑4份、一价磷酸二氢盐粉体1‑3份。本发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材采用了大量农业废弃物，节约了资源，降低了成本，具有快速成型、隔热保温、阻燃、防霉、高强等优异性能；同时其制备工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材及其制备方法

技术领域

本发明涉及环保材料技术领域，具体涉及一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材及其制备方法。

背景技术

农作物秸秆是农业生产中数量最大的副产品，近几年，农村经济发展较快，住宅条件的改善，80％的家庭使用了电器和液化气，有的使用沼气，冬季取暖转向用电和用煤。因此，农民对于秸秆的使用率逐年降低，甚至有的直接焚烧，这样，不仅会给环境造成很大的污染，有时会造成更大的经济损失，据资料介绍，全国的秸秆综合利用率在24％左右。农作物秸秆是一种重要的物质资源，不恰当地的处置，不仅造成资源浪费，更严重的是对环境造成破坏人造板发展趋势正快速地向由木材为原料转变成各种木材替代品为原料转变。以农作物秸秆为主要原料，生产复合麦秸板材，具有各种优良的物理力学性能、表面装饰性能和二次加工性能，已经成为一种高强度的环保板材。此类板材，是一种与传统板材截然不同的承载结构用材，可应用于建筑工程、包装及家具装修等领域，成为替代传统板材的革命性板材。这种板材具有良好的隔热保温、吸声防噪功能，产品强度大，防虫蛀、防霉变、不易燃，为秸秆替代木材利用开拓了新路。

另一方面国内建筑外墙的板材种类很多，但质量性能参差不齐。以前广泛使用的聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫以及它们的复合板，若遇高温或明火，不但易燃而且会释放出大量的浓烟（含氰化氢、二恶英等有毒致癌物），而近年发展迅速的如岩棉保温板，在生产和施工过程中，会出现大量漂浮到空气中的棉絮状纤维，污染空气环境，刺激人体皮肤；另外，如发泡水泥保温板则因其保温性能差、易碎等缺陷影响施工质量。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，该秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材采用了大量农业废弃物，节约了资源，降低了成本，具有快速成型、隔热保温、阻燃、防霉、高强等优异性能；同时其制备工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，包括以下重量份的原料：

专用胶黏剂12-16份、农业废弃秸秆45-55份、防菌材料3-5份、耐磨剂4-8份、阻燃剂8-12份、耐水剂5-7份、增强填土10-14份、硫酸铝1-3份、硬脂酸盐2-4份、一价磷酸二氢盐粉体1-3份。

优选地，所述秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材包括以下重量份的原料：

专用胶黏剂14份、农业废弃秸秆50份、防菌材料4份、耐磨剂6份、阻燃剂10份、耐水剂6份、增强填土12份、硫酸铝2份、硬脂酸盐3份、一价磷酸二氢盐粉体2份。

优选地，所述专用胶黏剂为粘合剂、固化剂、改性剂按照重量比5:1:1组成的混合物；所述粘合剂为硅溶胶、聚乙烯醇、糯米汁按照重量比4:2:1组成的混合物，所述固化剂为异氰酸酯，所述改性剂为浓度为35%的柠檬酸水溶液、乙二酸水溶液按照重量比2:1组成的混合物。

优选地，所述农业废弃秸秆为稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆按照重量比3:1:1:2组成的混合物。

优选地，所述防菌材料为纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛按照重量比2:1:1组成的混合物。

优选地，所述耐磨剂为碳酸钙、金属氧化物粉体按照重量比4:1组成的混合物。

优选地，所述阻燃剂为氢氧化铝、磷酸锌和氢氧化镁按照重量比2:3:1组成的混合物；

所述耐水剂为石蜡和松香按照重量比2:3组成的混合物。

优选地，所述增强填土为高岭土、膨润土、凹凸棒土按照重量比2:3:2组成的混合物。

本发明还提供一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将农业废弃秸秆加入高速粉碎机中，粉碎过100目筛，再用清水清洗后，输送到烘干机中，在70-80℃下烘干至水分含量为6%-8%，然后再将烘干后的混合物混合增强填土送入紫外线消毒室，得到混合物A；

步骤三，将防菌材料、耐磨剂、阻燃剂、一价磷酸二氢盐粉体加入高速搅拌机中，搅拌转速为350-450r/min，搅拌30-40分钟，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌20-30分钟，得到混合物B；

步骤四，步骤三制备混合物B、专用胶黏剂、耐水剂加入高速搅拌机中，搅拌30-40分钟，搅拌转速200-300 r/min，再将混合物铺入定型模具中，在80-90℃下，向其施加50-60MPa的压力压制10-14分钟，得到发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材。

优选地，所述秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材的制备步骤为：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将农业废弃秸秆加入高速粉碎机中，粉碎过100目筛，再用清水清洗后，输送到烘干机中，在75℃下烘干至水分含量为7%，然后再将烘干后的混合物混合增强填土送入紫外线消毒室，得到混合物A；

步骤三，将防菌材料、耐磨剂、阻燃剂、一价磷酸二氢盐粉体加入高速搅拌机中，搅拌转速为400r/min，搅拌35分钟，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌25分钟，得到混合物B；

步骤四，步骤三制备混合物B、专用胶黏剂、耐水剂加入高速搅拌机中，搅拌35分钟，搅拌转速250r/min，再将混合物铺入定型模具中，在85℃下，向其施加55MPa的压力压制12分钟，得到发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材采用了大量废弃秸秆，一方面节约了资源，降低了成本，解决了农村秸秆的回收问题，同时对秸秆进行杀菌处理，使得制备的材料无毒无害，环保健康，另一方面通过辅助添加的各类添加物，使得制备的板材耐磨阻燃性能好、强度高、尺寸稳定性好。

（2）本发明的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材添加的专用胶黏剂，主要为粘合剂、固化剂、改性剂组成的混合物，能够把散乱的秸秆首先成型，使得制备的材料具有耐水、快速成型、高强的优异性能，大大规避了传统秸秆板寿命短、易燃、耐水性差的缺点。

（3）本发明的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材添加的防菌材料，主要为纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛，一方面能够提高板材的耐磨性能，另一方面三者有较好的杀菌消毒效果，协同作用，有较好的防霉抗菌性能，大大提高了板材的环保性能。

（4）本发明的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材添加的阻燃剂为氢氧化铝、磷酸锌和氢氧化镁，三者协同作用能使制备的板材具有较好的防火阻燃性能。

（5）本发明的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材采用了大量农业废弃物，节约了资源，降低了成本，具有快速成型、隔热保温、阻燃、防霉、高强等优异性能；同时其制备工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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.

本实施例的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，包括以下重量份的原料：

专用胶黏剂12份、农业废弃秸秆45份、防菌材料3份、耐磨剂4份、阻燃剂8份、耐水剂5份、增强填土10份、硫酸铝1份、硬脂酸盐2份、一价磷酸二氢盐粉体1份。

本实施例中的专用胶黏剂为粘合剂、固化剂、改性剂按照重量比5:1:1组成的混合物；所述粘合剂为硅溶胶、聚乙烯醇、糯米汁按照重量比4:2:1组成的混合物，所述固化剂为异氰酸酯，所述改性剂为浓度为35%的柠檬酸水溶液、乙二酸水溶液按照重量比2:1组成的混合物。

本实施例中的农业废弃秸秆为稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆按照重量比3:1:1:2组成的混合物。

本实施例中的防菌材料为纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛按照重量比2:1:1组成的混合物。

本实施例中的耐磨剂为碳酸钙、金属氧化物粉体按照重量比4:1组成的混合物。

本实施例中的阻燃剂为氢氧化铝、磷酸锌和氢氧化镁按照重量比2:3:1组成的混合物；

所述耐水剂为石蜡和松香按照重量比2:3组成的混合物。

本实施例中的增强填土为高岭土、膨润土、凹凸棒土按照重量比2:3:2组成的混合物。

本实施例的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将农业废弃秸秆加入高速粉碎机中，粉碎过100目筛，再用清水清洗后，输送到烘干机中，在70℃下烘干至水分含量为6%，然后再将烘干后的混合物混合增强填土送入紫外线消毒室，得到混合物A；

步骤三，将防菌材料、耐磨剂、阻燃剂、一价磷酸二氢盐粉体加入高速搅拌机中，搅拌转速为350r/min，搅拌30分钟，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌20分钟，得到混合物B；

步骤四，步骤三制备混合物B、专用胶黏剂、耐水剂加入高速搅拌机中，搅拌30分钟，搅拌转速200 r/min，再将混合物铺入定型模具中，在80℃下，向其施加50MPa的压力压制10分钟，得到发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材。

实施例2.

本实施例的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，包括以下重量份的原料：

专用胶黏剂16份、农业废弃秸秆55份、防菌材料5份、耐磨剂8份、阻燃剂12份、耐水剂7份、增强填土14份、硫酸铝3份、硬脂酸盐4份、一价磷酸二氢盐粉体3份。

本实施例中的专用胶黏剂为粘合剂、固化剂、改性剂按照重量比5:1:1组成的混合物；所述粘合剂为硅溶胶、聚乙烯醇、糯米汁按照重量比4:2:1组成的混合物，所述固化剂为异氰酸酯，所述改性剂为浓度为35%的柠檬酸水溶液、乙二酸水溶液按照重量比2:1组成的混合物。

本实施例中的农业废弃秸秆为稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆按照重量比3:1:1:2组成的混合物。

本实施例中的防菌材料为纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛按照重量比2:1:1组成的混合物。

本实施例中的耐磨剂为碳酸钙、金属氧化物粉体按照重量比4:1组成的混合物。

本实施例中的阻燃剂为氢氧化铝、磷酸锌和氢氧化镁按照重量比2:3:1组成的混合物；

所述耐水剂为石蜡和松香按照重量比2:3组成的混合物。

本实施例中的增强填土为高岭土、膨润土、凹凸棒土按照重量比2:3:2组成的混合物。

本实施例的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将农业废弃秸秆加入高速粉碎机中，粉碎过100目筛，再用清水清洗后，输送到烘干机中，在80℃下烘干至水分含量为8%，然后再将烘干后的混合物混合增强填土送入紫外线消毒室，得到混合物A；

步骤三，将防菌材料、耐磨剂、阻燃剂、一价磷酸二氢盐粉体加入高速搅拌机中，搅拌转速为450r/min，搅拌40分钟，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌30分钟，得到混合物B；

步骤四，步骤三制备混合物B、专用胶黏剂、耐水剂加入高速搅拌机中，搅拌40分钟，搅拌转速300 r/min，再将混合物铺入定型模具中，在90℃下，向其施加60MPa的压力压制14分钟，得到发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材。

实施例3.

本实施例的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，包括以下重量份的原料：

专用胶黏剂14份、农业废弃秸秆50份、防菌材料4份、耐磨剂6份、阻燃剂10份、耐水剂6份、增强填土12份、硫酸铝2份、硬脂酸盐3份、一价磷酸二氢盐粉体2份。

本实施例中的专用胶黏剂为粘合剂、固化剂、改性剂按照重量比5:1:1组成的混合物；所述粘合剂为硅溶胶、聚乙烯醇、糯米汁按照重量比4:2:1组成的混合物，所述固化剂为异氰酸酯，所述改性剂为浓度为35%的柠檬酸水溶液、乙二酸水溶液按照重量比2:1组成的混合物。

本实施例中的农业废弃秸秆为稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆按照重量比3:1:1:2组成的混合物。

本实施例中的防菌材料为纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛按照重量比2:1:1组成的混合物。

本实施例中的耐磨剂为碳酸钙、金属氧化物粉体按照重量比4:1组成的混合物。

本实施例中的阻燃剂为氢氧化铝、磷酸锌和氢氧化镁按照重量比2:3:1组成的混合物；

所述耐水剂为石蜡和松香按照重量比2:3组成的混合物。

本实施例中的增强填土为高岭土、膨润土、凹凸棒土按照重量比2:3:2组成的混合物。

本实施例的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将农业废弃秸秆加入高速粉碎机中，粉碎过100目筛，再用清水清洗后，输送到烘干机中，在75℃下烘干至水分含量为7%，然后再将烘干后的混合物混合增强填土送入紫外线消毒室，得到混合物A；

步骤三，将防菌材料、耐磨剂、阻燃剂、一价磷酸二氢盐粉体加入高速搅拌机中，搅拌转速为400r/min，搅拌35分钟，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌25分钟，得到混合物B；

步骤四，步骤三制备混合物B、专用胶黏剂、耐水剂加入高速搅拌机中，搅拌35分钟，搅拌转速250r/min，再将混合物铺入定型模具中，在85℃下，向其施加55MPa的压力压制12分钟，得到发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材。

以上各实施例制备的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材的性能测试结果如下：

	抗拉伸强度Mpa	导热系数mW/（m·k）	防火性能	吸水厚度膨胀率%
					实施例1	16	18	B1	2
实施例2	14	15	B1	3
					实施例3	14	16	B1	2
对比例	8	67	B2	11

本发明的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材采用了大量农业废弃物，节约了资源，降低了成本，具有快速成型、隔热保温、阻燃、防霉、高强等优异性能；同时其制备工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，包括以下重量份的原料：

专用胶黏剂12-16份、农业废弃秸秆45-55份、防菌材料3-5份、耐磨剂4-8份、阻燃剂8-12份、耐水剂5-7份、增强填土10-14份、硫酸铝1-3份、硬脂酸盐2-4份、一价磷酸二氢盐粉体1-3份。

2.根据权利要求1所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，所述秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材包括以下重量份的原料：

专用胶黏剂14份、农业废弃秸秆50份、防菌材料4份、耐磨剂6份、阻燃剂10份、耐水剂6份、增强填土12份、硫酸铝2份、硬脂酸盐3份、一价磷酸二氢盐粉体2份。

3.根据权利要求1或2所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，所述专用胶黏剂为粘合剂、固化剂、改性剂按照重量比5:1:1组成的混合物；所述粘合剂为硅溶胶、聚乙烯醇、糯米汁按照重量比4:2:1组成的混合物，所述固化剂为异氰酸酯，所述改性剂为浓度为35%的柠檬酸水溶液、乙二酸水溶液按照重量比2:1组成的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，所述农业废弃秸秆为稻草秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆按照重量比3:1:1:2组成的混合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，所述防菌材料为纳米氧化铜、纳米氧化锌、纳米二氧化钛按照重量比2:1:1组成的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，所述耐磨剂为碳酸钙、金属氧化物粉体按照重量比4:1组成的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝、磷酸锌和氢氧化镁按照重量比2:3:1组成的混合物；

所述耐水剂为石蜡和松香按照重量比2:3组成的混合物。

8.根据权利要求1或2所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材，其特征在于，所述增强填土为高岭土、膨润土、凹凸棒土按照重量比2:3:2组成的混合物。

9.一种制备如权利要求1或2所述秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将农业废弃秸秆加入高速粉碎机中，粉碎过100目筛，再用清水清洗后，输送到烘干机中，在70-80℃下烘干至水分含量为6%-8%，然后再将烘干后的混合物混合增强填土送入紫外线消毒室，得到混合物A；

步骤三，将防菌材料、耐磨剂、阻燃剂、一价磷酸二氢盐粉体加入高速搅拌机中，搅拌转速为350-450r/min，搅拌30-40分钟，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌20-30分钟，得到混合物B；

步骤四，步骤三制备混合物B、专用胶黏剂、耐水剂加入高速搅拌机中，搅拌30-40分钟，搅拌转速200-300 r/min，再将混合物铺入定型模具中，在80-90℃下，向其施加50-60MPa的压力压制10-14分钟，得到发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材。

10.根据权利要求9所述的一种秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材的制备方法，其特征在于，所述步骤为：

步骤一，按要求称量准备各组分原料；

步骤二，将农业废弃秸秆加入高速粉碎机中，粉碎过100目筛，再用清水清洗后，输送到烘干机中，在75℃下烘干至水分含量为7%，然后再将烘干后的混合物混合增强填土送入紫外线消毒室，得到混合物A；

步骤三，将防菌材料、耐磨剂、阻燃剂、一价磷酸二氢盐粉体加入高速搅拌机中，搅拌转速为400r/min，搅拌35分钟，再加入步骤二制备的混合物A，继续搅拌25分钟，得到混合物B；

步骤四，步骤三制备混合物B、专用胶黏剂、耐水剂加入高速搅拌机中，搅拌35分钟，搅拌转速250r/min，再将混合物铺入定型模具中，在85℃下，向其施加55MPa的压力压制12分钟，得到发明的秸秆废弃物再生环保耐磨阻燃板材。