CN109626952A - 一种水生植物纤维板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水生植物纤维板材,包括混合料层和植物纤维层，植物纤维层按层铺设在混合料层中，混合料层由磷酸镁水泥、重烧氧化镁、胶合剂、调和剂混合组成，本发明解决了水葫芦植物纤维焚烧颗粒小无法收集且内结合强度不够，容易断裂等问题，并通过将磷酸镁水泥、重烧氧化镁、胶合剂、调和剂混合组成混合料层，在层与层之间铺设植物纤维层。采用本发明的方法制作得到的结果表明：该板材无甲醛排放，其横向静曲强度为普通中密度板材的2倍左右，内结合强度最高可达其约3倍，此外该板材还具有极好的防火、防水性能。

Description

一种水生植物纤维板材
技术领域
本发明涉及植物纤维板制作技术领域，具体为一种水生植物纤维板材。
背景技术
近年来，我国大部分地区水葫芦的大量繁殖为湖泊治理带来了极大的困难，仅黄浦江流域而言，其泛滥期打捞的水葫芦日均质量为500-2000吨左右，泛滥期打捞累计超过5万吨。打捞上来的水葫芦由于无法利用而不断堆积，成为一种新型的固体废弃物而等待处理。同时，由于水葫芦不同于传统的植物纤维，其纤维细、含水率高、絮状纤维细嫩，采用粉碎机粉碎后形成颗粒较小的粒状物，无法收集及利用，导致其制作板材的力学性能和抗压性能较差，强度难以达到板材形成所需要的力学标准。实际表现为静曲强度不足而引发板材断裂，达不到满意的使用效果。而不加粉碎的植物纤维又与粘合剂的接触面积不够，直接影响板材的内部结合强度。因而，制备出高强度的水葫芦纤维板材不仅可以节省成本且可以有效降低水葫芦对于湖泊生态环境影响。
此外，目前人们使用的磷酸盐水泥属于化学结合水泥，即以金属和盐为基本组分通过化学反应形成，可用来制得多种耐热和热稳定性材料以及防腐和电绝缘涂料以及高效能胶等。其某些性能近似于陶瓷材料，在高温高强度压力下具有良好的稳定性。其主要成分为氧化镁、磷酸盐、缓凝剂及多种矿石按比例配比形成。在结构材料领域，磷酸盐水泥可以与土壤材料结合，如石灰石、砂石，甚至传统的水泥混凝土都有较强的粘合性，且不会出现聚合有机物的易燃并发出有毒气体的缺点，可有助于提高植物纤维的耐久性。此外，磷酸镁水泥耐磨性及抗冻性好，体积变形小，其水化后具有极好的稳定性，干缩值仅为普通硅酸盐水泥的1/10左右。同时，配置过程中会出现大量的MgO颗粒，其本身具有极好的耐磨性，大量未水化的MgO颗粒可起到耐磨细骨料的作用，从而实用磷酸盐水泥可以大幅度提高植物纤维基材料的耐磨性。
第三，现已有大量的秸秆植物纤维板材实例为参考。秸秆植物纤维板材造价便宜，取材来源地广泛。然而由于秸秆表面多数有不利于胶合的物质，因而采用传统的脲醛树脂或酚醛树脂胶，难以得到满意的胶合强度。到目前为止，国内外已建成的碎料板厂几乎都以异氰酸酷为胶粘剂，价格为脲醛树脂的8-10倍，绝对成本高；其次是粘板问题，如直接采用异氰酸酯胶粘剂，将会在热压过程中产生严重的粘板现象，降低产品使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水生植物纤维板材，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水生植物纤维板材,包括混合料层和植物纤维层，所述植物纤维层按层铺设在混合料层中，所述混合料层组份按重量份数包括磷酸镁水泥100-200份、重烧氧化镁30-60份、胶合剂10-20份、调和剂4-10份、硅酸钠10-20份、水30-40份。
优选的，所述胶合剂由低温煅烧白云石所得的灰粉制成。
优选的，所述调和剂采用水溶性镁盐。
优选的，所述植物纤维层采用水葫芦纤维。
优选的，其制备方法包括以下步骤：
A、首先采用硅酸钠和改性镁水泥作为固化剂对水葫芦纤维进行固化，以保证增强其静曲强度，提高板材力学性能并且要求在粘合时增强其内结合强度；
B、将磷酸镁水泥、硅酸钠、水依次倒入搅拌容器内，加水迅速搅拌；
C、而后采用浸泡法，将烘干的水葫芦浸泡在固化液中，静置30-60分钟后脱水取出；
D、将充分吸收好固化剂同干燥后的水葫芦放入搅拌机中搅拌，并添加胶合剂和调和剂，使其充分混匀后再倒入模具中，每倾倒一次混合料，在该混合料上倾倒一层植物纤维；
E、将已充分混合好的材料放入压机中，升温至50℃进行热压，这样即可得到制作本水生植物纤维板材。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制作方式简单，操作方便，制作成的板材强度高且无甲醛，经久耐用。本发明具有强度高，成本低廉，取材来源广，不破坏土地资源等优点同时还具有良好的稳定性；本发明解决了水葫芦植物纤维焚烧颗粒小无法收集且内结合强度不够，容易断裂等问题，并通过将磷酸镁水泥、重烧氧化镁、胶合剂、调和剂混合组成混合料层，在层与层之间铺设植物纤维层。采用本发明的方法制作得到的结果表明：该板材无甲醛排放，其横向静曲强度为普通中密度板材的2倍左右，内结合强度最高可达其约3倍，此外该板材还具有极好的防火、防水性能。
具体实施方式
下面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。
实施例一：
本发明提供如下技术方案：一种水生植物纤维板材,包括混合料层和植物纤维层，所述植物纤维层按层铺设在混合料层中，所述混合料层组份按重量份数包括磷酸镁水泥100份、重烧氧化镁30份、胶合剂10份、调和剂4份、硅酸钠10份、水30份。
本实施例中，胶合剂由低温煅烧白云石所得的灰粉制成。
本实施例中，调和剂采用水溶性镁盐。
本实施例中，植物纤维层采用水葫芦纤维。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、首先采用硅酸钠和改性镁水泥作为固化剂对水葫芦纤维进行固化，以保证增强其静曲强度，提高板材力学性能并且要求在粘合时增强其内结合强度；
B、将磷酸镁水泥、硅酸钠、水依次倒入搅拌容器内，加水迅速搅拌；
C、而后采用浸泡法，将烘干的水葫芦浸泡在固化液中，静置30分钟后脱水取出；
D、将充分吸收好固化剂同干燥后的水葫芦放入搅拌机中搅拌，并添加胶合剂和调和剂，使其充分混匀后再倒入模具中，每倾倒一次混合料，在该混合料上倾倒一层植物纤维；
E、将已充分混合好的材料放入压机中，升温至50℃进行热压，这样即可得到制作本水生植物纤维板材。
实施例二：
一种水生植物纤维板材,包括混合料层和植物纤维层，所述植物纤维层按层铺设在混合料层中，所述混合料层组份按重量份数包括磷酸镁水泥200份、重烧氧化镁60份、胶合剂20份、调和剂10份、硅酸钠20份、水40份。
本实施例中，胶合剂由低温煅烧白云石所得的灰粉制成。
本实施例中，调和剂采用水溶性镁盐。
本实施例中，植物纤维层采用水葫芦纤维。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、首先采用硅酸钠和改性镁水泥作为固化剂对水葫芦纤维进行固化，以保证增强其静曲强度，提高板材力学性能并且要求在粘合时增强其内结合强度；
B、将磷酸镁水泥、硅酸钠、水依次倒入搅拌容器内，加水迅速搅拌；
C、而后采用浸泡法，将烘干的水葫芦浸泡在固化液中，静置60分钟后脱水取出；
D、将充分吸收好固化剂同干燥后的水葫芦放入搅拌机中搅拌，并添加胶合剂和调和剂，使其充分混匀后再倒入模具中，每倾倒一次混合料，在该混合料上倾倒一层植物纤维；
E、将已充分混合好的材料放入压机中，升温至50℃进行热压，这样即可得到制作本水生植物纤维板材。
实施例三：
一种水生植物纤维板材,包括混合料层和植物纤维层，所述植物纤维层按层铺设在混合料层中，所述混合料层组份按重量份数包括磷酸镁水泥140份、重烧氧化镁40份、胶合剂12份、调和剂5份、硅酸钠12份、水32份。
本实施例中，胶合剂由低温煅烧白云石所得的灰粉制成。
本实施例中，调和剂采用水溶性镁盐。
本实施例中，植物纤维层采用水葫芦纤维。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、首先采用硅酸钠和改性镁水泥作为固化剂对水葫芦纤维进行固化，以保证增强其静曲强度，提高板材力学性能并且要求在粘合时增强其内结合强度；
B、将磷酸镁水泥、硅酸钠、水依次倒入搅拌容器内，加水迅速搅拌；
C、而后采用浸泡法，将烘干的水葫芦浸泡在固化液中，静置40分钟后脱水取出；
D、将充分吸收好固化剂同干燥后的水葫芦放入搅拌机中搅拌，并添加胶合剂和调和剂，使其充分混匀后再倒入模具中，每倾倒一次混合料，在该混合料上倾倒一层植物纤维；
E、将已充分混合好的材料放入压机中，升温至50℃进行热压，这样即可得到制作本水生植物纤维板材。
实施例四：
一种水生植物纤维板材,包括混合料层和植物纤维层，所述植物纤维层按层铺设在混合料层中，所述混合料层组份按重量份数包括磷酸镁水泥150份、重烧氧化镁45份、胶合剂15份、调和剂7份、硅酸钠15份、水35份。
本实施例中，胶合剂由低温煅烧白云石所得的灰粉制成。
本实施例中，调和剂采用水溶性镁盐。
本实施例中，植物纤维层采用水葫芦纤维。
本实施例的制备方法包括以下步骤：
A、首先采用硅酸钠和改性镁水泥作为固化剂对水葫芦纤维进行固化，以保证增强其静曲强度，提高板材力学性能并且要求在粘合时增强其内结合强度；
B、将磷酸镁水泥、硅酸钠、水依次倒入搅拌容器内，加水迅速搅拌；
C、而后采用浸泡法，将烘干的水葫芦浸泡在固化液中，静置45分钟后脱水取出；
D、将充分吸收好固化剂同干燥后的水葫芦放入搅拌机中搅拌，并添加胶合剂和调和剂，使其充分混匀后再倒入模具中，每倾倒一次混合料，在该混合料上倾倒一层植物纤维；
E、将已充分混合好的材料放入压机中，升温至50℃进行热压，这样即可得到制作本水生植物纤维板材。
实验例：
采用本发明的技术方案对分别制得的尺寸为500×500×7的多层板和Φ15mm×50mm的防火板分别依据GB/T 17657-1999和GB8624-2012测试其静曲强度、吸水厚度膨胀率，含水率、甲醛释放量、胶合强度和燃烧性能，得到数据如下表：
本发明制作方式简单，操作方便，制作成的板材强度高且无甲醛，经久耐用。本发明具有强度高，成本低廉，取材来源广，不破坏土地资源等优点同时还具有良好的稳定性；本发明解决了水葫芦植物纤维焚烧颗粒小无法收集且内结合强度不够，容易断裂等问题，并通过将磷酸镁水泥、重烧氧化镁、胶合剂、调和剂混合组成混合料层，在层与层之间铺设植物纤维层。采用本发明的方法制作得到的结果表明：该板材无甲醛排放，其横向静曲强度为普通中密度板材的2倍左右，内结合强度最高可达其约3倍，此外该板材还具有极好的防火、防水性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种水生植物纤维板材,其特征在于：包括混合料层和植物纤维层，所述植物纤维层按层铺设在混合料层中，所述混合料层组份按重量份数包括磷酸镁水泥100-200份、重烧氧化镁30-60份、胶合剂10-20份、调和剂4-10份、硅酸钠10-20份、水30-40份。
2.根据权利要求1所述的一种水生植物纤维板材,其特征在于：所述胶合剂由低温煅烧白云石所得的灰粉制成。
3.根据权利要求1所述的一种水生植物纤维板材,其特征在于：所述调和剂采用水溶性镁盐。
4.根据权利要求1所述的一种水生植物纤维板材,其特征在于：所述植物纤维层采用水葫芦纤维。
5.实现权利要求1所述的一种水生植物纤维板材的制备方法,其特征在于：其制备方法包括以下步骤：
A、首先采用硅酸钠和改性镁水泥作为固化剂对水葫芦纤维进行固化，以保证增强其静曲强度，提高板材力学性能并且要求在粘合时增强其内结合强度；
B、将磷酸镁水泥、硅酸钠、水依次倒入搅拌容器内，加水迅速搅拌；
C、而后采用浸泡法，将烘干的水葫芦浸泡在固化液中，静置30-60分钟后脱水取出；
D、将充分吸收好固化剂同干燥后的水葫芦放入搅拌机中搅拌，并添加胶合剂和调和剂，使其充分混匀后再倒入模具中，每倾倒一次混合料，在该混合料上倾倒一层植物纤维；
E、将已充分混合好的材料放入压机中，升温至50℃进行热压，这样即可得到制作本水生植物纤维板材。
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