一種農(nóng)作物秸稈建筑外墻保溫板材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用農(nóng)作物秸桿來(lái)制備建筑外墻保溫板材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代建筑中，建筑物的能耗占總能耗的30%以上。為降低碳排放，建筑物節(jié)能非常重要。為了達(dá)到較好的建筑節(jié)能要求，在現(xiàn)代建筑中采用外墻體的保溫處理是必備的措施之一。當(dāng)前比較流行的外墻保溫板主要為EPS (膨脹型聚苯乙烯泡沫塑料)、XPS (擠出型聚苯乙烯泡沫塑料)、HJR (硬聚氨酯泡沫塑料)以及PIR (硬聚異氰酸酯泡沫塑料)等構(gòu)成。這些材料的主要缺點(diǎn)是易燃(盡管有部分難燃，但是也有較大的發(fā)煙量)，燃?xì)庥卸?，?duì)人體的危害性極大。而且原料主要為高碳、不可再生和循環(huán)利用的石化材料，價(jià)格也高等。因此，用豐富的且可再生和循環(huán)的生物質(zhì)材料替代石油基產(chǎn)品制造建筑外墻保溫板應(yīng)該是一個(gè)重要的發(fā)展方向。
[0003]農(nóng)作物秸桿是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄剩余物。目前尚沒(méi)有較好的處理方法和利用途經(jīng)，主要還是就地焚燒，因此造成了煙塵和霧霾等嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，因此解決我國(guó)因焚燒秸桿產(chǎn)生的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)刻不容緩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板材的制造方法。該方法以我國(guó)大量的農(nóng)作物秸桿剩余物為原料，通過(guò)一系列的工藝過(guò)程將其制成具有阻燃和隔音功能的輕質(zhì)耐久建筑外墻體保溫板，替代傳統(tǒng)的泡沫塑料，不但可以大量節(jié)省塑料等不可再生的石化資源，同時(shí)也可以大幅度減少因燃燒農(nóng)業(yè)秸桿造成的環(huán)境污染，為我國(guó)的生態(tài)文明作出貢獻(xiàn)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板材的制備方法，該方法以農(nóng)作物秸桿為原料，通過(guò)切鍘粉碎處理、混合開(kāi)松、氣流鋪裝、針刺成氈、施膠固化和阻燃與防腐/防霉處理、切塊成型等工藝過(guò)程，最終制成具有阻燃和隔音功能的輕質(zhì)耐久建筑外墻保溫板。
[0007]原材料秸桿為麥秸、稻桿、棉桿等各種農(nóng)作物秸桿中的一種或任意幾種的混合。具體制備過(guò)程如下:
[0008](1)切鍘粉碎處理:將秸桿使用各種切鍘機(jī)和粉碎機(jī)將秸桿制成纖維、刨花以及各種不同尺寸的秸桿短料，秸桿短料一般是指長(zhǎng)度在3-5厘米的秸桿碎料。
[0009](2)混合開(kāi)松:在秸桿短料中加入秸桿短料重量10-30%的合成纖維，使用混合開(kāi)松機(jī)械進(jìn)行混合開(kāi)松，使成為均勻混合料。所述合成纖維為聚乙烯、聚丙烯、聚酯中的一種。與常規(guī)人造板設(shè)備相比，采用無(wú)紡織設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是可以把按常規(guī)方法難以混合的長(zhǎng)短纖維均勻地混合在一起。
[0010](3)氣流鋪裝:使用混雜纖維氣流鋪裝機(jī)進(jìn)行鋪裝，根據(jù)物料形態(tài)和進(jìn)給量的大小，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，使之達(dá)到規(guī)定板坯厚度，形成均勻分布的混雜纖維板坯。該步驟可以把難以混合的長(zhǎng)短纖維均勻的混合在一起，高效率地滿足生產(chǎn)要求。
[0011](4)針刺成氈:使用針刺機(jī)進(jìn)行兩到三次的針刺處理，針刺密度為每平方厘米5-10根，制成混合纖維氈。針刺成氈將不能成型的散碎秸桿纖維制成具有一定形態(tài)和強(qiáng)度的租子。
[0012](5)施膠固化和阻燃與防腐/防霉處理，可采用兩種方式:或通過(guò)噴膠或浸膠或涂膠方式將混有阻燃劑與防腐/防霉劑的復(fù)合膠粘劑加入針刺成氈得到的混合纖維氈中，然后通過(guò)熱壓處理方式進(jìn)行熱壓成型；或通過(guò)噴膠或浸膠或涂膠方式將膠粘劑加入針刺成氈得到的混合纖維氈中，通過(guò)熱壓處理方式進(jìn)行熱壓成型，再噴涂阻燃劑、防腐/防霉劑。
[0013]所述膠粘劑的加入重量為混合纖維氈的5-10%，所述阻燃劑與防腐/防霉劑的加入重量為混合纖維氈的10-15%。
[0014]所述膠粘劑為酚醛樹脂、間苯二酚樹脂、異氰酸酯中的一種或幾種的混合。
[0015]所述阻燃劑為磷氮系阻燃劑、發(fā)泡阻燃劑中的一種或幾種的組合。所述防腐/防霉劑為硼系和鹵素以及其它有機(jī)和無(wú)機(jī)防腐/防霉劑。阻燃劑與防腐/防霉劑之間可為任意比例，具體根據(jù)實(shí)際使用需求而定。
[0016]所述熱壓處理的熱壓溫度為100-200°C (優(yōu)選為100-160°C )，板面熱壓壓力為
0.1-5.0MPa (優(yōu)選為0.1-2.0MPa)，處理時(shí)間為10-40分鐘(優(yōu)選為15-30分鐘)。施膠固化的目的是進(jìn)一步增加秸桿纖維的氈強(qiáng)度，使其達(dá)到建筑外墻保溫板的強(qiáng)度指標(biāo)要求；阻燃和防腐/防霉處理是進(jìn)一步提高該產(chǎn)品的防火等級(jí)和使用耐久性。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0018](1)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廢棄剩余物秸桿為主要材料，實(shí)現(xiàn)廢料的有效利用，大大降低了建筑物的能耗，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸桿的高效和高附加價(jià)值回收利用，以促進(jìn)我國(guó)綠色建筑的發(fā)展；
[0019](2)使用廉價(jià)的可再生的生物質(zhì)材料，生產(chǎn)成本低；
[0020](3)以我國(guó)大量的農(nóng)作物秸桿剩余物為原料，通過(guò)混合開(kāi)松、氣流成網(wǎng)、針刺成氈的無(wú)紡織工藝過(guò)程將其制成具有阻燃和隔音功能的輕質(zhì)耐久建筑外墻保溫板材，以替代傳統(tǒng)的泡沫塑料，不但可以大量節(jié)省塑料等不可再生的石化資源，同時(shí)也可以大幅度減少因燃燒農(nóng)業(yè)秸桿造成的環(huán)境污染；
[0021](4)當(dāng)前的外墻保溫板主要為EPS、XPS等泡沫塑料，是高碳的不可再生和循環(huán)利用的石化材料，而且價(jià)格較高；用豐富的且可再生和循環(huán)的廉價(jià)生物質(zhì)材料替代石油基產(chǎn)品制造建筑外墻保溫板材，不但可以解決目前我國(guó)外墻保溫板材易燃和價(jià)格高等問(wèn)題，而且由于農(nóng)作物秸桿的利用可以部分緩解因秸桿就地焚燒造成的嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述。應(yīng)該指出，以下具體說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本發(fā)明提供進(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有說(shuō)明，本發(fā)明使用的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域人員通常理解的相同含義。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]麥秸秸桿切鍘成5厘米左右的短料，再通過(guò)環(huán)式刨片機(jī)等機(jī)械粉碎成針狀刨花碎料。然后，將秸桿碎料與聚酯(或聚乙烯、聚丙烯)等合成纖維(合成纖維加入量為物料總量的10% )，通過(guò)混合開(kāi)松機(jī)進(jìn)行兩道混合開(kāi)松，將其制成秸桿碎料/合成纖維均勻混合料。該混合料經(jīng)過(guò)混雜纖維氣流鋪裝機(jī)鋪裝，制成均勻分布的混雜纖維板坯。將板坯再通過(guò)兩到三次的針刺機(jī)針刺制成混合纖維氈。在混合纖維氈上噴施混有阻燃劑和防腐/防霉劑的復(fù)合膠粘劑(復(fù)合膠粘劑用量為物料總量的15% )，再經(jīng)過(guò)熱壓(溫度140°C，板面熱壓壓力0.5MPa，時(shí)間20分鐘)使混合纖維氈中的復(fù)合膠粘劑固化定型，再經(jīng)裁制制成建筑外墻保溫板。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]麥秸和稻桿的混合秸桿(任意比例)切鍘成5厘米左右的短料，在通過(guò)錘式粉碎機(jī)制成刨花碎料。將碎料過(guò)篩，除去細(xì)小粉料后，將其與聚酯(或聚乙烯、聚丙烯)等合成纖維(合成纖維加入量為物料總量的15% )，通過(guò)混合開(kāi)松機(jī)進(jìn)行兩道混合開(kāi)松，將其制成秸桿碎料/合成纖維均勻混合料。該混合料經(jīng)過(guò)混雜纖維氣流鋪裝機(jī)鋪裝，制成均勻分布的混雜纖維板坯。將板坯再通過(guò)兩到三次的針刺機(jī)針刺制成混合纖維氈。在混合纖維氈上噴施酚醛樹脂膠粘劑(膠粘劑用量為物料總量的10% )，再經(jīng)過(guò)熱壓(溫度130°C，板面熱壓壓力0.2MPa，時(shí)間30分鐘)使混合纖維氈中的膠粘劑固化成型。將成型后的板材表面再分別噴涂阻燃劑、防腐/防霉劑和定型劑，經(jīng)裁制制成建筑外墻保溫板。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例涉及到的材料、試劑和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如無(wú)特別說(shuō)明，均為符合建筑外墻保溫板技術(shù)領(lǐng)域的市售產(chǎn)品。
[0028]以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的核心技術(shù)的前提下，還可以做出改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)屬于本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板材的制備方法，其特征在于:以農(nóng)作物秸桿為原料，通過(guò)切鍘粉碎處理、混合開(kāi)松、氣流鋪裝、針刺成氈、施膠固化和阻燃與防腐/防霉處理、切塊成型，制成阻燃型耐久輕質(zhì)外墻保溫板材。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述混合開(kāi)松是指加入10-30%重量比的合成纖維，使用混合開(kāi)松機(jī)械進(jìn)行混合開(kāi)松，使成為均勻混合料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述合成纖維為聚乙烯、聚丙烯和聚酯中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述氣流鋪裝是指使用混雜纖維氣流鋪裝機(jī)進(jìn)行鋪裝，根據(jù)物料形態(tài)和進(jìn)給量的大小，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量達(dá)到規(guī)定板坯厚度，使形成均勻分布的混雜纖維板坯。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述針刺成氈是指使用針刺機(jī)進(jìn)行兩到三次的針刺處理，針刺密度為每平方厘米5-10根，制成混合纖維氈。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述施膠固化和阻燃與防腐/防霉處理是指通過(guò)噴膠或浸膠或涂膠方式將混有阻燃劑與防腐/防霉劑的復(fù)合膠粘劑加入針刺成氈得到的混合纖維氈中，然后通過(guò)熱壓處理方式進(jìn)行熱壓成型。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述施膠固化和阻燃與防腐/防霉處理是指通過(guò)噴膠或浸膠或涂膠方式將膠粘劑加入針刺成氈得到的混合纖維氈中，通過(guò)熱壓處理方式進(jìn)行熱壓成型，再噴涂阻燃劑、防腐/防霉劑。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述膠粘劑的加入重量為混合纖維氈的5-10%，所述阻燃劑與防腐/防霉劑的加入重量為混合纖維氈的10-15%。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述膠粘劑為酚醛樹脂、間苯二酚樹脂和異氰酸酯中的一種或幾種的混合。10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種農(nóng)作物秸桿建筑外墻保溫板的制備方法，其特征在于:所述熱壓處理的熱壓溫度為100-200°C，板面熱壓壓力為0.1-5.0MPa，處理時(shí)間為10-40分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種農(nóng)作物秸稈建筑外墻保溫板的制造方法。該方法以麥秸、稻稈以及棉稈等農(nóng)作物剩余物為原料，通過(guò)切鍘粉碎、混合開(kāi)松、氣流鋪裝、針刺成氈、施膠定型固化、阻燃和防腐/防霉處理、切塊成型等工藝過(guò)程，最終制成具有阻燃和隔音功能的輕質(zhì)耐久建筑外墻保溫板材，以促進(jìn)我國(guó)綠色建筑的發(fā)展，大大降低建筑物的能耗，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈的高效和高附加價(jià)值回收利用。
【IPC分類】B27N3/12, B27N1/02, B27N3/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105382911
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510746497
【發(fā)明人】王正, 王建和, 葛文枝, 葛詩(shī)健, 劉斌
【申請(qǐng)人】寧波中加低碳新技術(shù)研究院有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月6日