本發(fā)明屬于復(fù)合板材制造，特別是涉及一種利用秸稈、木竹加工剩余物制備中密度無機復(fù)合材料的方法。

背景技術(shù)：

1、我國農(nóng)作物秸稈資源非常豐富，其中稻秸稈和麥秸稈占比接近一半。秸稈焚燒會引起空氣污染，而直接還田會導(dǎo)致病蟲害等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全問題。加強秸稈材料的有效利用已成為社會各界十分關(guān)注的議題。此外，隨著我國木竹加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，每年產(chǎn)生大量的木竹加工剩余物，如鋸屑、邊角料、砂光粉等，回爐焚燒的能量利用率較低，亦會對大氣環(huán)境產(chǎn)生負面影響。秸稈和木竹加工剩余物的主要組分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，具有孔隙率高、導(dǎo)熱系數(shù)低、纖維強度大等材料特性。使用秸稈和木竹加工剩余物作為原材料，通過構(gòu)建有機/無機膠凝體系制備復(fù)合材料是一種重要的農(nóng)林廢棄物綜合利用途徑。目前，見于報道的可制備大幅面秸稈或木質(zhì)纖維增強復(fù)合材料以無機膠凝體系為主，如硅酸鹽水泥、石膏、氯氧鎂水泥等。其中，以氯氧鎂水泥為主體的鎂基膠泥材料水化凝結(jié)迅速，更適合作為無機膠黏劑與秸稈和木質(zhì)纖維料進行復(fù)合。

2、現(xiàn)有專利（公開號：110978165a），公開了一種多原料混合制板的方法及生產(chǎn)線。所述方法包括刨花處理、秸稈處理、混合、粉碎、施膠、制板六個步驟；所述生產(chǎn)線包括秸稈線、木質(zhì)線和混合線。此方法所用秸稈碎料尺寸短小，未能充分發(fā)揮不同長度秸稈單元的優(yōu)勢；而且此方法是以秸稈刨花和木材刨花的混合碎料制備三層結(jié)構(gòu)板，未針對秸稈料和木質(zhì)纖維料的性能差異分別利用。

3、現(xiàn)有專利（公開號：114833912a），公開了一種秸稈復(fù)合板及其制作方法。所述秸稈復(fù)合板通過對秸稈處理至秸稈長纖維與秸稈粉料相結(jié)合的方式，且以mgo、mgso4、h2o三元膠凝體系搭配輔助膠凝劑的無機復(fù)合膠粘劑進行膠粘制得。此方法要求秸稈含水率小于10%，長纖維優(yōu)選不大于3cm，且以秸稈粉料居多，對物料單元的要求高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用秸稈、木竹加工剩余物制備中密度無機復(fù)合材料的方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，在秸稈全尺寸上進行技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)，在充分發(fā)揮稻秸稈、麥秸稈、木竹加工剩余物的材料特性基礎(chǔ)上，提高秸稈和木竹加工剩余物的綜合利用率和產(chǎn)品價值，豐富秸稈基復(fù)合材料品類。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種利用秸稈、木竹加工剩余物制備中密度無機復(fù)合材料的方法，主要包括以下步驟：

4、1）前處理

5、所述前處理主要是對稻秸稈進行去葉作業(yè)，去除率達到60%以上，麥秸稈無需進行去葉加工；對需要堆積存放的稻、麥秸稈，需要將其干燥至含水率小于25%。

6、2）單元加工

7、將符合要求的稻秸稈和（或）麥秸稈加工成2?cm?~5?cm長度，以制備不同用途的產(chǎn)品；木竹加工剩余加工成不大于3.5?cm長度，徑級不大于成型后材料厚度的一半，用于制備密度為0.65g/cm3~0.80g/cm3的復(fù)合材料。

8、3）混料

9、使用添加4%~5%建筑膠泥的鎂基膠泥作為無機膠黏劑，鎂基膠泥、木竹加工剩余物、秸稈質(zhì)量比為80~85：1~10：5~19；機械拌膠均勻后完成混料操作。

10、4）鋪裝

11、鋪裝步驟優(yōu)選自動連續(xù)鋪裝；為減少鋪裝后鎂基膠泥材料在重力作用下自然流動導(dǎo)致的坯料厚度方向上密度分布不均勻，自動連續(xù)鋪裝上采用拍漿裝置拍漿，在其處于較好流動狀態(tài)時，在下下壓緊狀態(tài)下完成一次上下翻料作業(yè)。

12、5）成型和一次養(yǎng)生

13、成型和一次養(yǎng)生前后進行，成型優(yōu)選壓力為0～0.25?mpa，0壓力表示在自然狀態(tài)下成型，一次養(yǎng)生優(yōu)選溫度為20℃～50℃，時間為4~24h；所述一次養(yǎng)生后的坯料鎂基膠泥處于不完全固化狀態(tài)，固化程度在78%～82%之間.

14、6）粗加工

15、對一次養(yǎng)生過后的不完全固化坯料進行截斷、鋸剖和裁邊等切削加工。

16、8）二次養(yǎng)生

17、根據(jù)產(chǎn)品厚度不同選擇相應(yīng)的優(yōu)化養(yǎng)生溫度、濕度和時間，使得坯料充分固結(jié)，坯料厚度小于5?cm的，優(yōu)選養(yǎng)生溫度為25~50℃，時間為2~6?d，坯料厚度5～15cm的，優(yōu)選養(yǎng)生溫度為30℃~60℃，時間為2~6d，坯料厚度大于15?cm時，優(yōu)選養(yǎng)生溫度為35~70℃，時間為2~7d；

18、9）精加工

19、對二次養(yǎng)生過后的坯料進行銑削和砂光等精加工，包括邊部銑削加工和上、下表面砂光加工，選擇p80~p100兩組砂帶磨削。

20、作為本發(fā)明的一個優(yōu)選技術(shù)方案，所述前處理步驟中的稻秸稈去葉操作采用人工剪切和機器去葉中的任一種；所述單元加工采用人工裁剪和機器定長截斷中的任一種；所述前處理和單元加工步驟，優(yōu)先采用不干燥的農(nóng)作秸稈進行單元加工，以降低能耗和保證單元規(guī)格；所述混料環(huán)節(jié)的鎂基膠泥材料包括氯氧鎂膠泥、硫氧鎂膠泥等鎂基膠泥中的一種或兩種或多種；所述前處理和混料步驟，水泥膠漿的含水率與農(nóng)作秸稈的含水率成反比關(guān)系，但總用水量保持設(shè)計用水值；所述農(nóng)作物秸稈主要為稻秸稈、麥秸稈或稻秸稈和麥秸稈的混合物。木竹加工剩余物包括木竹制品加工產(chǎn)生的鋸屑、截頭、細條、砂光粉、刨花和針狀、顆粒狀碎料及其它們?nèi)魏螏追N的混合物；

21、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)主要取得了以下技術(shù)效果：

22、本發(fā)明提供的一種用秸稈、木竹加工剩余物制備無機復(fù)合材料的方法，對秸稈原材料的含水率要求低，前處理工藝簡便，將秸稈加工成多種不同長度規(guī)格的物料單元，使用鎂基膠泥材料作為無機膠黏劑，并添加適量木竹加工剩余物作為輔料，可制備具有不同單元形態(tài)、尺寸規(guī)格和產(chǎn)品用途的無機復(fù)合材料，實現(xiàn)了稻秸稈和麥秸稈在全尺寸上的多級綜合利用。設(shè)置一次養(yǎng)生環(huán)節(jié)，在不完全固化狀態(tài)下對坯料進行鋸切粗加工，可降低加工能耗，減少崩邊缺陷；設(shè)置二次養(yǎng)生環(huán)節(jié)，在完全固化狀態(tài)下對坯料進行砂光精加工，可以減少砂光不均問題。通過本方法制備得到的秸稈混合木竹加工剩余物無機復(fù)合材料，充分發(fā)揮了稻秸稈、麥秸稈和木竹加工剩余物的孔隙比大、導(dǎo)熱性差、隔音性好和纖維增強特性，又利用了鎂基膠泥環(huán)保、防蛀防腐和阻燃的功能，制備的產(chǎn)品具有多種尺寸規(guī)格和功能，可滿足建筑墻體和家具、裝飾、防火材料的生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種利用秸稈、木竹加工剩余物制備中密度無機復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括前處理、單元加工、混料、鋪裝、成型、一次養(yǎng)生、粗加工、二次養(yǎng)生和精加工等步驟。所述前處理主要是對稻秸稈進行去葉作業(yè)，葉柄去除率達到60%以上，麥秸稈可不去葉；對需要堆積存放的稻、麥秸稈，需要將其干燥至含水率小于25%。所述單元加工是將稻、麥秸稈加工成2cm~5cm長度規(guī)格；所述的木竹加工剩余物加工成不大于3.5?cm長度規(guī)格，以制備不同功能的無機復(fù)合材料。所述混料是采用添加4%~5%建筑膠泥的鎂基膠泥作為無機膠黏劑，將秸稈單元與木竹加工剩余物按設(shè)計的比例混料，其特征在于，鎂基膠泥、木竹加工剩余物、秸稈質(zhì)量比分別為80~85：1~15：5~17。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混料步驟，其特征在于，采用強制拌膠的方式對秸稈和木竹加工剩余物進行施膠，以完成混料操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋪裝步驟，其特征在于，所述鋪裝步驟包括自動連續(xù)鋪裝和半自動模塊鋪裝，秸稈和木竹加工剩余物單元長度小于鋪裝后混合坯料鋪裝厚度的優(yōu)選自動連續(xù)鋪裝；秸稈和木竹加工剩余物單元長度大于鋪裝后混合坯料鋪裝成厚度的優(yōu)選半自動模塊鋪裝；為減少鋪裝后鎂基膠泥材料在重力作用下自然流動導(dǎo)致的坯料厚度方向上密度分布不均勻，所述自動連續(xù)鋪裝均采用拍漿裝置拍漿，并在其處于較好流動狀態(tài)時完成一次上下翻料作業(yè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型和一次養(yǎng)生步驟，其特征在于，所述成型和一次養(yǎng)生同步前后進行，成型優(yōu)選壓力0~0.25?mpa，若是0壓力代表自然成型，一次養(yǎng)生優(yōu)選溫度20℃~60℃，時間為4~24h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次養(yǎng)生步驟，其特征在于，一次養(yǎng)生后的坯料鎂基膠泥處于不完全固化狀態(tài)，固化程度為78%～82%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗加工包括截斷、鋸剖和裁邊等切削加工。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次養(yǎng)生是在特定溫度、時間下的坯料充分固結(jié)的過程，坯料厚度小于5cm的，優(yōu)選養(yǎng)生溫度為25℃~50℃，時間為2~6d，坯料厚度5～15cm的，優(yōu)選養(yǎng)生溫度為30℃~60℃，時間為2~6d，坯料厚度大于15cm時，優(yōu)選養(yǎng)生溫度為35~70℃，時間為2~7d。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的精加工包括邊部的銑削加工和上、下表面的砂光加工，選擇p80-p100兩組砂帶磨削。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述前處理和單元加工步驟優(yōu)選采用不干燥的農(nóng)作物秸稈進行單元加工，以降低能耗和保證單元規(guī)格。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述前處理和混料步驟，鎂基膠泥膠漿的含水率與農(nóng)作物秸稈、木竹加工剩余物的含水率成相反的對應(yīng)關(guān)系，但總用水量保持設(shè)計用水量值。

11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項所述的方法，其特征在于，所述農(nóng)作物秸稈主要為稻秸稈、麥秸稈或稻秸稈和麥秸稈的混合物。所述的木竹加工剩余包括鋸屑、刨花、邊皮材、竹絲條、截頭、稍部或者它們之間的任何幾種的混合物。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種用秸稈、木竹加工剩余物制備中密度無機復(fù)合材料的方法，涉及復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域，包括前處理、單元加工、混料、鋪裝、成型、一次養(yǎng)生、粗加工、二次養(yǎng)生、精加工步驟。所述單元加工是將稻秸稈或麥秸稈制成2?cm~5?cm的長度規(guī)格，以生產(chǎn)不同功能產(chǎn)品；所述混料包括將鎂基膠泥、木竹加工剩余物、秸稈按照設(shè)定的不同質(zhì)量比混合均勻；所述粗加工是針對一次養(yǎng)生后不完全固化狀態(tài)下的坯料進行鋸切加工。本方法充分發(fā)揮農(nóng)作物秸稈、木竹加工剩余物和鎂基膠泥各自的特點，實現(xiàn)秸稈多級尺寸利用，制備多種功能的無機復(fù)合材料，可用于制備建筑墻體、家具、裝飾和防火材料。

技術(shù)研發(fā)人員：姜延紅,鄭化高,馬靈飛,錢俊,張健
受保護的技術(shù)使用者：江山市暢暢木業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9