本發(fā)明屬于環(huán)境友好型生物質(zhì)防火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代城市大空間建筑逐漸增多,這就要求建筑物局部有防火材料，內(nèi)部裝修也要求防火材料。建筑內(nèi)部裝修的防火直接關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全。目前，對(duì)內(nèi)部的裝修主要采用玻璃紙、壓縮板、密度板、泡沫板、紙型板以及化纖面料等。這類材料很多屬于有機(jī)高分子材料領(lǐng)域，易燃，都存在著不同程度的形成火災(zāi)的隱患。因此，探索新型防火材料，提高防火材料品質(zhì)，進(jìn)一步整合資源、集中力量，推動(dòng)我國(guó)防火材料研究再上新臺(tái)階，對(duì)提高我國(guó)建筑業(yè)質(zhì)量水平，具有十分重要的意義。國(guó)內(nèi)外已有研究者利用植物纖維素為原料制成生物質(zhì)防火材料已有相關(guān)報(bào)道，但由于其防火性能還不能滿足建筑要求，因此沒(méi)有大量開展起來(lái)。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，玉米是我國(guó)的第一大糧食作物，2014年玉米產(chǎn)量達(dá)2.16億噸，加工后剩余的玉米芯年產(chǎn)量約5700萬(wàn)噸。玉米芯中營(yíng)養(yǎng)豐富，含糖54.5％、粗蛋白質(zhì)2.2％、粗脂肪0.4％、粗纖維29.7％、礦物質(zhì)1.2％。目前，國(guó)內(nèi)玉米芯主要作為食用菌生產(chǎn)原料，部分玉米芯作為原材料生產(chǎn)糠醛、木糖、木糖醇、木質(zhì)素磺酸鹽等產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)玉米芯資源化利用，但由于其利用規(guī)模小，大部分玉米芯被當(dāng)作農(nóng)業(yè)廢棄物直接燃燒處理，造成了資源浪費(fèi)。發(fā)明專利(CN105967522A)公開一種玉米芯改性膨脹珍珠巖酚醛樹脂復(fù)合保溫板及其制備方法，但是制作出來(lái)的材料不防火。因此，尋找一種新型的循環(huán)利用玉米芯資源方式，對(duì)于社會(huì)具有重要的意義。研究表明，我國(guó)真菌資源豐富，而許多真菌具有原料利用范圍廣，菌絲體發(fā)達(dá)、菌絲體扭結(jié)快、強(qiáng)度高的特點(diǎn)。同時(shí)有些高等真菌的菌絲細(xì)胞壁由幾丁質(zhì)或纖維素組成，內(nèi)部含有大量真菌多糖，具有很好的膠結(jié)效果。因此，利用特定真菌，將玉米芯開發(fā)為新型的環(huán)境友好型生物質(zhì)防火材料，從而解決玉米芯浪費(fèi)堆積的問(wèn)題。

綜上所述，目前我國(guó)的玉米芯被當(dāng)作農(nóng)業(yè)廢棄物直接燃燒處理，造成了資源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料及其制備方法，旨在解決玉米芯被當(dāng)作農(nóng)業(yè)廢棄物直接燃燒處理，造成了資源浪費(fèi)的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料，所述以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料按照質(zhì)量份數(shù)由45份-70份玉米芯、20份-40份棕櫚粕和10份-15份生物質(zhì)防火材料添加劑組成；

所述生物質(zhì)防火材料添加劑按照質(zhì)量份數(shù)由29份膨脹珍珠巖、37份石粉、7份石英砂、13份滑石粉、4份生石灰和10份石膏粉組成；

所述石粉按照質(zhì)量份數(shù)由38份鉀長(zhǎng)石粉、25份正長(zhǎng)石粉、23份鈣長(zhǎng)石粉和14份鈉長(zhǎng)石粉均勻混合組成。

進(jìn)一步，所述石粉細(xì)度在18目-200目；滑石粉的細(xì)度為200目；膨脹珍珠巖顆粒大小為0mm-1mm。

進(jìn)一步，所述玉米芯為顆粒狀材料，玉米芯的粒徑為7目-150目，其中，粒徑為7目-10目、10目-16目、16目-150目所占的比例分別為12％、27％、61％；棕櫚粕為粉粒狀材料，粉粒的直徑為0.1mm-1.5mm，其中直徑為0.1mm-1mm、1mm-1.5mm粉粒狀棕櫚粕分別占總量的77％、23％。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法，所述以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法包括以下步驟：

步驟一，培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將45份-70份玉米芯、20份-40份棕櫚粕、10份-15份的生物質(zhì)防火材料添加劑組成混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自來(lái)水，混勻；

步驟二，滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌10分鐘-20分鐘；

步驟三，接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無(wú)菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按10％w/w-30％w/w接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實(shí)密封后于黑暗無(wú)菌室內(nèi)培養(yǎng)；

步驟四，樣品干燥：待模具中的材料上長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于80℃-108℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

進(jìn)一步，所述步驟一中調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％-60％，同時(shí)調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的pH至7-8。

進(jìn)一步，所述步驟三中壓實(shí)密封后于溫度20℃-30℃、環(huán)境相對(duì)濕度50％-70％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無(wú)菌室內(nèi)培養(yǎng)5天-10天。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的建筑內(nèi)墻裝修防火材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的彩鋼板夾層。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的抗震性秸稈房屋。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的防火門芯板。

本發(fā)明提供的以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料及其制備方法，加入生物質(zhì)防火材料添加劑后，可以使制作出的生物質(zhì)防火材料形成致密的結(jié)構(gòu)，具有良好的防火性能，是優(yōu)良的防火材料。膨脹珍珠巖，具有保溫、隔熱、不燃、抗老化、耐腐蝕的特性。石英砂是指化工級(jí)的石英砂，具有耐火性能高、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定?；凼侵富ぜ?jí)滑石粉，滑石具有耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點(diǎn)高、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性。鉀長(zhǎng)石粉指化工級(jí)鉀長(zhǎng)石粉，具有耐火性、熔點(diǎn)高的物理特性。正長(zhǎng)石粉指化工級(jí)正長(zhǎng)石粉，具有耐火性、熔點(diǎn)高的物理特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。鈣長(zhǎng)石粉指化工級(jí)鈣長(zhǎng)石粉，具有介電常數(shù)小、熱膨脹系數(shù)低、體積密度小、比強(qiáng)度高、熔點(diǎn)高的物質(zhì)特性。鈉長(zhǎng)石粉指化工級(jí)鈉長(zhǎng)石粉，具有熔點(diǎn)高、吸附能力強(qiáng)的物理特性。使用前，先稱取石粉的各組份于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，然后再與稱取的其它組分于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻。添加生物質(zhì)防火材料添加劑后，使制作出來(lái)的樣品的致密性好，抗壓效果好，防火能力強(qiáng)，經(jīng)測(cè)試樣品的防火等級(jí)能到達(dá)B1級(jí)。

本發(fā)明的制作過(guò)程只需將處理后的材料進(jìn)行滅菌、接種培養(yǎng)、干燥，整個(gè)過(guò)程能耗較低，利用玉米芯的自身優(yōu)勢(shì)，在真菌菌絲的作用下將秸稈制成強(qiáng)度好、吸水率低、防火性能好的生物質(zhì)材料，可以用于建筑的內(nèi)墻裝修防火材料，彩鋼板的夾層，抗震性秸稈房屋，防火門芯板；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)玉米芯資源的綜合利用，變廢為寶，避免了玉米芯浪費(fèi)堆積的問(wèn)題，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明制備的生物質(zhì)保溫材料制備方法簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、力學(xué)性能好、致密性好、防火性能好，是一種極具市場(chǎng)前景與潛力的環(huán)境友好型生物質(zhì)防火材料。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料按照質(zhì)量份數(shù)由45份-70份玉米芯、20份-40份棕櫚粕和10份-15份生物質(zhì)防火材料添加劑組成。

所述玉米芯為顆粒狀材料，玉米芯的粒徑為7目-150目，其中，粒徑為7目-10目、10目-16目、16目-150目所占的比例分別為12％、27％、61％；棕櫚粕為粉粒狀材料，粉粒的直徑為0.1mm-1.5mm，其中直徑為0.1mm-1mm、1mm-1.5mm粉粒狀棕櫚粕分別占總量的77％、23％。

所述生物質(zhì)防火材料添加劑按照質(zhì)量份數(shù)由29份膨脹珍珠巖、37份石粉、7份石英砂、13份滑石粉、4份生石灰和10份石膏粉組成。

其中，石粉按照質(zhì)量份數(shù)由38份鉀長(zhǎng)石粉、25份正長(zhǎng)石粉、23份鈣長(zhǎng)石粉和14份鈉長(zhǎng)石粉均勻混合組成，細(xì)度在18目-200目；滑石粉的細(xì)度為200目；膨脹珍珠巖顆粒大小為0mm-1mm。

膨脹珍珠巖，具有保溫、隔熱、不燃、抗老化、耐腐蝕的特性。

石英砂是指化工級(jí)的石英砂，具有耐火性能高、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定。

滑石粉是指化工級(jí)滑石粉，滑石具有耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點(diǎn)高、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性。

鉀長(zhǎng)石粉指化工級(jí)鉀長(zhǎng)石粉，具有耐火性、熔點(diǎn)高的物理特性。

正長(zhǎng)石粉指化工級(jí)正長(zhǎng)石粉，具有耐火性、熔點(diǎn)高的物理特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

鈣長(zhǎng)石粉指化工級(jí)鈣長(zhǎng)石粉，具有介電常數(shù)小、熱膨脹系數(shù)低、體積密度小、比強(qiáng)度高、熔點(diǎn)高的物質(zhì)特性。

鈉長(zhǎng)石粉指化工級(jí)鈉長(zhǎng)石粉，具有熔點(diǎn)高、吸附能力強(qiáng)的物理特性。

使用前，先稱取石粉的各組份于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，然后再與稱取的其它組分于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻。

添加生物質(zhì)防火材料添加劑后，使制作出來(lái)的樣品的致密性好，抗壓效果好，防火能力強(qiáng)，經(jīng)測(cè)試樣品的防火等級(jí)能到達(dá)B1級(jí)。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法包括以下步驟：

S101：培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將45份-70份玉米芯、20份-40份棕櫚粕、10份-15份的生物質(zhì)防火材料添加劑組成混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自來(lái)水，混勻；調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％-60％，同時(shí)調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的pH至7-8；

S102：滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌10分鐘-20分鐘；

S103：接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無(wú)菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按10％(w/w)-30％(w/w)接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實(shí)密封后于溫度20℃-30℃、環(huán)境相對(duì)濕度50％-70％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無(wú)菌室內(nèi)培養(yǎng)5天-10天；

S104：樣品干燥：待模具中的材料上長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于80℃-108℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

接種的真菌菌種來(lái)自發(fā)明專利(CN105292758A)，該菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點(diǎn)。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的具體步驟為：

(1)培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將60份玉米芯、25份棕櫚粕、15份的生物質(zhì)防火材料添加劑組成混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.25倍自來(lái)水，混勻；調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為60％，同時(shí)調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的pH至7-8；

玉米芯為顆粒狀材料，玉米芯的粒徑為7目-150目，其中，粒徑為7目-10目、10目-16目、16目-150目所占的比例分別為12％、27％、61％；棕櫚粕為粉粒狀材料，粉粒的直徑為0.1mm-1.5mm，其中直徑為0.1mm-1mm、1mm-1.5mm粉粒狀棕櫚粕分別占總量的77％、23％

(2)滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌16分鐘；

(3)接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無(wú)菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按30％(w/w)接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實(shí)密封后于溫度25℃、環(huán)境相對(duì)濕度60％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無(wú)菌室內(nèi)培養(yǎng)6天；

接種的真菌菌種來(lái)自發(fā)明專利(CN105292758A)，該菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點(diǎn)。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于90℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例提供的以玉米芯為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的具體步驟為：

(1)培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將55份玉米芯、30份棕櫚粕、15份的生物質(zhì)防火材料添加劑組成混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.25倍自來(lái)水，混勻；調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為60％，同時(shí)調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的pH至7-8；

玉米芯為顆粒狀材料，玉米芯的粒徑為7目-150目，其中，粒徑為7目-10目、10目-16目、16目-150目所占的比例分別為12％、27％、61％；棕櫚粕為粉粒狀材料，粉粒的直徑為0.1mm-1.5mm，其中直徑為0.1mm-1mm、1mm-1.5mm粉粒狀棕櫚粕分別占總量的77％、23％。

(2)滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌16分鐘；

(3)接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無(wú)菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按20％(w/w)接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實(shí)密封后于溫度25℃、環(huán)境相對(duì)濕度60％、二氧化碳濃度3000PPM-11000PPM的黑暗無(wú)菌室內(nèi)培養(yǎng)8天；

接種的真菌菌種來(lái)自發(fā)明專利(CN105292758A)，該菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點(diǎn)。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上長(zhǎng)滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于90℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。