专利名称：一种原生态植物秸秆衬垫材料及其生产方法
技术领域：
本发明涉及衬垫材料领域，具体地涉及一种原生态植物秸秆衬垫材 料及其生产方法。
背景技术：
目前，公知的起缓冲减震作用的衬垫材料广泛采用的是泡沫塑料材 料。泡沫塑料类衬垫材料的原料来源为不可再生的石油资源，价格日益 昂贵，目前在全球的广泛使用的泡沫塑料类衬垫材料已经造成严重的环 境污染。这类材料存在无回收利用价值的缺点，同时该类材料在用弃后 即使经过数百年都很难自然降解，对环境污染大，埋入土里会破坏土壤 结构，落入水里会污染水体，影响水质，焚烧处理则会产生数十种有害 气体，污染大气。
目前，以植物纤维为主体生产加工而成的材料包括各种蜂窝纸板、 纤维板等，该类材料同样需要进行植物纤维提取，植物纤维利用率低， 成本高，应用前景有限。
现有以秸秆为主要原料生产材料的方法一般是，首先对秸秆进行烘 干、粉碎，加入粘接剂后混合，加热，然后填充到空腔壳体中，进行模 具定形成为产品。这种方法破坏了原生秸杆周有的的缓冲特性和可以取 得的各向异性的力学特性，不易形成单一材料，故其经济性极差。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有衬垫材料在生产和应用中的缺点， 解决环境污染和生产成本高，原料利用率低等问题，提供一种原生态植
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物秸秆衬垫材料及其生产方法。
一种原生态植物秸秆衬垫材料，包括植物秸秆和粘结增强剂，植物 秸秆保持原有生长结构排列分布，植物秸秆之间由粘结增强剂相互粘结
成一体。
所述植物秸秆可为直线形、曲线形或螺旋形状态。所述植物秸秆的 排列分布可规则排列也可无序排列。所述植物秸秆可以为稻杆、麦杆、 芦苇杆、毛草杆中的一种或几种的组合。所述粘结增强剂可以为玉米粉、 红苕粉、米粉、面粉、天然橡胶、桐油、山漆、松香胶中的一种或几种 的组合物，也可以为玉米粉、红苕粉、米粉、面粉、天然橡胶、桐油、 山漆、松香胶中的一种或几种与水组成的混合浆液。
所述植物秸秆不需要进行粉碎，没有被破坏秸秆原有的自然生长结 构和属性，植物秸秆可以按直线或曲线的方式进行单体成形，相互之间 通过天然粘结增强剂紧密粘结在一起。由于可以采用各种形式进行排列 组合，成型后的材料物理刚性和物理强度均能达到理想的要求。
本发明还提供该原生态植物秸秆衬垫材料的生产方法，其步骤是
(1) 通过多组机械手指夹持单株或多株整理好的植物秸秆，以一次夹 持的单株或多株植物秸秆为一个单体，然后机械手指带动单体作 不交叉直线、曲线或螺旋运动，并使被夹持的单体沿运动轨迹产 生形变；
(2) 对单体按需要的长度尺寸切断、秸秆长度为5mm至原生状态；
(3) 将完成单体塑型的植物秸秆送入一个两端开放的的反应器中，通 入循环热风，控制温度为50—15(TC;
(4) 将粘结增强剂雾化喷入反应器内，使粘结增强剂与反应器内的单 体植物秸秆相互作用，形成全面的包覆；
(5) 材料形成过程中通过一段微波区域，以加快形成速度；
(6) 将经反应器单体强化后的材料在振筛作用下按需要排列以获得
需要的形状，施加需要的机械力并调整合适的温度使材料成型，
以获得需要的密度。 为使植物秸秆能更好地与粘结增强剂充分结合和相互作用，增加作用 时间和加热效果，本发明所述反应器设计为筒状形体结构，植物秸秆从反 应器上端进料，粘结增强剂从反应器中雾化喷入，循环热风从反应器下端 通入，植物秸秆和雾化的粘结增强剂在反应器中充分作用，形成全面的包
为了使材料获得更好的物理性能，可根据应用需要对植物秸秆进行排 列，通过在所述反应器的下端出口处设置振筛，经反应器单体强化后的植 物秸秆材料通过振筛即可进行排列。例如当需要材料具备正面的弹性缓冲 效果时，可将植物秸秆设计成类似弹簧的螺旋状，然后按照竖直的排列方 式将物料成型。
本发明中所述步骤(2)中通过成型机实现植物秸秆的仿形形变，所 述成型机上具有能进行三维运动的多组机械手指或其他机械夹具，多组机 械手指夹持单株或多株整理好的植物秸秆，以一次夹持的单株或多株植物 秸秆为一个单体，然后机械手指带动单体作不交叉直线、曲线或螺旋运动， 并使被夹持的单体沿运动轨迹产生形变，以获得较好的力学性能。
本发明中所述步骤(3)、 (4)、 (5)中在形成全面的包覆的过程中植 物秸秆原有的病虫害被杀灭和清除，同时其力学性能也获得了提升和加强。
本发明的有益效果是，该新型原生态植物秸秆衬垫材料密度小，质地 轻，强度能满足应用需要，用弃后容易进入自然循环，对自然环境无任何 污染；其生产成本低，能充分地利用农作物，提高农作物的利用价值。其 生产方法自动化程度高，各种工艺条件能根据实际需要进行实时、灵活、 精确地调整，满足各种型号和性能的垫衬材料的需求。
图1，实施例1的原生态植物秸秆衬垫材料结构图。
图2，实施例2的原生态植物秸秆衬垫材料结构图。
图3，本发明工艺流程图。
图中，l反应器、2喷嘴、3单料粉体料桶、4浆液料桶、5不锈钢管 道、6流量检测和控制阀、7可编程控制器、8功率放大调节控制器、9计 算机控制系统、IO物料口、 ll风机、12振筛机、13熟化器、14压力机、 15成型机、16微波系统。
具体实施例方式
实施例1
一种原生态植物秸秆衬垫材料，包括麦杆秸秆和淀粉粘结增强剂，麦 杆秸秆保持原有生长结构呈直线状分布，并按照直形结构前后拼接排列， 植物秸秆之间由淀粉粘结增强剂相互粘结成一体。
其生产工艺步骤过程是
(1) 对麦杆按100mm的长度均一切断、整理；
(2) 将整理好的麦杆从物料口 10送入反应器1中，所述反应器1为 不锈钢炉体结构，中段设置有粘结增强剂喷嘴2，粘结增强剂的 淀粉分装在若干个单料粉体料桶3中，还设置有一个淀粉浆的浆 液料桶4，浆液料桶4采用数控反应釜，单料粉体料桶3和数控 反应釜4通过不锈钢管道5与反应器上的喷嘴2连通，不锈钢管 道5上还设置有流量检测和控制阀6，流量检测和控制阀6由PLC 控制器7和功率放大调节控制器8控制，并连接到计算机控制系 统9，通过计算机控制系统9可以根据生产出来的物料性能和状 态实时调整淀粉粉体和淀粉浆液的配比，并可根据生产需要设定 配比参数；
(3) 由风机ll通入循环热风，控制温度为100℃;(4) 将粘结增强剂雾化喷入反应器1内，使粘结增强剂与反应器1 内的单体植物秸秆相互作用，形成全面的包覆；
(5) 将上述材料通过一段微波区域，由微波系统16进行固化、硫化 处理，以加快形成速度；
(6) 将上述植物秸秆经反应器1底部的振筛机12按顺序排列整齐；
(7) 将经排列后材料，通过熟化器13调整合适的温度，及机械压力 获得成型材料。
上述方法制得的麦杆原生态植物秸秆衬垫材料其内部结构如图1所示。
实施例2
一种植物原生态植物秸秆衬垫材料，包括稻秆和淀粉浆粘结增强剂， 稻秆保持原有生长结构呈螺旋状分布，并按顺序规则排列，稻秆之间由淀 粉浆相互粘结成一体。
其生产工艺步骤过程是
(1) 通过成型机15对稻秆进行螺旋状成形，用机械手指夹持稻秆进 行螺旋状运动，使稻秆产生螺旋状形变；
(2) 将成型体按200mm的长度切断；
(3) 将切好的稻杆从物料口 10送入反应器1中，所述反应器1为不 锈钢炉体结构，中段设置有粘结增强剂喷嘴2，粘结增强剂的淀 粉分装在若干个单料粉体料桶3中，还设置有一个淀粉浆的浆液 料桶4，浆液料桶4采用数控反应釜，单料粉体料桶3和数控反 应釜4通过不锈钢管道5与反应器1上的喷嘴2连通，不锈钢管 道5上还设置有流量检测和控制阀6，流量检测和控制阀由PLC 控制器7和功率放大调节控制器8控制，并连接到计算机控制系 统9，通过计算机控制系统9可以根据生产出来的物料性能和状 态实时调整淀粉粉体和淀粉桨液的配比，并可根据生产需要设定配比参数；
(4) 通过风机11通入循环热风，控制温度为100。C;
(5) 将粘结增强剂雾化喷入反应器1内，使粘结增强剂与反应器1内
的单体植物秸秆相互作用，形成全面的包覆；
(6) 将上述材料通过一段微波区域，由微波系统16进行固化、硫化 处理，以加快形成速度；
(7) 将上述植物秸秆经反应器1底部的振筛机12按顺序排列整齐；
(8) 将经反应器单体强化后的材料装入纸膜模型中，通过熟化器13 调整合适的温度，然后通过压力机14施加合适的机械压力使材 料成型。
上述方法制得的稻秆原生态植物秸秆衬垫材料其内部结构如图2所
权利要求
1一种原生态植物秸秆衬垫材料，其特征在于该材料包括植物秸秆和粘结增强剂，植物秸秆保持原有生长结构排列分布，植物秸秆之间由粘结增强剂相互粘结成一体。
2.根据权利要求1所述的一种原生态植物秸秆衬垫材料，其特征在于 所述植物秸秆可为直线形、曲线形或螺旋形状态。
3.根据权利要求1所述的一种原生态植物秸秆衬垫材料，其特征在于 所述植物秸秆的排列分布可规则排列也可无序排列。
4.根据权利要求1所述的一种原生态植物秸秆衬垫材料，其特征在于-所述植物秸秆可以为稻杆、麦杆、芦苇杆、毛草杆中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种原生态植物秸秆衬垫材料，其特征在于 所述粘结增强剂可以为玉米粉、红苕粉、米粉、面粉、天然橡胶、桐油、 山漆、松香胶中的一种或几种的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种原生态植物秸秆衬垫材料，其特征在于 所述粘结增强剂可以为玉米粉、红苕粉、米粉、面粉、天然橡胶、桐油、 山漆、松香胶中的一种或几种与水组成的混合浆液。
7. —种原生态植物秸秆衬垫材料的生产方法，其步骤是(1) 通过成型机械的多组机械手指夹持单株或多株整理好的植物秸 秆，以一次夹持的单株或多株植物秸秆为一个单体，然后机械手 指带动单体作不交叉直线、曲线或螺旋运动，并使被夹持的单体 沿运动轨迹产生形变；(2) 对植物单体按需要的长度尺寸均一切断，秸秆长度为5mm至原生 长度；(3) 将完成单体塑型的植物秸秆送入一个两端开放的的反应器中，通 入循环热风，控制温度为50—15(TC;(4) 将粘结增强剂雾化喷入反应器内，使粘结增强剂与反应器内的单 体植物秸秆相互作用，形成全面的包覆；(5) 将上述材料通过一段微波区域进行固化、硫化处理，以加快形成 速度；(6) 将经反应器单体强化后的材料按需要排列以获得需要的形状和 力学性能，施加需要的机械力并调整合适的温度使材料成型，以 获得需要的密度及材料的再加工性。
8.根据权利要求7所述的一种原生态植物秸秆衬垫材料的生产方法，其特 征在于所述反应器为筒状形体结构，植物秸秆从反应器上端进料，粘 结增强剂从反应器中雾化喷入，循环热风从反应器下端通入，植物秸秆 和雾化的粘结增强剂在反应器中充分作用，形成全面的包覆。
9.根据权利要求7所述的一种原生态植物秸秆衬垫材料的生产方法，其特 征在于所述反应器的下端出口处设置有振筛，经反应器单体强化后的 植物秸秆材料通过振筛可按需要进行排列。
全文摘要
本发明的目的是为克服现有衬垫材料在生产和应用中的缺点，解决环境污染和生产成本高，原料利用率低等问题，提供一种原生态植物秸秆衬垫材料及其生产方法，该材料包括植物秸秆和粘结增强剂，植物秸秆保持原有生长结构排列分布，植物秸秆之间由粘结增强剂相互粘结成一体。本发明的有益效果是，材料密度小，质地轻，强度能满足应用需要，用弃后容易进入自然循环，对自然环境无任何污染；其生产成本低，能充分地利用农作物，提高农作物的利用价值；其生产方法自动化程度高，各种工艺条件能根据实际需要进行实时、灵活、精确地调整，满足各种型号和性能的垫衬材料的需求。
文档编号B27N1/02GK101342721SQ20081006829
公开日2009年1月14日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者易发斌 申请人:易发斌;黎永刚