本发明公开了一种秸秆人造板，属于建筑材料
技术领域：
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背景技术：
：环境和发展是21世纪全球范围内的两大主题。森林资源短缺，木材供应紧张。要以不足世界5%的森林资源，满足占世界22%人口的木材需求，同时还要保障世界7%耕地的粮食安全，任务十分艰巨。为了保护生态环境、造福子孙后代，启动了天然林保护工程，许多地区实行了禁伐。但是，国民经济建设和人民群众生活对木材的需求量却不断上升。解决这一矛盾的途径有4条：大力发展人工速生林；适度扩大木材进口；通过科技进步提高木材加工水平，包括废旧木材回收利用；寻找木材原料的替代品。许多科技人员认为，第四条途径对缓解木材供不应求的矛盾更具现实意义。大量研究试验已证明，农作物秸秆是一种理想的木材原料替代品。我们是农业大国。据统计，每年产生的秸秆总量约7×108t，其中60%为稻/麦秸秆。目前已有的利用途径有：秸秆还田（约占20%）；能源（沼气、发电、固体燃料棒，约占15%～20%）；建筑材料、造纸原料和各种添加剂等（约占15%）。尚有占总量一半的秸秆未找到出路。每到收获季节，秸秆被焚烧或推入河塘，构成了对社会和环境的危害。探索一种既可以大量消耗农作物秸秆又可以获得良好经济效益和社会效益的应用模式，已成为一个热门课题。我们对于秸秆人造板的研究起步较晚，始于20世纪70年代，但进展迅速。已成功开发出麦秸刨花板、中密度稻草板、麦秸纤维板、草/木复合中密度纤维板、软质秸秆板、轻质复合墙体材料、秸秆炭、秸秆/塑料复合材料等多种秸秆产品。20世纪90年代末期开始进行麦/稻秸秆人造板的工业化生产。截至目前，我国秸秆板产能已达50×104m3/a，品种包含中密度稻草板、草/木复合中密度纤维板、秸秆/塑料复合材料和定向秸秆板等。通过自主技术创新以及对其他技术的消化吸收，已取得了1.5×104m3/a，5×104m3/a和8×104m3/a秸秆人造板成套生产线（包括工艺和设备）的自主知识产权，可提供相应规模的成套设备，初步形成了农作物秸秆人造板新兴产业。但是，传统的秸秆人造板还存在力学性能及防水性能不佳的问题，因此还需对此进行研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统秸秆人造板力学性能及防水性能不佳的问题，提供了一种秸秆人造板。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）将麦秸秆进行汽爆处理，得汽爆麦秸秆，将汽爆麦秸秆与硅烷偶联剂按质量比1：3～1：5混合，过滤，干燥，得预处理麦秸秆；（2）将稻秸秆与氢氧化钙溶液按质量比1：3～1：8混合浸泡，过滤，干燥，得预处理稻秸秆，将预处理稻秸秆与沼液按质量比1：5～1：10混合发酵，过滤，干燥，得活化稻秸秆；（3）将硼酸与石蜡按质量比1：10～1：15混合，冷冻粉碎，得添加剂；（4）将煤焦油混合物与水按质量比1：1～2：1混合，并加入煤焦油混合物质量0.1～0.2倍的分散剂，煤焦油混合物质量0.08～0.12倍的乳化剂和煤焦油混合物质量0.3～0.5倍的辛烯基琥珀酸淀粉钠，搅拌混合后，得改性剂；（5）将异氰酸酯胶粘剂与碳酸氢钙按质量比5：1～8：1混合，并加入异氰酸酯胶粘剂质量0.2～0.3倍的聚乙烯醇和异氰酸酯胶粘剂质量0.3～0.4倍的改性剂，搅拌混合，得改性胶粘剂；（4）按重量份数计，依次称取20～35份预处理麦秸秆，25～35份活化稻秸秆，5～8份添加剂和15～20改性胶粘剂，将预处理麦秸秆和活化稻秸秆混合，并依次加入添加剂和改性胶粘剂，搅拌混合后，得混合料，将混合料注入模具，压制成型，得坯料板，将坯料板干燥，即得秸秆人造板。步骤（1）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。步骤（3）所述石蜡为碳原子数在14～26之间的石蜡混合物。步骤（4）所述煤焦油混合物的制备方法为将低温煤焦油与中温煤焦油按质量比1：3～1：4混合，并加入低温煤焦油质量0.5～0.8倍的高温煤焦油，搅拌混合，得煤焦油混合物。步骤（4）所述分散剂为分散剂NNO，分散剂MF或分散剂5040中任意一种。步骤（4）所述乳化剂为乳化剂OP-10，乳化剂TX-100或乳化剂OS中任意一种。本发明的有益效果是：（1）本发明在制备秸秆人造板时将改性剂与胶粘剂混合制得改性胶粘剂，一方面，改性剂中的含有辛烯基琥珀酸淀粉钠，在加入秸秆人造板体系中后，由于辛烯基具有亲油疏水性能，而辛烯基琥珀酸淀粉钠其他基团亲水，从而可以使煤焦油混合物可稳定存在于胶粘剂中，并且辛烯基琥珀酸淀粉钠具有一定粘性，从而使产品的力学性能提高，防水性能得到提高，另一方面，改性剂含的煤焦油混合物，低温煤焦油混合物可在产品制备过程中，受热挥发，从而使改性胶粘剂均匀与体系中，而中温煤焦油混合物和高温煤焦油混合物可为产品提供一定粘接力，从而使产品的力学性能和防水性能进一步提高；（2）本发明在制备秸秆人造板时在改性胶粘剂中加入聚乙烯醇，并且使用添加剂，首先，添加剂中含有石蜡，在加入秸秆人造板体系中后，石蜡可在产品制备过程中融化，从而使体系各物质间摩擦力减小，使体系内各物质均匀混合，从而使产品的力学性能提高，其次当添加剂中的石蜡融化后，硼酸可与改性胶粘剂中加入的聚乙烯醇反应，形成不可逆交联结构，从而使产品的力学性能进一步提高。具体实施方式将麦秸秆移入汽爆罐，向罐内通入水蒸汽，直至罐内压力为2.5～3.8MPa，保压处理5～10min后，打开汽爆罐底部阀门，泄压，得汽爆麦秸秆，将汽爆麦秸秆与硅烷偶联剂按质量比1：3～1：5混合，于温度为45～55℃，转速为220～350r/min的条件下，混合搅拌60～80min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为80～90℃的条件下干燥20～30min后，得预处理麦秸秆；将稻秸秆与质量分数为0.08～0.12%的氢氧化钙溶液按质量比1：3～1：8混合，于温度为35～40℃的条件下恒温浸泡5～8h后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为65～85℃的条件下干燥15～30min后，得预处理稻秸秆，将预处理稻秸秆与沼液按质量比1：5～1：10混合于发酵釜中，于温度为32～40℃的条件下恒温发酵1～2天后，过滤，得发酵稻秸秆，将发酵稻秸秆于温度为55～85℃的条件下干燥20～30min后，得活化稻秸秆；将硼酸与石蜡按质量比1：10～1：15混合，于温度为55～65℃，转速为220～300r/min的条件下搅拌混合10～20min后，得混合物，将混合物冷冻粉碎，得添加剂；将煤焦油混合物与水按质量比1：1～2：1混合于烧杯中，并向烧杯中依次加入煤焦油混合物质量0.1～0.2倍的分散剂，煤焦油混合物质量0.08～0.12倍的乳化剂和煤焦油混合物质量0.3～0.5倍的辛烯基琥珀酸淀粉钠，于温度为55～70℃，转速为200～240r/min的条件下搅拌混合45～60min后，得改性剂；将异氰酸酯胶粘剂与碳酸氢钙按质量比5：1～8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入异氰酸酯胶粘剂质量0.2～0.3倍的聚乙烯醇和异氰酸酯胶粘剂质量0.3～0.4倍的改性剂，于温度为45～55℃，转速为220～240r/min的条件下搅拌混合35～55min后，得改性胶粘剂；按重量份数计，依次称取20～35份预处理麦秸秆，25～35份活化稻秸秆，5～8份添加剂和15～20改性胶粘剂，将预处理麦秸秆和活化稻秸秆加入混料机中，并依次向混料机中加入添加剂和改性胶粘剂，于温度为55～65℃，转速为320～380r/min的条件下搅拌混合35～60min后，得混合料，将混合料注入模具，于温度为180～220℃，压力为2.8～4.0MPa的条件下压制成型，得坯料板，将坯料板于温度为75～85℃的条件下恒温干燥45～90min后，即得秸秆人造板。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。所述石蜡为碳原子数在14～26之间的石蜡混合物。所述煤焦油混合物的制备方法为将低温煤焦油与中温煤焦油按质量比1：3～1：4混合，并加入低温煤焦油质量0.5～0.8倍的高温煤焦油，搅拌混合，得煤焦油混合物。所述分散剂为分散剂NNO，分散剂MF或分散剂5040中任意一种。所述乳化剂为乳化剂OP-10，乳化剂TX-100或乳化剂OS中任意一种。实例1将麦秸秆移入汽爆罐，向罐内通入水蒸汽，直至罐内压力为3.8MPa，保压处理10min后，打开汽爆罐底部阀门，泄压，得汽爆麦秸秆，将汽爆麦秸秆与硅烷偶联剂按质量比1：5混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，混合搅拌80min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为90℃的条件下干燥30min后，得预处理麦秸秆；将稻秸秆与质量分数为0.12%的氢氧化钙溶液按质量比1：8混合，于温度为40℃的条件下恒温浸泡8h后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理稻秸秆，将预处理稻秸秆与沼液按质量比1：10混合于发酵釜中，于温度为40℃的条件下恒温发酵2天后，过滤，得发酵稻秸秆，将发酵稻秸秆于温度为85℃的条件下干燥30min后，得活化稻秸秆；将硼酸与石蜡按质量比1：15混合，于温度为65℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合20min后，得混合物，将混合物冷冻粉碎，得添加剂；将煤焦油混合物与水按质量比2：1混合于烧杯中，并向烧杯中依次加入煤焦油混合物质量0.2倍的分散剂，煤焦油混合物质量0.12倍的乳化剂和煤焦油混合物质量0.5倍的辛烯基琥珀酸淀粉钠，于温度为70℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min后，得改性剂；将异氰酸酯胶粘剂与碳酸氢钙按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入异氰酸酯胶粘剂质量0.3倍的聚乙烯醇和异氰酸酯胶粘剂质量0.4倍的改性剂，于温度为55℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合55min后，得改性胶粘剂；按重量份数计，依次称取35份预处理麦秸秆，35份活化稻秸秆，8份添加剂和20改性胶粘剂，将预处理麦秸秆和活化稻秸秆加入混料机中，并依次向混料机中加入添加剂和改性胶粘剂，于温度为65℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合60min后，得混合料，将混合料注入模具，于温度为220℃，压力为4.0MPa的条件下压制成型，得坯料板，将坯料板于温度为85℃的条件下恒温干燥90min后，即得秸秆人造板。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述石蜡为碳原子数在26的石蜡混合物。所述煤焦油混合物的制备方法为将低温煤焦油与中温煤焦油按质量比1：4混合，并加入低温煤焦油质量0.8倍的高温煤焦油，搅拌混合，得煤焦油混合物。所述分散剂为分散剂NNO。所述乳化剂为乳化剂OP-10。实例2将麦秸秆移入汽爆罐，向罐内通入水蒸汽，直至罐内压力为3.8MPa，保压处理10min后，打开汽爆罐底部阀门，泄压，得汽爆麦秸秆，将汽爆麦秸秆与硅烷偶联剂按质量比1：5混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，混合搅拌80min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为90℃的条件下干燥30min后，得预处理麦秸秆；将稻秸秆与质量分数为0.12%的氢氧化钙溶液按质量比1：8混合，于温度为40℃的条件下恒温浸泡8h后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理稻秸秆，将预处理稻秸秆与沼液按质量比1：10混合于发酵釜中，于温度为40℃的条件下恒温发酵2天后，过滤，得发酵稻秸秆，将发酵稻秸秆于温度为85℃的条件下干燥30min后，得活化稻秸秆；将煤焦油混合物与水按质量比2：1混合于烧杯中，并向烧杯中依次加入煤焦油混合物质量0.2倍的分散剂，煤焦油混合物质量0.12倍的乳化剂和煤焦油混合物质量0.5倍的辛烯基琥珀酸淀粉钠，于温度为70℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min后，得改性剂；将异氰酸酯胶粘剂与碳酸氢钙按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入异氰酸酯胶粘剂质量0.3倍的聚乙烯醇和异氰酸酯胶粘剂质量0.4倍的改性剂，于温度为55℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合55min后，得改性胶粘剂；按重量份数计，依次称取35份预处理麦秸秆，35份活化稻秸秆和20改性胶粘剂，将预处理麦秸秆和活化稻秸秆加入混料机中，并依次向混料机中加入改性胶粘剂，于温度为65℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合60min后，得混合料，将混合料注入模具，于温度为220℃，压力为4.0MPa的条件下压制成型，得坯料板，将坯料板于温度为85℃的条件下恒温干燥90min后，即得秸秆人造板。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述石蜡为碳原子数在26的石蜡混合物。所述煤焦油混合物的制备方法为将低温煤焦油与中温煤焦油按质量比1：4混合，并加入低温煤焦油质量0.8倍的高温煤焦油，搅拌混合，得煤焦油混合物。所述分散剂为分散剂NNO。所述乳化剂为乳化剂OP-10。实例3将麦秸秆移入汽爆罐，向罐内通入水蒸汽，直至罐内压力为3.8MPa，保压处理10min后，打开汽爆罐底部阀门，泄压，得汽爆麦秸秆，将汽爆麦秸秆与硅烷偶联剂按质量比1：5混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，混合搅拌80min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为90℃的条件下干燥30min后，得预处理麦秸秆；将稻秸秆与质量分数为0.12%的氢氧化钙溶液按质量比1：8混合，于温度为40℃的条件下恒温浸泡8h后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理稻秸秆，将预处理稻秸秆与沼液按质量比1：10混合于发酵釜中，于温度为40℃的条件下恒温发酵2天后，过滤，得发酵稻秸秆，将发酵稻秸秆于温度为85℃的条件下干燥30min后，得活化稻秸秆；将硼酸与石蜡按质量比1：15混合，于温度为65℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合20min后，得混合物，将混合物冷冻粉碎，得添加剂；将煤焦油混合物与水按质量比2：1混合于烧杯中，并向烧杯中依次加入煤焦油混合物质量0.2倍的分散剂，煤焦油混合物质量0.12倍的乳化剂，于温度为70℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min后，得改性剂；将异氰酸酯胶粘剂与碳酸氢钙按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入异氰酸酯胶粘剂质量0.3倍的聚乙烯醇和异氰酸酯胶粘剂质量0.4倍的改性剂，于温度为55℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合55min后，得改性胶粘剂；按重量份数计，依次称取35份预处理麦秸秆，35份活化稻秸秆，8份添加剂和20改性胶粘剂，将预处理麦秸秆和活化稻秸秆加入混料机中，并依次向混料机中加入添加剂和改性胶粘剂，于温度为65℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合60min后，得混合料，将混合料注入模具，于温度为220℃，压力为4.0MPa的条件下压制成型，得坯料板，将坯料板于温度为85℃的条件下恒温干燥90min后，即得秸秆人造板。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述石蜡为碳原子数在26的石蜡混合物。所述煤焦油混合物的制备方法为将低温煤焦油与中温煤焦油按质量比1：4混合，并加入低温煤焦油质量0.8倍的高温煤焦油，搅拌混合，得煤焦油混合物。所述分散剂为分散剂NNO。所述乳化剂为乳化剂OP-10。实例4将麦秸秆移入汽爆罐，向罐内通入水蒸汽，直至罐内压力为3.8MPa，保压处理10min后，打开汽爆罐底部阀门，泄压，得汽爆麦秸秆，将汽爆麦秸秆与硅烷偶联剂按质量比1：5混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，混合搅拌80min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为90℃的条件下干燥30min后，得预处理麦秸秆；将稻秸秆与质量分数为0.12%的氢氧化钙溶液按质量比1：8混合，于温度为40℃的条件下恒温浸泡8h后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理稻秸秆，将预处理稻秸秆与沼液按质量比1：10混合于发酵釜中，于温度为40℃的条件下恒温发酵2天后，过滤，得发酵稻秸秆，将发酵稻秸秆于温度为85℃的条件下干燥30min后，得活化稻秸秆；将硼酸与石蜡按质量比1：15混合，于温度为65℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合20min后，得混合物，将混合物冷冻粉碎，得添加剂；将异氰酸酯胶粘剂与碳酸氢钙按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入异氰酸酯胶粘剂质量0.3倍的聚乙烯醇，于温度为55℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合55min后，得改性胶粘剂；按重量份数计，依次称取35份预处理麦秸秆，35份活化稻秸秆，8份添加剂和20改性胶粘剂，将预处理麦秸秆和活化稻秸秆加入混料机中，并依次向混料机中加入添加剂和改性胶粘剂，于温度为65℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合60min后，得混合料，将混合料注入模具，于温度为220℃，压力为4.0MPa的条件下压制成型，得坯料板，将坯料板于温度为85℃的条件下恒温干燥90min后，即得秸秆人造板。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述石蜡为碳原子数在26的石蜡混合物。所述煤焦油混合物的制备方法为将低温煤焦油与中温煤焦油按质量比1：4混合，并加入低温煤焦油质量0.8倍的高温煤焦油，搅拌混合，得煤焦油混合物。所述分散剂为分散剂NNO。所述乳化剂为乳化剂OP-10。实例5将麦秸秆移入汽爆罐，向罐内通入水蒸汽，直至罐内压力为3.8MPa，保压处理10min后，打开汽爆罐底部阀门，泄压，得汽爆麦秸秆，将汽爆麦秸秆与硅烷偶联剂按质量比1：5混合，于温度为55℃，转速为350r/min的条件下，混合搅拌80min后，过滤，得滤饼，将滤饼移入干燥箱，于温度为90℃的条件下干燥30min后，得预处理麦秸秆；将稻秸秆与质量分数为0.12%的氢氧化钙溶液按质量比1：8混合，于温度为40℃的条件下恒温浸泡8h后，过滤，得滤渣，将滤渣于温度为85℃的条件下干燥30min后，得预处理稻秸秆，将预处理稻秸秆与沼液按质量比1：10混合于发酵釜中，于温度为40℃的条件下恒温发酵2天后，过滤，得发酵稻秸秆，将发酵稻秸秆于温度为85℃的条件下干燥30min后，得活化稻秸秆；将硼酸与石蜡按质量比1：15混合，于温度为65℃，转速为300r/min的条件下搅拌混合20min后，得混合物，将混合物冷冻粉碎，得添加剂；将煤焦油混合物与水按质量比2：1混合于烧杯中，并向烧杯中依次加入煤焦油混合物质量0.2倍的分散剂，煤焦油混合物质量0.12倍的乳化剂和煤焦油混合物质量0.5倍的辛烯基琥珀酸淀粉钠，于温度为70℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min后，得改性剂；将异氰酸酯胶粘剂与碳酸氢钙按质量比8：1混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入异氰酸酯胶粘剂质量0.4倍的改性剂，于温度为55℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合55min后，得改性胶粘剂；按重量份数计，依次称取35份预处理麦秸秆，35份活化稻秸秆，8份添加剂和20改性胶粘剂，将预处理麦秸秆和活化稻秸秆加入混料机中，并依次向混料机中加入添加剂和改性胶粘剂，于温度为65℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合60min后，得混合料，将混合料注入模具，于温度为220℃，压力为4.0MPa的条件下压制成型，得坯料板，将坯料板于温度为85℃的条件下恒温干燥90min后，即得秸秆人造板。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述石蜡为碳原子数在26的石蜡混合物。所述煤焦油混合物的制备方法为将低温煤焦油与中温煤焦油按质量比1：4混合，并加入低温煤焦油质量0.8倍的高温煤焦油，搅拌混合，得煤焦油混合物。所述分散剂为分散剂NNO。所述乳化剂为乳化剂OP-10。对比例：连云港某实业有限公司生产的秸秆人造板。将实例1至5所得秸秆人造板和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：按GB/T11718中密度纤维板室内型板的物理力学性能指标对秸秆人造板进行检测，测指标包括：内结合强度、表结合强度、静曲强度、2h吸水厚度膨胀率。具体检测结果如表1所示：表1检测内容实例1实例2实例3实例4实例5对比例内结合强度/MPa1.221.041.121.070.960.87表结合强度/MPa3.342.892.651.912.031.25静曲强度/MPa29.926.425.828.827.424.62h吸水厚度膨胀率/%1.131.751.861.491.783.48由表1检测结果可知，本发明所得秸秆人造板具有优异的力学性能和防水性能。当前第1页1 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