一种植物纤维环保复合板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域，更具体地，本发明涉及一种植物纤维环保复合板及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国社会主义建设的飞速发展和人民生活水平的不断提高，对木材的需求量 大幅度增长，因此原木的采伐数量越来越大，使本来就森林覆盖面积不多的我国的木材供 应亦变得愈发紧张。为了保持生态平衡和满足四化建设以及人们日益增长的需要，国家在 加大进口木材数量的同时，更将大力发展新型环保建筑材料，节省资源，生产利废代木制品 作为一项重要举措和长期方针而大力推行与倡导。因此，各种利用农作物及其他植物纤维 生产的纤维板及人造木材相继出现并且层出不穷，其制备方法亦多种多样，虽然各有所长， 但也各有不足之处。普遍存在的问题是：原料中多半含有化学添加剂如UF或PF胶作为粘 结剂，其中的有害物质既污染环境又危害人的健康，原料中绝大部分组分均为有机物，外加 有机材料改性剂或溶液多，制成的纤维板强度较低，脆性较高，甲醛含量高，返卤现象等问 题无法得到根本解决。
【发明内容】
[0003] 基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种植物纤维板及其制备 方法。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
[0005] 一种植物纤维环保复合板，所述植物纤维环保复合板主要由植物纤维、无机胶凝 料和防水剂制备而成；所述植物纤维的质量占植物纤维和无机胶凝料总质量的60?80%; 所述无机胶凝料由重量比为〇? 8?1. 0 :3. 5?4. 5 :2. 5?3. 5 :0? 05?0? 15的MgCl2、MgO、 水和MgS04组成；所述防水剂重量为MgO重量的2?5 %。
[0006] 在其中一些实施例中，所述植物纤维的质量占植物纤维和无机胶凝料总质量的 70 ?80%。
[0007] 在其中一些实施例中，所述无机胶凝料的MgCl2、MgO、水和MgS04的重量比为0.9: 4 :3 :0? 1〇
[0008] 在其中一些实施例中，所述植物纤维为农作物秸杆。
[0009] 在其中一些实施例中，所述防水剂为甲基硅酸钠。
[0010] 本发明还提供了上述植物纤维环保复合板的制备方法，包括以下步骤：
[0011] 1)、将植物纤维进行粉碎，粉碎后的纤维长度不大于20mm;
[0012] 2)、将MgCljp入水进行溶解，再加入MgSO4混合，然后加入MgO搅拌均匀；
[0013] 3)、加入粉碎后的植物纤维和防水剂，搅拌均匀形成半干料；
[0014] 4)、将搅拌好的半干料铺装到预压机上进行预压成型，预压力为0. 6?0. 8MPa;
[0015] 5)、将预压成型的板坯放入热压机内进行加热加压定型，压力为20?30MPa，加热 温度为120?140°C，加热加压时间为4?15min;
[0016] 6)、待温度冷却后进行定尺切割，即得。
[0017] 在其中一些实施例中，步骤5)中所述加热加压定型的参数为：压力为20MPa，加热 温度为130?140°C，加热加压时间为4?12min。
[0018] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0019] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公 开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。
[0020] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。
[0021] "任选的"或者"任选地"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描 述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0022] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近 似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可 以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0023] 本发明所述的术语"植物纤维环保复合板"是一种新型的生态植物纤维板，该植物 纤维环保复合板是以植物纤维作为增强材料，以无机胶凝料为粘合剂，其中再加入少量防 水剂，进行高压高温热压定型成板的。
[0024] 本发明所述的术语"植物纤维"包括但不限于如稻壳、稻草、麦秸、玉米秸杆、高粱 秸杆、棉花杆、麦草、麻杆、烟杆等农作物秸杆或其它植物如芦苇、向日葵的杆茎、以及农作 物加工后剩余的糠皮中的一种或多种，即植物纤维单用上述所列的种类的任意一种，植物 纤维也可以将上述所列的种类复配使用。本发明所述的"植物纤维"为100%的植物纤维， 不含有木料加工的下脚料、刨花、竹丝。植物纤维即可以起增强作用，也可以起到提高混合 料的密实度的作用，无机胶凝剂中没有反应的MgCl2不容易从混合料中的毛细孔中析出，对 返卤具有显著的抑制作用。
[0025] 作为本发明的一种优选实施方式，本发明的植物纤维为农作物秸杆，尤其是玉米 秸杆，玉米秸杆孔隙度大、重量轻、保温性能好、耐腐蚀能力强，它不仅具有非常好的韧性， 而且，还具有一定的强度。玉米秸杆颗粒均匀，粒度适中，玉米秸杆润湿后体积不膨胀，易于 压实，这有利于拌和均匀和提高混合料的密实度。玉米秸杆既可以起增强作用，又可以减轻 复合材料的质量，使其具有隔音、隔热性能。此外，农作物秸杆来源丰富，成本低廉，对于降 低植物纤维环保复合板的整体成本也是非常有利的。
[0026] 在对镁水泥的研宄中，我们知道菱镁水泥必须含有四种原料，其中含量最大的三 种原料为MgO、MgCl2和水，氧化镁是胶凝材料，其所含碱性氧化镁是胶凝剂的主要成份；氯 化镁最大的缺点是遇高温、潮湿有返卤现象。外加剂是菱镁水泥不可或缺的第四组分，其对 提高产品在水中的稳定性以及吸潮返卤、抗变形和调节凝结时间，改善成型性能等具有重 要的意义，通常的外加剂种类为化学外加剂（如磷酸、硫酸亚铁等）、矿物掺合料（如硅灰、 粉煤灰等）、或聚合物乳液（聚乙烯醇乳液、苯丙乳液等）等。此外，本领域技术人员也尝试 在菱镁水泥原料中添加防潮剂、防水剂、中和剂以及胶凝剂等来改进原材料的性能。然而， 即使如此，菱镁水泥制品仍然存在吸潮返卤、变形、耐水性能差的弊端，因此，致使很多生产 厂家不能正常生产成品产品，被迫转产或停产。有研宄表明，在菱镁水泥中加入部分石膏粉 和硫铝酸盐水泥，可较好地解决吸潮返卤、强度低、耐水性差的缺陷。
[0027] 本发明所述的术语"无机胶凝料"为由重量比0. 8?1. 0 :3. 5?4. 5 :2. 5?3. 5: 0. 05?0. 15的MgCl2、MgO、水和MgS04组成的胶凝料，从无机胶凝料的组分可以看出，本发 明的无机胶凝料全部采用全镁水泥凝料，原料中绝大部分为镁离子，其他金属离子的含量 可以忽略不计。
[0028] 本发明所述的术语"MgO"为工业级轻烧氧化镁，本发明所使用的工业级轻烧氧化 镁中活性MgO大于65%，其他的杂质的量都很低；本发明所述的术语"MgCl2 "为工业氯化 镁，其溶液与氧化镁混合，可成为坚硬耐磨的镁质水泥。
[0029] 本发明所述的术语"高压高温"为"压力20?30MPa，加热温度120?140°C"。目前 植物纤维板的生产主要有冷压法和热压法两种工艺，其中热压法通常采取的温度在l〇〇°C 以下，本领域技术人员通常认为：当温度超过100°c时，菱镁水泥中的水分会被蒸发，从而 造成菱镁水泥不能很好地凝固，不能起到凝胶的作用。本发明中的无机胶凝料添加1 8504取 代了部分MgCl2，当将MgS04投入到菱镁水泥中时，由于常温下MgSO4在MgCl2溶液中是不溶 或微溶的，因此，通过提高热压定型的压力和温度，可以使得