本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种植物纤维发泡墙体保温材料及其制备方法。
背景技术：
目前，全世界每年秸秆产量约为20亿t，我国农作物秸秆每年产量约达7亿t左右，约占世界秸秆总产量的35％，占有量居世界首位。按照传统处理的方法，50％以上的秸秆被直接焚烧用以肥田或者直接丢弃，造成大量农业资源浪费，并且污染环境。
此外，目前通行的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)等化工类外墙保温材料，原料取材面小、价格贵，墙体施工复杂，保温性能受施工条件的影响。与现有的化工类墙体保温材料相比，植物纤维保温材料具有如下特点：(1)具有极高的热阻；(2)植物纤维保温墙体采取一次拼装完成，无需多次施工，施工简便，保温性能稳定；(3)现行外墙保温材料的施工及保温节能效果往往受环境和气候条件的影响，而植物纤维保温材料的实用性更强；(4)植物纤维保温墙体结构自重轻，工程造价降低；(5)由于主要材料取自农作物的秸杆、锯木屑、刨花等，使墙材造价远低于现有的其他保温墙体，具有较好的性价比。
综上所述，以植物纤维为原料制备植物纤维墙体保温材料，能够解决非木材植物纤维资源的利用，适应国家建设节能型社会的需求。而且，植物纤维保温材料具有较多的优势，发展植物纤维保温材料代替原有的化工类外墙保温材料已经成为必然趋势。
经检索发现，公开号为CN103992497A的发明专利申请公开了一种利用天然纤维生物质材料制备生物质基泡沫材料的方法，包括：(1)生物质材料的液化转化；(2)可发性树脂的合成；(3)合成树脂的 发泡。
公开号为CN101823279A的发明专利申请公开了一种玉米秸秆保温板及其制备方法，具体的玉米秸秆保温板其组成包括：玉米秸秆、脲醛胶、防水抗磨剂、聚苯乙烯颗粒、阻燃剂、硅酸钠和植物合成胶，其特征是：其重量份数比为玉米秸秆75份、脲醛胶3.4份、防水抗磨剂2份、聚苯乙烯颗粒8-15份、阻燃剂3.5份、硅酸钠1.8-2份、植物合成胶5.4份。
公开号为CN102206320A的发明专利申请公开了一种生物质基聚氨酯泡沫材料的制备方法，该方法主要包括以下步骤：将多元醇液化剂、液化催化剂混合置于容器中，加热至150℃-200℃，然后加入生物质废弃物和工业木质素，液化，冷却至室温，得到生物质液化产物；将上述制备的生物质液化产物，发泡催化剂，泡沫稳定剂，发泡剂，木质素磺酸盐混合成A组分，以异氰酸酯作为B组分，将A组分和B组分混合于搅拌容器中，在20-40℃下以8000-14000转/分搅拌5-30s后倒于模具中，自然发泡5-60s，于80-120℃放置8-24h，再于室温下保存8-24h，使其充分熟化成型。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种植物纤维发泡墙体保温材料及其制备方法。
为达到上述目的，具体采用如下的技术方案：
一种植物纤维发泡墙体保温材料，其原料包括100份混合物A、5～15份发泡剂、0～10份成核剂和5～20份表面活性剂，其中，所述混合物A由20～60份植物纤维液化产物和40～80份糊树脂组成。
优选地，所述的植物纤维发泡墙体保温材料，其原料包括100份混合物A、10～15份发泡剂、1～8份成核剂和5～10份表面活性剂，其中，所述混合物A由30～50份植物纤维液化产物和50～70份糊树脂组成。
进一步优选地，所述的植物纤维发泡墙体保温材料，其原料包括 100份混合物A、12份发泡剂、5份成核剂和10份表面活性剂，其中，所述混合物A由40份植物纤维液化产物和60份糊树脂组成。
具体的，本发明所述的植物纤维液化产物为植物秸秆液化后的产物，其含有更多具有反应活性的基团，有利于液化产物进一步合成发泡材料；优选地，所述植物纤维液化产物为玉米秸秆或小麦秸秆液化后的产物。
所述植物纤维液化产物可选有市售产品，也可以按照以下制备方法进行制备，具体包括以下步骤：
(1)将植物秸秆剪成3-8cm的小段，放入粉碎机中粉碎成秸秆纤维，并将所得的秸秆纤维在烘箱中烘致绝干；
(2)将液化剂和浓硫酸加入到烘干的秸秆纤维中，所述液化剂为聚乙二醇或乙二醇，催化剂的加入量为秸秆质量的4～6％，液化剂与秸秆的质量比为4～6∶1，加热到150～170℃时反应50～70min，即得到植物纤维液化产物。
其中，步骤(2)优选采用如下的操作方式：将聚乙二醇和浓硫酸加入到烘干的秸秆纤维中，所述液化剂为聚乙二醇或乙二醇，催化剂的加入量为秸秆质量的5％，液化剂与秸秆的质量比为5∶1，加热到160℃时反应60min，即得到植物纤维液化产物。
本发明的糊树脂是一种聚氯乙烯糊树脂，其成糊性能良好，分散性能良好，可选用现有技术中的所有产品，例如沈阳化工股份有限公司的糊树脂。
具体的，所述发泡剂选自碳酸氢盐(碳酸氢钠、碳酸氢钾)或偶氮二甲酰胺；所述成核剂选自滑石粉、碳酸钙、柠檬酸或金属粉(锰粉、铬粉、钛粉)中的一种；所述表面活性剂选自吐温-80、司盘80或二甲基硅油乳化剂中的一种。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述成核剂为碳酸钙；所述表面活性剂为吐温-80。
作为本发明植物纤维发泡墙体保温材料的最佳实施方式，其原料包括100份混合物A、12份偶氮二甲酰胺、5份碳酸钙和10份吐温-80，其中，所述混合物A由40份玉米秸秆液化产物和60份聚氯乙烯糊树脂组成。此种情况下的植物纤维发泡墙体保温材料具有良好的轻质和保温特性。
本发明植物纤维发泡墙体保温材料的强度、保温特性及相关性能均能达到国家有关墙体保温材料的要求，且与传统的保温材料相比，保温性能更好，同时还具备了轻质、吸音防震、阻燃、抗冲击缓冲性能等优良特性，其密度为(0.019-0.020)g/cm；2cm厚的发泡材料，其平均吸声系数为大于0.2。
本发明还提供了所述植物纤维发泡墙体保温材料的制备方法，具体包括以下步骤：首先将植物纤维液化产物和糊树脂混合、搅拌得混合物A，然后在混合物A中加入发泡剂、成核剂、表面活性剂，在35～45℃的条件下发泡即得。
本发明提供的制备方法具有操作简单，适于工业化生产等特点，并且充分利用了植物秸秆资源。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下面实施例中的玉米秸秆液化产物或小麦秸秆液化产物可选用市售产品也可按照说明书中提供的制备方法自制。
实施例1
本实施例中植物纤维发泡墙体保温材料的原料组成为：玉米秸秆植物纤维液化产物40g、PVC糊树脂60g，偶氮二甲酰胺12g、碳酸钙5g、吐温-80 10g。
实施例2
本实施例中植物纤维发泡墙体保温材料的原料组成为：玉米秸秆纤维液化产物30g、PVC糊树脂70g，偶氮二甲酰胺10g、吐温-805g。
实施例3
本实施例中植物纤维发泡墙体保温材料的原料组成为：玉米秸秆植物纤维液化产物40g、PVC糊树脂60g，偶氮二甲酰胺12g、碳酸钙2.5g、吐温-80 7.5g。
实施例4
本实施例中植物纤维发泡墙体保温材料的原料组成为：玉米秸秆植物纤维液化产物50g、PVC糊树脂50g，偶氮二甲酰胺15g、碳酸钙5g、吐温-80 10g。
实施例5
实施例5与实施例1的不同之处仅在于，将偶氮二甲酰胺替换为碳酸氢钠。
实施例6
实施例6与实施例1的不同之处仅在于，将吐温-80替换为二甲基硅油乳化剂。
实施例7
本实施例中植物纤维发泡墙体保温材料的原料组成为：小麦秸秆植物纤维液化产物20g、PVC糊树脂80g，偶氮二甲酰胺5g、滑石粉5g、司盘80 5g。
实施例8
本实施例中植物纤维发泡墙体保温材料的原料组成为：小麦秸秆植物纤维液化产物60g、PVC糊树脂40g，偶氮二甲酰胺15g、柠檬酸10g、二甲基硅油乳化剂20g。
对比例1
在对比例1中保温材料的原料组成为：玉米秸秆植物纤维液化产物100g、偶氮二甲酰胺12g、碳酸钙5g、吐温-80 10g。
实验例
对根据实施例1～6及对比例1制备得到植物纤维发泡墙体保温材
料进行性能测试，结果如下表所示：
另外，在其他原料不变的情况下，如果仅利用其他种类的发泡剂(例如水、亚硝基类发泡剂、碳酸铵、氢氟烃、液态二氧化碳)替换本申请的发泡剂，制备得到的保温材料其保温效果不如本发明制备得到的保温材料。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。