本发明涉及人造板制备技术领域，具体涉及一种耐火防潮麦秸板的制备方法。
背景技术：
目前由于各国对环境及森林资源的保护，逐步限制采用木材加工人造板，但社会对人造板的需求却在不断加大，因此，人们越来越关注木材的替代品问题。我国是粮食生产大国，也是秸秆生产大国，每年都会产生大量的麦秸秆，约占全世界秸秆总量的20%～30%，其中，水稻、小麦、大豆、玉米、薯类等粮食作物秸秆约5.8亿吨，占秸秆总量的89%；花生、油菜籽、芝麻、向日葵等油料作物秸秆占总量的8%，棉花、甘蔗秸秆占总量的3%。麦秸秆属于可再生资源，在一些经济地区还会被人们烧掉，即造成一种污染，又造成浪费资源，增加其经济附加值成为目前急需解决的问题。因此发展以麦秸秆为原料制造建筑和家具板材是解决这个矛盾的有效途径之一。
麦秸板是利用农业生产剩余物-麦秸制成的一种性能优良的人造复合板材。它是一种像中密度板一样匀质的板材，而且具有非常光滑的表面。它无甲醛释放，因而不会污染环境。它不依靠日益短缺的木材原料，而使用每年都可更新的廉价且取之不竭的麦秸为原料，固而能满足建筑和家具工业对它日益增长的需求。随着麦秸板料的推广使用，市场对其性能要求也日益提高。
现有的麦秸板材生产工艺包括：秸秆粉碎（水磨成浆或加木屑增加内结合强度）、烘干秸秆碎料含水率（6%～10%）、除杂除灰尘、均匀拌胶、铺装、预压、热压成型、定尺裁边、养生、修边及表面处理、产品。
然而，麦秸碎料板因存在表面粗糙、易变形、易吸潮等缺陷，常常在实际应用过程中需要对其进行贴面处理。目前，在以秸秆为工业原料生产代木产品技术领域，由于生产中广泛采用异氰酸酯作为胶粘剂，虽然解决了酚醛树脂和脲醛树脂粘合不良的缺点，但异氰酸醋也能与金属粘合，致使在生产中发生了严重的粘板现象，且在遇到高温或者火灾时会产生剧毒物质，危及生命安全。另外，作为非金属材料，其防火、耐热能力是一个致命的缺点。
因此，研制出一种能够解决上述性能问题的麦秸板非常有必要。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题，针对目前市面上的麦秸板存在表面粗糙，易吸潮，作为非金属材料，其防火、耐热能力差的缺陷，提供了一种耐火防潮麦秸板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐火防潮麦秸板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将稻草和麦秸秆混合，放入粉碎机中粉碎，过筛得到麦秸秆碎料，取一定量三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到三甲基甲氧基硅烷溶液，将麦秸秆碎料、稻壳烧后的灰混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡，过滤，去除滤液得到改性秸秆碎料；
（2）将70～80g改性秸秆碎料、20～30g竹纤维、100～120ml水混合得到秸秆料浆，将秸秆料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌后，静置真空脱水，得到秸秆湿成型体；
（3）向烧杯中加入100～120g聚磷酸铵、230～250ml无水乙醇、100～200ml蒸馏水，搅拌混合，继续向烧杯中加入氨水调节ph，得到阻燃料，向阻燃料中加入20～25g甲基三乙氧基硅烷，对烧杯水浴加热升温，保温反应，过滤去除滤液，得到凝胶，将凝胶用蒸馏水洗涤2～3次后，放入烘箱中，加热升温，干燥得到硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵；
（4）向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入200～220ml蒸馏水，用氢氧化钠溶液调节ph，对四口烧瓶加热升温，加入60～70g大豆粉，保温处理后，向四口烧瓶中加入10～12g苯酚，降温，保温处理，继续向四口烧瓶中加入20～25ml甲醛，反应，自然冷却至室温得到改性大豆蛋白胶粘剂；
（5）将秸秆湿成型体置于烘箱中，加热升温，干燥，得到烘干成型体，将烘干成型体置于热压模具中热压，得到秸秆坯板；
（6）将改性大豆蛋白胶粘剂与硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵混合，得到复合阻燃粘合剂，将阻燃粘合剂涂布于秸秆坯板表面，将秸秆坯板堆叠粘合得到层接板，将层接板放入热压机中热压，得到耐火防潮麦秸板。
步骤（1）所述的稻草和麦秸秆混合质量比为1︰5，粉碎机中粉碎时间为4～5h，所过筛规格为200目筛，所取三甲基甲氧基硅烷质量为麦秸秆碎料质量的2%，三甲基甲氧基硅烷溶液的质量分数为5%，麦秸秆碎料、稻壳烧后的灰混合质量比为5︰1，常温下浸泡时间为4～5h。
步骤（2）所述的空气鼓泡搅拌时间为10～15s，静置真空脱水时间为5～8min，控制脱水时真空度为70～80pa。
步骤（3）所述的搅拌混合时间为20～25min，氨水的质量分数为35%，氨水调节ph为10.2～10.4，对烧杯水浴加热升温后温度为45～60℃，保温反应时间为2～3h，烘箱温度为80～90℃，干燥时间为5～6h。
步骤（4）所述的氢氧化钠溶液的质量分数为40%，氢氧化钠溶调节ph后为9～10，对四口烧瓶加热升温后温度为90～100℃，保温处理时间为50～55min，降温后温度为70～75℃，降温后保温处理时间为15～20min，加入甲醛后反应时间为1～2h。
步骤（5）所述的烘箱温度为80～90℃，干燥时间为4～5h，热压模具尺寸为80mm×60mm×20mm，控制热压温度为200～220℃，热压压力为0.4～0.6mpa，热压时间为6～8min。
步骤（6）所述的改性大豆蛋白胶粘剂与硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵混合质量比为5︰1，阻燃粘合剂涂布于秸秆坯板表面的涂布量为45～50g/m2，控制热压压力为5～10mpa，热压时间为2～3min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将稻草和麦秸秆混合粉碎得到麦秸秆碎料，将麦秸秆碎料和稻壳灰混合浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，过滤得到改性秸秆碎料，将改性秸秆、竹纤维、水混合注入成型槽中，真空脱水得到秸秆湿成型体，将聚磷酸铵溶于无水乙醇中，用氨水调节ph得到阻燃料，向阻燃料中加入甲基三乙氧基硅烷，加热反应后过滤、干燥得到硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵，将改性大豆蛋白胶粘剂与硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵混合得到阻燃粘合剂，最后将麦秸板粘合后热压得到麦秸板，本发明中利用硅凝胶包覆聚磷酸铵制得硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵，硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵中硅元素具有较高的热稳定性，在高温时会产生稳定的硅氧化合物，硅氧化合物在高温环境下会使聚磷酸铵的热稳定性得到提高，微胶囊结构起到隔绝氧气的作用，使磷元素不被氧化，提高了聚磷酸铵作为阻燃物质的热稳定性，另外聚磷酸铵能与蛋白类粘合剂在高温燃烧过程中共分解生成偏磷酸，在燃烧过程中使偏磷酸脱水，并在其表面形成一层紧密的碳层，阻止氧气和热量向聚氨酯泡沫内部进一步扩散，起到阻燃作用的聚磷酸铵受热分解可以催化聚氨酯发生脱水碳化反应，生成焦炭层，焦炭层难燃，具有隔热隔氧作用，进一步使麦秸板导热性变差，受热量减少，热分解速度变慢，从而提高麦秸板的耐火阻燃性能；
（2）本发明中所用胶粘剂主要成分为大豆蛋白质，大豆球蛋白的多肽链折叠紧密，疏水的氨基酸侧链位于分子内部，亲水的侧链在外面暴露，大豆蛋白质经过改性处理后稳定的蛋白质分子空间结构的次级键如氢键、范德华力、疏水作用和离子键被破坏，导致其有序而紧密的结构解体，埋藏在蛋白内部的疏水性及非极性侧链基团伴随着分子链的伸展松散而暴露出来，大豆蛋白质分子结构充分展开，暴露出更多的活性基团，进一步与竹纤维、甲醛等交联得到表面疏水结构的胶黏剂，另外蛋白质与甲醛的主要反应就是蛋白质的羟甲基化过程，羟甲基化氨基可以进一步与苯酚进行反应，同时蛋白质分子间由于亚甲基桥的引入，使蛋白分子量增加，耐水性得到提高，这些反应使蛋白质分子的氢原子被取代，从而提高了改性后大豆蛋白的稳定性，通过甲醛的加入可以使大豆蛋白质停止水解并产生良好的贮存稳定性，进一步激活涂布于麦秸板的大豆蛋白粘合剂的反应活性，使其能与麦秸板粘合紧密，层压后的麦秸秆具有光滑的表面，此外三甲基甲氧基硅烷中甲氧基易发生水解，会与蛋白类粘合剂中胺类物质反应生成甲基氨烷类物质，甲基氨烷类物质可与稻壳灰中钾离子发生取代反应，形成甲基硅酸钾，而甲基硅酸钾是一种矿物防水剂，它可与空气中的二氧化碳反应，在秸秆板表面形成一层防水矿物膜，应用前景广阔。
具体实施方式
将稻草和麦秸秆按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎4～5h，过200目筛得到麦秸秆碎料，取麦秸秆碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将麦秸秆碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡4～5h，过滤，去除滤液得到改性秸秆碎料；将70～80g改性秸秆碎料、20～30g竹纤维、100～120ml水混合得到秸秆料浆，将秸秆料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌10～15s后，静置真空脱水5～8min，控制脱水时真空度为70～80pa，得到秸秆湿成型体；向烧杯中加入100～120g聚磷酸铵、230～250ml无水乙醇、100～200ml蒸馏水，搅拌混合20～25min，继续向烧杯中加入质量分数为35%的氨水调节ph为10.2～10.4，得到阻燃料，向阻燃料中加入20～25g甲基三乙氧基硅烷，对烧杯水浴加热升温至45～60℃，保温反应2～3h，过滤去除滤液，得到凝胶，将凝胶用蒸馏水洗涤2～3次后，放入烘箱中，加热升温至80～90℃，干燥5～6h，得到硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵；向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入200～220ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至9～10，对四口烧瓶加热升温至90～100℃，加入60～70g大豆粉，保温处理50～55min后，向四口烧瓶中加入10～12g苯酚，降温至70～75℃，保温处理15～20min，继续向四口烧瓶中加入20～25ml甲醛，反应1～2h，自然冷却至室温得到改性大豆蛋白胶粘剂；将秸秆湿成型体置于烘箱中，加热升温至80～90℃，干燥4～5h，得到烘干成型体，将烘干成型体置于尺寸为80mm×60mm×20mm的热压模具中热压，控制热压温度为200～220℃，热压压力为0.4～0.6mpa，热压时间为6～8min，得到秸秆坯板；将改性大豆蛋白胶粘剂与硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵按质量比为5︰1混合，得到复合阻燃粘合剂，将阻燃粘合剂涂布于秸秆坯板表面，涂布量为45～50g/m2，将秸秆坯板堆叠粘合得到层接板，将层接板放入热压机中热压，控制热压压力为5～10mpa，热压时间为2～3min，得到耐火防潮麦秸板。
实例1
将稻草和麦秸秆按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎4h，过200目筛得到麦秸秆碎料，取麦秸秆碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将麦秸秆碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡4h，过滤，去除滤液得到改性秸秆碎料；将70g改性秸秆碎料、20g竹纤维、100ml水混合得到秸秆料浆，将秸秆料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌10s后，静置真空脱水5min，控制脱水时真空度为70pa，得到秸秆湿成型体；向烧杯中加入100g聚磷酸铵、230ml无水乙醇、100～200ml蒸馏水，搅拌混合2min，继续向烧杯中加入质量分数为35%的氨水调节ph为10.2，得到阻燃料，向阻燃料中加入20g甲基三乙氧基硅烷，对烧杯水浴加热升温至45℃，保温反应2h，过滤去除滤液，得到凝胶，将凝胶用蒸馏水洗涤2次后，放入烘箱中，加热升温至80℃，干燥5h，得到硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵；向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入200ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至9，对四口烧瓶加热升温至90℃，加入60g大豆粉，保温处理50min后，向四口烧瓶中加入10g苯酚，降温至70℃，保温处理15min，继续向四口烧瓶中加入20ml甲醛，反应1h，自然冷却至室温得到改性大豆蛋白胶粘剂；将秸秆湿成型体置于烘箱中，加热升温至80℃，干燥4h，得到烘干成型体，将烘干成型体置于尺寸为80mm×60mm×20mm的热压模具中热压，控制热压温度为200℃，热压压力为0.4mpa，热压时间为6min，得到秸秆坯板；将改性大豆蛋白胶粘剂与硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵按质量比为5︰1混合，得到复合阻燃粘合剂，将阻燃粘合剂涂布于秸秆坯板表面，涂布量为45g/m2，将秸秆坯板堆叠粘合得到层接板，将层接板放入热压机中热压，控制热压压力为5mpa，热压时间为2min，得到耐火防潮麦秸板。
实例2
将稻草和麦秸秆按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎4.5h，过200目筛得到麦秸秆碎料，取麦秸秆碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将麦秸秆碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡4.5h，过滤，去除滤液得到改性秸秆碎料；将75g改性秸秆碎料、25g竹纤维、110ml水混合得到秸秆料浆，将秸秆料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌13s后，静置真空脱水7min，控制脱水时真空度为75pa，得到秸秆湿成型体；向烧杯中加入110g聚磷酸铵、240ml无水乙醇、150ml蒸馏水，搅拌混合23min，继续向烧杯中加入质量分数为35%的氨水调节ph为10.3，得到阻燃料，向阻燃料中加入23g甲基三乙氧基硅烷，对烧杯水浴加热升温至53℃，保温反应2.5h，过滤去除滤液，得到凝胶，将凝胶用蒸馏水洗涤2次后，放入烘箱中，加热升温至85℃，干燥5.5h，得到硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵；向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入210ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至9.5，对四口烧瓶加热升温至95℃，加入65g大豆粉，保温处理53min后，向四口烧瓶中加入11g苯酚，降温至73℃，保温处理17min，继续向四口烧瓶中加入23ml甲醛，反应1.5h，自然冷却至室温得到改性大豆蛋白胶粘剂；将秸秆湿成型体置于烘箱中，加热升温至85℃，干燥4.5h，得到烘干成型体，将烘干成型体置于尺寸为80mm×60mm×20mm的热压模具中热压，控制热压温度为210℃，热压压力为0.5mpa，热压时间为7min，得到秸秆坯板；将改性大豆蛋白胶粘剂与硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵按质量比为5︰1混合，得到复合阻燃粘合剂，将阻燃粘合剂涂布于秸秆坯板表面，涂布量为47g/m2，将秸秆坯板堆叠粘合得到层接板，将层接板放入热压机中热压，控制热压压力为8mpa，热压时间为2.5min，得到耐火防潮麦秸板。
实例3
将稻草和麦秸秆按质量比为1︰5混合，放入粉碎机中粉碎5h，过200目筛得到麦秸秆碎料，取麦秸秆碎料质量2%的三甲基甲氧基硅烷，用丙酮将三甲基甲氧基硅烷溶解，配制得到质量分数为5%的三甲基甲氧基硅烷溶液，将麦秸秆碎料、稻壳烧后的灰按质量比为5︰1混合，随后浸渍于三甲基甲氧基硅烷溶液中，在常温下浸泡5h，过滤，去除滤液得到改性秸秆碎料；将80g改性秸秆碎料、30g竹纤维、120ml水混合得到秸秆料浆，将秸秆料浆注入带有真空脱水装置的成型槽中，空气鼓泡搅拌15s后，静置真空脱水8min，控制脱水时真空度为80pa，得到秸秆湿成型体；向烧杯中加入120g聚磷酸铵、250ml无水乙醇、200ml蒸馏水，搅拌混合25min，继续向烧杯中加入质量分数为35%的氨水调节ph为10.4，得到阻燃料，向阻燃料中加入25g甲基三乙氧基硅烷，对烧杯水浴加热升温至60℃，保温反应3h，过滤去除滤液，得到凝胶，将凝胶用蒸馏水洗涤3次后，放入烘箱中，加热升温至90℃，干燥6h，得到硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵；向带有搅拌器、回流冷凝器的四口烧瓶中加入220ml蒸馏水，用质量分数为40%的氢氧化钠溶液调节ph至10，对四口烧瓶加热升温至100℃，加入70g大豆粉，保温处理55min后，向四口烧瓶中加入12g苯酚，降温至75℃，保温处理20min，继续向四口烧瓶中加入25ml甲醛，反应2h，自然冷却至室温得到改性大豆蛋白胶粘剂；将秸秆湿成型体置于烘箱中，加热升温至90℃，干燥5h，得到烘干成型体，将烘干成型体置于尺寸为80mm×60mm×20mm的热压模具中热压，控制热压温度为220℃，热压压力为0.6mpa，热压时间为8min，得到秸秆坯板；将改性大豆蛋白胶粘剂与硅凝胶微胶囊化聚磷酸铵按质量比为5︰1混合，得到复合阻燃粘合剂，将阻燃粘合剂涂布于秸秆坯板表面，涂布量为50g/m2，将秸秆坯板堆叠粘合得到层接板，将层接板放入热压机中热压，控制热压压力为10mpa，热压时间为3min，得到耐火防潮麦秸板。
对比例
以北京市某公司生产的麦秸板作为对比例对本发明制得的耐火防潮麦秸板和对比例中的麦秸板进行检测，检测结果如表1所示：
参照标准：gb/t4897.1-2003、gb/t4897.3-2003和gb18580-2001。
表1性能测定结果
根据表1中数据可知，本发明制得的耐火防潮麦秸板，具有力学强度高、阻燃性强、防潮效果好，且无毒害物质释放，明显优于对比例样品。因此，具有广阔的使用前景。