一种利用农作物秸秆制备中密度无机复合材料的方法与流程

本发明属于利用秸秆制备复合板材，特别是涉及一种利用农作物秸秆制备中密度无机复合材料的方法。

背景技术：

1、秸秆是一种常见的农业生产剩余物，具有量大、质轻、多孔、保温、隔热、吸声等特性。在我国，稻秸秆和麦秸秆合计约占农作物秸秆的一半，推动秸秆的合理高效利用具有重要的环境、社会和经济效益。目前，使用秸秆作为原料生产秸秆基复合材料多用于建筑墙体，主要形式是将秸秆原料加工成不同规格的碎料单元，混合促凝材料制备有机/无机复合板材。在这类方式中，通常对秸秆原料的含水率要求较高，秸秆碎料占比较低，且处理工艺复杂。不同长度规格的秸秆碎料单元在制备复合材料时表现出的性能存在差异，因此充分利用不同长度规格的秸秆单元特性、增加秸秆原料占比，进行新型秸秆基复合材料开发将有效推动农作物秸秆的高值化和市场化利用。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种利用农作物秸秆制备中密度无机复合材料的方法，该方法使用长度35mm ~ 50 mm的秸秆单元，以镁质水泥作为无机胶黏剂进行胶粘，在充分发挥稻秸秆和麦秸杆的材料特性基础上，提高秸秆的利用率和产品价值，获得具有强重比高、机械加工性能好、防蛀防腐性能佳的中密度秸秆基复合材料。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种利用农作物秸秆制备中密度无机复合材料的方法，主要包括以下步骤：

4、1）前处理

5、对稻秸秆进行去叶操作，叶柄去除率达到65%以上，麦秸秆叶柄去除率达到20%以上，对需要堆积存放的稻、麦秸秆，将其干燥至含水率小于25%；

6、2）单元加工

7、将去叶麦秸秆或稻秸秆加工成长度为35mm ~ 50mm的单元，用以制备密度为0.5~0.7 g/cm3且具有不同厚度规格的复合材料；

8、3）施胶

9、使用添加建筑胶粉4.0%~5.5%的镁基胶泥作为无机胶黏剂，通过机械拌胶方式对秸秆进行施胶，施胶量为80%~85%，以制备密度为0.5~0.7g/cm3复合材料。

10、4）铺装

11、所述铺装包括自动连续铺装和半自动模块铺装，秸秆单元长度小于铺装后混合坯料铺装厚度的优选自动连续铺装；秸秆单元长度大于铺装后混合坯料铺装成厚度的优选半自动模块铺装。

12、5）成型与一次养生

13、所述成型与一次养生优选加热加压法，优选成型与一次养生压力为0.21~0.39mpa，温度为35℃~55℃，时间为3~16h。一次养生后的复合材料坯料中镁基胶泥达到77%~82%的固化程度。

14、6）粗加工

15、对一次养生过后的不完全固化坯料进行截断、锯剖和裁边等切削加工；

16、7）二次养生

17、二次养生包括在特定的温度、时间下的坯料充分固结，复合材料坯料厚度小于7cm时，优选养生条件是温度为20℃~55℃，时间为1~3d，坯料厚度7cm~15cm时，优选养生条件是温度为20℃~50℃，时间为2~4d，坯料厚度大于15cm时，优选养生温度是20℃~45℃，时间为3~8d。

18、8）精加工

19、对二次养生过后的坯料进行铣削和砂光等精加工，包括边部铣削加工和上、下表面砂光加工，秸秆单元长度为35mm~50 mm时择p80-p100两段砂带磨削。

20、作为本发明的一个优选技术方案，所述前处理步骤中的稻秸秆与麦秸秆的去叶操作采用人工剪切和机器去叶中的任一种；所述单元加工采用人工裁剪和机器定长截断中的任一种；所述前处理和单元加工步骤，优先采用不干燥的农作秸秆进行单元加工，以降低能耗和保证单元规格；所述施胶环节包括使用氯氧镁基胶泥、硫氧镁基胶泥等镁镁基胶泥中的一种或两种或多种；所述前处理和施胶步骤，镁基胶的含水率与农作秸秆的含水率成相反的对应关系，但总用水量保持设计用水值；所述农作物秸秆主要为稻秸秆、麦秸秆或稻秸秆和麦秸秆的混合物。

21、本发明相对于现有技术主要取得了以下技术效果：

22、本发明提供的一种利用农作物秸秆制备中密度无机复合材料的方法，对秸秆原材料的含水率要求低，前处理工艺简便，将秸秆加工成35mm~50 mm长度规格的物料单元，使用镁基胶泥作为无机胶黏剂，添加少量建筑胶粉作为辅料，可实现在不添加其他组分的情况下制备具有不同尺寸规格的密度为0.5~0.7g/cm3的复合材料产品，充分实现了稻秸秆和麦秸秆在较小单元尺寸上的高值化利用。设置一次养生环节，在不完全固化状态下对坯料进行粗加工（如锯切），可以降低加工能耗，减少锯切崩边等缺陷。通过本方法制备得到的秸秆基中高密度无机复合材料，具有强重比大、机械加工性能好、防蛀防腐性能佳的特点，可用作家具、装饰、复合门和建筑墙体等材料的加工。

技术特征：

1.一种利用农作物秸秆制备中密度无机复合材料的方法，其特征在于，包括前处理、单元加工、施胶、铺装、成型、一次养生、粗加工、二次养生和精加工等步骤。所述前处理主要是对稻秸秆进行去叶作业，叶柄去除率达到65%以上，麦秸秆叶柄去除率达到20%以上。对需要堆积存放的稻、麦秸秆，需要将其干燥至含水率小于25%。所述单元加工包括将秸秆茎部加工成长度为35mm ~50mm的物料单元，以制备密度为0.5~0.7 g/cm3且具有不同厚度规格的中密度复合材料。所述施胶步骤，采用添加建筑胶粉4.0%~5.5%的镁基胶泥作为无机胶黏剂，并。通过机械拌胶方式对秸秆进行施胶，施胶量为80%~85%，以制备密度0.5~0.7g/cm3的复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铺装包括自动连续铺装和半自动模具铺装，秸秆单元长度小于铺装后混合坯料铺装厚度的优选自动连续铺装；秸秆单元长度大于铺装后混合坯料铺装成厚度的优选半自动模具铺装。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成型与一次养生优选加热加压法，优选成型与一次养生压力为0.21~0.39 mpa，温度为35℃~55℃，时间为3~16h。一次养生后的复合材料坯料中镁基胶泥达到77%~82%的固化程度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗加工包括截断、锯剖和裁边等切削加工。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次养生包括在特定的温度、时间下的坯料充分固结，复合材料坯料厚度小于7cm时，优选养生条件是温度为20℃~55℃，时间为1~3d，坯料厚度7cm~15cm时，优选养生条件是温度为20℃~50℃，时间为2~4d，坯料厚度大于15cm时，优选养生温度是20℃~45℃，时间为3~8d。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的精加工包括边部的铣削加工和上、下表面的砂光加工，秸秆单元长度20 mm ~50mm时选择p80-p100两段砂带磨削。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述前处理和单元加工步骤，优先采用不干燥的农作秸秆进行单元加工，以降低加工能耗和保证单元规格。

8.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述前处理和施胶步骤，镁基胶泥的含水率与农作秸秆的含水率成相反的对应关系，但总用水量保持设计用水值。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的方法，其特征在于，所涉及的农作物秸秆主要为稻秸秆、麦秸秆或稻秸秆和麦秸秆的混合物。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的方法，其特征在于，所述秸秆基中密度复合材料，可用于建筑墙体材料、装饰、家具和复合门等产品的加工。

技术总结
本发明公开一种利用农作物秸秆制备中密度无机复合材料的方法，涉及利用秸秆制备复合板材技术领域，包括前处理、单元加工、施胶、铺装、成型、一次养生、粗加工、二次养生、精加工等步骤。所述单元加工是将稻秸秆或麦秸秆制成35mm~50mm的长度规格，用以生产中密度复合材料产品；所述施胶是使用镁基胶泥作为无机胶黏剂；所述一次养生是使坯料处于不完全固化状态，以减少后续机械加工的动力消耗。本方法充分发挥农作物秸秆具有的轻质多孔、保温隔热和无机材料防蛀防腐等特性，可制备具有多种幅面和厚度规格的秸秆基中密度复合材料，用作建筑墙体、家具、装饰和复合门的生产，具有良好的经济、环境和社会效益。

技术研发人员：钱俊,郑化高,姜延红,马灵飞,张健
受保护的技术使用者：江山市门业全屋定制产业创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7