一种用于秸秆砖的胶粘剂及其应用

本发明涉及生物质建筑材料，具体涉及一种用于秸秆砖的胶粘剂及其应用。

背景技术：

1、世界范围内森林资源长期短缺，环境友好型材料逐渐开始得到广泛研究和应用。来自非木材植物的植物纤维，作为替代纤维增强水泥和混凝土中使用的合成纤维的替代材料，具有节能(可再生资源)、经济(以较低的成本广泛提供)和生态友好(零碳足迹)的特点，在学术研究和工业应用中受到越来越多的关注。农作物秸秆在我国长期以来存在资源供应过剩的情况。使用天然植物纤维制备复合建筑材料兴起于20世纪80年代，迄今为止已有多种产品实现了工业化生产。“双碳”背景下秸秆开始作为农业天然高分子材料被应用于建筑材料中，包括隔震材料、结构材料、保温材料、装饰材料等。秸秆、水泥、塑料等材料可制备具有独特性能或功能和用途上更优越的秸秆基建材新产品诸如秸秆/水泥复合材料、高岭土/锰尾矿渣-秸秆复合保温材料、秸塑复合材料和无粘合剂秸秆复合板等。由于玉米秸秆资源的快速增长速度和巨大的发展潜力，使用由玉米秸秆组成的生物质复合材料可以减少污染和对高能材料的依赖。

2、秸秆砖是指用秸秆为原料制造的砖，可以用来砌筑建筑隔墙。在制备秸秆砖中的一个关键问题就是胶粘剂。专利cn107540276b公开了一种用于食用菌栽培的秸秆砖及其制备方法，将淀粉在低温下进行预加热，使得淀粉发生一定程度的膨胀，聚乙烯醇、辛烯基琥珀酸酐能够很好的渗入到淀粉内部，和其进行有效的酯化反应，然后再糊化，很好的改善淀粉胶粘剂的流动性和粘结性；专利cn105565750a公开了一种杨木与玉米秸秆砖的配方及其制作方法，利用杨木纤维、玉米秸秆混合碎料，然后与氢氧化钙模压砖块。无论是使用淀粉还是使用氢氧化钙作为胶粘剂，制备得到的秸秆砖其抗压强度都有待提升。因此制备原料来源丰富、价格低廉、强度高的胶粘剂，是目前一个亟需解决的难题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种用于秸秆砖的胶粘剂及其应用。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面提供一种用于秸秆砖的胶粘剂，包括红薯胶粘剂和钙质胶粘剂，红薯胶粘剂和钙质胶粘剂的质量比为(0.5-5)：100。

4、作为优选，所述钙质胶粘剂为含有钙元素的物质。钙质胶粘剂可以选为氧化钙、氢氧化钙或氯化钙中的一种或多种。

5、作为优选，所述钙质胶粘剂含水率为35.20-38.00％，密度为0.69-0.70g/cm3。

6、作为优选，所述红薯胶粘剂的制备方法为：将红薯粉与水混合加热，搅拌至沸腾后，继续加热直至完全糊化，得到红薯胶粘剂。

7、作为更优选，所述红薯粉与水的质量比为(1-10)：(90-100)。

8、本发明第二方面提供上述胶粘剂在制备秸秆砖的应用。

9、作为优选，所述秸秆砖为玉米秸秆砖。

10、本发明第三方面提供利用上述胶粘剂制备秸秆砖的方法，包括以下步骤：将红薯胶粘剂、秸秆纤维和钙质胶粘剂混合后，将混合物模压成湿砖，将湿砖干获得秸秆砖。

11、作为优选，所述秸秆纤维和钙质胶粘剂的质量比为(10-20)：(80-90)，红薯胶粘剂的加入量为钙质胶粘剂的0.5-5％。

12、作为优选，所述干燥温度为60-70℃，干燥时间为40-50h。

13、红薯是淀粉常见的来源，红薯粉由约50％～80％的淀粉组成。红薯粉糊化后制造的红薯胶粘剂是一种多相混合体系，是淀粉分子与蛋白质网络结构相互作用形成的致密有序聚集体，对钙质胶粘剂的粘结性能起到增效作用，进而提高秸秆砖的粘结性，提高抗压强度。

14、秸秆表面由于蜡质层的存在影响秸秆之间的粘结性能，从而导致秸秆砖的强度降低。碱性离子会将蜡质层去除，使秸秆纤维表面变得粗糙，进一步提高秸秆之间的交联性。氢氧化钙、氧化钙或氯化钙在干燥过程中会吸收二氧化碳即碳化，形成碳酸钙，胶粘剂中的蛋白质以及淀粉-蛋白质复合体对钙质胶粘剂碳化具有重要的调节作用，可以控制碳酸钙晶体的形成，调控碳酸钙晶体的位置、大小、形貌，对钙基复合材料的力学强度等各项性能有提升作用，进而提高秸秆砖的抗压强度。

15、本发明的有益效果：

16、本发明使用红薯胶粘剂和钙质胶粘剂，红薯粉形成的淀粉-蛋白质复合体对钙质胶粘剂碳化具有重要的调节作用，不仅能够提高胶粘剂的粘结性能，还能提高秸秆砖的力学性能。本发明使用的红薯胶粘剂和钙质胶粘剂对提高秸秆砖的抗压强度具有协同促进作用。

技术特征：

1.一种用于秸秆砖的胶粘剂，其特征在于，包括红薯胶粘剂和钙质胶粘剂，所述红薯胶粘剂和钙质胶粘剂的质量比为(0.5-5)：100。

2.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述钙质胶粘剂为含有钙元素的物质。

3.根据权利要求1或2所述的胶粘剂，其特征在于，所述钙质胶粘剂含水率为35.20-38.00％，密度为0.69-0.70g/cm3。

4.根据权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于，所述红薯胶粘剂的制备方法为：将红薯粉与水混合加热，搅拌至沸腾后，继续加热直至完全糊化，得到红薯胶粘剂。

5.根据权利要求4所述的胶粘剂，其特征在于，所述红薯粉与水的质量比为(1-10)：(90-100)。

6.权利要求1-5任一项所述的胶粘剂在制备秸秆砖中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述秸秆砖为玉米秸秆砖。

8.利用权利要求1-5任一项所述的胶粘剂制备秸秆砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：将红薯胶粘剂、秸秆纤维和钙质胶粘剂混合后，将混合物模压成湿砖，将湿砖干燥获得秸秆砖。

9.根据权利要求8所述的秸秆砖的制备方法，其特征在于，所述秸秆纤维和钙质胶粘剂的质量比为(10-20)：(80-100)，红薯胶粘剂的加入量为钙质胶粘剂的0.5-5％。

10.根据权利要求8所述的秸秆砖的制备方法，其特征在于，所述干燥温度为60-70℃，干燥时间为40-50h。

技术总结
本发明公开了一种用于秸秆砖的胶粘剂，包括红薯胶粘剂和钙质胶粘剂，红薯胶粘剂和钙质胶粘剂的质量比为(0.5‑5)：100。本发明使用红薯胶粘剂和钙质胶粘剂，红薯粉形成的淀粉‑蛋白质复合体对钙质胶粘剂碳化具有重要的调节作用，不仅能够提高胶粘剂的粘结性能，还能提高秸秆砖的力学性能。

技术研发人员：路则光,刘雪娇,王萌
受保护的技术使用者：山东农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24