一种便捷移动式秸秆板材制备方法及其制得的板材的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种便捷移动式秸秆板材制备方法及其制得的板材，主要原料有农业秸秆或野生秸秆与沥青和/或高分子和/或橡塑材料，其特征在于农作物收割去穗后的秸秆即可作为板材原料进行生产，简化生产工艺；便捷式生产设备可移动至田间就地生产，降低了秸秆的收集、运输和仓储的压力及成本，扩大了设备的辐射范围。所制的板材可用于交通辅道的铺设，减少对沥青和碎石的消耗；亦可作为防水板材、建筑模板等板材的基板使用，而且充分利用了地球上最丰富的、可再生的木质纤维资源。本发明利用秸秆制板，不仅消耗了大量的农业秸秆，缓解废弃秸秆带来的问题，特别是解决了农民在田间地头传统焚烧秸秆带来的空气污染与雾霾问题，制备设施与工艺简单便捷，乡村农民可自行组织加工，经济适用，可行性强。
【专利说明】一种便捷移动式秸秆板材制备方法及其制得的板材
【技术领域】
[0001]本发明涉及秸杆板材领域，具体为一种便捷移动式秸杆板材制备方法及其制得的板材。
【背景技术】
[0002]据联合国环境规划署报道，世界上种植的各种农作物，每年可提供各类秸杆约29亿t，其中被利用的比例不足20%。中国作为农业大国，每年所产生的数亿吨的农作物秸杆除用于农村居民生活所需能源外，还有大部分被随意丢弃或在田间地头被焚烧。秸杆焚烧的烟雾中含有大量空气污染物质，对中国的交通安全、生态环境以及人的健康和安全产生不利的影响，虽然政府三令五申的要求农民不能焚烧秸杆，但是由于没有更合理、有效的处理方式消耗这大量的秸杆，纵使政府人员在田间监督，依然制止不住农民焚烧的行为。而秸杆本身具有可再生性、再生周期短、可生物降解、环境友好等诸多优点，是重要的生物质资源，秸杆资源的开发利用意义重大。
[0003]目前，对于秸杆的利用有垫圈、田间堆积怄肥、发酵产沼气、青储做饲料、制生物质乙醇、制糖等生产，也有将处理后的秸杆与其他添加物制成建筑板材，其工业化规模生产工艺大都比较复杂，一次性投资大，秸杆的运输成本过高，且原料的收集范围不大；另外，由于秸杆分布分散、收获季节性强，秸杆收集、储存和运输成为大规模利用的主要瓶颈。本发明以秸杆与浙青和/或高分子和/或橡塑材料为主要原料制备基板，用小货车或农用车将一整套小型加工设备运送至田间即可就地制板，且工艺简单便捷。将加工生产基地移至原料处，大大降低了秸杆收储运的成本，克服了秸杆大规模应用的主要瓶颈。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一套便捷移动式的废弃秸杆处理方案，克服长期以来焚烧秸杆带来的危害，合理利用地球资源，将其转害为利、变废为宝。
[0005]本发明采用以下技术方案:
一种秸杆板材，其特征在于:由农作物秸杆或芦苇、野生秸杆和浙青和/或高分子和/或橡塑材料制成。
[0006]所述橡塑材料为PE、PP、PVC、ABS、PS、PET、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、丁丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶、聚硫橡胶等热熔性材料及酚醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、有机硅树脂等热固性树脂。
[0007]所述的秸杆板材的制备方法有如下三种方案。
[0008]方案一:
所需的加工设备有:配电盘和/或柴油发电机、振动平台、内表面用不粘锅特氟龙材料处理的模板模具、无害化焚烧炉式或电加热器式或燃油式燃气式热容器、小型喷液器、小型冷热两用压机、传送带、农用车和/或加挂小型专用设备平板车。
[0009]所述的生产流程如下:
a.将模板模具放置于振动平台上，并使其振动；
b.将收集预处理后的农作物秸杆或芦苇、野生秸杆收集预处理后摊铺放置于模板模具中；
c.将加热至熔融状态的浙青和/或高分子和/或橡塑材料用小型喷液器喷淋于模板模具上的秸杆上，使浙青和/或高分子和/或橡塑材料渗透秸杆，形成预定厚度的秸杆-浙青和/或高分子和/或橡塑材料混合层；所述的秸杆-浙青和/或高分子和/或橡塑材料混合层可由多层秸杆-浙青和/或高分子和/或橡塑材料混合层层叠达预定厚度；
d.将模板模具经传送带送入压机压合成型；
e.脱模制得板材，堆放待(运)用。
[0010]方案二:
所需的加工设备有:配电盘和或柴油发电机、振动平台、带冷却系统的模板模具、带疏水道的盘式平板、无害化焚烧炉式或电加热式或燃油式或燃气式热容器、小型喷雾器、小型冷热两用压机、传送带、小型搅拌机及破碎机、农用车和/或加挂小型专用设备平板车。
[0011]所述的生产流程如下:
a.将盘式平板、模板模具依次放置于振动台上，并使其振动；所述的模板模具置于盘式平板上；
b.对模具内侧六面用小型喷雾器作喷雾湿润处理；
c.将破碎机破碎预处理后的农作物秸杆或芦苇、野生秸杆与加热至熔融状态的浙青和/或高分子和/或橡塑材料在搅拌机中搅拌使其混合均匀；
d.将秸杆与浙青和/或高分子和/或橡塑材料混合物注入盘式平板上的模板模具中，振动摊平；
e.将模板模具经传送带送入压机压合成型；
f.待冷却、脱模制得板材，堆放待(运)用。
[0012]方案三:
所需的加工设备:配电盘或柴油发电机、振动平台、内表面用不粘锅特氟龙材料处理的冷压模或热压模模板模具、液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料搅拌机、秸杆破碎机、烘干机、小型冷压机或小型热压机、传送带、农用车和/或加挂小型专用设备平板车。
[0013]所述的生产流程如下:
a.将冷压模或热压模模板模具安装于振动平台上，并使其振动；
b.将经破碎机破碎及烘干机干燥预处理后的农作物秸杆或芦苇、野生秸杆与液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料在搅拌机中搅拌使其混合均匀；
c.将搅拌混合均匀的秸杆与浙青和/或高分子和/或橡塑材料混合物注入冷压模或热压模中模板模具；
d.将冷压模或热压模模板模具经传送带送入压机压合成型；
e.脱模制得板材，堆放待(运)用。
[0014]优选的，所述的振动台的振动频率可调。将模板模具置于振动台上振动，有利于秸杆与浙青和/或闻分子和/或橡塑材料在模板模具中充分填实，减小空隙。
[0015]所述的生产工艺，包括秸杆摊铺和/或熔融液喷淋和/或喷雾湿润和/或破碎和/或搅拌和/或浇注均可由微型机械手或人工完成。
[0016]优选的，所述的模具的表面经特氟龙材料处理，具有不粘锅的性能，板材制备过程中不会粘黏在模具上，易于脱模，如上方案一、方案三。
[0017]优选的，所述的模具不用特氟龙材料处理，由于浙青、高分子、橡塑材料均为憎水性材料，制备时对模具作喷雾湿润预处理，也可利于脱模，如上方案二。
[0018]如上方案一和方案二，所述的浙青和/或高分子和/或橡塑材料加热的热源来自无害化焚烧炉式或电加热式或燃油式燃气式热容器，所述的无害化焚烧炉式热容器的燃烧物为就地取材的秸杆或其他安全可燃物。焚烧秸杆，将一小部分的秸杆作为燃料使用，节约能源，减少成本投入。
[0019]本发明应用农业秸杆制备板材，便捷式加工设备可移动至田间地头秸杆聚集处就地加工生产，简便易行，降低秸杆收集、运输及仓储的成本和压力，而且单套设备辐射范围广。所制的板材可用于交通辅道的铺设，减少对浙青和碎石的消耗；亦可作为地板、建筑模板、家具板等板材的基板使用，利用了丰富的、可再生的木质纤维资源，降低对天然板材的依赖，充分利用了地球上可再生资源的利用。利用秸杆制板，不仅消耗了大量的农业秸杆，缓解废弃秸杆带来的问题，包括传统焚烧秸杆带来的空气污染与雾霾问题，而且制备简单便捷，农民可自己加工，经济适用，可行性强。上述方案三中，采用液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料与秸杆混合，不用加热，节约能源并简化工艺。
[0020]本发明所述的方案一还可以在模板模具外将秸杆摊平、喷淋上浙青和/或高分子和/或橡塑形成胚板，再将胚板按模板框尺寸裁边并放于模板模具中叠层成预定厚度移至压机压合成型。
[0021]如上所述的三个方案中，部分流程可交互替换，例如，方案一可增加方案二中的冷却系统，方案一及方案二可增加方案三的秸杆干燥步骤，方案一、二、三中所述的模板模具均可采用不粘锅特氟龙材料处理，亦可替换为对模具表面做喷雾湿润处理等。
[0022]本发明中还可以用野生植物灯其他木质纤维代替农作物秸杆制板，其中所需的设备及生产流程与以上所述的秸杆制板一致。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例一生产流程图；
图2为本发明实施例二生产流程图；
图3为本发明实施例三生产流程图。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及附图流程图，对本发明做进一步的说明。
[0025]实施例一:
将原材料浙青和/或高分子和/或橡塑材料以及设备，包括配电盘或柴油发电机、振动平台、用不粘锅特氟龙材料处理的模板模具、无害化焚烧炉式或电加热式或燃油式燃气式热容器、小型喷液器、小型机械手、小型冷热两用压机及传送带用小货车或农用车运送至收割后的田头，本实施例中采用无害化焚烧炉式热容器加热原材料，动力来源引乡间农用电至配电盘供其余设备使用。
[0026]如附图1所述的流程进行如下生产加工:
a.将模板模具放置于振动台上，启动振动平台调节其振动频率使其振动；
b.将收割去穗的农作物秸杆预处理后在模板模具中整齐的、横纵交错的摊铺开；
c.将部分干燥的秸杆在无害化焚烧炉式热容器中燃烧，产生的热量用于加热浙青材料；用小型机械手将加热至熔融状态的浙青喷淋于模板模具上的秸杆上，振动平台振动，浙青完全渗透包容秸杆，形成秸杆-浙青混合层并且达到预定板材的厚度；
d.将容有秸杆-浙青的模板模具经传送带送入压机压合成型；
e.脱模制得板材，堆放待(运)用。
[0027]上述工艺中，包括秸杆摊铺、熔融液喷等工艺由小型机械手或人工完成。
[0028]本实施例中所述的模具的表面经特氟龙材料处理，具有不粘锅的性能，板材制备过程中不会粘黏在模具上，易于脱模。
[0029]所述的秸杆可以是经干燥处理过或未经干燥处理的均可作为原料生产。所述的浙青加热的热源来自无害化焚烧炉式热容器，所述的无害化焚烧炉式热容器的燃烧物为就地取材的秸杆或其他安全可燃物。焚烧秸杆，将极小一部分的秸杆作为燃料使用，节约能源，减少成本投入。
[0030]该生产流程在田间完成，省去了秸杆收集、运输和仓储过程，降低生产成本。利用适量秸杆通过无害化焚烧炉产热来加热浙青和或高分子橡塑材料，充分利用现有资源，进一步消耗秸杆，减少了外界常用能量的投入。制得的板材可直接运输至板材加工厂作为基板存储待用，降低对天然板材的依赖；也可预制板块运送至作为非主承载道路的辅道路面的新建或翻修路段的铺设，减少对浙青和碎石的消耗；还可应用于屋面防水层、江河湖海防水防波堤的基础层，减少对浙青和碎石的消耗。采用高分子橡塑材料的秸杆复合板可作为建筑装饰板材及家具板的基板使用，既解决了农村普遍存在的一直得不到解决的秸杆焚烧而造成的环境空气污染问题，又充分利用了地球上的废弃可再生资源，造福人类。。
[0031]实施例二:
将原材料橡塑以及设备，包括配电盘或柴油发电机、振动平台、带冷却系统的模板模具、带疏水道德盘式平板、无害化焚烧炉式或电加热式或燃油式燃气式热容器、小型机械手、小型喷雾器、、小型冷热两用压机、传送带、小型搅拌机及破碎机用农用车和/或加挂小型专用设备平板车运送至收割后的田头。本实施例中采用电加热式热容器，用柴油发电机作为其余设备的动力来源。
[0032]如附图2所述的流程进行如下生产加工:
a.将盘式平板、模板模具依次放置于振动台上，调节其振动频率并使其振动；
b.对模具内侧表面用小型喷雾器作喷雾湿润处理；
c.将橡塑材料放在电加热式热容器中加热使其加热至熔融状态，将经破碎机破碎预处理后的秸杆与加热至熔融状态的橡塑材料在小型搅拌机中搅拌使其混合均匀得到秸杆-橡塑材料混合浆料；
d.将秸杆-橡塑材料混合浆料注入模板模具中；
e.将容有秸杆-橡塑材料混合浆料的模具经传送带送人压机压合成型；
f.脱模制得板材，堆放待(运)用。
[0033]上述工艺中，包括破碎、搅拌、浇注等工艺可由微型机械手或人工完成。
[0034]本实施例中，所述的模具没有实施例一中对其表面作特氟龙材料处理，由于浙青、高分子、橡塑材料均为憎水性材料，制备时对模具作喷雾湿润预处理，也可利于脱模。所述的秸杆也可以是经干燥处理过或未经干燥处理的均可作为原料生产。
[0035]该生产流程在田间完成，省去了秸杆收集、运输和仓储过程，降低生产成本。制得的板材可直接运输至板材加工厂作为基板存储待用，降低对天然板材的依赖；也可作为非主承载辅道路面预制块运送至新建或翻修路段用于铺设辅道；还可应用于屋面防水层、江河湖海防水防波堤的基础层，减少对浙青和碎石的消耗。采用高分子橡塑材料的秸杆复合板可作为建筑装饰板材及家具板的基板使用，既解决了农村普遍存在的一直得不到解决的秸杆焚烧而造成的环境空气污染问题，又充分利用了地球上的废弃可再生资源，造福人类。
[0036]实施例三:
将液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料以及设备，包括配电盘或柴油发电机、振动平台、用不粘锅特氟龙材料处理过表面的冷压模或热压模模板模具、液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料搅拌机、秸杆破碎机、烘干机、小型喷雾器、小型冷压机或小型热压机、传送带用农用车和/或加挂小型专用设备平板车，运送至收割后的田头。在农用电不方便处用柴油发电机作为其余设备的动力来源，本实施例中引乡间农用电作设备的动力来源。
[0037]如附图3所述的流程进行如下生产加工:
a.将冷压模具或热压模具安装于振动平台上，并使其振动；
b.将经破碎机破碎及烘干机干燥预处理后的废弃秸杆与液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料在搅拌机中搅拌使其混合均匀；
c.将搅拌混合均匀的秸杆与浙青和/或高分子橡塑材料混合物注入冷压模或热压模中；
d.将冷压模或热压模经传送带送入压机压合成型；
e.脱模制得板材，堆放待(运)用。
[0038]上述工艺中，包括破碎、搅拌、浇注等工艺可由微型机械手或人工完成。
[0039]本实施例中所述的模具如实施例样，其表面经特氟龙材料处理，易于脱模。
[0040]采用液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料与秸杆混合，不用加热，节约能源并简化工艺。
[0041]本实施例的有益效果同实施例一与实施例二中所述。
[0042]以上三个实施例中所述的原材料可以是浙青和/或高分子和/或橡胶材料，所述橡塑材料包括PE、PP、PVC, ABS、PS、PET、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、丁丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶、以及聚硫橡胶中的一种或几种。等热熔性材料或酚醛树脂、环氧树月旨、不饱和树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树脂、有机硅树脂等热固性树脂。
[0043]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，如用芦苇、野草等其他木质纤维材料代替秸杆、方案中流程顺序的变化、方案之间流程的交互替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种秸杆板材，其特征在于:所述的板材由农作物秸杆或芦苇、野生秸杆与浙青和/或高分子和/或橡塑材料制成。
2.如权利要求1所述的一种秸杆板材，其特征在于，所述橡塑材料为PE、PP、PVC、ABS、PS、PE、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁晴橡胶、丁丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氯醚橡胶、聚硫橡胶等热熔性材料及酚醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、聚丁二烯树月旨、有机硅树脂等热固性树脂。
3.如权利要求1所述的一种秸杆板材的制备方法，其特征在于，所需的加工设备及制备流程如下: (1)加工设备:配电盘和/或柴油发电机、振动平台、内表面用不粘锅特氟龙材料处理的模板模具、无害化焚烧炉式或电加热式或燃油式或燃气式热容器、小型喷液器、小型冷热两用压机、传送带、农用车和/或加挂小型专用设备平板车； (2)制备流程: a.将模板模具放置于振动平台上，并使其振动； b.将收集预处理后的农作物秸杆或芦苇、野生秸杆纵横交错平整摊铺放置于模板模具中； c.将加热至熔融状态的浙青和/或高分子和/或橡塑材料用小型喷液器喷淋于模板模具上的秸杆上，使浙青和/或高分子和/或橡塑材料渗透秸杆，形成预定厚度的秸杆-浙青和/或高分子和/或橡塑材料混合层； d.将模板模具经传送带送入压机压合成型； e.脱模制得板材，堆放待用。
4.如权利要求1所述的一种秸杆板材的制备方法，其特征在于:所需的加工设备及制备流程如下: (1)加工设备:配电盘和/或柴油发电机、振动平台、带冷却系统的模板模具、带疏水道的盘式平板、无害化焚烧炉式或电加热式或燃油式或燃气式热容器、小型喷雾器、小型冷热两用压机、传送带、小型搅拌机、破碎机、农用车和/或加挂小型专用设备平板车； (2)制备流程: a.将盘式平板、模板模具依次放置于振动平台上，并使其振动，所述的模板模具置于盘式平板上； b.对模具内侧六面用小型喷雾器作喷雾湿润处理； c.将经破碎机破碎预处理后的农作物秸杆或芦苇、野草秸杆与加热至熔融状态的浙青和/或高分子和/或橡塑材料在搅拌机中搅拌使其混合均匀； d.将混合均匀的物料注入盘式平板上的模板模具腔中； e.将模板模具经传送带送人压机压合成型； f.待冷却，脱模制得板材，堆放待用。
5.如权利要求1所述的一种秸杆板材的制备方法，其特征在于，所需的加工设备及制备流程如下: (I)加工设备:配电盘或柴油发电机、振动平台、内表面用不粘锅特氟龙材料处理的冷压模或热压模模板模具、液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料搅拌机、秸杆破碎机、烘干机、小型冷压机或小型热压机、传送带、农用车和/或加挂小型专用设备平板车； (2)制备流程: a.将冷压模或热压模模板模具安装于振动平台上，并使其振动； b.将经破碎机破碎并经烘干机干燥预处理后的农作物秸杆或芦苇、野生秸杆与液态浙青和/或液态高分子和/或液态橡塑材料在搅拌机中搅拌使其混合均匀； c.将搅拌混合均匀的秸杆与浙青和/或高分子和/或橡塑材料混合物注入冷压模具或热压模模板模具中； d.将冷压模或热压模模板模具经传送带送入压机压合成型； e.脱模制得板材，堆放待用。
6.如权利要求3或4或5所述的一种秸杆板材的制备方法，所述的振动台的振动频率可调。
7.如权利要求3或4或5所述的一种稻杆板材的制备方法,所述的生产工艺，包括稻杆摊铺和/或熔融液喷淋和/或喷雾湿润和/或破碎和/或搅拌和/或浇注等工艺均可由小型机械手或人工完成。
8.如权利要求3或4所述的一种秸杆板材的制备方法，所述的浙青和/或高分子和/或橡塑材料加热的热能来源于无害化焚烧炉式或电加热式或燃油式或燃气式热容器，所述的无害化焚烧炉式热容器的燃烧物为就地取材的秸杆或其他安全可燃物。
9.如权利要求3或4或5所述的一种秸杆板材的制备方法，所述的设备为便捷移动式的，可移动至田间并在田间就地完成秸杆板材的制备。
【文档编号】C08L63/00GK104448870SQ201410316451
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年7月5日 优先权日:2014年7月5日
【发明者】姜立平 申请人:姜立平