一种生物质材料制成品及其制备方法与流程

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种生物质材料制成品及其制备方法。

背景技术：

随着化石资源的日益减少和人们对环境问题的日益关注，生物质资源作为唯一可再生的大宗碳源，被认为是可大规模生产可再生燃料和化学品的重要替代来源。我国是一个农业大国，每年产生大量的农作物秸秆。目前，我国农作物秸秆的主要用途为还田、养畜、燃料和工业造纸。但是，大部分的秸秆未得到应用，有的被就地焚烧，有的被堆沤在野外，这些不合理的秸秆处理方式不但浪费了生物质资源，并且严重污染生态环境。因此，利用农作物秸秆制作生物质材料，有效地利用农业废弃物，有利于生态环境的可持续发展。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提出了一种生物质材料制成品及其制备方法，结构简单，成本低廉，有效地利用农业废弃物，促进生态环境的可持续发展。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种生物质材料制成品，包括自上而下依次设置的第一表皮层、中间层以及第二表皮层，所述中间层为秸秆层，所述第一表皮层的材质与所述第二表皮层的材质相同或不同。

于本发明一实施例中，所述第一表皮层和所述第二表皮层均为纸材层、布层、木板层、涂料层、塑料板层、彩钢板层、竹编织层、麻编织层、麦秆编织层或稻杆编织层。

于本发明一实施例中，所述布层为无纺布层。

于本发明一实施例中，所述第一表皮层和所述第二表皮层的表面均设有保护层。

于本发明一实施例中，所述秸秆层由麦秆、稻杆、玉米秆、高粱秆、豆秆、辣椒秆、油菜秆、亚麻秆、芦苇秆、棉秆、木屑、甘蔗渣、椰子壳、棕榈杆、花生壳、核桃壳中的一种或多种制备而成。

本发明还提供一种生物质材料制成品的制备方法，用于制作上述的生物质材料制成品，具体包括如下步骤：

s1：以秸秆为原料，秸秆通过粉碎机粉碎后，获得秸秆细料；

s2：在秸秆细料中添加胶黏剂，并将秸秆细料与胶黏剂混合均匀；

s3：将步骤s2得到的秸秆细料与胶黏剂混合物放入压制模具中，采用微波加热工艺干燥固化制成秸秆层；

s4：在秸秆层的上、下两个表面均喷覆胶黏剂，将第一表皮层和第二表皮层分别贴合到涂有胶黏剂的秸秆层的上、下两个表面上，然后通过微波加热工艺干燥制成生物质材料制成品。

于本发明一实施例中，所述步骤s2和s4中的胶黏剂为以下的至少一种或其组合物：丁腈、丁苯、苯丙、聚氨酯、聚乙烯、淀粉胶、蛋白质胶、聚乙烯醇胶、聚醋酸乙烯胶、高分子量聚乙烯、极高分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚酯、聚酰胺、尼龙、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯基化合物、聚四氟乙烯、非纤维状增塑纤维素、聚烯烃、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸环己二亚甲酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚丙烯酸化物、聚甲基丙烯酸甲酯、苯烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、聚氯乙烯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、增塑纤维素、乙基纤维素、丙酸纤维素，包括上述的任何衍生物或共聚物。

于本发明一实施例中，所述步骤s2中的胶黏剂的添加量为秸秆原料重量的1～10％。

于本发明一实施例中，所述步骤s3和s4中的微波波长范围为0.1-0.5m。

本发明的有益效果是：本发明提供一种生物质材料制成品及其制备方法，以秸秆为原料进行制备成秸秆层，能够有效利用农业废弃物，提升秸秆的利用率，也大大降低了生产成本，秸秆材料制成品具有较好的可降解性，可以促进生态环境的可持续发展，同时，在秸秆层的表面设置第一表皮层和第二表皮层，可以提高秸秆层的强度，保护秸秆层不被磨损，且使得使用范围更广。

附图说明

图1是本发明的生物质材料制成品的结构示意图。

图中各附图标记为：1、秸秆层；2、第一表皮层；3、第二表皮层。

具体实施方式

下面结合各附图，通过具体实施例，对本发明进行详细、完整的描述。

请参考图1所示，本发明提供一种生物质材料制成品，包括自上而下依次设置的第一表皮层2、中间层以及第二表皮层3，所述中间层为秸秆层1，所述第一表皮层2的材质与所述第二表皮层3的材质相同或不同。秸秆层1能够有效利用农业废弃物，提升秸秆的利用率，也大大降低了生产成本，秸秆材料制成品具有较好的可降解性，可以促进生态环境的可持续发展，同时，在秸秆层1的表面设置第一表皮层2和第二表皮层3，可以提高秸秆层1的强度，保护秸秆层1不被磨损，且使得使用范围更广。

生物质材料制成品可以是板状结构，板状的生物质材料制成品可以制作成为包装箱、阻隔墙或者挡水板等。但不限于此，生物质材料制成品也可以是异形结构，可以制作成包装托盘，根据需要包装的物品形状设置，本发明对此不作限定。

所述第一表皮层2和所述第二表皮层3均为纸材层、布层、木板层、涂料层、塑料板层、彩钢板层、竹编织层、麻编织层、麦秆编织层或稻杆编织层。木板层、塑料板层和彩钢板层的结构强度较高，作为第一表皮层2和第二表皮层3时，使得生物质材料制成品具有较高的结构强度。竹编织层、麻编织层、麦秆编织层或稻杆编织层可以有效地将竹、麻、麦秆以及稻杆等农业生产物利用起来，且这些物质均具有较好的降解性，可以促进生态环境的可持续发展。纸材层以及布层的材质较为柔软，可以提高触感。涂料层可以增加秸秆层1表面的美观性。

优选地，所述布层为无纺布层，无纺布具有透气、柔韧、质轻、柔软舒适以及可循环再用等特点，可以提高触感，且使得生物质材料制成品具备较好的降解性。

所述第一表皮层2和所述第二表皮层3的表面均设有保护层。在第一表皮层2和第二表皮层3设置保护层，可以保护第一表皮层2和第二表皮层3的不受损坏，保证生物质材料制成品的使用寿命。保护层可以是保护薄膜或者是保护涂层，可以保护第一表皮层2和第二表皮层3的使用寿命。

所述秸秆层1由麦秆、稻杆、玉米秆、高粱秆、豆秆、辣椒秆、油菜秆、亚麻秆、芦苇秆、棉秆、木屑、甘蔗渣、椰子壳、棕榈杆、花生壳、核桃壳中的一种或多种制备而成。麦秆、稻杆、玉米秆、高粱秆、豆秆、辣椒秆、油菜秆、亚麻秆、芦苇秆、棉秆、木屑、甘蔗渣、椰子壳、棕榈杆、花生壳、核桃壳均为农业废弃物，利用率低，将这些材料制作成秸秆层1，有效地利用了这些农业废气物。这些材料可以制成颗粒状、丝状、纤维状等，以满足生物质材料制成品在不同应用中的需求。

本发明还提供一种生物质材料制成品的制备方法，用于制作上述的生物质材料制成品，具体包括如下步骤：

s1：以秸秆为原料，秸秆通过粉碎机粉碎后，获得秸秆细料；

s2：在秸秆细料中添加胶黏剂，并将秸秆细料与胶黏剂混合均匀；

s3：将步骤s2得到的秸秆细料与胶黏剂混合物放入压制模具中，采用微波加热工艺，将其干燥固化制成秸秆层1；

s4：在秸秆层1的上、下两个表面均喷覆胶黏剂，分别将第一表皮层2和第二表皮层3分别贴合到涂有胶黏剂的秸秆层1的上、下两个表面上，然后通过微波加热工艺，将其干燥制成生物质材料制成品。

以秸秆为原料进行制备成秸秆层1，能够有效利用农业废弃物，提升秸秆的利用率，也大大降低了生产成本，同时，秸秆材料制成品具有较好的可降解性，可以促进生态环境的可持续发展。秸秆层1及其与第一表皮层2和第二表皮层3之间的胶黏剂通过微波加热工艺固化，内部和外部的胶黏剂几乎同时加热升温，使得内外加热均匀一致，固化时间短，有效地提高了生产效率，且微波加热可以对秸秆上的有害菌、虫害等微生物起到杀菌作用，微生物的蛋白质结构发生变化，从而失去生物活性，使菌体死亡或受到严重干扰而无法繁殖。

所述步骤s2和s4中的胶黏剂为以下的至少一种或其组合物：丁腈、丁苯、苯丙、聚氨酯、聚乙烯、淀粉胶、蛋白质胶、聚乙烯醇胶、聚醋酸乙烯胶、高分子量聚乙烯、极高分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚酯、聚酰胺、尼龙、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯基化合物、聚四氟乙烯、非纤维状增塑纤维素、聚烯烃、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸环己二亚甲酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚丙烯酸化物、聚甲基丙烯酸甲酯、苯烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、聚氯乙烯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、增塑纤维素、乙基纤维素、丙酸纤维素，包括上述的任何衍生物或共聚物。这些物质均具有较好的耐化学药品性、耐热性、粘接性等性能，且均能用于微波加热固化。

所述步骤s2中的胶黏剂的添加量为秸秆原料重量的1～10％，保证秸秆细料之间、秸秆层1与第一表皮层2、秸秆层1与第二表皮层3的具有较好的粘接性。

所述步骤s3和s4中的微波波长范围为0.1-0.5m，波长为0.1-0.5m的微波对胶黏剂具有较好的加热效果。微波加热的时长可以根据胶黏剂的使用量以及生物质材料制成品的尺寸进行选择。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。