[发明专利]一种功能性植物纤维石膏材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种功能性植物纤维石膏材料的制备方法，主要用于建筑材料领域。

背景技术

我国是农业大国，每年排放的农业废弃物数量惊人，据统计，我国每年产生的农作物秸秆量约7000万t，每年可供收集的秸秆资源总量高达6000万t。农作物收获后，为保证土地的再次耕种，大量的农作物秸秆被烧掉，既浪费了自然资源，又对环境造成了污染，使CO₂及PM2.5严重超标。随着人们对环保意识的增强，对农作物秸秆的处理已引发人们的高度关注。

目前在植物纤维的资源化利用方面已有大量研究，如利用植物纤维生产沼气、制备木塑复合材料、造纸等，其中利用植物纤维制备新型建筑材料由于用量和需求大，成为人们研究的热点问题。目前在此方面主要的文献、专利报道有：

在文献方面：如艾桃桃研究了利用MgCl₂、MgO作为胶凝材料与植物纤维制备植物纤维装饰板配方（陶瓷，2008年第8期），朱河清等研究了植物纤维水泥空心轻质墙板在建筑中的应用（建筑人造板，2001年第4期），杨子江等研究了植物纤维石膏渣增强砌块（新型墙材，2006年第5期）……，分析这些文献可以发现，在利用植物纤维制备建筑材料时，多数采用的是直接利用植物纤维的方法，而直接使用植物纤维时一般存在着易老化、界面性能差等问题。

在专利方面：已有利用石膏和植物纤维直接复合制备植物纤维-石膏复合材料的内容，但分析这些专利发现，相关权利要求中所涉及的植物纤维并未进行改性，而是直接利用，如植物纤维石膏板轻钢龙骨防火隔墙（01279630）、一种含植物纤维石膏砌块的配制方法（01138351）、一种植物纤维增强增韧氟石膏纸面板的生产方法（201010545685）等，采用这些方法利用植物纤维均可获得一定保温隔热性能，但其它功能难以实现，同时由于植物纤维表面含有部分蜡质材料，其凝结时间和界面性能均难以控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种功能性植物纤维石膏材料的制备方法，使植物纤维-石膏材料既具有良好的力学性能，又具有保温调湿等功能性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种功能性植物纤维石膏材料的制备方法，首先将植物纤维进行半碳化处理得到改性植物纤维，然后将质量比例为改性植物纤维20-50%、石膏30-80%、减水剂0-1%、引气剂0-1%、发气剂0-0.5%、增稠剂0.01-1%、石灰0-10%、水泥0-10%均匀混合即可得到功能性植物纤维石膏材料。

按上述方案，所述的植物纤维半碳化处理工艺指在O₂含量＜1%的气氛或N₂气氛中室温升温至植物纤维着火点温度-着火点温度以下20℃范围，保温30-120min，然后降温至室温。

按上述方案，所述的植物纤维为稻草、麦秸秆、玉米杆或甘蔗渣。

按上述方案，所述的植物纤维着火点温度是采用对植物纤维进行热分析，确定其着火点，所述的热分析指在利用热重法检测物质温度-质量变化关系的仪器中进行的差热分析测试，用于判定植物纤维的脱水温度和着火点温度。

按上述方案，所述的石膏为满足国家标准要求的β半水石膏、α半水石膏中的一种或两种的复合，其细度0.2mm方孔筛筛余小于等于15.0wt%。

按上述方案，所述的减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂和三聚氰胺减水剂中的任意一种或几种的复合。

按上述方案，所述的引气剂为松香树脂类引气剂、烷基类引气剂、烷基芳烃磺酸类引气剂、脂肪醇磺酸盐类引气剂、皂苷类引气剂、蛋白质盐引气剂和石油磺盐酸类引气剂中的任意一种或几种的复合。

按上述方案，所述的发气剂为符合GB2084《发气铝粉》的带脂干铝粉。

按上述方案，所述的增稠剂为甲基纤维素醚、羧甲基纤维素醚、羧丙基甲基纤维素醚、淀粉醚、羧已基纤维素醚、聚丙烯酰胺中的任意一种或几种的复合。

按上述方案，所述的石灰指氧化钙和/或氧化镁的含量大于等于85wt%，其细度0.90mm方孔筛筛余小于等于1.5wt%，且细度0.125mm方孔筛筛余小于等于18.0wt%。

按上述方案，所述的水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和矿渣水泥中的任意一种或几种的复合。

本发明的形成机理为：