[发明专利]一种玉米秸秆纤维阻燃重组集成材及制备方法

说明书

本发明涉及一种玉米秸秆纤维阻燃重组集成材及制备方法，属于人造板加工技术领域。将玉米秸秆进行疏解得到纵向不断裂、横向不松散交错相连的玉米秸秆外皮纤维，使用有机阻燃剂对玉米秸秆皮进行处理，使其具备阻燃性能。阻燃处理的同时能够对秸秆表面进行化学预处理，使其有利于胶接；使用专用间苯二酚改性酚醛树脂胶黏剂对阻燃玉米秸秆纤维进行粘接，在施胶过程中加入无机阻燃剂；将玉米秸秆外皮纤维进行集成材的平行定向铺装；热压处理得到玉米秸秆纤维阻燃重组集成材；发明的玉米秸秆纤维阻燃重组集成材具有良好的力学性能和阻燃性能，能够达到建筑B1级标准。

技术领域

本发明涉及一种玉米秸秆纤维阻燃重组集成材及制备方法，属于人造板加工技术领域。

背景技术

我国的秸秆每年都有大量的剩余，常有集中焚烧秸秆现象发生，既造成了环境的严重污染，又导致了资源的巨大浪费。如何做好秸秆就地转化和深加工，成为亟待解决的问题，提高秸秆的利用，对可持续农村经济的发展，必定产生深远的影响。但是我国农作物秸秆综合利用率较低，秸秆过剩引发了秸秆焚烧，道路安全等一系列的社会问题，通过科技创新，研发农作物秸秆高价值综合利用技术，促进我国农业生产的可持续发展，已成为全社会高度关注和亟待解决的热点问题。农作物秸秆用于刨花板、纤维板以及复合制板的研究已经非常多见，但是，借鉴重组木的工艺制造农作物秸秆重组材的研究，国外还未见到相关文献报道，国内文献也非常少。从理论上分析玉米秸秆可用于生产重组材人造板，鉴于秸秆本身的特点，应进一步研究与开发适合秸秆原料的工艺技术、设备和胶粘剂，使玉米秸秆重组材能够在我国得到推广发展，但是，目前还缺乏制备玉米秸秆来制造阻燃重组材的经验。玉米秸秆主要由皮、穰、叶三大部分组成，组织结构有很大不同。从动物饲料的应用、新能源的利用和直接还田效应上看玉米秸秆皮的综合利用最差。玉米秸秆具备质量轻、成本低、纤维性强等特点，可以变废为宝，降低建材的成本。由于玉米秆是一年生植物，纤维强度远远低于木材，以农作物秸秆为原料制备的板材强度低、易变形。因此秸秆不粉碎进行外皮的整体利用，压制集成材对改善板材性能意义重大。同时秸秆相对木材更易燃烧，并且秸秆燃烧过程释放大量的热，蔓延速度快，还能释放有毒烟气，因此造成的火灾危害大。采取有效的技术措施将玉米秸秆制成燃烧性能满足B级要求的阻燃板材，将对实现农作物秸秆资源化利用起到重要的作用。在阻燃剂的应用方面添加型阻燃剂因其工艺简单、易复合使用、阻燃效果好等优点而被广泛使用，并且能够降低浓烟密度，提高炭化。反应型阻燃剂具有特定的反应官能团，通过化学反应将阻燃基团引入到材料当中，不迁移，能够达到永久阻燃的目的，用于处理玉米秸秆纤维阻燃效果更好。虽然玉米秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，但其结构疏松、纤维细胞含量(60％)低于木材(75％-98％)，溶液抽提物含量较高，灰分含量大(4％)。因此选用合理的阻燃剂以及胶黏剂，配合一定的加工工艺才能制备阻燃性能和强度都较好的板材。本项发明能够带动农作物秸秆产业经济的发展，能够为促进农民增收、发展生态农业、保护自然环境起到巨大作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，工艺简单的玉米秸秆纤维阻燃重组集成材及制备方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种玉米秸秆纤维阻燃重组集成材的制备方法，其特点是使用反应型有机阻燃剂和添加型无机阻燃剂相结合的方法制备玉米秸秆纤维阻燃重组集成材。

本发明是一种玉米秸秆纤维阻燃重组集成材的制备方法，其特点是使用可反应型有机磷氮阻燃剂，羟甲基磷酸脒基脲盐对玉米秸秆外皮纤维进行浸渍阻燃处理，pH值为7-8，要求浸渍温度为40-60℃,浸渍时间2-6h,阻燃剂质量百分浓度为5％-25％。阻燃剂处理玉米秸秆后不影响对酚醛树脂类胶黏剂的固化反应和胶合强度。同时阻燃剂在浸渍处理秸秆纤维的同时其弱碱性能够去除玉米秸秆外皮的硅脂、蜡质以及油状薄膜物，提高表面极性，增加纤维的暴露，有利于胶合。改善因阻燃剂引起的板材吸潮的现象以及阻燃剂迁移的缺点。