本發明屬于無機環保膠黏劑技術領域,具體涉及一種應用于阻燃秸稈板制造的環保阻燃無機膠黏劑及其制備方法。
背景技術:
隨著社會經濟的發展,人們生活對生活質量的要求也越來越高,目前,在建筑裝飾、家具制作等行業經常會使用到多層木質板、細木工板以及中密度板,在使用過程中,這三種裝飾板材都存在著共同的缺點:不防火,具有大量的有害物質,嚴重危害使用者的身體健康,需要消耗大量的木材。
雖然目前市面上雖然已有各式各樣的防火板(如:石膏板、水泥板、氧化鎂板、硅酸鈣板等),但其成品皆為一種素材,換言之,其成品在制造過程中皆未對其表面做裝飾處理,例如其中的石膏板或水泥板皆在施工完成后,再在其表面涂以水泥漆或貼以壁紙或貼以其它的裝飾薄板(如:天然薄木片),因此除了造成現場裝修施工的費時及不便外,且涂料或貼合劑殘留于室內的氣味亦將造成裝修現場的環境污染,而影響人體健康,加之通常該等表面裝飾材料的防水性不佳,且很容易在經一段時日后因退膠而剝落。尤其是,通常該等表面裝飾材料的耐火性并不佳,一旦遇火源亦會產生濃煙及有毒氣體,而妨害人員逃生。
目前國外研究和應用最廣的是麥秸和稻草人造板。起初采用傳統木材刨花板的生產工藝,使用uf(脲醛樹脂)樹脂生產秸稈板,但由于秸稈碎料表面存在臘質層影響膠合,導致板材性能很差。隨著mdi(異氰酸脂)樹脂應用于秸稈人造板領域,雖然成本較高,但膠合問題得到了較好的解決,板材性能也得到了很大提高,而且也不存在甲醛釋放問題,出于環保的考慮,秸稈板被各發達國家政府重視。1995年primeboard公司在美國成立,年產秸稈秸稈板5.3萬m3;1988年加拿大建成了世界上最大的麥秸板廠lsoboard公司,年產能達23萬m3。到1999年,北美地區至少有12家秸稈板廠計劃在2000-2002年投產,但由于這些國家的秸稈收集成本以及投資成本過高,與木材人造板相比,秸稈板在成本控制方面不及木制人造板,到2001年至目前,北美過去一些時期已有至少8家農作物秸稈人造板廠倒閉。在生產設備方面,國外幾大人造板設備制造商都曾尚試生產秸稈人造板專用設備,但在實踐中也遭到了不同程度的困難;主要是原料制備、施膠系統、板坯運輸系統以及脫模系統的一些技術難題未得到徹底解決。國外農作物秸稈人造板發展停滯不前的原因:從技術角度看,是工業設計的簡單及理想化,從商業角度看則是成本的昂貴使其無法與木質人造板競爭。
我國從20世紀70年代開始進行秸稈人造板的開發研究,初始的研究著重于uf(脲醛樹脂)膠黏劑的改性,使板材的性能達到相關國家標準要求,但未獲得理想效果。進入90年代,隨著國外mdi生產秸稈人造板取得成功,國內也開始大規模的研究開發,研究方向主要集中在稻麥中密度板、麥秸纖維板、水泥/麥秸刨花板、秸稈塑料復合板等方面。其中以信陽美麗真好秸稈新材料科技有限公司研發的阻燃秸稈板、刨花板較有代表性,如申請號為201510638031.4的中國專利公開了一種阻燃刨花板,包括:秸稈顆粒7-9份,阻燃劑0.5-1.5份,粘合劑0.3-1.0份,該阻燃刨花板經過燃燒試驗,可達到b1級,阻燃性能較好。
總體而言,國內秸稈人造板生產仍處于初級階段,產業化進程仍十分艱難。其原因主要在于:(1)以mdi為膠黏劑,由此帶來的設備、管理、技術等生產成本過高以及生產組織規模的問題(注,生產規模過大,不利于原料收儲,過小,無經濟效益。);(2)農作物秸稈收集、儲存和選料的問題;(3)產品品種能否在性能、功能、價格與木制人造板相比的問題;(4)生產規模能否適應我國農村、農業、農民的生產模式和耕作習慣等變化,能否做到低投入、高產出的問題;(5)產業政策能否適應政府、企業、農民三者利益和諧統一的問題。綜上所述,從單純的技術角度分析,目前國內外農作物秸稈制人造板的核心技術問題首先是膠合問題,由于mdi樹脂的應用,使現代秸稈人造板的技術有了階段性的發展,但即使如此,與木材人造板相比,仍有相當大的差距;尤其是在原材料的收集和制備、生產設備、產品成本方面,能否得到普遍應用和推廣,還需找到的一條適合中國國情的發展路徑。
技術實現要素:
本發明的目的在于克服現有技術的不足,是在于提供了一種環保阻燃無機膠黏劑,該膠黏劑將阻燃劑與粘合劑合二為一,具有永久阻燃、有效成分不流失、零甲醛釋放的優異特性。
本發明的另一個目的是在于提供了該環保阻燃無機膠黏劑的制備方法,該方法具有工藝簡單、經濟可行、適合大規模推廣的諸多優點。
為實現上述目的,本發明所采取的技術方案為:
一種環保阻燃無機膠黏劑,所述無機膠黏劑包括白膠和青膠,以重量份計,所述白膠的原料組成包括氧化鎂20~80份、氯化鎂10~40份、硫酸鎂5~30份、納米氧化銻10~40份、超細微硅粉10~40份、檸檬酸0.5~1份、磷酸鈉0.5~1份、硼酸0.5~1份和去離子水30~100份,所述青膠的原料組成包括鋁溶膠10~40份、水玻璃10~40份、聚乙烯醇20~60份和去離子水80~200份。
優選的,以重量份計,所述白膠的原料組成包括氧化鎂40~60份、氯化鎂20~30份、硫酸鎂10~20份、納米氧化銻15~30份、超細微硅粉20~30份、檸檬酸0.6~0.8份、磷酸鈉0.6~0.8份、硼酸0.6~0.8份和去離子水50~80份,所述青膠的原料組成包括鋁溶膠20~30份、水玻璃15~30份、聚乙烯醇30~50份和去離子水100~180份。
進一步優選,以重量份計,所述白膠的原料組成包括氧化鎂60份、氯化鎂30份、硫酸鎂20份、納米氧化銻15份、超細微硅粉20份、檸檬酸0.6份、磷酸鈉0.6份、硼酸0.6份和去離子水80份,所述青膠的原料組成包括鋁溶膠20份、水玻璃15份、聚乙烯醇40份和去離子水180份。
另外,該技術方案中所述氧化鎂由菱鎂礦或白云石煅燒而成,所述煅燒為輕燒,其煅燒溫度為550-750℃。
所述納米氧化銻的粒徑為20~100nm,所述超細微硅粉的粒徑為0.1~0.3μm。
本發明還提供了所述環保阻燃無機膠黏劑的制備方法,具體步驟為:(1)首先按所述重量份數將去離子水加入到反應釜中,隨后加入相應重量份的鋁溶膠、水玻璃和聚乙烯醇,在不斷的攪拌下緩慢加熱,待溫度升高至85-95℃時,停止加熱,慢慢冷卻至室溫即得青膠;(2)在不斷的攪拌下,按重量份將氧化鎂、氯化鎂、硫酸鎂、納米氧化銻、超細微硅粉、檸檬酸、磷酸鈉、硼酸和去離子水混合制成均勻的混合物,即為白膠;(3)在不斷的攪拌下,將步驟(1)的青膠和步驟(2)白膠按質量比1:5-10進行混合均勻即得所述環保阻燃無機膠黏劑。
并且,本發明還要求保護所述環保阻燃無機膠黏劑在制造環保阻燃秸稈板中的應用。
本發明的環保阻燃無機膠黏劑將阻燃劑和粘合劑合二為一制備而得,主要應用于秸稈板的制造中,其中,白膠為阻燃成分,青膠為粘合成分;在阻燃成分中,氧化鎂、氯化鎂、硫酸鎂為三種基礎成分;氧化鎂由菱鎂礦或白云石煅燒而成,所述煅燒為輕燒,其煅燒溫度為550-750℃,輕燒氧化鎂熔點大于2800℃,具有較好的防火防腐功效,氯化鎂使用工業六水氯化鎂,具有耐火阻燃功能,其與氧化鎂反應生成5mg(oh)2·mgcl2·8h2o相,產生強度,使板材具有優異的抗低溫性能和防火性能;而硫酸鎂為工業用mgso4·7h2o,細度在70-80目,能夠與氧化鎂反應產生強度,改善板材的抗水性和防潮性;然而僅僅以氧化鎂、氯化鎂、硫酸鎂為三種充分作為阻燃劑,其并不能達到耐持久高溫的效果,本發明創造性的通過添加納米氧化銻和超細微硅粉,納米氧化銻和超細微硅粉復合添加入基礎阻燃成分中,以分散的狀態滲透到秸稈顆粒的各個層面,不但可以有效改善秸稈板的阻燃防火性能,還可以改善材料的沖擊強度和韌性,并兼具抑煙功效。在粘合成分中,聚乙烯醇是一種無色、無毒、無腐蝕性、可生物降解的綠色粘結劑,其水溶液與秸稈顆粒接觸時,能夠依靠pva分子的緊密接觸以及分子間的吸附作用形成具有一定機械性能的連續膜,從而將秸稈顆粒均勻的粘附在一起;但是,由于pva碳鏈的長短及醇解度的大小直接影響膜的物理機械性能,使得聚乙烯醇單獨作為粘結劑時并不能完全制造優質的秸稈板,而本發明通過加入一定比例的鋁溶膠和水玻璃,一方面通過將鋁溶膠分散到聚乙烯醇中增加聚乙烯醇在高溫下的粘結穩定性和機械性能,另一方面鋁溶膠可以與水玻璃中的硅結合成硅鋁合成物,成分散點狀活網狀結構,明顯改善聚乙烯醇粘結劑的耐高溫性能和粘結成膜性能,并且由于水玻璃的存在,還在一定程度上增強了秸稈板的耐腐蝕性能。
本發明的有益效果為:(1)本發明開發了一種高性能環保的無機阻燃粘膠劑,該膠黏劑具有十分優異的膠合強度,能夠取代傳統的有機mdi膠黏劑,在應用于秸稈板制造中,具有阻燃、無甲醛釋放、耐水、防蟲、抗潮濕以及防腐的特性;(2)本發明的環保阻燃無機膠黏劑制備成本低廉,其價格僅為mdi膠黏劑的十分之一,脲醛膠的二分之一,酚醛膠的四分之一;(3)本發明環保阻燃無機膠黏劑的制備工藝簡單可行、經濟環保,適合于大規模推廣。
具體實施方式
下面通過具體的實施方式,對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
實施例1
制造本發明實施例環保阻燃膠黏劑的工藝步驟為:(1)首先將160kg去離子水加入到反應釜中,隨后加入10kg的鋁溶膠、10kg水玻璃和20kg聚乙烯醇,在不斷的攪拌下緩慢加熱,待溫度升高至90℃時,停止加熱,慢慢冷卻至室溫即得青膠;(2)在不斷的攪拌下,按重量份將60kg氧化鎂、30kg氯化鎂、20kg硫酸鎂、10kg納米氧化銻、10kg超細微硅粉、0.5kg檸檬酸、0.5kg磷酸鈉、0.5kg硼酸和80kg去離子水混合制成均勻的混合物,即為白膠;(3)在不斷的攪拌下,將步驟(1)的青膠和步驟(2)白膠按質量比1:7進行混合均勻即得所述環保阻燃無機膠黏劑。
將本發明實施例的環保阻燃無機膠黏劑應用于環保阻燃秸稈板的制造,具體工藝為:
(1)農作物秸稈除雜粉碎:專用設備清除秸稈中磚瓦、石塊、泥土及金屬類雜質,并將清理干凈的秸稈進行自然晾曬干燥,控制秸稈的含水率在約10%之間;然后將秸稈分別輸入到表、芯層粉碎機中進行粉碎,表層粉碎機粉碎至3-5mm,芯層粉碎機粉碎至5-10mm;
(2)計量分裝:分別按照表、芯層秸稈顆粒40kg,環保阻燃無機膠黏劑10kg來稱取原料,然后分別按照表、芯層秸稈的不同將秸稈顆粒、環保阻燃無機膠黏劑置于不同容器中攪拌均勻形成表、芯層混合料;
(3)鋪裝入模:將所述表、芯層混合料分別輸送到鋪裝機中,按照表層鋪裝表層混合料,芯層鋪裝芯層混合料,鋪裝機將表、芯層混合料分50次均勻鋪裝到墊板上,形成50張鋪裝混合料層,然后將每張鋪裝混合料層連同墊板送到模具中;
(4)預壓成型:在常溫及露點溫度為75攝氏度的濕度下,對墊板上的混合料施加3.5×105牛頓的壓力,預壓10s后形成所述秸稈纖維預制板坯;
(5)定型冷壓:在常溫下,將50張所述秸稈纖維預制板坯連同所述墊板放入鎖模機構中,并施加1.2×107牛頓的壓力,恒壓15min,形成一定高度的秸稈纖維坯;
(6)鎖模:將上述定型冷壓步驟得到的秸稈纖維坯連同所述墊板鎖定在模具中,并對其施加1.2×107牛頓的壓力進行固化一段時間,形成秸稈纖維定型板坯;
(7)養護脫模:解除鎖定所述秸稈纖維定型板坯,并從所述墊板上取出所述秸稈纖維定型板坯;
(8)干燥:將上述秸稈纖維定型板坯放入紅外循環干燥箱內干燥25s,得到環保阻燃秸稈板半成品;所述紅外循環干燥箱設定的紅外波段為1-3微米;
(9)半成品鋸邊:依據實際需求對上述勻質秸稈芯板半成品進行裁邊處理,得到相應長度和寬度的環保阻燃秸稈板半成品;
(10)砂光:采用砂光機拋光上述鋸邊后的環保阻燃秸稈板半成品,得到所述環保阻燃秸稈板成品;
(11)包裝入庫:對上述環保阻燃秸稈板成品進行質量檢查,并將合格的產品打包并入庫保存。
性能測定:(1)水煮實驗:取制造的秸稈板置于100℃沸水中水煮5h,然后于60℃干燥,測定水煮后后內結合強度數值為1.19mpa,水煮前強度為1.25mpa;
(2)按照gb8624-2012規定的方法進行燃燒實驗,實驗結果為:總熱值pcs約為1.6mj/kg,燃燒增長速率指數figr0.2mj約為21w/s,600s內熱量總釋放約為2.3mj,火焰橫向蔓延長度小于試樣邊緣,煙氣生成速率指數約為0.8m2/s2,600s內總產煙量約為36m2,達到a1級標準。
(3)按照gb/t17657-2013規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板的密度約為1010kg/m3,面板正常狀態下的靜曲強度約為35兆帕/毫米,彈性模量約為2400兆帕/毫米,含水率約為9.0%。
(4)按照gb18580-2002規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板甲醛釋放量約為0.05mg/l。
對比例1
制造本發明實施例環保阻燃膠黏劑的工藝步驟為:(1)首先將160kg去離子水加入到反應釜中,隨后加入10kg水玻璃和20kg聚乙烯醇,在不斷的攪拌下緩慢加熱,待溫度升高至90℃時,停止加熱,慢慢冷卻至室溫即得青膠;(2)在不斷的攪拌下,按重量份將60kg氧化鎂、30kg氯化鎂、20kg硫酸鎂、10kg納米氧化銻、10kg超細微硅粉、0.5kg檸檬酸、0.5kg磷酸鈉、0.5kg硼酸和80kg去離子水混合制成均勻的混合物,即為白膠;(3)在不斷的攪拌下,將步驟(1)的青膠和步驟(2)白膠按質量比1:7進行混合均勻即得所述環保阻燃無機膠黏劑。
將本發明實施例的環保阻燃無機膠黏劑應用于環保阻燃秸稈板的制造,具體工藝為:
(1)農作物秸稈除雜粉碎:專用設備清除秸稈中磚瓦、石塊、泥土及金屬類雜質,并將清理干凈的秸稈進行自然晾曬干燥,控制秸稈的含水率在約10%之間;然后將秸稈分別輸入到表、芯層粉碎機中進行粉碎,表層粉碎機粉碎至3-5mm,芯層粉碎機粉碎至5-10mm;
(2)計量分裝:分別按照表、芯層秸稈顆粒40kg,環保阻燃無機膠黏劑10kg來稱取原料,然后分別按照表、芯層秸稈的不同將秸稈顆粒、環保阻燃無機膠黏劑置于不同容器中攪拌均勻形成表、芯層混合料;
(3)鋪裝入模:將所述表、芯層混合料分別輸送到鋪裝機中,按照表層鋪裝表層混合料,芯層鋪裝芯層混合料,鋪裝機將表、芯層混合料分50次均勻鋪裝到墊板上,形成50張鋪裝混合料層,然后將每張鋪裝混合料層連同墊板送到模具中;
(4)預壓成型:在常溫及露點溫度為75攝氏度的濕度下,對墊板上的混合料施加3.5×105牛頓的壓力,預壓10s后形成所述秸稈纖維預制板坯;
(5)定型冷壓:在常溫下,將50張所述秸稈纖維預制板坯連同所述墊板放入鎖模機構中,并施加1.2×107牛頓的壓力,恒壓15min,形成一定高度的秸稈纖維坯;
(6)鎖模:將上述定型冷壓步驟得到的秸稈纖維坯連同所述墊板鎖定在模具中,并對其施加1.2×107牛頓的壓力進行固化一段時間,形成秸稈纖維定型板坯;
(7)養護脫模:解除鎖定所述秸稈纖維定型板坯,并從所述墊板上取出所述秸稈纖維定型板坯;
(8)干燥:將上述秸稈纖維定型板坯放入紅外循環干燥箱內干燥25s,得到環保阻燃秸稈板半成品;所述紅外循環干燥箱設定的紅外波段為1-3微米;
(9)半成品鋸邊:依據實際需求對上述勻質秸稈芯板半成品進行裁邊處理,得到相應長度和寬度的環保阻燃秸稈板半成品;
(10)砂光:采用砂光機拋光上述鋸邊后的環保阻燃秸稈板半成品,得到所述環保阻燃秸稈板成品;
(11)包裝入庫:對上述環保阻燃秸稈板成品進行質量檢查,并將合格的產品打包并入庫保存。
性能測定:(1)水煮實驗:取制造的秸稈板置于100℃沸水中水煮5h,然后于60℃干燥,測定水煮后后內結合強度數值為0.57mpa,水煮前強度為0.89mpa;
(2)按照gb8624-2012規定的方法進行燃燒實驗,實驗結果為:總熱值pcs約為2.5mj/kg,燃燒增長速率指數figr0.2mj約為39w/s,600s內熱量總釋放約為4.6mj,火焰橫向蔓延長度小于試樣邊緣,煙氣生成速率指數約為1.8m2/s2,600s內總產煙量約為52m2,未達到a1級標準。
(3)按照gb/t17657-2013規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板的密度約為980kg/m3,面板正常狀態下的靜曲強度約為26兆帕/毫米,彈性模量約為2470兆帕/毫米,含水率為8.5%。
(4)按照gb18580-2002規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板甲醛釋放量約為0.05mg/l。
對比例2
制造本發明實施例環保阻燃膠黏劑的工藝步驟為:(1)首先將160kg去離子水加入到反應釜中,隨后加入10kg的鋁溶膠和20kg聚乙烯醇,在不斷的攪拌下緩慢加熱,待溫度升高至90℃時,停止加熱,慢慢冷卻至室溫即得青膠;(2)在不斷的攪拌下,按重量份將60kg氧化鎂、30kg氯化鎂、20kg硫酸鎂、10kg納米氧化銻、10kg超細微硅粉、0.5kg檸檬酸、0.5kg磷酸鈉、0.5kg硼酸和80kg去離子水混合制成均勻的混合物,即為白膠;(3)在不斷的攪拌下,將步驟(1)的青膠和步驟(2)白膠按質量比1:7進行混合均勻即得所述環保阻燃無機膠黏劑。
將本發明實施例的環保阻燃無機膠黏劑應用于環保阻燃秸稈板的制造,具體工藝為:
(1)農作物秸稈除雜粉碎:專用設備清除秸稈中磚瓦、石塊、泥土及金屬類雜質,并將清理干凈的秸稈進行自然晾曬干燥,控制秸稈的含水率在約10%之間;然后將秸稈分別輸入到表、芯層粉碎機中進行粉碎,表層粉碎機粉碎至3-5mm,芯層粉碎機粉碎至5-10mm;
(2)計量分裝:分別按照表、芯層秸稈顆粒40kg,環保阻燃無機膠黏劑10kg來稱取原料,然后分別按照表、芯層秸稈的不同將秸稈顆粒、環保阻燃無機膠黏劑置于不同容器中攪拌均勻形成表、芯層混合料;
(3)鋪裝入模:將所述表、芯層混合料分別輸送到鋪裝機中,按照表層鋪裝表層混合料,芯層鋪裝芯層混合料,鋪裝機將表、芯層混合料分50次均勻鋪裝到墊板上,形成50張鋪裝混合料層,然后將每張鋪裝混合料層連同墊板送到模具中;
(4)預壓成型:在常溫及露點溫度為75攝氏度的濕度下,對墊板上的混合料施加3.5×105牛頓的壓力,預壓10s后形成所述秸稈纖維預制板坯;
(5)定型冷壓:在常溫下,將50張所述秸稈纖維預制板坯連同所述墊板放入鎖模機構中,并施加1.2×107牛頓的壓力,恒壓15min,形成一定高度的秸稈纖維坯;
(6)鎖模:將上述定型冷壓步驟得到的秸稈纖維坯連同所述墊板鎖定在模具中,并對其施加1.2×107牛頓的壓力進行固化一段時間,形成秸稈纖維定型板坯;
(7)養護脫模:解除鎖定所述秸稈纖維定型板坯,并從所述墊板上取出所述秸稈纖維定型板坯;
(8)干燥:將上述秸稈纖維定型板坯放入紅外循環干燥箱內干燥25s,得到環保阻燃秸稈板半成品;所述紅外循環干燥箱設定的紅外波段為1-3微米;
(9)半成品鋸邊:依據實際需求對上述勻質秸稈芯板半成品進行裁邊處理,得到相應長度和寬度的環保阻燃秸稈板半成品;
(10)砂光:采用砂光機拋光上述鋸邊后的環保阻燃秸稈板半成品,得到所述環保阻燃秸稈板成品;
(11)包裝入庫:對上述環保阻燃秸稈板成品進行質量檢查,并將合格的產品打包并入庫保存。
性能測定:(1)水煮實驗:取制造的秸稈板置于100℃沸水中水煮5h,然后于60℃干燥,測定水煮后后內結合強度數值為1.19mpa,水煮前強度為1.25mpa;
(2)按照gb8624-2012規定的方法進行燃燒實驗,實驗結果為:總熱值pcs約為1.6mj/kg,燃燒增長速率指數figr0.2mj約為21w/s,600s內熱量總釋放約為2.3mj,火焰橫向蔓延長度小于試樣邊緣,煙氣生成速率指數約為0.8m2/s2,600s內總產煙量約為36m2,達到a1級標準。
(3)按照gb/t17657-2013規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板的密度約為1010kg/m3,面板正常狀態下的靜曲強度約為35兆帕/毫米,彈性模量約為2400兆帕/毫米,含水率約為9.0%。
(4)按照gb18580-2002規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板甲醛釋放量約為0.05mg/l。
性能測定:(1)水煮實驗:取制造的秸稈板置于100℃沸水中水煮5h,然后于60℃干燥,測定水煮后后內結合強度數值為0.66mpa,水煮前強度為0.95mpa;
(2)按照gb8624-2012規定的方法進行燃燒實驗,實驗結果為:總熱值pcs約為2.9mj/kg,燃燒增長速率指數figr0.2mj約為44w/s,600s內熱量總釋放約為4.5mj,火焰橫向蔓延長度小于試樣邊緣,煙氣生成速率指數約為2.3m2/s2,600s內總產煙量約為59m2,未達到a1級標準。
(3)按照gb/t17657-2013規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板的密度約為960kg/m3,面板正常狀態下的靜曲強度約為28兆帕/毫米,彈性模量約為2490兆帕/毫米,含水率為9.7%。
(4)按照gb18580-2002規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板甲醛釋放量約為0.04mg/l。
對比例3
制造本發明實施例環保阻燃膠黏劑的工藝步驟為:(1)首先將160kg去離子水加入到反應釜中,隨后加入10kg的鋁溶膠、10kg水玻璃和20kg聚乙烯醇,在不斷的攪拌下緩慢加熱,待溫度升高至90℃時,停止加熱,慢慢冷卻至室溫即得青膠;(2)在不斷的攪拌下,按重量份將60kg氧化鎂、30kg氯化鎂、20kg硫酸鎂、10kg超細微硅粉、0.5kg檸檬酸、0.5kg磷酸鈉、0.5kg硼酸和80kg去離子水混合制成均勻的混合物,即為白膠;(3)在不斷的攪拌下,將步驟(1)的青膠和步驟(2)白膠按質量比1:7進行混合均勻即得所述環保阻燃無機膠黏劑。
將本發明實施例的環保阻燃無機膠黏劑應用于環保阻燃秸稈板的制造,具體工藝為:
(1)農作物秸稈除雜粉碎:專用設備清除秸稈中磚瓦、石塊、泥土及金屬類雜質,并將清理干凈的秸稈進行自然晾曬干燥,控制秸稈的含水率在約10%之間;然后將秸稈分別輸入到表、芯層粉碎機中進行粉碎,表層粉碎機粉碎至3-5mm,芯層粉碎機粉碎至5-10mm;
(2)計量分裝:分別按照表、芯層秸稈顆粒40kg,環保阻燃無機膠黏劑10kg來稱取原料,然后分別按照表、芯層秸稈的不同將秸稈顆粒、環保阻燃無機膠黏劑置于不同容器中攪拌均勻形成表、芯層混合料;
(3)鋪裝入模:將所述表、芯層混合料分別輸送到鋪裝機中,按照表層鋪裝表層混合料,芯層鋪裝芯層混合料,鋪裝機將表、芯層混合料分50次均勻鋪裝到墊板上,形成50張鋪裝混合料層,然后將每張鋪裝混合料層連同墊板送到模具中;
(4)預壓成型:在常溫及露點溫度為75攝氏度的濕度下,對墊板上的混合料施加3.5×105牛頓的壓力,預壓10s后形成所述秸稈纖維預制板坯;
(5)定型冷壓:在常溫下,將50張所述秸稈纖維預制板坯連同所述墊板放入鎖模機構中,并施加1.2×107牛頓的壓力,恒壓15min,形成一定高度的秸稈纖維坯;
(6)鎖模:將上述定型冷壓步驟得到的秸稈纖維坯連同所述墊板鎖定在模具中,并對其施加1.2×107牛頓的壓力進行固化一段時間,形成秸稈纖維定型板坯;
(7)養護脫模:解除鎖定所述秸稈纖維定型板坯,并從所述墊板上取出所述秸稈纖維定型板坯;
(8)干燥:將上述秸稈纖維定型板坯放入紅外循環干燥箱內干燥25s,得到環保阻燃秸稈板半成品;所述紅外循環干燥箱設定的紅外波段為1-3微米;
(9)半成品鋸邊:依據實際需求對上述勻質秸稈芯板半成品進行裁邊處理,得到相應長度和寬度的環保阻燃秸稈板半成品;
(10)砂光:采用砂光機拋光上述鋸邊后的環保阻燃秸稈板半成品,得到所述環保阻燃秸稈板成品;
(11)包裝入庫:對上述環保阻燃秸稈板成品進行質量檢查,并將合格的產品打包并入庫保存。
性能測定:(1)水煮實驗:取制造的秸稈板置于100℃沸水中水煮5h,然后于60℃干燥,測定水煮后后內結合強度數值為0.76mpa,水煮前強度為0.97mpa;
(2)按照gb8624-2012規定的方法進行燃燒實驗,實驗結果為:總熱值pcs約為2.7mj/kg,燃燒增長速率指數figr0.2mj約為60w/s,600s內熱量總釋放約為5.1mj,火焰橫向蔓延長度小于試樣長翼邊緣,煙氣生成速率指數約為2.4m2/s2,600s內總產煙量約為70m2,未達到a1級標準。
(3)按照gb/t17657-2013規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板的密度約為1000kg/m3,面板正常狀態下的靜曲強度約為16兆帕/毫米,彈性模量約為2100兆帕/毫米,含水率為8.4%。
(4)按照gb18580-2002規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板甲醛釋放量約為0.05mg/l。
對比例4
制造本發明實施例環保阻燃膠黏劑的工藝步驟為:(1)首先將160kg去離子水加入到反應釜中,隨后加入10kg的鋁溶膠、10kg水玻璃和20kg聚乙烯醇,在不斷的攪拌下緩慢加熱,待溫度升高至90℃時,停止加熱,慢慢冷卻至室溫即得青膠;(2)在不斷的攪拌下,按重量份將60kg氧化鎂、30kg氯化鎂、20kg硫酸鎂、10kg納米氧化銻、10kg超細微硅粉、0.5kg檸檬酸、0.5kg磷酸鈉、0.5kg硼酸和80kg去離子水混合制成均勻的混合物,即為白膠;(3)在不斷的攪拌下,將步驟(1)的青膠和步驟(2)白膠按質量比1:7進行混合均勻即得所述環保阻燃無機膠黏劑。
將本發明實施例的環保阻燃無機膠黏劑應用于環保阻燃秸稈板的制造,具體工藝為:
(1)農作物秸稈除雜粉碎:專用設備清除秸稈中磚瓦、石塊、泥土及金屬類雜質,并將清理干凈的秸稈進行自然晾曬干燥,控制秸稈的含水率在約10%之間;然后將秸稈分別輸入到表、芯層粉碎機中進行粉碎,表層粉碎機粉碎至3-5mm,芯層粉碎機粉碎至5-10mm;
(2)計量分裝:分別按照表、芯層秸稈顆粒40kg,環保阻燃無機膠黏劑10kg來稱取原料,然后分別按照表、芯層秸稈的不同將秸稈顆粒、環保阻燃無機膠黏劑置于不同容器中攪拌均勻形成表、芯層混合料;
(3)鋪裝入模:將所述表、芯層混合料分別輸送到鋪裝機中,按照表層鋪裝表層混合料,芯層鋪裝芯層混合料,鋪裝機將表、芯層混合料分50次均勻鋪裝到墊板上,形成50張鋪裝混合料層,然后將每張鋪裝混合料層連同墊板送到模具中;
(4)預壓成型:在常溫及露點溫度為75攝氏度的濕度下,對墊板上的混合料施加3.5×105牛頓的壓力,預壓10s后形成所述秸稈纖維預制板坯;
(5)定型冷壓:在常溫下,將50張所述秸稈纖維預制板坯連同所述墊板放入鎖模機構中,并施加1.2×107牛頓的壓力,恒壓15min,形成一定高度的秸稈纖維坯;
(6)鎖模:將上述定型冷壓步驟得到的秸稈纖維坯連同所述墊板鎖定在模具中,并對其施加1.2×107牛頓的壓力進行固化一段時間,形成秸稈纖維定型板坯;
(7)養護脫模:解除鎖定所述秸稈纖維定型板坯,并從所述墊板上取出所述秸稈纖維定型板坯;
(8)干燥:將上述秸稈纖維定型板坯放入紅外循環干燥箱內干燥25s,得到環保阻燃秸稈板半成品;所述紅外循環干燥箱設定的紅外波段為1-3微米;
(9)半成品鋸邊:依據實際需求對上述勻質秸稈芯板半成品進行裁邊處理,得到相應長度和寬度的環保阻燃秸稈板半成品;
(10)砂光:采用砂光機拋光上述鋸邊后的環保阻燃秸稈板半成品,得到所述環保阻燃秸稈板成品;
(11)包裝入庫:對上述環保阻燃秸稈板成品進行質量檢查,并將合格的產品打包并入庫保存。
性能測定:(1)水煮實驗:取制造的秸稈板置于100℃沸水中水煮5h,然后于60℃干燥,測定水煮后后內結合強度數值為0.66mpa,水煮前強度為0.93mpa;
(2)按照gb8624-2012規定的方法進行燃燒實驗,實驗結果為:總熱值pcs約為2.8mj/kg,燃燒增長速率指數figr0.2mj約為65w/s,600s內熱量總釋放約為5.5mj,火焰橫向蔓延長度小于試樣邊緣,煙氣生成速率指數約為2.2m2/s2,600s內總產煙量約為70m2,未達到a1級標準。
(3)按照gb/t17657-2013規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板的密度約為1020kg/m3,面板正常狀態下的靜曲強度約為27兆帕/毫米,彈性模量約為2140兆帕/毫米,含水率為8.2%。
(4)按照gb18580-2002規定的方法進行測定,本實施例阻燃秸稈板甲醛釋放量約為0.04mg/l。
本發明,但不以任何方式限制本發明。因此,本領域技術人員應當理解,仍然可以對本發明進行修改或者等同替換;而一切不脫離本發明的精神和技術實質的技術方案及其改進,其均應涵蓋在本發明專利的保護范圍當中。