【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合板材制造，特别是涉及利用农作物秸秆、木竹加工剩余物制备无机复合材料的方法。
技术介绍
1、我国农作物秸秆资源非常丰富，其中稻秸秆和麦秸秆占比接近一半。秸秆焚烧会引起空气污染，而直接还田会导致病虫害等农业生产安全问题。加强秸秆材料的有效利用已成为社会各界十分关注的议题。此外，随着我国木竹加工产业的发展，每年产生大量的木竹加工剩余物，如锯屑、边角料、砂光粉等，回炉焚烧的能量利用率较低，亦会对大气环境产生负面影响。秸秆和木竹加工剩余物的主要组分为纤维素、半纤维素和木质素，具有孔隙率高、导热系数低、纤维强度大等材料特性。使用秸秆和木竹加工剩余物作为原材料，通过构建有机/无机胶凝体系制备复合材料是一种重要的农林废弃物综合利用途径。目前，见于报道的可制备大幅面秸秆或木质纤维增强复合材料以无机胶凝体系为主，如硅酸盐水泥、石膏、氯氧镁水泥等。其中，以氯氧镁水泥为主体的镁基胶泥材料水化凝结迅速，更适合作为无机胶黏剂与秸秆和木质纤维料进行复合。
2、现有专利（公开号：110978165a），公开了一种多原料混合制板的方法及生产线。所述方法包括刨花处理、秸秆处理、混合、粉碎、施胶、制板六个步骤；所述生产线包括秸秆线、木质线和混合线。此方法所用秸秆碎料尺寸短小，未能充分发挥不同长度秸秆单元的优势；而且此方法是以秸秆刨花和木材刨花的混合碎料制备三层结构板，未针对秸秆料和木质纤维料的性能差异分别利用。
3、现有专利（公开号：114833912a），公开了一种秸秆复合板及其制作方法。所述秸秆复合板通过对秸秆处理至秸秆
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供利用秸秆、木竹加工剩余物制备无机复合材料的方法，以解决上述现有技术存在的问题，在农作物秸秆全尺寸上进行技术和产品开发，在充分发挥稻秸秆、麦秸秆、木竹加工剩余物的材料和镁基无机材料特性基础上，提高秸秆和木竹加工剩余物的综合利用率和产品价值，丰富秸秆基复合材料品类。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供利用秸秆、木竹加工剩余物制备无机复合材料的方法，主要包括以下步骤：
4、1）前处理
5、所述前处理主要是对稻秸秆进行去叶作业，去除率达到60%以上，麦秸秆无需进行去叶加工；对需要堆积存放的稻、麦秸秆，需要将其干燥至含水率小于25%；
6、2）单元加工
7、将符合要求的稻秸秆和（或）麦秸秆加工成不同长度规格的物料单元，包括1cm、1cm~ 2 cm、2 cm ~5 cm、5 cm ~10 cm、10 cm ~ 20 cm、20 cm至原秸秆长度一半，对应的将木竹加工剩余物加工成长度1cm、2 cm、3.5cm和5cm的多种长度规格，以制备不同密度和用途的产品；
8、3）混料
9、使用添加3%~7%建筑胶泥的镁基胶泥作为无机胶黏剂，当秸秆单元长度1 cm时，木材加工剩余物的长度不大于1cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为90~95：1~5：1~7；当秸秆单元长度为1 cm ~ 2 cm时，木材加工剩余物的长度不大于2cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为85~90：1~12：1~15；当秸秆单元长度为2cm ~ 5cm时，木材加工剩余物的长度不大于3.5cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为80~85：1~15：1~17；当秸秆单元长度为5cm ~ 10cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于5cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为75~80：1~20：1~20；当秸秆单元长度为10cm ~ 20 cm时，木材加工剩余物的长度格不大于5cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为70~75：1~22：1~25；当秸秆单元长度20大于等于20cm至原秸秆长度一半时，木材加工剩余物的长度不大于5cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为50~70：1~25：1~30；秸秆单元长度小于5 cm的以机械拌胶为主，5 cm~10 cm的以机械拌胶和机械喷胶相结合，而大于10 cm的以机械喷涂为主；所述机械拌胶一般采用间歇式或连续式机械拌胶，所述机械喷胶是利用压力不低于0.5mpa的压缩空气将所述无机胶黏剂均匀喷洒到秸秆单元上，并和强制拌胶后的木材加工剩余物均匀混合或分层叠放，以完成混料操作。
10、4）铺装
11、依据混料后材料流动性选择自动连续铺装或半自动模具铺装。当原料长度小于成型后坯料厚度一半且镁基胶泥比例达到75%以上时，优选自动连续铺装；当原料长度小于成型后坯料厚度且镁基胶泥达到80%以上时，优选自动连续铺装；当原料长度大于成型后坯材料厚度且镁基胶泥比例小于95%时，优选半自动模具铺装，镁基胶泥比例小于75%时，优选半自动模具铺装。为减少铺装后镁基胶泥材料在重力作用下自然流动导致的坯料厚度方向上密度分布不均匀，当镁基胶泥比例达到75%以上时在自动连续铺装和半自动模具铺装后均应采用拍浆装置拍浆，镁基胶泥比例不小于80%的，在其处于较好流动状态时至少完成一次上下翻料作业。
12、5）成型和一次养生
13、当产品密度小于0.7g/cm3时，所述成型和一次养生同步进行，优选加热加压方法，优选压力0.23~0.59 mpa，温度35℃~60℃，时间4~12 h，当产品密度大于0.7g/cm3时，所述成型和一次养生可同时、也可前后进行，成型优选压力为0～0.35 mpa，一次养生温度为20℃～55℃，时间为4~24h；所述一次养生后的坯料镁基胶泥处于不完全固化状态，固化程度在75%～85%之间。
14、6）粗加工
15、对一次养生过后的不完全固化坯料进行截断、锯剖和裁边等切削加工。
16、7）二次养生
17、根据产品厚度不同选择相应的优化养生温度、湿度和时间，使得坯料充分固结，坯料厚度小于5 cm的，优选养生温度25℃~50℃，时间为2~6 d，坯料厚度5～15cm的，优选养生温度为30℃~60℃，时间为2~6d，坯料厚度大于15 cm时，优选养生温度35℃~70℃，时间为2~7d。
18、9）精加工
19、对二次养生过后的坯料进行铣削和砂光等精加工，包括边部铣削加工和上、下表面砂光加工，依据秸秆单元长度和材料密度来选择不同磨削工艺，秸秆单元1cm时，材料密度0.95g/cm3的，选择p100~p120两组砂带磨削，1 cm~2cm时，材料密度0.80g/cm3 ~0.95g/cm3的选择p80~p120两组砂带磨削、2 cm ~ 5 cm时，材料密度0.65g/cm3 ~0.80g/cm3的选择p80~p100两组砂带磨削，5 cm ~ 10 cm时，材料密度0.50g/cm3 ~0.65g/cm3的选择p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用秸秆、木竹加工剩余物制备无机复合材料的方法，其特征在于，包括前处理、单元加工、混料、铺装、成型、一次养生、粗加工、二次养生和精加工等步骤。所述前处理主要是对稻秸秆进行去叶作业，叶柄去除率达到60%以上，麦秸秆可不去叶；对需要堆积存放的稻、麦秸秆，需将其干燥至含水率小于25%。所述单元加工是将稻、麦秸秆加工成2cm~5cm、5 cm~10cm、10cm~20cm以及20cm至原秸秆长度一半的多种长度规格，对应的将木竹加工剩余物加工成长度1cm、2 cm、3.5cm和5cm的多种长度规格，以制备不同功能的无机复合材料。所述混料是采用添加适量建筑胶泥的镁基胶泥作为无机胶黏剂，将秸秆单元与木竹加工剩余物按设计的比例混料；其特征在于，当秸秆单元长度1 cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于1cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为90~95：1~5：1~7；当秸秆单元长度为1 cm ~ 2 cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于2cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比分别为85~90：1~12：1~15；当秸秆单元长度为2 cm ~ 5 cm时，木材加工剩余物的长度规格
2.根据权利要求1所述的混料步骤，其特征在于，秸秆单元长度小于5 cm的以强制拌胶为主，5 cm~10 cm的以强制拌胶和机械喷胶相结合，而大于10 cm的以机械喷涂为主。所述强制拌胶一般采用间歇式或连续式强制拌胶，所述机械喷涂是利用压力不低于0.5MPa的压缩空气将所述无机胶黏剂均匀喷洒到秸秆单元上，并和强制拌胶后的木材加工剩余物均匀混合或分层叠放，以完成混料操作。
3.根据权利要求1所述的铺装步骤，其特征在于，所述铺装步骤包括自动连续铺装和半自动模具铺装，秸秆单元长度小于铺装后混合坯料铺装厚度且秸秆单元长度小于10cm的，或用胶量大于80%的，优选自动铺装或连续铺装；秸秆单元长度大于铺装后混合坯料铺装成厚度或秸秆单元长度大于10cm的，或者用胶量小于80%的优选半自动模具铺装；为减少铺装后镁基胶泥材料在重力作用下自然流动导致的坯料厚度方向上密度分布不均匀，对镁基胶泥比例不小于80%的，所述自动连续铺装和半自动模具铺装后均应采用拍浆装置拍浆，对镁基胶泥比例不小于90%的，在其铺装后镁基胶泥处于较好流动状态时至少完成一次上下翻料作业。
4.根据权利要求1所述的成型和一次养生步骤，其特征在于，所述的成型和一次养生工艺因产品密度差异而不同，当产品密度小于0.7 g/cm3时，所述成型和一次养生选择同步进行，并采用加热加压方法，优选压力0.22~0.59MPa，温度35℃~70℃，时间4~12h，当产品密度大于0.7 g/cm3时，所述成型和一次养生可以前后分开进行，优选成型压力为0~0.25 MPa，养生温度为20℃~60℃，时间为4~24h。
5.根据权利要求1所述的一次养生步骤，其特征在于，一次养生后的坯料镁基胶泥处于不完全固化状态，固化程度为75%～85%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗加工包括截断、锯剖和裁边等切削加工。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次养生是在特定温度、时间下的坯料充分固结的过程，坯料厚度小于5cm的，优选养生温度为25℃~50℃，时间为2~6d，坯料厚度5~15cm的，优选养生温度为30℃~60℃，时间为2~6d，坯料厚度大于15cm时，优选养生温度35℃~70℃，时间为2~7d。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的精加工包括边部的铣削加工和上、下表面的砂光加工，此时，依据秸秆单元长度选择不同磨削工艺，1cm时选择P100-P120两组砂带磨削、1 cm~2cm时选择P80-P120两组砂带磨削、2cm ~ 5cm时选择P80-P100两组砂带磨削、5 cm ~ 10 cm时选择P60-P80两段砂带磨削、10 cm...
【技术特征摘要】
1.一种利用秸秆、木竹加工剩余物制备无机复合材料的方法，其特征在于，包括前处理、单元加工、混料、铺装、成型、一次养生、粗加工、二次养生和精加工等步骤。所述前处理主要是对稻秸秆进行去叶作业，叶柄去除率达到60%以上，麦秸秆可不去叶；对需要堆积存放的稻、麦秸秆，需将其干燥至含水率小于25%。所述单元加工是将稻、麦秸秆加工成2cm~5cm、5 cm~10cm、10cm~20cm以及20cm至原秸秆长度一半的多种长度规格，对应的将木竹加工剩余物加工成长度1cm、2 cm、3.5cm和5cm的多种长度规格，以制备不同功能的无机复合材料。所述混料是采用添加适量建筑胶泥的镁基胶泥作为无机胶黏剂，将秸秆单元与木竹加工剩余物按设计的比例混料；其特征在于，当秸秆单元长度1 cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于1cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比为90~95：1~5：1~7；当秸秆单元长度为1 cm ~ 2 cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于2cm，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比分别为85~90：1~12：1~15；当秸秆单元长度为2 cm ~ 5 cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于3.5cm，径级尺寸小于成型材料厚度的一半，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比分别为80~85：1~15：1~17；当秸秆单元长度为5 cm ~ 10cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于5cm，径级尺寸小于成型材料厚度的一半，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比分别为75~80：1~20：1~20；当秸秆单元长度为10cm ~ 20cm时，木材加工剩余物的长度规格不大于5cm，径级尺寸小于成型材料厚度的一半，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比分别为70~75：1~22：1~25；当秸秆单元长度20 cm至原秸秆长度一半时，木材加工剩余物的长度规格不大于5cm，径级尺寸小于成型材料厚度的一半，镁基胶泥、木竹加工剩余物、秸秆质量比分别为50~70：1~25：1~30。
2.根据权利要求1所述的混料步骤，其特征在于，秸秆单元长度小于5 cm的以强制拌胶为主，5 cm~10 cm的以强制拌胶和机械喷胶相结合，而大于10 cm的以机械喷涂为主。所述强制拌胶一般采用间歇式或连续式强制拌胶，所述机械喷涂是利用压力不低于0.5mpa的压缩空气将所述无机胶黏剂均匀喷洒到秸秆单元上，并和强制拌胶后的木材加工剩余物均匀混合或分层叠放，以完成混料操作。
3.根据权利要求1所述的铺装步骤，其特征在于，所述铺装步骤包括自动连续铺装和半自动模具铺装，秸秆单元长度小于铺装后混合坯料铺装厚度且秸秆单元长度小于10cm的，或用胶量大于80%的，优选自动铺装或连续铺装；秸秆单元长度大于铺装后混合坯料铺装成厚度或秸秆...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱俊，马灵飞，郑化高，姜延红，张健，
申请(专利权)人：江山市门业全屋定制产业创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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