一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材及其制备方法，属于建筑材料技术领域，是以普通一年生植物秸秆纤维为主要原材料，配以硫铝酸盐水泥、硅藻土、粉煤灰、膨润土等矿物外加剂，该板材充分利用硅藻土和秸秆的吸附性能。与传统的建筑保温板材相比，不仅具有较低导热系数，优良的耐火性，而且对环境湿度具有很好的调节功能。作为一种新型的秸秆纤维板材，生产过程不但不产生废液废气，而且这种新型的秸秆纤维板材充分地利用了农业废弃物秸秆，对节能利废具有重要的环保意义，有力的促进建筑保温板材的绿色发展。

【技术实现步骤摘要】
一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材及其制备方法
本专利技术涉及一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材及其制备方法，属于建筑材料

技术介绍
硅藻土为单细胞藻类生物形成的硅质沉积岩，常见的硅藻土形貌有圆盘形、圆筒形和圆筛形，我国硅藻土储量、产量仅次于美国，为世界上第二大的硅藻土富集区，仅吉林省白山地区已经探明的储量就已多达3.4亿吨。硅藻土主要化学成分为具有短程有序网状结构的非晶态的SiO2。其网状结构中的Si-O-缺陷，极易结合H+而形成具有强亲水性的硅羟基(Si-OH)，且硅藻土表面覆盖有大量羟基和氢键，因而其呈弱酸性(pH值为6.0～7.0)；同时硅藻不但上下壳体具有类“盒子”结构，而且硅藻盘边缘富有类墨水瓶形孔道，这些微孔孔径半径、孔体积、孔隙率和比表面积主要集中在50nm～800nm，0.45cm3/g～0.98cm3/g，80％～90％，15m2/g～60m2/g，内部的超微细孔是活性碳的5000～6000倍，使其表现出极强的物理吸附性，可快速吸收自重1.5～4倍的水和1.1～1.5倍的油分。我国作为农业大国，具有丰富的秸秆产量。据统计现阶段我国秸秆年产量在9亿吨左右。秸秆富含纤维素、木质素，多聚糖，灰分，蛋白质，脂质以及果胶等。无论是粗纤维部分还是蛋白质，其组成的基本单位都是葡萄糖，葡萄糖大分子链是由许多简单的单糖结构单元组合而成，且在单糖分子外部游离着大量的羟基(OH-)，羟基的存在使得纤维获得了改性与反应的节点，可以很好地固化空气中的水分子和气体等。同时由于秸秆纤维表面具有细胞壁毛细管结构，比表面积大，孔隙率也极高，对室内环境中的有害气体的吸附具有良好的作用。所以其作为一种可再生绿色资源，如果不能合理利用反而会带来巨大环境隐患。人作为有机生命体，生存环境对生命体具有诸多影响，如空气湿度对生命体的影响，据统计相对湿度低于40％时，人体代谢功能下降、脉搏及呼吸减慢、皮肤发紧、皮下血管紧缩、呼吸道抵抗力减弱。但过高的相对湿度将影响人体的调温功能，因散热不良而引起体温升高、血管舒张，脉搏加快，甚至产生头晕等症状；同时湿度过大最严重危害是加速微生物繁殖，使人们极易感染疾病。因此拥有一个相对稳定的湿度环境对卫生安全及健康有很重要的影响。甲醛是室内有机化合物污染的的主要成分，相对空气比重是1.06，易溶于水、醇和醚等有机物。1995年被国际癌症研究机构确定为人类第一类致癌物。甲醛的致癌作用主要取决于浓度，当甲醛浓度在每立方米空气中达到0.06mg/m3～0.07mg/m3时，儿童就会发生气喘；当达到0.1mg/m3时，便会有异味和感到不适应；如果浓度继续升高时，对人体的神经系统、免疫系统、肝脏等都有毒害，更有致畸、致癌作用，严重危害人体的健康安全。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，该板材充分利用硅藻土和秸秆的吸附性能，对室内环境的改善有积极作用。本专利技术的另一个目的在于提供一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提出了一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述硅藻土改性秸秆纤维建筑板材的原料包括：秸秆纤维10重量份～30重量份，硫铝酸盐水泥40重量份～70重量份，硅藻土5重量份～30重量份，粉煤灰5重量份～10重量份，膨润土5重量份～10重量份，聚乳酸树脂5重量份～15重量份，乙烯基三硅烷3重量份～8重量份，聚二甲基硅氧烷1重量份～5重量份。所述秸秆纤维含水率在10％～20％，除尘处理，经过除尘处理后秸秆纤维长度控制在5mm～10mm及10mm～25mm两种长度区段。所述硫铝酸盐水泥的强度为52.5MPa，细度为350㎡/kg。所述硅藻土的制备过程如下：将三级硅藻土在球磨机转速为250r/min～500r/min的条件下，粉磨至比表面积为15m2/g～30m2/g，将粉磨后的硅藻土置于高温马弗炉中煅烧，依次经过升温、恒温、降温三个阶段，得到本专利技术所需硅藻土，其中升温阶段的温度为20℃～40℃，时间为100min～120min，恒温阶段的温度为500℃～700℃，时间为90min～150min，降温阶段的温度为100℃～200℃，时间为120min～150min。所述乙烯基三硅烷和聚二甲基硅氧烷为分析纯度。所述粉煤灰的等级为二级。所述膨润土为三级钙基膨润土。所述聚乳酸树脂最低成膜温度为20℃～90℃，分散于水中后平均粒径在1μm～2μm。本专利技术还提出了一种制备权利要求1所述硅藻土改性秸秆纤维建筑板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备长度区段分别为5mm～10mm、10mm～25mm的秸秆纤维；2)按重量比1：1称取步骤1)中两种长度区段的秸秆纤维，混合均匀，向混合后的秸秆纤维表面均匀喷射浓度为3％的聚乳酸树脂溶液，干燥成膜收集备用；3)处理硅藻土：将三级硅藻土在球磨机转速为250r/min～500r/min的条件下，粉磨至比表面积为15m2/g～30m2/g，将粉磨后的硅藻土置于高温马弗炉中煅烧，依次经过升温、恒温、降温三个阶段，得到本专利技术所需硅藻土，其中升温阶段的温度为20℃～40℃，时间为100min～120min，恒温阶段的温度为500℃～700℃，时间为90min～150min，降温阶段的温度为100℃～200℃，时间为120min～150min；4)称取硫铝酸盐水泥、粉煤灰、膨润土及经步骤3)处理得到的硅藻土，搅拌均匀制成混合料Ⅰ；5)称取硫铝酸盐水泥及经步骤3)处理得到的硅藻土加水搅拌均匀制成混合料Ⅱ；6)将步骤2)制得的秸秆纤维放入搅拌机中，然后加入乙烯基三硅烷和水，在搅拌机中以60r/min～90r/min的转速均匀搅拌30s～60s；7)称取步骤4)中制好的混合料Ⅰ放入步骤6)中所述的搅拌机内，加水，再次以90r/min～120r/min的转速搅拌60s～90s，停止15s～30s，加入聚二甲基硅氧烷，以120r/min～150r/min的转速搅拌60s～90s，制得秸秆纤维混合料；8)在模具底部均匀涂抹一层经步骤5)制得的混合料Ⅱ，厚度控制在1mm～10mm，并在混合料Ⅱ上覆盖一层耐碱纤维网格布；9)将步骤7)制得的秸秆纤维混合料均匀摊铺于步骤8)中已均匀涂抹一层经步骤5)制得的混合料Ⅱ，且完成耐碱纤维网格布覆盖的模具上；10)秸秆纤维混合料添加完毕后，在秸秆纤维混合料上方再覆盖一层耐碱纤维网格布，并在耐碱纤维网格布上均匀涂抹一层经步骤5)制得的混合料Ⅱ，厚度控制在1mm～10mm，制得复合板体；11)将步骤10)制好的复合板体在温度为100℃～200℃、压强为20Mpa～200Mpa的条件下压制，压制时间为1～5小时，脱模干燥即得到硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其中，步骤4)中所述硅藻土的用量为5重量份～30重量份，所述硫铝酸盐水泥的用量为40重量份～70重量份，所述粉煤灰的用量为5重量份～10重量份，所述膨润土的用量为5重量份～10重量份；步骤5)中所述硅藻土的用量为5重量份～30重量份，所述硫铝酸盐水泥的用量为40重量份～70重量份，所述水的用量为20重量份～40重量份；步骤6)中所述秸秆纤维的用量为10重量份～30重量份，所述乙烯基三硅烷的用量为3重量份～8重量份，所述水的用量为25重量份～45重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述硅藻土改性秸秆纤维建筑板材的原料包括：秸秆纤维10重量份～30重量份，硫铝酸盐水泥40重量份～70重量份，硅藻土5重量份～30重量份，粉煤灰5重量份～10重量份，膨润土5重量份～10重量份，聚乳酸树脂5重量份～15重量份，乙烯基三硅烷3重量份～8重量份，聚二甲基硅氧烷1重量份～5重量份。

【技术特征摘要】
1.一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述硅藻土改性秸秆纤维建筑板材的原料包括：秸秆纤维10重量份～30重量份，硫铝酸盐水泥40重量份～70重量份，硅藻土5重量份～30重量份，粉煤灰5重量份～10重量份，膨润土5重量份～10重量份，聚乳酸树脂5重量份～15重量份，乙烯基三硅烷3重量份～8重量份，聚二甲基硅氧烷1重量份～5重量份。2.根据权利要求1所述的一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述秸秆纤维含水率在10％～20％，除尘处理，经过除尘处理后秸秆纤维长度控制在5mm～10mm及10mm～25mm两种长度区段。3.根据权利要求1所述的一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述硫铝酸盐水泥的强度为52.5MPa，细度为350㎡/kg。4.根据权利要求1所述的一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述硅藻土的制备过程如下：将三级硅藻土在球磨机转速为250r/min～500r/min的条件下，粉磨至比表面积为15m2/g～30m2/g，将粉磨后的硅藻土置于高温马弗炉中煅烧，依次经过升温、恒温、降温三个阶段，得到本发明所需硅藻土，其中升温阶段的温度为20℃～40℃，时间为100min～120min，恒温阶段的温度为500℃～700℃，时间为90min～150min，降温阶段的温度为100℃～200℃，时间为120min～150min。5.根据权利要求1所述的一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述乙烯基三硅烷和聚二甲基硅氧烷为分析纯度。6.根据权利要求1所述的一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述粉煤灰的等级为二级。7.根据权利要求1所述的一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述膨润土为三级钙基膨润土。8.根据权利要求1所述的一种硅藻土改性秸秆纤维建筑板材，其特征在于，所述聚乳酸树脂最低成膜温度为20℃～90℃，分散于水中后平均粒径在1μm～2μm。9.一种制备权利要求1所述硅藻土改性秸秆纤维建筑板材的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备长度区段分别为5mm～10mm、10mm～25mm的秸秆纤维；2)按重量比1：1称取步骤1)中两种长度区段的秸秆纤维，混合均匀，向混合后的秸秆纤维表面均匀喷射浓度为3％的聚乳酸树脂溶液，干燥成膜收集备用；3)处理硅藻土：将三级硅藻土在球磨机转速为250r/min～500r/min的条件下，粉磨至比表面积为15m2/g～30m2/...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖力光，刘喜旭，蒋大伟，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22