地质聚合物基植物纤维板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种地质聚合物基植物纤维板及其制备方法，由以下原料按重量份组成：液态钠水玻璃55～58份，偏高岭土30～35份以及非木浆纤维10～15份，将所述偏高岭土与所述液态水玻璃混合得到浆液后，在所述浆液中加入所述木屑粉末进一步混合均匀得到浆料，所述浆料移至模具中下挤压成型，脱模后放在自然条件下养护7～10天得到。本发明专利技术具有强度高，硬化快、耐腐蚀，耐水性能好，吸水膨胀率极低，养护工艺条件简单方便，对人类无害的有益效果，克服水泥基植物纤维板生产工艺复杂、只能利用打浆纤维、生产成本高的问题，采用该方法还能提高农林剩余物的利用率。

Geological polymer based plant fiber board and manufacturing method thereof

The invention provides a geopolymer based plant fiber board and its preparation method comprises the following raw materials by weight: liquid sodium water glass from 55 to 58, 30 to 35 portions of metakaolin and non wood fiber is 10 ~ 15, the metakaolin and the liquid water glass slurry mixing after adding the sawdust powder is further mixed slurry in the slurry, the slurry to the lower die extrusion molding, demoulding after placed under natural conditions in 7 ~ 10 days of maintenance. The invention has the advantages of high strength, rapid hardening, corrosion resistance, good water resistance, the water swelling rate is extremely low, the maintenance process is simple and convenient, beneficial harmless to humans, overcome the production process of cement plant fiber board complex, can only use the beating fiber, high production cost, the method can improve the utilization of agricultural and forestry surplus the rate of.

【技术实现步骤摘要】
地质聚合物基植物纤维板及其制造方法
本专利技术涉及一种地质聚合物基植物纤维板，特别是涉及一种使用偏高岭土和非木浆纤维作为原材料的地质聚合物基植物纤维板，属于建筑材料

技术介绍
水泥纤维板因为具有防水防潮、防火绝缘、隔音隔热、质轻高强、施工简易、安全无害等特点而得到了相当程度的应用，但所用纤维大多采用打浆后的木浆纤维，其生产工艺比较复杂，从而提高了水泥纤维板的生产能耗和生产成本。而且，水泥的生产要排放大量二氧化碳，生产过程还会对环境造成严重的污染。另外，非木浆纤维增强水泥板在使用过程中，其强度和韧性均随时间有较大幅度的下降，所以没有得到广泛应用。地质聚合物是一种新型胶凝材料，较之于常规的硅酸盐水泥，具有强度高、硬化快、耐酸碱腐蚀等优点。目前主要通过使用碱性激发剂激发偏高岭土、粉煤灰、矿物废渣等中的硅铝酸盐来制备。植物纤维是自然界最为丰富的天然高分子，非木浆纤维主要包括稻草、稻壳、麦秸、玉米秸秆、甘蔗渣、棉花秆、木屑、竹屑等农作物秸秆或其它植物的秆茎。由于地质聚合物的性能优于水泥，因此用地质聚合物复合非木浆纤维生产纤维板，其性能要优于水泥纤维板，有很好的应用前景，对于非木浆纤维的利用，特别是对于农林产品剩余物的利用具有很强的现实意义。所以，用地质聚合物与非木浆纤维生产纤维板对减少环境污染和废物利用两方面其应用前景非常广阔。现有技术中公开了一种地聚物基纤维板，CN201310742307.4，其采用矿渣基地质聚合物作为基体，利用经磨浆分离干燥后的木材纤维作为纤维材料，又采用聚丙烯纤维、玻璃纤维中的一种或者两者的混合物作为增强纤维，因此其原料和工艺比较复杂。
技术实现思路
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本专利技术的专利技术人已经发现，在使用一定比例的偏高岭土和液态钠水玻璃混合的地质聚合物作为基体，混合非木浆纤维制作的纤维板强度不仅可以达到水泥木屑板JC/T411-2007标准，并且高于一般市面上的水泥木屑板，而且制作工艺和原料获得相较于普通水泥纤维板的制作更加简单。基于这种发现，完成了本专利技术。本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和或缺陷，提供一种原料仅为偏高岭土、液态钠水玻璃和非木浆纤维作为原材料的地质聚合物基植物纤维板，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种强度高，硬化快、耐腐蚀，耐水性能好，吸水膨胀率极低，养护工艺条件简单方便，对人类无害的纤维板，其能够代替现在使用的水泥纤维板运用于建筑材料中，并且优于现有材料。本专利技术还有一个目的是克服水泥基植物纤维板生产工艺复杂、只能利用打浆纤维、生产成本高的问题，提高农林剩余物的利用率。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种地质聚合物基植物纤维板，由以下原料按重量份组成：液态钠水玻璃55～58份，偏高岭土30～35份以及非木浆纤维10～15份；其中，所述液态钠水玻璃为市售工业液态钠水玻璃加入氢氧化钠水溶液稀释得到，模数为1.5～1.8，固含量49％～52％；所述偏高岭土为高岭土原矿或水洗后的高岭土在700-900℃环境中煅烧2～3小时所得的细度200-800目粉体；所述非木浆纤维为刨木花、废木屑、锯木屑、树木枝桠等多种非木浆纤维原料，经粉碎机粉碎成20～40目的粉末，干燥冷却后含水量为12-20％。优选的是，其中，所述液态钠水玻璃配制过程为：往模数为3.1～3.4，固含量31％～40％的市售工业液态钠水玻璃加入一定量的固体氢氧化钠，搅拌混匀得到模数为1.5～1.8，固含量为49％～52％液态钠水玻璃。优选的是，其中，所述偏高岭土的煅烧步骤在内热式回转煅烧窑中进行，所述内热式回转煅烧窑的转速为1.0～1.4转/分钟，进料量为1～3吨/小时。优选的是，其中，所述地质聚合物基植物纤维板的密度1100～1700kg/m3。本专利技术的目的还可以进一步由制造地质聚合物基植物纤维板的方法来实现，该方法包括以下步骤：步骤一：按照比例称取各种原料；步骤二：将所述偏高岭土中加入液态水玻璃中，在加入过程中充分搅拌，共混搅拌10～30min，直到彻底搅拌均匀，混合物中不出现结块的偏高岭土，得到地质聚合物基浆料；步骤三：将所述地质聚合物基浆料加入木屑粉末，并混合均匀，得到地质聚合物和木屑的均匀混合物料；步骤四：把以上充分混合好的浆料移至纤维板的模具中，刮平，用1.5MPa压力及60℃热压挤压成型2小时后脱模，然后放在自然条件下养护7～10天。密度为1100-1700kg/m3的成品。本专利技术至少包括以下有益效果：(1)由于本专利技术采用的是以地质聚合物基为胶凝材料，以植物纤维为原料，不经化学处理，不添加额外的化学添加剂，原材料都是绿色环保材料，并且生产过程中无废液排放，因此制作过程以及产品使用过程中无毒无害，是一种环保材料。(2)由于本专利技术采用地质聚合物基为胶凝材料，因此产品与水泥基非木浆植物纤维板相比，耐久性好。(3)由于本专利技术采用半干法处理物料，物料含水率较低，能解决模压过程中浆液外溢问题。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。本专利技术配方一组份配方(公斤)液态水玻璃(模数1.5，固含量52％)55偏高岭土30植物纤维15本专利技术配方二组份配方(公斤)液态水玻璃(模数1.6，固含量50.6％)57偏高岭土31植物纤维12本专利技术配方三组份配方(公斤)液态水玻璃(模数1.7，固含量49％)58偏高岭土32植物纤维10本专利技术配方四组分配方(公斤)液态水玻璃(模数1.8，固含量50％)55偏高岭土35植物纤维10以上制备的植物纤维板，均由以下方法制备步骤一：按照比例称取各种原料；步骤二：将所述偏高岭土中加入液态水玻璃中，搅拌速度40-80r/min，共混搅拌10～30min，直到混合物中不出现结块的偏高岭土，得到地质聚合物基浆料；步骤三：将所述地质聚合物基浆料加入木屑粉末，并混合均匀，得到地质聚合物和木屑的均匀混合物料；步骤四：把以上充分混合好的浆料移至纤维板的模具中，刮平，用1.5MPa压力及60℃热压挤压成型2小时后脱模，然后放在自然条件下养护7～10天。密度为1100-1700kg/m3的成品。比较例1组分配方(公斤)液态水玻璃(模数1.5，固含量52％)52偏高岭土30植物纤维18比较实例2组分配方(公斤)液态水玻璃(模数1.7，固含量50％)53偏高岭土37植物纤维10产品性能：产品各项性能都达到标准“水泥木屑板JC/T411-2007”的要求。经检测本专利技术产品的主要物理力学性能如下表1：表1比较例的性能见表2表2从上表1能够看出，实例中由于采用了一定比例的液态水玻璃、偏高岭土、木屑纤维制作纤维板，其成品性能显著高于水泥木屑板的标准。例如，实例中木屑纤维成分的比例应控制在10～15之间，如果超过，则会使复合材料结构相对松散，得到的板材力学性能下降；如果纤维含量不足，会使纤维的增强作用下降，也会导致力学性能下降。比较例1与实例1相比，选取木屑纤维含量为18份，参数中除液态水玻璃相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地质聚合物基植物纤维板，由以下原料按重量份组成：液态钠水玻璃55～58份，偏高岭土30～35份以及非木浆纤维10～15份；其中，所述液态钠水玻璃为市售工业液态钠水玻璃加入固体氢氧化钠得到，模数为1.5～1.8，固含量49％～52％；所述偏高岭土为高岭土原矿或水洗后的高岭土在700‑900℃环境中煅烧2～3小时所得的细度200‑800目粉体；所述非木浆纤维为刨木花、废木屑、锯木屑、树木枝桠等多种非木浆纤维原料，经机械方法粉碎成20～40目的木屑粉末，干燥冷却后含水量为12‑20％。

【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物基植物纤维板，由以下原料按重量份组成：液态钠水玻璃55～58份，偏高岭土30～35份以及非木浆纤维10～15份；其中，所述液态钠水玻璃为市售工业液态钠水玻璃加入固体氢氧化钠得到，模数为1.5～1.8，固含量49％～52％；所述偏高岭土为高岭土原矿或水洗后的高岭土在700-900℃环境中煅烧2～3小时所得的细度200-800目粉体；所述非木浆纤维为刨木花、废木屑、锯木屑、树木枝桠等多种非木浆纤维原料，经机械方法粉碎成20～40目的木屑粉末，干燥冷却后含水量为12-20％。2.如权利要求1所述的地质聚合物基植物纤维板，其特征在于，所述液态钠水玻璃配制过程为：往模数为3.1～3.4，固含量31％～40％的市售工业液态钠水玻璃加入一定量的固体氢氧化钠，搅拌混匀得到模数为1.5～1.8，固含量为49％～52％液态钠水玻璃。3.如权利要求1所述的地质聚合物基植物纤维板，其特征在于，所述偏高岭土的煅烧步骤在内热式回转煅烧窑中进行，所述内热式回转煅烧窑的转速为1.0～1.4转/分钟，进料量为1～3吨/小时。4.如权利要求1所述的地质聚合物基植物纤维板，其特征在于，所述的偏高岭土其SiO2和Al2O3的含量在90％wt以上。5.如权利要求1所述的地质聚合物基植物纤维板，其特征在于，所述木屑的处理过程包括：将非木浆纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑广俭，陆万里，韦世菊，谈建立，张明燕，
申请(专利权)人：广西师范学院，
类型：发明
国别省市：广西,45