一种农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板及其制备方法，该纤维板由以下方法制备：1)取秸秆切断、粉碎、筛分，经氢氧化钠溶液改性并干燥得干燥细料和干燥粗料；2)制备竹炭负载ZnO/CuO复合材料；3)将竹炭负载ZnO/CuO复合材料与八硼酸钠加入脲醛树脂胶黏剂中制备细料胶；将竹炭负载ZnO/CuO复合材料与纳米碳酸钙加入脲醛树脂胶黏剂中制备粗料胶；4)将干燥细料与细料胶混合得细混合料；将干燥粗料与粗料胶混合得粗混合料；以粗混合料为芯层、细混合料为表层进行铺装、预压、热压成型、后处理即得。所得纤维板具有良好的力学性能、抗水防潮性和防腐抗菌性，甲醛释放量低、阻燃性能好，适合推广使用。

Agricultural straw anti-bacterial, antibacterial and flame-retardant fiberboard and preparation method thereof

The invention relates to a crop straw anti-corrosion, antibacterial and flame-retardant fiberboard and a preparation method thereof. The fiberboard is prepared by the following methods: 1) cutting, crushing and sieving the straw, modifying and drying the straw with sodium hydroxide solution to obtain dry fine and coarse materials; 2) preparing the bamboo charcoal-supported ZnO/CuO composite; 3) loading the bamboo charcoal with ZnO/CuO composite; Material and sodium octaborate are added into urea-formaldehyde resin adhesive to prepare fine material adhesive; Bamboo charcoal loaded ZnO/CuO composite and nano-calcium carbonate are added into urea-formaldehyde resin adhesive to prepare coarse material adhesive; 4) dry fine material and fine material are mixed into fine mixture; dry coarse material and coarse material are mixed into coarse mixture; The fine mixture is paved, precompressed, hot pressed and treated after surface treatment. The obtained fiberboard has good mechanical properties, water-proof resistance, anti-corrosion and antibacterial properties, low formaldehyde emission, good flame retardancy, and is suitable for popularization and use.

【技术实现步骤摘要】
一种农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板及其制备方法
本专利技术属于秸秆纤维板
，具体涉及一种农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板及其制备方法。
技术介绍
我国是一个农业大国，农作物秸秆资源非常丰富。秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分，是一种低成本、多用途的可再生生物资源。农作物秸秆的主要化学成分含量(纤维素、半纤维素和木质素)与木材相似，完全可以用来替代木材制造人造板；据统计，每两亩农田的秸秆就相当于一亩林地一年的木材生长量。将农作物秸秆用于人造板工业，是解决目前木材供应不足与板材需求量大之间矛盾的有效途径，同时还能变废为宝，避免秸秆资源的浪费及焚烧秸秆造成的环境污染，增加农民收入。现有的秸秆人造板按照制备时有无使用胶黏剂分为有胶人造板和无胶人造板，其中，无胶人造板还处于理论研究和实验研发阶段，并没有实现大规模工业化生产。有胶人造板按照使用胶黏剂种类的不同分为合成树脂胶黏剂秸秆人造板、无机胶黏剂秸秆人造板和生物胶黏剂秸秆人造板。其中，无机胶黏剂秸秆人造板是以无机物作为胶黏剂，存在胶合初始强度低、固化时间长、耐水性能差等缺陷；生物胶黏剂秸秆人造板是以天然高分子化合物作为胶黏剂的主要成分，其在耐水性能、胶合强度等指标上也存在较大缺陷，因此目前应用最广泛的还是合成树脂胶黏剂秸秆人造板。秸秆人造板常用的合成树脂胶黏剂主要有酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂、异氰酸酯胶黏剂和其它的改性树脂胶黏剂。由于异氰酸酯胶黏剂产量低成本高，在相同的人造板产能下，异氰酸酯胶黏剂的成本约是脲醛树脂胶黏剂的10倍以上，很难推广实现大规模工业化使用。目前，我国国内人造板加工用胶黏剂用量85％以上为脲醛树脂胶黏剂或其改性产品，由于其原料易得、制备工艺简单、成本低廉且粘结性能好、可室温固化等优点，在未来相当长的一段时间内，脲醛树脂仍将占据人造板行业的主流市场。但是，脲醛树脂胶黏剂中含有未反应的游离甲醛，其在固化过程中易龟裂；采用脲醛树脂胶黏剂制备秸秆人造板，在生产过程中及后期使用过程中，会持续不断的释放游离甲醛，造成生产及使用场合的甲醛污染。同时，农作物秸秆属于易燃物质，成型后的人造板具有较大的热释放速率，也极易燃烧，易产生火灾隐患；且脲醛树脂胶黏剂受热分解会释放出更多的甲醛；农作物秸秆本身属于生物质材料，易腐烂霉变。因此，在保持相对低廉成本的基础上开发低甲醛释放量的农作物秸秆防腐抗菌阻燃人造板，是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低成本的农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，甲醛释放量长期保持在较低水平、阻燃性能好。本专利技术的第二个目的是提供一种上述的农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，由包括以下步骤的方法制备而成：1)取农作物秸秆切断至长度为20-40mm，粉碎并筛分，得长径比<5的纤维细料和长径比为5-15的纤维粗料；将纤维细料和纤维粗料分别浸入质量浓度为4.0％-5.0％的氢氧化钠溶液中，60℃-65℃条件下保温50-60min，后取出水洗、干燥至含水量不超过6％，得干燥细料和干燥粗料，备用；2)按照Zn2+与Cu2+的摩尔比为(2.0-2.5):1的比例，将硝酸锌、硝酸铜溶于水中制成混合溶胶，在混合溶胶中加入竹炭粉分散均匀后，再加入尿素溶液混合均匀，随后将体系升温至130-140℃保温3-4h进行水热反应，反应结束后经过滤、干燥得固体物，将所得固体物在400-450℃条件下煅烧3-4h，冷却并研磨，得竹炭负载ZnO/CuO复合材料；3)将步骤2)所得竹炭负载ZnO/CuO复合材料与八硼酸钠加入脲醛树脂胶黏剂中，混合均匀得细料胶，其中，竹炭负载ZnO/CuO复合材料、八硼酸钠与脲醛树脂胶黏剂中所含树脂的质量比为(1.2-1.4):(2.0-2.4):50；将步骤2)所得竹炭负载ZnO/CuO复合材料与纳米碳酸钙加入脲醛树脂胶黏剂中，混合均匀得粗料胶，其中，竹炭负载ZnO/CuO复合材料、纳米碳酸钙与脲醛树脂胶黏剂中所含树脂的质量比为(0.6-0.7):(2.0-2.5):50；4)将步骤1)所得干燥细料与步骤3)所得细料胶混合，施胶量为10％-12％，得细混合料；将步骤1)所得干燥粗料与步骤3)所得粗料胶混合，施胶量为6％-8％，得粗混合料；以粗混合料为芯层、细混合料为表层进行铺装后，经预压、热压成型和后处理，即得所述农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板。步骤1)中，所述农作物秸秆为麦秸、稻秸中的任意一种或组合；所述农作物秸秆的含水量不超过10％。优选的，所述农作物秸秆为小麦秸秆与水稻秸秆的质量比为(3-4):(6-7)的秸秆混合物。步骤1)中，所述粉碎是指粉碎至3-8mm。步骤1)中，纤维细料占秸秆纤维总量的20％-25％，余量为纤维粗料。步骤2)中，竹炭粉的加入质量为硝酸锌与硝酸铜质量之和的1.8-2.0倍。所用竹炭粉为亚微米级竹炭粉，平均粒度为500nm。步骤2)中，尿素的用量为Zn2+、Cu2+摩尔总量的1.8-2.0倍。步骤2)中，所述研磨是采用超细研磨机进行研磨，所得竹炭负载ZnO/CuO复合材料的粒度为400-600nm。步骤4)中，所述预压的压力为1.2-1.4MPa，时间为20-25s。预压的压缩量为板坯厚度的30％-40％。步骤4)中，所述热压的压力为2.5-3.0MPa，温度为150-160℃，时间为10-20min。步骤4)中，所述后处理是指依次进行的一次锯边、干燥、凉板、砂光、二次锯边。步骤4)中，所得农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板的密度为700-1000kg/m3，厚度为8-25mm。所得农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板的含水率不超过6％。一种上述的农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板的制备方法，包括以下步骤：1)取农作物秸秆切断至长度为20-40mm，粉碎并筛分，得长径比<5的纤维细料和长径比为5-15的纤维粗料；将纤维细料和纤维粗料分别浸入质量浓度为4.0％-5.0％的氢氧化钠溶液中，60℃-65℃条件下保温50-60min，后取出水洗、干燥至含水量不超过6％，得干燥细料和干燥粗料，备用；2)按照Zn2+与Cu2+的摩尔比为(2.0-2.5):1的比例，将硝酸锌、硝酸铜溶于水中制成混合溶胶，在混合溶胶中加入竹炭粉分散均匀后，再加入尿素溶液混合均匀，随后将体系升温至130-140℃保温3-4h进行水热反应，反应结束后经过滤、干燥得固体物，将所得固体物在400-450℃条件下煅烧3-4h，冷却并研磨，得竹炭负载ZnO/CuO复合材料；3)将步骤2)所得竹炭负载ZnO/CuO复合材料与八硼酸钠加入脲醛树脂胶黏剂中，混合均匀得细料胶，其中，竹炭负载ZnO/CuO复合材料、八硼酸钠与脲醛树脂胶黏剂中所含树脂的质量比为(1.2-1.4):(2.0-2.4):50；将步骤2)所得竹炭负载ZnO/CuO复合材料与纳米碳酸钙加入脲醛树脂胶黏剂中，混合均匀得粗料胶，其中，竹炭负载ZnO/CuO复合材料、纳米碳酸钙与脲醛树脂胶黏剂中所含树脂的质量比为(0.6-0.7):(2.0-2.5):50；4)将步骤1)所得干燥细料与步骤3)所得细料胶混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，其特征在于：由包括以下步骤的方法制备而成：1)取农作物秸秆切断至长度为20‑40mm，粉碎并筛分，得长径比

【技术特征摘要】
1.一种农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，其特征在于：由包括以下步骤的方法制备而成：1)取农作物秸秆切断至长度为20-40mm，粉碎并筛分，得长径比<5的纤维细料和长径比为5-15的纤维粗料；将纤维细料和纤维粗料分别浸入质量浓度为4.0％-5.0％的氢氧化钠溶液中，60℃-65℃条件下保温50-60min，后取出水洗、干燥至含水量不超过6％，得干燥细料和干燥粗料，备用；2)按照Zn2+与Cu2+的摩尔比为(2.0-2.5):1的比例，将硝酸锌、硝酸铜溶于水中制成混合溶胶，在混合溶胶中加入竹炭粉分散均匀后，再加入尿素溶液混合均匀，随后将体系升温至130-140℃保温3-4h进行水热反应，反应结束后经过滤、干燥得固体物，将所得固体物在400-450℃条件下煅烧3-4h，冷却并研磨，得竹炭负载ZnO/CuO复合材料；3)将步骤2)所得竹炭负载ZnO/CuO复合材料与八硼酸钠加入脲醛树脂胶黏剂中，混合均匀得细料胶，其中，竹炭负载ZnO/CuO复合材料、八硼酸钠与脲醛树脂胶黏剂中所含树脂的质量比为(1.2-1.4):(2.0-2.4):50；将步骤2)所得竹炭负载ZnO/CuO复合材料与纳米碳酸钙加入脲醛树脂胶黏剂中，混合均匀得粗料胶，其中，竹炭负载ZnO/CuO复合材料、纳米碳酸钙与脲醛树脂胶黏剂中所含树脂的质量比为(0.6-0.7):(2.0-2.5):50；4)将步骤1)所得干燥细料与步骤3)所得细料胶混合，施胶量为10％-12％，得细混合料；将步骤1)所得干燥粗料与步骤3)所得粗料胶混合，施胶量为6％-8％，得粗混合料；以粗混合料为芯层、细混合料为表层进行铺装后，经预压、热压成型和后处理，即得所述农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板。2.根据权利要求1所述的农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，其特征在于：步骤1)中，所述农作物秸秆为麦秸、稻秸中的任意一种或组合；所述农作物秸秆的含水量不超过10％。3.根据权利要求2所述的农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，其特征在于：步骤1)中，纤维细料占秸秆纤维总量的20％-25％，余量为纤维粗料。4.根据权利要求1所述的农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，其特征在于：步骤2)中，竹炭粉的加入质量为硝酸锌与硝酸铜质量之和的1.8-2.0倍。5.根据权利要求1所述的农作物秸秆防腐抗菌阻燃纤维板，其特征在于：步骤2)中，尿素的用量为Zn2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建州，
申请(专利权)人：李建州，
类型：发明
国别省市：河南,41