一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法及麦秸纤维增强水泥板技术

本发明专利技术涉及一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法及麦秸纤维增强水泥板，该方法包括：1)将干燥麦秸切断成短料，先用水浸泡软化再用氢氧化钠溶液浸泡得预备料；2)将预备料进行蒸汽爆破后水洗得纤维料；3)用γ‑氨丙基三乙氧基硅烷对纤维料进行改性得改性麦秸纤维；4)将改性麦秸纤维进行打浆疏解得纤维浆；5)在纤维浆中加入硅灰、偏高岭土持续分散后，再加入由水泥、粉煤灰、石英砂制成的干料和水制成混合浆料，然后成型制成湿坯，经预养护、蒸压养护、烘干即得。所得的麦秸纤维增强水泥板外观质量好，吸水率和湿涨率低，具有较好的耐水耐湿性，力学性能高，抗冻融、热水、干湿循环性能好，性质稳定，能替代木浆纤维增强水泥板的应用。

A preparation method of wheat straw fiber reinforced cement board and wheat straw fiber reinforced cement board

【技术实现步骤摘要】
一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法及麦秸纤维增强水泥板
本专利技术属于纤维增强水泥板
，具体涉及一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法及麦秸纤维增强水泥板。
技术介绍
纤维增强水泥板(又称纤维水泥板)，是以硬化水泥净浆或砂浆为基材、以纤维为增强材料，经制浆、成型、养护、烘干等工序制成的水硬化性人造板材；根据所用增强纤维的种类不同可分为以石棉纤维增强的温石棉纤维水泥板和以其它纤维(不含石棉)增强的无石棉纤维水泥板。纤维增强水泥板具有防火绝缘、防水防潮、隔热隔音、质轻高强、施工简便、装饰效果佳、安全无害、使用寿命长等优良特性，应用范围非常广泛，薄板(厚度2.5-3.5mm)可以穿孔，用作吸音、吊顶材料；常规板(厚度4-12mm)可用作墙体、装饰材料，如室内隔墙衬板、复合墙体面板、户外广告牌、工业电炉隔热板、电工电子配电柜、变压器隔板等；厚板(厚度13-30mm)和超厚板(厚度31-100mm)可用作钢结构楼层板、阁楼板、外墙保温板、外墙挂板等。近年来，为了避免引起与石棉有关的疾病如石棉肺、肺癌、间皮瘤等，国内外对纤维增强水泥板的研究集中在开发新型的替代纤维，无石棉纤维增强水泥板得到发展，所用纤维材料包括纸浆纤维、玻璃纤维、合成纤维(如聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、芳纶纤维)以及有机、无机复合纤维等。目前来说，经化学处理的针叶树材木浆纤维使用较多，如以山松、湿地松等为原料制得的木浆纤维，与温石棉相比，木浆纤维对人体健康无害；与玻璃纤维、合成纤维相比，木浆纤维属于可再生资源，来源广泛。以松木为主的针叶树材木浆，纤维长度适中，经漂白后与水泥之间有较好的界面粘结力，能克服普通水泥制品的干缩问题，起到增强的作用。现有技术也有采用阔叶树(如桉树)木浆为原料制备纤维增强水泥板，但是需要进一步优化改善阔叶树木浆制浆工艺，减少纤维损伤，才能完全取代针叶树木浆。但是，我国的木材资源相对匮乏和紧缺，由于本来森林覆盖率就不高，为了保护林区的树木资源，维持良好的生态环境，又逐渐禁止商业性砍伐，导致我国木材产量明显减少，以木材为原料的下游产业之间竞争激烈，因此以木浆纤维为增强材料的纤维水泥板厂家主要依赖进口木浆，价格及运输费用昂贵，限制了绿色环保型纤维增强水泥板的产业发展和应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法。本专利技术的第二个目的是提供一种上述制备方法制备所得的麦秸纤维增强水泥板。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法，包括以下步骤：1)将干燥麦秸切断成短料，先用水浸泡软化，再用质量浓度为3.0％-4.0％的氢氧化钠溶液浸泡15-20min，取出得预备料；2)将步骤1)所得预备料进行蒸汽爆破，蒸汽温度为175-180℃，爆破压力为2.4-2.8MPa，保压时间为4.0-5.0min，后卸压出料得爆破料；将所得爆破料进行水洗，得纤维料；3)取γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇水溶液中制成改性剂，将所得改性剂与步骤2)所得纤维料拌和均匀后干燥除去乙醇，得改性麦秸纤维；4)将步骤3)所得改性麦秸纤维加入水中进行打浆疏解，打浆度为20.0-25.0°SR，得到质量浓度为2.4％-2.6％的纤维浆；5)在步骤4)所得纤维浆中加入硅灰、偏高岭土，继续剪切分散10-15min后，再加入由水泥、粉煤灰、石英砂混合制成的干料和水制成混合浆料，然后经成型工艺制成湿坯，再经预养护、蒸压养护后，烘干即得。步骤1)中，所述短料的长度为20-40mm；所述用水浸泡软化的浸泡时间为12-16h。用水浸泡在室温下操作即可。碱浸后取出沥干至滴水不再成股流下即可进行后续蒸汽爆破操作。步骤2)中，所述水洗是指先将爆破料用水浸泡5-10h使水溶性物质充分溶出，后用水反复漂洗至中性。步骤2)中，所得纤维料在使用前经过筛分。筛分是指去除过于细碎的纤维粉末。优选的，经过筛分获得纤维长度不低于2mm的纤维料，备用。步骤3)中，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为纤维料质量的1.0％-1.2％。步骤5)中，按以下重量份数进行配料：改性纤维料6-8份、硅灰5-6份、水泥48-52份、偏高岭土10-12份、石英砂20-22份、粉煤灰5-6份。所述硅灰的粒径为0.05-0.15μm；所述偏高岭土的粒径为1-3μm；所述石英砂的粒径为200-300目；所述粉煤灰的粒径为300目-500目。步骤5)所得混合浆料中还包含助剂，助剂的用量按重量份数计为0-2.5份。所述助剂为减水剂、脱模剂、增稠剂、防水剂、缓凝剂中的任意一种或组合。助剂的使用可根据实际生产情况选择使用，使用时根据需要选择本领域现有市售种类即可。步骤5)中，所述预养护的温度为60℃-80℃，时间为3-5h；所述蒸压养护的温度为175℃-185℃，压力为0.8-1.2MPa，时间为6-8h。步骤5)中，控制所述混合浆料的含水率≥90％，湿坯的含水率≤32％，蒸压养护后所得板坯的含水率≤30％。步骤5)中，所述烘干的温度为105℃-110℃，烘干至板材的含水量达到7.0％以下。一种上述的制备方法制备所得的麦秸纤维增强水泥板。本专利技术的麦秸纤维增强水泥板的制备方法，将干燥麦秸切断成短料，先用水浸泡软化，防止麦秸在干燥状态下经蒸汽爆破后过度破碎成粉末；用质量浓度为3.0％-4.0％的氢氧化钠溶液浸泡15-20min得预备料，使得麦秸预备料吸饱碱液，碱液渗入麦秸内部纤维孔隙及细胞壁之间，为后续的碱法汽爆工艺做准备。本专利技术对所得预备料进行蒸汽爆破，麦秸携碱液进入蒸汽爆破装置，控制蒸汽爆破的蒸汽温度为175-180℃，爆破压力为2.4-2.8MPa，保压时间为4.0-5.0min，高温蒸汽将麦秸快速加热至设定温度，高压下氢氧化钠随水蒸汽扩散渗透进入麦秸纤维细胞壁内，高温高压条件下麦秸中的纤维素、半纤维素及胶质被活化发生碱解，木质素软化，纤维束的聚合度下降、被胶质束缚的纤维逐渐变得松散，粘接纤维素的木质素被部分剥离，在卸压时由于压力骤然释放，温度快速降低，润湿的麦秸发生爆破，原料撕裂为细小纤维，得到分离细化后的具有较好强度和韧性的纤维素纤维，且由于蒸汽爆破是将麦秸由内而外突破制得纤维，纤维的帚化率高，具有良好的保水性和吸附性。经过碱法汽爆处理，麦秸纤维中的纤维素、半纤维素发生降解，糖类物质及酸类物质增加，大分子糖类物质分解为小分子糖类，与被活化的木素形成具有一定粘性的生物质，将所得爆破料进行水洗，去除溶出物质，并洗去粘性物质，得到较为纯净的纤维料。本专利技术将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇水溶液中制成改性剂，将所得改性剂与所得纤维料拌和均匀后干燥除去乙醇得改性麦秸纤维。用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对纤维料进行改性，降低麦秸纤维的亲水性，提高纤维的保水性，增进其抗碱能力和与水泥基体的界面结合力。采用乙醇水作为溶剂利于γ-氨丙基三乙氧基硅烷的水解和在纤维表面的铺展，节约γ-氨丙基三乙氧基硅烷的用量，避免影响后续工艺，所用乙醇可回收循环使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n1)将干燥麦秸切断成短料，先用水浸泡软化，再用质量浓度为3.0％-4.0％的氢氧化钠溶液浸泡15-20min，取出得预备料；/n2)将步骤1)所得预备料进行蒸汽爆破，蒸汽温度为175-180℃，爆破压力为2.4-2.8MPa，保压时间为4.0-5.0min，后卸压出料得爆破料；将所得爆破料进行水洗，得纤维料；/n3)取γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇水溶液中制成改性剂，将所得改性剂与步骤2)所得纤维料拌和均匀后干燥除去乙醇，得改性麦秸纤维；/n4)将步骤3)所得改性麦秸纤维加入水中进行打浆疏解，打浆度为20.0-25.0°SR，得到质量浓度为2.4％-2.6％的纤维浆；/n5)在步骤4)所得纤维浆中加入硅灰、偏高岭土，继续剪切分散10-15min后，再加入由水泥、粉煤灰、石英砂混合制成的干料和水制成混合浆料，然后经成型工艺制成湿坯，再经预养护、蒸压养护后，烘干即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种麦秸纤维增强水泥板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将干燥麦秸切断成短料，先用水浸泡软化，再用质量浓度为3.0％-4.0％的氢氧化钠溶液浸泡15-20min，取出得预备料；
2)将步骤1)所得预备料进行蒸汽爆破，蒸汽温度为175-180℃，爆破压力为2.4-2.8MPa，保压时间为4.0-5.0min，后卸压出料得爆破料；将所得爆破料进行水洗，得纤维料；
3)取γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇水溶液中制成改性剂，将所得改性剂与步骤2)所得纤维料拌和均匀后干燥除去乙醇，得改性麦秸纤维；
4)将步骤3)所得改性麦秸纤维加入水中进行打浆疏解，打浆度为20.0-25.0°SR，得到质量浓度为2.4％-2.6％的纤维浆；
5)在步骤4)所得纤维浆中加入硅灰、偏高岭土，继续剪切分散10-15min后，再加入由水泥、粉煤灰、石英砂混合制成的干料和水制成混合浆料，然后经成型工艺制成湿坯，再经预养护、蒸压养护后，烘干即得。


2.根据权利要求1所述的麦秸纤维增强水泥板的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述短料的长度为20-40mm；所述用水浸泡软化的浸泡时间为12-16h。


3.根据权利要求1所述的麦秸纤维增强水泥板的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述水洗是指先将爆破料用水...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕春粉，
申请(专利权)人：郑州知淘信息科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南;41