專利名稱：植物纖維水泥復合板及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物纖維水泥復合板材及其制備方法。
水泥刨花板、水泥石棉板已經(jīng)在國外生產(chǎn)和使用多年了。其中水泥刨花板兼有木質(zhì)刨花板和水泥板的共同優(yōu)點，故為許多國家所重視，但因木材原材料的短缺使這類產(chǎn)品發(fā)展受到限制，特別是在產(chǎn)量低于250米3/日時水泥刨花板的成本反而高于合成樹脂膠刨花板，由于石棉制品易致癌，使水泥石棉板的生產(chǎn)與使用也受到限制。
本發(fā)明是利用廉價原材料、低成本生產(chǎn)出用途較廣的水泥復合材料。在水泥中加入的增強纖維是一年生植物纖維或碎料，而不是木質(zhì)刨花或木屑，因而成本低，在產(chǎn)量較低的情況下，也有較好的經(jīng)濟效益。這種材料適合于社隊企業(yè)生產(chǎn)，特別適用于土源不足，而設(shè)備投資不大的磚瓦廠改產(chǎn)。也可促進建材發(fā)生較大的變革，如在門窗上廣泛采用此類板材，可將大大節(jié)約木材的消耗。
本發(fā)明的工藝流程如下一年生植物原材料切斷、破碎、篩選，加入化學助劑、水、水泥拌合(可視板材用途加入少量膠粘劑)，機械分層鋪裝、預壓、裝車、壓制、烘干和常溫堆放后處理。
分層鋪裝后的預壓工序是使板坯壓實，厚度減少到有足夠的強度，便于運輸和裝車。裝車是指用一特制的小車作為多層夾具，在壓機上壓制完成后即鎖緊，從壓機推出進入烘房烘干，最后再拆卸、分板清洗，再回到壓機前重復工作。
壓制工序采用兩種方法。正常情況下采用冷壓，這樣既可生產(chǎn)厚板也可生產(chǎn)薄板，不論厚板，薄板均在壓機(大開檔的單層壓機)中停留相同時間，即4～15分鐘，采用的壓力是16～30kg/cm2，常溫壓制。多層夾具鎖緊后從壓機中推出。
對于特種水泥復合板加入的膠粘劑到某一量時采用熱壓。熱壓的板材可薄至4mm，采用的壓力為30～50kg/cm2，在壓機里停留的時間為4～10分鐘。熱壓的溫度視膠粘劑性質(zhì)而定。如加入三聚氰胺120～130℃，加入脲醛樹脂為120～150，加入酚醛樹脂為150～170℃，加入乳化聚脂或環(huán)氧樹脂為70～100℃。熱壓后的板材無需由多層夾具小車推入烘房烘干，簡化了工藝流程，并克服了水泥復合板占地面積較大的缺點。
冷壓制出的板材由多層夾具小車自壓機中卸下后進入窯式烘房，在80～90℃下烘干8～12小時，使復合板初步硬化。然后常溫堆放15～28天，可進行剪裁，可視地區(qū)氣候決定是否要增濕處理。后處理工序是指將初步硬化的復合板在50～80℃下，放12～18小時，使復合板的最佳含水量為10～13%。
本發(fā)明復合板中各種材料的重量配比如下一年生植物纖維20～70%，水泥30～80%，水/水泥為30～70%，化學助劑/水泥1.0～4.0%，膠粘劑/纖維3.0～10.0%。
一年生植物纖維一般是用農(nóng)業(yè)下腳料，例如麻桿、棉桿、玉米桿、芯，向日葵桿、盤、殼、煙桿、麥桿、蘆葦、茅草桿、甘蔗渣、地瓜秧、稻草及稻殼、花生殼、中藥渣、麻屑、棉屑、谷桿、高粱桿、豆桿、木棉屑、椰子殼、廢竹纖維等類似的植物莖、秧，另外也可用工業(yè)下腳料如棉短絨等來代替一年生植物纖維。
加入的化學助劑可為氯化鈣、氯化鎂、氯化銨、硫酸鋁、或氫氧化鈣等。
視復合板材用途不同可加入不同的膠粘劑，它們是水玻璃、脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺、乳化聚脂、環(huán)氧樹脂、合成樹脂乳液、橡膠膠乳等。
本發(fā)明為在我國廣泛采用水泥復合板作建筑材料提供了條件。我國植物纖維產(chǎn)量大，用途少。水泥混凝土板與植物纖維水泥復合板相比，在用途相同時，一立方米的植物纖維水泥復合板可節(jié)省水泥630公斤左右，并且可使建筑物重量減輕50%以上，從而使建筑成本降低，使用面積增加，另外，該復合板材強度適中，保溫隔音性能良好、耐水、耐候、耐腐、耐蟲，可釘、可刨、可進行機械加工，可進行表面裝飾，如油漆、貼面等，並可制成不同色彩的板材。
下面用實施例加以說明例1將加工好的麻桿2.0kg，425號水泥3.0kg，化學助劑(氯化鈣)0.08kg，水2.0kg放入拌合3分鐘，鋪成48cm×48cm×8cm的板坯，預壓后，在壓力為25kg/cm2下，常溫壓制15分鐘后鎖壓放入溫度為80～90℃的烘房9小時，脫模、鋸邊，常溫固化20天，制得板材為48cm×48×1.9cm板材，測得容重為118kg/m3，4小時35℃溫水浸泡下厚度膨脹率4.3%，靜彎曲強度平均為92kg/cm2，撥釘力43.8kg(釘直徑2mm，釘入深度為14mm)抗拉強度為66.3kg/cm2，抗壓強度74.8～100kg/cm2。
例2將麻桿3.0kg，水泥1.0kg，氯化鈣0.03kg，脲醛樹脂0.6kg，氯化銨0.001kg，水0.3kg，在拌合機內(nèi)拌合，鋪成50cm×50cm×10cm的板坯，預壓后在熱壓機中壓制8分鐘，壓力38kg/cm2，溫度145℃，得板材厚度為1.0cm，該板材力學性能如下容重810kg/m3，4小時35℃溫水浸泡膨脹率12%，靜彎曲強度平均為180kg/cm2，抗拉強度203kg/cm2。
權(quán)利要求
1.植物纖維水泥復合板，其特征在于用經(jīng)過破碎分選過的一年生植物纖維或碎粒拌合水泥、水、化學助劑與少量膠粘劑制備而成。該復合板中各種材料所占的重量百分比為植物纖維 20%～70%水泥 30%～80%水/水泥 50%～70%化學助劑/水泥1.0%～4.0%膠粘劑/植物纖維 3.0%～10.0%
2.如權(quán)利要求1的復合板，其特征在于一年生植物纖維或碎粒是農(nóng)業(yè)下腳料，包括麻桿、棉桿、玉米桿芯、向日葵盤、煙桿、麥桿、蘆葦、茅草桿、甘蔗渣、地瓜秧、稻米殼、稻草、花生殼、中藥渣、麻屑、棉屑、谷桿、高梁桿、豆桿、木棉屑、椰子殼。廢竹纖維，也可用工業(yè)下腳料如棉短絨。
3.植物纖維水泥復合板的制備方法，其特征在于將破碎、分選過的植物纖維與水泥、水、化學助劑、膠粘劑在拌合，然后經(jīng)過鋪裝、預壓、裝車、壓制、烘干，使水泥復合板初步硬化，常溫堆放15～28天，最后對復合板進行后處理。
4.如權(quán)利要求3的制備方法，其特征在于所述的壓制工序可以是快速壓制法，即熱壓法，壓力為30～50kg/cm2，溫度70～170℃，壓制時間4～10分鐘。熱壓后的板材不需要烘干。
5.如權(quán)利要求3的制備方法，其特征在于所述的壓制工序可以是冷壓法，即在常溫下壓制，壓力為16～30kg/cm2，壓制時間4～15分鐘。冷壓后的板材需要再烘干。
6.如權(quán)利要求5的制備方法，其特征在于所述的烘干工序，溫度為80～90℃，時間為8～12小時。
7.如權(quán)利要求3的制備方法，其特征在于所述的后處理工序溫度為50～80℃，時間12～18小時，使復合板的最佳含水量為10～13%。
8.如權(quán)利要求1的復合板，其特征在于所述的化學助劑為氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、硫酸鋁或氫氧化鈣。
9.如權(quán)利要求2的復合板，其特征在于所述的膠粘劑視復合板材用途不同可為水玻璃、脲醛樹脂、三聚氰胺、合成樹脂乳液、環(huán)氧樹脂、乳化聚脂或橡膠膠乳。
全文摘要
植物纖維水泥復合板，用加工處理好的一年生植物纖維或碎粒拌和水泥、水、化學助劑和少量膠粘劑，經(jīng)過鋪裝、預壓、裝車、壓制、烘干而成。壓制方法有熱壓法和冷壓法兩種，熱壓后不需再烘干，但冷壓后需要烘干。熱壓或冷壓后的板材再經(jīng)過后處理。該復合板強度適中，保溫、隔音、耐候、耐水、耐腐、耐蟲、能釘、能刨，也可進行機械加工，可進行表面裝飾制成各種色彩。該方法成本低，適合于鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C04B28/02GK1038631SQ8810529
公開日1990年1月10日 申請日期1988年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月23日
發(fā)明者鄒惟前, 邱昌蘭, 鄭鳴鹿, 楊清泉 申請人:山東建筑材料工業(yè)學院