CN108948772A - 一种木薯生物基胶泥粉混合板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于板材加工技术领域，具体说是一种木薯生物基胶泥粉混合板材及其制备方法。该木薯生物基胶泥粉混合板材原料组成为：胶泥粉、农作物秸秆、甘蔗渣、竹纤维粉、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、膨胀玻化微珠、茅草、鱼腥草、艾叶、榆树枝、樟树枝、草木灰、聚多巴胺、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、纤维素、聚乙二醇、N‑乙烯基吡咯烷酮。胶泥粉原料组成为：粘土粉、石灰、石膏、氧化锌、纤维素、聚氯乙烯、木薯淀粉、十二烷基三甲氧基硅烷、顺丁烯二酸酐、硅烷偶联剂KH570、乙醇。制备方法为：先制备胶泥粉，然后将原料进行处理后进行分步混合然后经过预热压制、热压、冷压后即可。

Description

一种木薯生物基胶泥粉混合板材及其制备方法

技术领域

本发明属于板材加工技术领域，具体说是一种木薯生物基胶泥粉混合板材及其制备方法。

背景技术

人造板材是将化工胶黏剂添加到木材在加工过程中产生的边角废料里制作成的板材，在加工生产过程中绝大部分采用脲醛树脂或改性脲醛胶，这类胶黏剂具有胶接强度高、不易开胶的特点，但它在一定条件下会产生甲醛释放，甲醛对环境和人体健康会产生影响。使用脲醛胶或改性脲醛胶的板材在堆放和使用过程中由于温度、湿度、酸碱、光照等环境条件会使板材中未完全固化的树脂发生降解而释放甲醛。在制胶和热压方面，由于制胶时尿素没有和甲醛完全反应，使胶中含有的一部分游离甲醛，同时在板材热压过程中胶黏剂固化不稳定，胶中的一部分不稳定结构发生分解而释放甲醛。近年来，我国在人造板科研开发过程中以低毒、快速固化等方面来研究胶黏剂，但是没有能够从根本上消除甲醛隐患。以生物基材料为胶黏剂，能够有效降低板材中甲醛的含量，但是传统的淀粉胶黏剂并用于木材的粘结。对淀粉以及具有粘结性能的物质进行活化改性处理，能够提高淀粉基材料与板材其他材料之间的相容性，改善淀粉及其衍生物所制备得到的胶黏剂耐水性差，粘结强度低、干燥速度较慢、外观不好看等问题。

我国是一个林业资源短缺的国家，为了缓解木材供应不足的问题，人造板材行业发展很快。采用秸秆、树枝、杂草等废弃以及闲置材料来制备板材，能够有效利用我国的废弃以及闲置资源，节约林木资源，而且经济和社会效益显著。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种木薯生物基胶泥粉混合板材及其制备方法，该板材原料之间相容性高，粘结性能强，无甲醛添加，抗压性能好，防火、抗渗、防虫效果优，绿色环保，能够对闲置以废弃资源进行有效利用。

本发明的方案是通过这样实现的：一种木薯生物基胶泥粉混合板材，其原料各组成成分及其重量份数比为：20~25份胶泥粉、30~35份农作物秸秆、8~10份甘蔗渣、12~15份竹纤维粉、5~7份玄武岩纤维、4~6份玻璃纤维、4~5份碳化硅纤维、4~6份膨胀玻化微珠、6~8份茅草、6~8份鱼腥草、12~15份艾叶、6~10份榆树枝、8~10份樟树枝、12~14份草木灰、10~15份聚多巴胺、18~22份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8~12份聚甲基丙烯酸甲酯、4~6份聚丙烯、2~4份纤维素、6~13份聚乙二醇、12~18份N-乙烯基吡咯烷酮。

作为本发明的进一步改进，所述的胶泥粉制备方法为：

a.原料称取：按重量份数比分别称取20~30份粘土粉、18~20份石灰、15~18份石膏、7~8份氧化锌、12~22份纤维素、5~8份聚氯乙烯、4~7份木薯淀粉、16~20份十二烷基三甲氧基硅烷、10~12份顺丁烯二酸酐、6~8份硅烷偶联剂KH570、40~60份乙醇；

b.粘土粉改性：从20~30份粘土粉中取出5~7%的粘土粉剩下93~95%的粘土粉，将蚯蚓投入到5~7%的粘土粉中进行养殖，使蚯蚓对粘土粉进行消化处理得到预处理粘土粉，将得到的预处理粘土粉添加到93~95%的粘土粉中搅拌混合均匀后进行沤制1~3天，然后再晒干研磨得到预改性粘土粉，将得到的预改性粘土粉；称取1~2份辛酸亚锡于小烧杯中，加入1ml吡啶溶解，备用，取得到的改性粘土粉放入三口烧瓶内，加入ε-己内酯单体，机械震荡30min后，浸泡18h。然后再一次机械震荡30min后用超声波处理60min，向瓶内加入4~7份木薯淀粉和1ml吡啶，持续搅拌，然后通通入循环氮气以除去烧瓶中水及氧气等杂质，充氮气1h再升温至120℃，然后加入辛酸亚锡，在氮气保护的条件下，120℃持续搅拌反应26h后，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止通氮气。反应完成之后，将反应的粗产品转移至烧杯中，用甲醇清洗烧瓶。在盛有粗产物的烧杯中加入适量的甲醇，同时不断用玻璃棒搅拌，以除去未反应完全的ε-己内酯单体和吡啶，静置5h后将会分层，进行抽滤，将所得产品在45℃的真空干燥箱内烘干后粉碎即得到改性粘土粉；

c.改性胶泥粉制备：将改性粘土粉、12~22份纤维素、16~20份十二烷基三甲氧基硅烷、40~60份乙醇搅拌混合5~6min，然后再加入18~20份石灰、15~18份石膏、7~8份氧化锌、5~8份聚氯乙烯、10~12份顺丁烯二酸酐、6~8份硅烷偶联剂KH570进行搅拌混合12~15min，然后晒干后研磨粉碎即得到胶泥粉。

作为本发明的进一步改进，所述的农作物秸秆为玉米秸秆、稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆中的一种或两种以上的组合。

作为本发明的进一步改进，所述的粘土粉粒径大小为20~30目。

作为本发明的进一步改进，所述的改性粘土粉粒径大小为30~40目。

作为本发明的进一步改进，所述的胶泥粉粒径大小为30~40目。

一种制备木薯生物基胶泥粉混合板材的方法，包括以下步骤：

(1)取30~35份农作物秸秆、8~10份甘蔗渣、6~8份茅草、6~8份鱼腥草、12~15份艾叶、6~10份榆树枝、8~10份樟树枝混合后进行粉碎成粉，得到的混合粉粒径大小为20~40目；

(2)取(1)制备得到的混合粉、16~20份十二烷基三甲氧基硅烷、2~4份纤维素、12~18份N-乙烯基吡咯烷酮通入混合机中进行搅拌混合搅拌3~5min，然后再加入20~25份胶泥粉、12~15份竹纤维粉、5~7份玄武岩纤维、4~6份玻璃纤维、4~5份碳化硅纤维、4~6份膨胀玻化微珠、12~14份草木灰、10~15份聚多巴胺、18~22份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8~12份聚甲基丙烯酸甲酯、4~6份聚丙烯、6~13份聚乙二醇进行二次搅拌混合8~10min，得到混合物料，将混合物料铺装成板坯，在压力为1~2MPa，温度为135~140℃下进行板坯预热并保持3~5min，然后再预热后的板坯在压力为4~5MPa、温度为170~180℃下热压8~10min，最后再经过冷压压力为3~5MPa条件下冷压10~12min即得到木薯生物基胶泥粉混合板材。

本发明实现的技术原理是：

本发明首先对粘土粉进行改性，将粘土粉经过蚯蚓的消化作用后使得粘土粉的性能得到改善，加入聚氯乙烯、木薯淀粉对粘土粉进行改性处理，粘土粉能够与聚氯乙烯、木薯淀粉形成较强的H键、Al-O键以及Si-O键，能够增强界面结合能力，使得胶泥粉各组分之间的相容性提高，粘结性和力学性能提高，通过处理后木薯淀粉的耐水性能提高，在使用过程中不会造成板材膨胀翘起，有利于提高板材的质量。十二烷基三甲氧基硅烷可以提高粘土粉与石灰、石膏、纤维素之间的相容性，增强胶泥粉的粘结性能。加入的聚多巴胺含有的化学键可以和以农作物秸秆、甘蔗渣原料中等羟基等官能团形成化学键，同时还以范德华力、氢键、配位键与胶泥粉、农作物秸秆等原料粘合使得板材能够形成高的疏水材料，增强板材的防水、防潮性能、还能够提高板材的阻燃性能。玄武岩纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维能够提高板材的力学性能，同时能够增强板材保温、隔热、耐腐蚀、阻燃的作用。加入的竹纤维粉、茅草、鱼腥草、艾叶、樟树枝具有杀菌作用，能够有效防止板材细菌的生长，从而提高板材的防虫作用。乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的混溶性、粘结性；增强聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、N-乙烯基吡咯烷酮与农作物秸秆之间的粘结性能。聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯具有良好的耐候性能，能够增强板材的耐候性，耐老化性、耐腐蚀性、耐热性，有效提高板材的使用寿命，此外，聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯还能够增强板材的力学性能、提高板材的抗冲击性。

本发明具备以下良好效果：

1.本发明制备得到的板材成分之间相溶性能好，无甲醛添加安全性高，粘结性强，抗压性能高，防水、抗渗、防霉性能强，耐腐蚀性强，尺寸稳定性高，使用寿命长。

2.本发明能够充分利用农作物废弃物以及闲置物，能够对资源进行有效利用，提高经济效益。

3.本发明制备得到的板材综合性能好，板材的密度为1.02~1.21g/cm³，吸水率为1.2~1.5%，吸水膨胀率为0.08~0.12%，抗压强度为18.57~19.46MPa，静曲强度为73.56~75.16MPa，弹性模量为8541~8679MPa，内结合强度为3.73~3.88MPa。

具体实施方式

以下结合实施例描述本发明一种木薯生物基胶泥粉混合板材及其制备方法，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1：

原料称取：按重量份数比分别称取28份的粒径大小为30目的粘土粉、18.5份石灰、16份石膏、7.5份氧化锌、18份纤维素、7份聚氯乙烯、5份木薯淀粉、16份十二烷基三甲氧基硅烷、10份顺丁烯二酸酐、6.5份硅烷偶联剂KH570、50份乙醇；

粘土粉改性：从28份粘土粉中取出5%的粘土粉剩下95%的粘土粉，将蚯蚓投入到5%的粘土粉中进行养殖，使蚯蚓对粘土粉进行消化处理得到预处理粘土粉，将得到的预处理粘土粉添加到95%的粘土粉中搅拌混合均匀后进行沤制1.5天，然后再晒干研磨得到预改性粘土粉；称取1.2份辛酸亚锡于小烧杯中，加入1ml吡啶溶解，备用，取得到的改性粘土粉放入三口烧瓶内，加入ε-己内酯单体，机械震荡30min后，浸泡18h。然后再一次机械震荡30min后用超声波处理60min，向瓶内加入5份木薯淀粉和1ml吡啶，持续搅拌，然后通通入循环氮气以除去烧瓶中水及氧气等杂质，充氮气1h再升温至120℃，然后加入辛酸亚锡，在氮气保护的条件下，120℃持续搅拌反应26h后，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止通氮气。反应完成之后，将反应的粗产品转移至烧杯中，用甲醇清洗烧瓶。在盛有粗产物的烧杯中加入适量的甲醇，同时不断用玻璃棒搅拌，以除去未反应完全的ε-己内酯单体和吡啶，静置5h后将会分层，进行抽滤，将所得产品在45℃的真空干燥箱内烘干后粉碎即得到改性粘土粉；

胶泥粉制备：将改性粘土粉、18份纤维素、16份十二烷基三甲氧基硅烷、50份乙醇搅拌混合6min，然后再加入18.5份石灰、16份石膏、7.5份氧化锌、7份聚氯乙烯、10份顺丁烯二酸酐、6.5份硅烷偶联剂KH570进行搅拌混合12min，然后晒干后研磨粉碎即得到粒径大小为38目的胶泥粉；

取32份玉米秸秆、8.5份甘蔗渣、7份茅草、6.5份鱼腥草、13份艾叶8份榆树枝、10份樟树枝混合后进行粉碎成粉，得到的混合粉粒径大小为25目；

取制备得到的混合粉、4份纤维素、15份N-乙烯基吡咯烷酮通入混合机中进行搅拌混合搅拌3.5min，然后再加入22份胶泥粉、13份竹纤维粉、5.5份玄武岩纤维、4份玻璃纤维、5份碳化硅纤维、4份膨胀玻化微珠、12份草木灰、15份聚多巴胺、17份十二烷基三甲氧基硅烷、18份乙烯-醋酸乙烯共聚物、10份聚甲基丙烯酸甲酯、4.5份聚丙烯、10份聚乙二醇进行二次搅拌混合10min，得到混合物料，将混合物料铺装成板坯，在压力为1.8MPa，温度为136℃下进行板坯预热并保持4.5min，然后再预热后的板坯在压力为3.5MPa、温度为175℃下热压9min，最后再经过冷压压力为4MPa条件下冷压11.5min即得到木薯生物基胶泥粉混合板材。

实施例2：

原料称取：按重量份数比分别称取22份的粒径大小为25目的粘土粉、20份石灰、18份石膏、8份氧化锌、22份纤维素、6份聚氯乙烯、6份木薯淀粉、20份十二烷基三甲氧基硅烷、12份顺丁烯二酸酐、8份硅烷偶联剂KH570、45份乙醇；

粘土粉改性：从25份粘土粉中取出6.5%的粘土粉剩下93.5%的粘土粉，将蚯蚓投入到6.5%的粘土粉中进行养殖，使蚯蚓对粘土粉进行消化处理得到预处理粘土粉，将得到的预处理粘土粉添加到93.5%的粘土粉中搅拌混合均匀后进行沤制2天，然后再晒干研磨得到预改性粘土粉；称取1.5份辛酸亚锡于小烧杯中，加入1ml吡啶溶解，备用，取得到的改性粘土粉放入三口烧瓶内，加入ε-己内酯单体，机械震荡30min后，浸泡18h。然后再一次机械震荡30min后用超声波处理60min，向瓶内加入6份木薯淀粉和1ml吡啶，持续搅拌，然后通通入循环氮气以除去烧瓶中水及氧气等杂质，充氮气1h再升温至120℃，然后加入辛酸亚锡，在氮气保护的条件下，120℃持续搅拌反应26h后，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止通氮气。反应完成之后，将反应的粗产品转移至烧杯中，用甲醇清洗烧瓶。在盛有粗产物的烧杯中加入适量的甲醇，同时不断用玻璃棒搅拌，以除去未反应完全的ε-己内酯单体和吡啶，静置5h后将会分层，进行抽滤，将所得产品在45℃的真空干燥箱内烘干后粉碎即得到改性粘土粉；

胶泥粉制备：将改性粘土粉、22份纤维素、20份十二烷基三甲氧基硅烷、45份乙醇搅拌混合5min，然后再加入20份石灰、22份石膏、8份氧化锌、6份聚氯乙烯、12份顺丁烯二酸酐、8份硅烷偶联剂KH570进行搅拌混合15min，然后晒干后研磨粉碎即得到粒径大小为30目的胶泥粉；

取30份稻草秸秆、8份甘蔗渣、7.5份茅草、8份鱼腥草、15份艾叶、10份榆树枝、9.5份樟树枝混合后进行粉碎成粉，得到的混合粉粒径大小为20目；

取制备得到的混合粉、3份纤维素、16份N-乙烯基吡咯烷酮通入混合机中进行搅拌混合搅拌5min，然后再加入20份胶泥粉、13份竹纤维粉、7份玄武岩纤维、5.5份玻璃纤维、4.8份碳化硅纤维、4.5份膨胀玻化微珠、14份草木灰、10份聚多巴胺、19份十二烷基三甲氧基硅烷、20份乙烯-醋酸乙烯共聚物、11份聚甲基丙烯酸甲酯、5.5份聚丙烯、6份聚乙二醇进行二次搅拌混合8min，得到混合物料，将混合物料铺装成板坯，在压力为1.5MPa，温度为135℃下进行板坯预热并保持3min，然后再预热后的板坯在压力为4.5MPa、温度为178℃下热压8min，最后再经过冷压压力为3.5MPa条件下冷压11min即得到木薯生物基胶泥粉混合板材。

实施例3：

原料称取：按重量份数比分别称取25份的粒径大小为22目的粘土粉、18份石灰、17份石膏、7份氧化锌、14份纤维素、8份聚氯乙烯、5份木薯淀粉、5份聚氯乙烯、6份糯米淀粉、18份十二烷基三甲氧基硅烷、10.5份顺丁烯二酸酐、7份硅烷偶联剂KH570、60份乙醇；

粘土粉改性：从30份粘土粉中取出7%的粘土粉剩下93%的粘土粉，将蚯蚓投入到7%的粘土粉中进行养殖，使蚯蚓对粘土粉进行消化处理得到预处理粘土粉，将得到的预处理粘土粉添加到93%的粘土粉中搅拌混合均匀后进行沤制2天，然后再晒干研磨得到预改性粘土粉；称取1份辛酸亚锡于小烧杯中，加入1ml吡啶溶解，备用，取得到的改性粘土粉放入三口烧瓶内，加入ε-己内酯单体，机械震荡30min后，浸泡18h。然后再一次机械震荡30min后用超声波处理60min，向瓶内加入5份木薯淀粉和1ml吡啶，持续搅拌，然后通通入循环氮气以除去烧瓶中水及氧气等杂质，充氮气1h再升温至120℃，然后加入辛酸亚锡，在氮气保护的条件下，120℃持续搅拌反应26h后，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止通氮气。反应完成之后，将反应的粗产品转移至烧杯中，用甲醇清洗烧瓶。在盛有粗产物的烧杯中加入适量的甲醇，同时不断用玻璃棒搅拌，以除去未反应完全的ε-己内酯单体和吡啶，静置5h后将会分层，进行抽滤，将所得产品在45℃的真空干燥箱内烘干后粉碎即得到改性粘土粉；

胶泥粉制备：将改性粘土粉、14份纤维素、18份十二烷基三甲氧基硅烷、60份乙醇搅拌混合5.5min，然后再加入18份石灰、17份石膏、7份氧化锌、8份聚氯乙烯、10.5份顺丁烯二酸酐、7份硅烷偶联剂KH570进行搅拌混合13min，然后晒干后研磨粉碎即得到粒径大小为35目的胶泥粉；

取35份小麦秸秆、9份甘蔗渣、8份茅草、7份鱼腥草、12份艾叶、9份榆树枝、9份樟树枝混合后进行粉碎成粉，得到的混合粉粒径大小为40目；

取制备得到的混合粉、2份纤维素、14份N-乙烯基吡咯烷酮通入混合机中进行搅拌混合搅拌4.5min，然后再加入23份胶泥粉、12份竹纤维粉、5份玄武岩纤维、6份玻璃纤维、4.2份碳化硅纤维、6份膨胀玻化微珠、12.5份草木灰、14份聚多巴胺、18份十二烷基三甲氧基硅烷、21份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8份聚甲基丙烯酸甲酯、5份聚丙烯、13份聚乙二醇进行二次搅拌混合9min，得到混合物料，将混合物料铺装成板坯，在压力为1.0MPa，温度为140℃下进行板坯预热并保持4min，然后再预热后的板坯在压力为3MPa、温度为180℃下热压9.5min，最后再经过冷压压力为4.5MPa条件下冷压12min即得到木薯生物基胶泥粉混合板材。

实施例4：

原料称取：按重量份数比分别称取20份的粒径大小为28目的粘土粉、19.5份石灰、15份石膏、7.2份氧化锌、12份纤维素、5份聚氯乙烯、7份木薯淀粉、19份十二烷基三甲氧基硅烷、11份顺丁烯二酸酐、6份硅烷偶联剂KH570、40份乙醇；

粘土粉改性：从22份粘土粉中取出5.5%的粘土粉剩下94.5%的粘土粉，将蚯蚓投入到5.5%的粘土粉中进行养殖，使蚯蚓对粘土粉进行消化处理得到预处理粘土粉，将得到的预处理粘土粉添加到94.5%的粘土粉中搅拌混合均匀后进行沤制2.5天，然后再晒干研磨得到预改性粘土粉；称取1.8份辛酸亚锡于小烧杯中，加入1ml吡啶溶解，备用，取得到的改性粘土粉放入三口烧瓶内，加入ε-己内酯单体，机械震荡30min后，浸泡18h。然后再一次机械震荡30min后用超声波处理60min，向瓶内加入7份木薯淀粉和1ml吡啶，持续搅拌，然后通通入循环氮气以除去烧瓶中水及氧气等杂质，充氮气1h再升温至120℃，然后加入辛酸亚锡，在氮气保护的条件下，120℃持续搅拌反应26h后，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止通氮气。反应完成之后，将反应的粗产品转移至烧杯中，用甲醇清洗烧瓶。在盛有粗产物的烧杯中加入适量的甲醇，同时不断用玻璃棒搅拌，以除去未反应完全的ε-己内酯单体和吡啶，静置5h后将会分层，进行抽滤，将所得产品在45℃的真空干燥箱内烘干后粉碎即得到改性粘土粉；

胶泥粉制备：将改性粘土粉、12份纤维素、19份十二烷基三甲氧基硅烷、40份乙醇搅拌混合5.2min，然后再加入19.5份石灰、15份石膏、7.2份氧化锌、5份聚氯乙烯、11份顺丁烯二酸酐、6份硅烷偶联剂KH570进行搅拌混合14min，然后晒干后研磨粉碎即得到粒径大小为40目的胶泥粉；

取34份玉米秸秆和稻草秸秆、10份甘蔗渣、6.5份茅草、6份鱼腥草、14份艾叶、6份榆树枝、8份樟树枝混合后进行粉碎成粉，得到的混合粉粒径大小为30目；

取制备得到的混合粉、3.5份纤维素、12份N-乙烯基吡咯烷酮通入混合机中进行搅拌混合搅拌3min，然后再加入25份胶泥粉、14份竹纤维粉、6.5份玄武岩纤维、4.5份玻璃纤维、4份碳化硅纤维、5.5份膨胀玻化微珠、13份草木灰、13份聚多巴胺、20份十二烷基三甲氧基硅烷、22份乙烯-醋酸乙烯共聚物、9份聚甲基丙烯酸甲酯、6份聚丙烯、8份聚乙二醇进行二次搅拌混合9.5min，得到混合物料，将混合物料铺装成板坯，在压力为2MPa，温度为138℃下进行板坯预热并保持5min，然后再预热后的板坯在压力为5MPa、温度为170℃下热压8.5min，最后再经过冷压压力为3MPa条件下冷压10.5min即得到木薯生物基胶泥粉混合板材。

实施例5：

原料称取：按重量份数比分别称取30份的粒径大小为20目的粘土粉、19份石灰、16份石膏、7.8份氧化锌、16份纤维素、6份聚氯乙烯、4份木薯淀粉、17份十二烷基三甲氧基硅烷、11.5份顺丁烯二酸酐、7.5份硅烷偶联剂KH570、55份乙醇；

粘土粉改性：从20份粘土粉粘土粉中取出6%的粘土粉剩下94%的粘土粉，将蚯蚓投入到6%的粘土粉中进行养殖，使蚯蚓对粘土粉进行消化处理得到预处理粘土粉，将得到的预处理粘土粉添加到94%的粘土粉中搅拌混合均匀后进行沤制3天，然后再晒干研磨得到预改性粘土粉；称取2份辛酸亚锡于小烧杯中，加入1ml吡啶溶解，备用，取得到的改性粘土粉放入三口烧瓶内，加入ε-己内酯单体，机械震荡30min后，浸泡18h。然后再一次机械震荡30min后用超声波处理60min，向瓶内加入4份木薯淀粉和1ml吡啶，持续搅拌，然后通通入循环氮气以除去烧瓶中水及氧气等杂质，充氮气1h再升温至120℃，然后加入辛酸亚锡，在氮气保护的条件下，120℃持续搅拌反应26h后，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止通氮气。反应完成之后，将反应的粗产品转移至烧杯中，用甲醇清洗烧瓶。在盛有粗产物的烧杯中加入适量的甲醇，同时不断用玻璃棒搅拌，以除去未反应完全的ε-己内酯单体和吡啶，静置5h后将会分层，进行抽滤，将所得产品在45℃的真空干燥箱内烘干后粉碎即得到改性粘土粉；

胶泥粉制备：将改性粘土粉、16份纤维素、17份十二烷基三甲氧基硅烷、55份乙醇搅拌混合5.8min，然后再加入19份石灰、16份石膏、7.8份氧化锌、6份聚氯乙烯、11.5份顺丁烯二酸酐、7.5份硅烷偶联剂KH570进行搅拌混合12min，然后晒干后研磨粉碎即得到粒径大小为32目的胶泥粉；

取33份玉米秸秆和棉花秸秆以及稻草秸秆、9.5份甘蔗渣、6份茅草、7.5份鱼腥草、13份艾叶、7份榆树枝、8.5份樟树枝混合后进行粉碎成粉，得到的混合粉粒径大小为35目；

取制备得到的混合粉、2.5份纤维素、18份N-乙烯基吡咯烷酮通入混合机中进行搅拌混合搅拌4min，然后再加入21份胶泥粉、15份竹纤维粉、6份玄武岩纤维、5份玻璃纤维、4.5份碳化硅纤维、5份膨胀玻化微珠、13.5份草木灰、12份聚多巴胺、16份十二烷基三甲氧基硅烷、19份乙烯-醋酸乙烯共聚物、12份聚甲基丙烯酸甲酯、4份聚丙烯、11份聚乙二醇进行二次搅拌混合8.5min，得到混合物料，将混合物料铺装成板坯，在压力为1.2MPa，温度为137℃下进行板坯预热并保持3.5min，然后再预热后的板坯在压力为4MPa、温度为172℃下热压10min，最后再经过冷压压力为5MPa条件下冷压10min即得到木薯生物基胶泥粉混合板材。

为了验证本发明制备得到的板材的性能，对实施例1~5制备得到的板材进行性能测试，同时以市售的同类板材为对照组，测试情况如下表所示。

表1 木薯生物基胶泥粉混合板材测试性能情况

本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求中指出了本发明产品组成成分、成分比例、制备方法参数的范围，而上述的说明并未指出本发明参数的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应当认为是包括在权利要求书的范围内。

本发明是经过多位板材加工技术人员长期工作经验积累，并通过创造性劳动创作而出，本发明制备得到的板材原料之间相容性好，粘结性能强，甲醛含量低，抗压强度高，防水、抗渗、防虫性能强，使用寿命长，具有较高的应用价值。

Claims (6)

1.一种木薯生物基胶泥粉混合板材，其特征是，所述的木薯生物基胶泥粉混合板材原料各组成成分及其重量份数比为：20~25份胶泥粉、30~35份农作物秸秆、8~10份甘蔗渣、12~15份竹纤维粉、5~7份玄武岩纤维、4~6份玻璃纤维、4~5份碳化硅纤维、4~6份膨胀玻化微珠、6~8份茅草、6~8份鱼腥草、12~15份艾叶、6~10份榆树枝、8~10份樟树枝、12~14份草木灰、10~15份聚多巴胺、18~22份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8~12份聚甲基丙烯酸甲酯、4~6份聚丙烯、2~4份纤维素、6~13份聚乙二醇、12~18份N-乙烯基吡咯烷酮；

所述的胶泥粉制备方法为：

a.原料称取：按重量份数比分别称取20~30份粘土粉、18~20份石灰、15~18份石膏、7~8份氧化锌、12~22份纤维素、5~8份聚氯乙烯、4~7份木薯淀粉、16~20份十二烷基三甲氧基硅烷、10~12份顺丁烯二酸酐、6~8份硅烷偶联剂KH570、40~60份乙醇；

b.粘土粉改性：从20~30份粘土粉中取出5~7%的粘土粉剩下93~95%的粘土粉，将蚯蚓投入到5~7%的粘土粉中进行养殖，使蚯蚓对粘土粉进行消化处理得到预处理粘土粉，将得到的预处理粘土粉添加到93~95%的粘土粉中搅拌混合均匀后进行沤制1~3天，然后再晒干研磨得到预改性粘土粉，将得到的预改性粘土粉；称取1~2份辛酸亚锡于小烧杯中，加入1ml吡啶溶解，备用，取得到的改性粘土粉放入三口烧瓶内，加入ε-己内酯单体，机械震荡30min后，浸泡18h；然后再一次机械震荡30min后用超声波处理60min，向瓶内加入4~7份木薯淀粉和1ml吡啶，持续搅拌，然后通通入循环氮气以除去烧瓶中水及氧气等杂质，充氮气1h再升温至120℃，然后加入辛酸亚锡，在氮气保护的条件下，120℃持续搅拌反应26h后，停止加热，继续通氮气搅拌，至反应物温度降到60℃以下时停止通氮气；反应完成之后，将反应的粗产品转移至烧杯中，用甲醇清洗烧瓶；

在盛有粗产物的烧杯中加入适量的甲醇，同时不断用玻璃棒搅拌，以除去未反应完全的ε-己内酯单体和吡啶，静置5h后将会分层，进行抽滤，将所得产品在45℃的真空干燥箱内烘干后粉碎即得到改性粘土粉；

c.改性胶泥粉制备：将改性粘土粉、12~22份纤维素、16~20份十二烷基三甲氧基硅烷、40~60份乙醇搅拌混合5~6min，然后再加入18~20份石灰、15~18份石膏、7~8份氧化锌、5~8份聚氯乙烯、10~12份顺丁烯二酸酐、6~8份硅烷偶联剂KH570进行搅拌混合12~15min，然后晒干后研磨粉碎即得到胶泥粉。

2.根据权利要求1所述的一种木薯生物基胶泥粉混合板材，其特征是，所述的农作物秸秆为玉米秸秆、稻草秸秆、棉花秸秆、小麦秸秆中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的一种木薯生物基胶泥粉混合板材，其特征是，所述的粘土粉粒径大小为20~30目。

4.根据权利要求1所述的一种木薯生物基胶泥粉混合板材，其特征是，所述的改性粘土粉粒径大小为30~0目。

5.根据权利要求1所述的一种木薯生物基胶泥粉混合板材，其特征是，所述的胶泥粉粒径大小为30~40目。

6.一种制备如权利要求1所述的木薯生物基胶泥粉混合板材的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1)取30~35份农作物秸秆、8~10份甘蔗渣、6~8份茅草、6~8份鱼腥草、12~15份艾叶、6~10份榆树枝、8~10份樟树枝混合后进行粉碎成粉，得到的混合粉粒径大小为20~40目；

步骤2)取步骤1)制备得到的混合粉、16~20份十二烷基三甲氧基硅烷、2~4份纤维素、12~18份N-乙烯基吡咯烷酮通入混合机中进行搅拌混合搅拌3~5min，然后再加入20~25份胶泥粉、12~15份竹纤维粉、5~7份玄武岩纤维、4~6份玻璃纤维、4~5份碳化硅纤维、4~6份膨胀玻化微珠、12~14份草木灰、10~15份聚多巴胺、18~22份乙烯-醋酸乙烯共聚物、8~12份聚甲基丙烯酸甲酯、4~6份聚丙烯、6~13份聚乙二醇进行二次搅拌混合8~10min，得到混合物料，将混合物料铺装成板坯，在压力为1~2MPa，温度为135~140℃下进行板坯预热并保持3~5min，然后再预热后的板坯在压力为4~5MPa、温度为170~180℃下热压8~10min，最后再经过冷压压力为3~5MPa条件下冷压10~12min即得到木薯生物基胶泥粉混合板材。