本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，涉及建筑板材材料的制備方法，尤其涉及一種水玻璃改性纖維的制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)高密度板需要對木片進行復(fù)雜的高溫蒸煮軟化，再進入熱磨機熱磨成纖維狀，對纖維質(zhì)量要求高，生產(chǎn)設(shè)備投資大、工藝復(fù)雜，能耗高，成品強度低，存在廢水廢渣處理；水泥板質(zhì)重，不能釘釘，保溫效果差，薄板抗折性能差。農(nóng)村有大量的植物秸稈被焚燒或掩埋，造成資源浪費。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種新型的水玻璃改性纖維的制備方法及應(yīng)用。發(fā)明的主要目的一是在于充分利用農(nóng)作物植物秸稈和各種木質(zhì)原材料；二是降低生產(chǎn)能耗；三是規(guī)避產(chǎn)生廢棄物，防止污染環(huán)境。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種水玻璃改性纖維的制備方法，包括以下步驟：
（1）將干燥的植物秸稈或帶皮木片研磨，制得粗混合纖維a；
（2）將偶聯(lián)劑噴入在真空攪拌狀態(tài)下的粗混合纖維a中，繼續(xù)攪拌5-60min；加壓到0.1-30MPa，攪拌5-120min；然后泄壓并抽真空至真空度為0.09MPa，得到真空混合纖維b；
（3）將水玻璃和水玻璃凝固劑混合后的混合物噴入真空混合纖維b中，保持真空攪拌5-60min；然后加壓至0.1-30MPa，攪拌5-120min，得到帶壓物料c；
（4）將帶壓物料c緩慢泄壓，然后放入流化床中進行干燥，干燥溫度為100-150oC，干燥完成得到一次改性纖維d；
（5）往一次改性纖維d中噴入偶聯(lián)劑，混合均勻，得到二次改性纖維e。
作為優(yōu)選，所述步驟（1）中粗混合纖維a長度為1-50mm，直徑為0.1-2mm。
作為優(yōu)選，所述步驟（3）中的水玻璃凝固劑為無機類凝固劑或有機類凝固劑中的任意一種，無機類凝固劑為磷酸硅、三聚磷酸硅、聚合磷酸鋁中的任意一種，有機類凝固劑為乙二醇二醋酸酯、乙酸乙酯、乙二胺中的任意一種。
作為優(yōu)選，所述步驟（3）中水玻璃為鈉水玻璃、鉀水玻璃、鋰水玻璃中的至少一種。
作為優(yōu)選，所述步驟（5）中的偶聯(lián)劑為甲基丙烯酸氯化鉻絡(luò)合物、硅烷、鈦酸酯中的至少一種。
作為優(yōu)選，所述步驟（3）中水玻璃凝固劑加入質(zhì)量占水玻璃質(zhì)量的1-15%，所述水玻璃加入質(zhì)量占步驟（1）中粗混合纖維a質(zhì)量的9-50%，所述步驟（5）中偶聯(lián)劑加入質(zhì)量占步驟（1）中粗混合纖維a質(zhì)量的0.1-5%。
優(yōu)選的水玻璃改性纖維的應(yīng)用，所述一次改性纖維d應(yīng)用于低密度水泥板材生產(chǎn)。
優(yōu)選的水玻璃改性纖維的應(yīng)用，所述二次改性纖維e應(yīng)用于高密度板材生產(chǎn)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于，采用這種改性纖維生產(chǎn)的高密度板具有密度大、強度高、用膠量少、節(jié)省纖維，可以大量采用植物秸稈粉碎的纖維，大幅度降低生產(chǎn)成本，同時提高板材質(zhì)量等優(yōu)勢；采用這種改性纖維生產(chǎn)的水泥板質(zhì)輕、強度高、可釘、可磨、凝固時間可調(diào)。生產(chǎn)過程中無廢水廢渣排放，保護了環(huán)境，因此該發(fā)明高具有極大的推廣價值。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體實施例的限制。
實施例1，本實施例提供一種水玻璃改性纖維的制備方法及其具體應(yīng)用過程。具體包括以下步驟：把干燥的植物秸稈或帶皮木片粗磨成長度小于50mm，直徑小于2mm的粗混合纖維；把纖維量1%的硅烷偶聯(lián)劑噴入在真空攪拌狀態(tài)下的干燥植物或木質(zhì)直接粗磨纖維中，繼續(xù)攪拌15分鐘，然后加壓到12MPa，繼續(xù)攪拌30分鐘。緩慢泄壓再抽真空，真空度達到0.09MPa以下。把纖維重量30%水玻璃和水玻璃重量1.5%水玻璃固化劑混合后噴入在真空攪拌狀態(tài)下的植物或木質(zhì)纖維中，繼續(xù)攪拌20分鐘，然后加壓到10MPa，繼續(xù)攪拌30分鐘。緩慢泄壓后把物料在流化床上經(jīng)過130度溫度下干燥，得到一次改性纖維。把2.5%硅烷偶聯(lián)劑噴入一次改性纖維中混合均勻，得到二次改性纖維。
利用一次改性纖維制備水泥板：按照質(zhì)量比為水泥：一次改性纖維：水=（2:12:3）的比例混合均勻后澆筑成20mm厚水泥板，養(yǎng)護7天檢測性能指標(biāo)。
高密度板材加工：把二次改性纖維在攪拌狀態(tài)下與占其質(zhì)量8%的三聚氰胺甲醛樹脂混合均勻，按生產(chǎn)高密度板傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，即依次經(jīng)過鋪裝—熱壓—切邊—砂光，制得高密度板材。
實施例2，本實施例提供一種水玻璃改性纖維的制備方法及其具體應(yīng)用過程。具體包括以下步驟：把干燥的植物秸稈或帶皮木片粗磨成長度小于50mm，直徑小于2mm的粗混合纖維；把纖維量1.5%的鈦酸酯偶聯(lián)劑噴入在真空攪拌狀態(tài)下的干燥植物或木質(zhì)直接粗磨纖維中，繼續(xù)攪拌22分鐘，然后加壓到25MPa，繼續(xù)攪拌10分鐘。緩慢泄壓再抽真空，真空度達到0.09MPa以下。把纖維重量35%水玻璃和水玻璃重量1.5%水玻璃固化劑混合后噴入在真空攪拌狀態(tài)下的植物或木質(zhì)纖維中，繼續(xù)攪拌25分鐘，然后加壓到15MPa，繼續(xù)攪拌30分鐘。緩慢泄壓后把物料在流化床上經(jīng)過140度溫度下干燥，得到一次改性纖維。把2.7%硅烷偶聯(lián)劑噴入一次改性纖維中混合均勻，得到二次改性纖維。
利用一次改性纖維制備水泥板：按照質(zhì)量比為水泥：一次改性纖維：水=（2:11:3）的比例混合均勻后澆筑成20mm厚水泥板，養(yǎng)護7天檢測性能指標(biāo)。
高密度板材加工：把二次改性纖維在攪拌狀態(tài)下與占其質(zhì)量7.5%的三聚氰胺甲醛樹脂混合均勻，按生產(chǎn)高密度板傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，即依次經(jīng)過鋪裝—熱壓—切邊—砂光，制得高密度板材。
實施例3，本實施例提供一種水玻璃改性纖維的制備方法及其具體應(yīng)用過程。具體包括以下步驟：把干燥的植物秸稈或帶皮木片粗磨成長度小于50mm，直徑小于2mm的粗混合纖維；把纖維量3%的鈦酸酯偶聯(lián)劑噴入在真空攪拌狀態(tài)下的干燥植物或木質(zhì)直接粗磨纖維中，繼續(xù)攪拌30分鐘，然后加壓到20MPa，繼續(xù)攪拌25分鐘。緩慢泄壓再抽真空，真空度達到0.09MPa以下。把纖維重量40%水玻璃和水玻璃重量1.5%水玻璃固化劑混合后噴入在真空攪拌狀態(tài)下的植物或木質(zhì)纖維中，繼續(xù)攪拌20分鐘，然后加壓到10MPa，繼續(xù)攪拌30分鐘。緩慢泄壓后把物料在流化床上經(jīng)過145度溫度下干燥，得到一次改性纖維。把3.5 %硅烷偶聯(lián)劑噴入一次改性纖維中混合均勻，得到二次改性纖維。
利用一次改性纖維制備水泥板：按照質(zhì)量比為水泥：一次改性纖維：水=（2:10:3）的比例混合均勻后澆筑成20mm厚水泥板，養(yǎng)護7天檢測性能指標(biāo)。
高密度板材加工：把二次改性纖維在攪拌狀態(tài)下與占其質(zhì)量7.0%的三聚氰胺甲醛樹脂混合均勻，按生產(chǎn)高密度板傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，即依次經(jīng)過鋪裝—熱壓—切邊—砂光，制得高密度板材。
將實施例1-3中利用一次改性纖維制備的水泥板以及高密度板材進行各項性能檢測，并與相同條件下未使用改性纖維，而僅使用水玻璃和水玻璃固化劑采用傳統(tǒng)工藝制備得到的水泥板和高密度板材進行對比，實施例1-3分別對應(yīng)于對比例1-3。
表1 實施例1-3中利用一次改性纖維制備的水泥板與傳統(tǒng)水泥板性能檢測結(jié)果
表2實施例1-3制得的高密度板材性能檢測結(jié)果
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。