一种被动房生物质墙板及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物质材料技术领域，更具体的说是涉及一种被动房生物质墙板及其制备方法。
背景技术
被动房是一种被动式超低能耗建筑，一般是指适应当地的气候特征和自然条件，通过保温隔热性能和气密性能更高的围护结构，采用新风热回收技术，利用可再生能源，提供舒适室内环境的建筑。
被动式超低能耗建筑设计多采用被动式设计策略，主要是建筑设计所采用合适朝向、蓄热材料、遮阳装置、自然通风等策略的设计类型，这些策略尽可能地被动接受或直接利用可再生能源，被动式超低建筑为人们提供了舒适并且节省资源的方式，对人类社会健康发展具有深远的意义。
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、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分，是一种具有多用途的可再生的生物资源。目前秸秆的主要用途为制造秸秆人造板，秸秆人造板是通过加工秸秆而制成的绿色板材，非常符合未来产业中人造板的发展趋势。但是，现有的生物质秸秆墙板的拉伸强度、耐水性和阻燃性能普遍不佳，无法在市场上推广应用。
因此，如何利用秸秆开发一种轻质隔热且阻燃性能和耐水性较佳的“被动房”墙板材料是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种被动房生物质墙板及其制备方法，具有轻质、隔热、隔音、阻燃性能和耐水性良好等特点，且使用寿命较长，特别符合“被动房”建筑使用及民用建筑的室内隔音、绝热、保温等应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种被动房生物质墙板，由以下重量份的原料制成：粉煤灰80～120份、高密度聚乙烯40～60份、秸秆50～60份、竹纤维粉20～30份、木纤维粉20～30份、纤维素醚10～20份和水40～50份。
优选为：粉煤灰100份、高密度聚乙烯50份、秸秆55份、竹纤维粉25份、木纤维粉25份、纤维素醚15份和水45份。
进一步，上述粉煤灰的粒径为50～100μm。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明粉煤灰主要含二氧化硅(S%20iO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化铁(Fe2O3)，在体系中作为主要的胶凝材料。
进一步，上述秸秆为小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆中的任一种或几种的混合；更进一步，上述秸秆的目数为100～200目。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明使用秸秆，有效利用了农业废弃物，大大降低了生物质墙板的重量，而且使其具备了较好的隔热、隔音效果。
进一步，上述纤维素醚为羧甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，本发明纤维素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素醚作为一种保护胶体，“包裹”住固体颗粒(粉煤灰)，并在其外表面形成一层润滑膜，使体系更稳定，也提高了体系在搅拌过程中的流动性和施工的滑爽性。
一种被动房生物质墙板的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上所述被动房生物质墙板的重量份数称取各原料；
(2)将纤维素醚和水混合，并搅拌均匀，得到混合物料A；
(3)向步骤(2)所得混合物料A中加入粉煤灰、高密度聚乙烯、秸秆、竹纤维粉和木纤维粉，并搅拌均匀，得到混合物料B；
(4)将步骤(3)所得混合物料B通过双螺杆机预造粒，再通过双螺杆挤出机挤压成型，得到半成品；
(5)将步骤(4)所得半成品送入真空冷却箱进行定型并冷却至室温，然后进行切割、压光贴膜，即得所述被动房生物质墙板。
进一步，上述步骤(2)中，搅拌的转速为100～200r/min，时间为20～30min。
进一步，上述步骤(3)中，搅拌的转速为60～80r/min，时间为30～60min。
进一步，上述步骤(4)中，挤压成型的温度为160～180℃。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种被动房生物质墙板及其制备方法，有益效果如下：
1、本发明采用具有很好抗冲击性的高密度聚乙烯材料，与粉煤灰复配后，抗划伤性显著增强，而且，由于粉煤灰自身就是阻燃的，使得生物质墙板具有很好的耐火性能，同时高温下不会释放有害气体；
2、本发明采用秸秆、竹纤维粉和木纤维粉作为一种填充料，一方面提高了生物质墙板的韧性、拉伸与抗折等性能，另一方面也使其具备了较好的隔热、隔音效果；
3、采用本发明方法所制备的被动房生物质墙板表面平整，结构均匀，导热系数低。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
被动房生物质墙板，由以下重量的原料制成：粉煤灰(粒径为50μm)80kg、高密度聚乙烯40kg、小麦秸秆(100目)50kg、竹纤维粉20kg、木纤维粉20kg、羧甲基纤维素10kg和水40kg。
制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述被动房生物质墙板的重量称取各原料；
(2)将羧甲基纤维和水混合，以100r/min的转速搅拌30min，得到混合物料A；
(3)向步骤(2)所得混合物料A中加入粉煤灰、高密度聚乙烯、小麦秸秆、竹纤维粉和木纤维粉，以60r/min的转速搅拌60min，得到混合物料B；
(4)将步骤(3)所得混合物料B通过双螺杆机预造粒，再通过160℃双螺杆挤出机挤压成型，得到半成品；
(5)将步骤(4)所得半成品送入真空冷却箱进行定型并冷却至室温，然后进行切割、压光贴膜，即得被动房生物质墙板。
实施例2
被动房生物质墙板，由以下重量的原料制成：粉煤灰(粒径为80μm)100kg、高密度聚乙烯50kg、水稻秸秆(150目)55kg、竹纤维粉25kg、木纤维粉25kg、羟乙基甲基纤维素15kg和水45kg。
制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述被动房生物质墙板的重量称取各原料；
(2)将羟乙基甲基纤维素和水混合，以150r/min的转速搅拌25min，得到混合物料A；
(3)向步骤(2)所得混合物料A中加入粉煤灰、高密度聚乙烯、水稻秸秆、竹纤维粉和木纤维粉，以70r/min的转速搅拌45min，得到混合物料B；
(4)将步骤(3)所得混合物料B通过双螺杆机预造粒，再通过170℃双螺杆挤出机挤压成型，得到半成品；
(5)将步骤(4)所得半成品送入真空冷却箱进行定型并冷却至室温，然后进行切割、压光贴膜，即得被动房生物质墙板。
实施例3
被动房生物质墙板，由以下重量的原料制成：粉煤灰(粒径为100μm)80～120kg、高密度聚乙烯40～60kg、玉米秸秆(200目)50～60kg、竹纤维粉20～30kg、木纤维粉20～30kg、羟丙基甲基纤维素10～20kg和水40～50kg。
制备方法，具体包括以下步骤：
(1)按上述被动房生物质墙板的重量称取各原料；
(2)将羟丙基甲基纤维和水混合，以200r/min的转速搅拌20min，得到混合物料A；
(3)向步骤(2)所得混合物料A中加入粉煤灰、高密度聚乙烯、玉米秸秆、竹纤维粉和木纤维粉，以80r/min的转速搅拌30min，得到混合物料B；
(4)将步骤(3)所得混合物料B通过双螺杆机预造粒，再通过180℃双螺杆挤出机挤压成型，得到半成品；
(5)将步骤(4)所得半成品送入真空冷却箱进行定型并冷却至室温，然后进行切割、压光贴膜，即得被动房生物质墙板。
性能测试
各取实施例1～3制得的被动房生物质墙板成品，分别按照《GB/T10294-2008》测试其导热系数，按照《GB/T8624-2012》测试其阻燃等级，按照《GB/T%2016777-2008》标准测试其拉伸强度和断裂延伸率，结果如表1所示。
表1被动房生物质墙板成品性能测试结果
由表1可知，本发明实施例1～3制得的被动房生物质墙板成品的导热系数、阻燃等级、拉伸强度和断裂延伸率均符合相关规定，其中，实施例2为最佳实施例。
综上所述，本发明制得的被动房生物质墙板具有具有轻质、隔热、隔音、阻燃性能和耐水性良好等特点，且使用寿命较长，特别符合“被动房”建筑使用及民用建筑的室内隔音、绝热、保温等应用。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
