一种利用秸秆的发泡装饰板的加工方法与流程

本发明涉及发泡材料领域，具体涉及一种利用秸秆的发泡装饰板的加工方法。

背景技术

酚醛泡沫由于其导热系数低，隔热效果好，被称为＂保温之王＂。与目前市场上的有机保温泡沫，如聚氨酯，聚苯乙烯，聚乙烯等相比较，酚醛树脂具有耐高温、耐火焰、难燃、自熄等优势。加之其重量轻，尺寸稳定性好，绝缘，吸水率低，是建筑、电器、仪表和石油化工等行业较为理想的绝缘隔热保温度材料。随着目前对保温材料阻燃性能要求的提高，酚醛泡沫己经成为泡沫塑料中发展最快的品种之一。然而，酚醛泡沫也存在一些问题，如苯酚价格高导致泡沫的成本较高，原料中的苯酚和甲醛均来自石油煤炭等不可再生资源，生物降解性差,环保性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用秸秆的发泡装饰板的加工方法，以解决现有技术中酚醛泡沫材料环保性、差不易降解、成本较高的缺陷。

所述的利用秸秆的发泡装饰板的加工方法，包括如下步骤：

s1、将秸秆切断成1-4mm的小段，杀菌消毒后进行烘干，将部分秸秆小段加入蒸汽热罐进行汽爆，在相同条件下重复3次汽爆过程，并将三次汽爆后的玉米秸秆加入水进行清洗，然后滤出水洗液，重复5次水洗过程，将水洗后的汽爆秸秆摊开以50-70℃温度烘烤24小时后在阴凉干燥处保存备；

s2、将汽爆处理的秸秆小段加以研磨，并加以筛选，筛选后的秸秆粉末按照质量:体积的固液比1:30加入体积含量96％的中性二氧六环溶液，在25℃下进行振动，持续一定时间以提取木质素，在4℃下离心分离获得上层溶液，即木质素中性溶液；

s3、将木质素中性溶液通过丙酮提取木质素，酸水洗涤后冷冻干燥得到木质素粉末，将苯酚加热融化，按一定比例加入木质素，混合均匀后再加入混合物质量比2％的浓硫酸作催化剂，加热到140℃进行酚化改性，然后冷却至60℃，再加入20％的naoh溶液快速混合均匀，再加入35％-38％甲醛溶液搅拌反应40分钟，之后升温至90℃，再反应30分钟。反应结束后冷却至40℃，再加入50％对甲苯磺酸中和体系的ph值，蒸发至固含量70％以上的溶液即为可发泡酚醛树脂；

s4、将一层表面板放置于加工台上，并在该表面板周侧安装侧封板，至少有一侧侧封板开设有若干注入孔；

s5、在表面板上均匀喷洒有可发泡酚醛树脂与表面活性剂的混合液，在下层的表面板上覆盖支撑框架，再在支撑框架上均匀喷洒可发泡酚醛树脂，盖上另一层表面板压紧；

s6、通过注入孔注入发泡剂和固化剂，封闭注入孔对发泡装饰板进行振动摇匀，使各组分充分混合均匀，然后加热至70-90℃发泡成型。

优选的，所述步骤s3中，各组分质量份数比为：苯酚40份、甲醛溶液75份、naoh溶液55份、木质素60份。

优选的，木质素碱性溶剂与naoh搅拌时的温度为48-55℃。

优选的，所述步骤s2中，木质素提取液还需经过超滤膜分级过滤，压力0.03-0.05mpa，超滤膜有三层，由截留分子量由高到低顺序过滤，三层超滤膜截留分子量分别为20kda、10kda和6kda，最后对透过液进行纳滤浓缩。

本发明的优点在于：由于木质素的价格相对较低，在苯酚价格的三分之一到四分之一之间，有利于降低酚醛泡沫的生产成本，同时木质素属于可再生资源，用来替代不可再生的苯酚资源，能够减少对石油资源的依赖，提高资源利用的可持续性。并且木质素还提高了发泡材料的可降解性，更加环保。

本方法反应温度较为温和，反应为常压，不涉及高压反应，加工比较方便；其次，苯酚是酚醛树脂的主要原料，并不存在复杂的分离问题；最后，酚化可降低木质素的分子量，同时酚化过程中苯酚还可并入木质素的骨架内，提高木质素的反应活性。而且经过汽爆过程后，秸秆中的半纤维素被水洗去除，通过碱性溶液或中性溶液提取时，能大大提高木质素的提取率，进一步降低了成本。

附图说明

图1为本发明制造的发泡装饰板的结构示意图。

在上述附图中：1、表面板，2、支撑框架，3、发泡材料，4侧封板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

木质素是天然多酚类聚合物，在结构上与酚醛树脂类似，可通过部分替代的方式，渗入酚醛树脂中，并与树脂中的活性基团反应，缩合进入树脂聚合物中。由于木质素的价格相对较低，在苯酚价格的三分之一到四分之一之间，有利于降低酚醛泡沫的生产成本，同时木质素属于可再生资源，用来替代不可再生的苯酚资源，能够减少对石油资源的依赖，提高资源利用的可持续性。

分子量对木质素的活性具有明显的影响，小分子量木质素作为苯酚的替代具有较高的活性。另外，小分子量木质素制备的酚醛树脂具有较低的粘度，有利于降低发泡树脂的粘度，进而提高木质素的替代率。因此，利用一定的方法将木质素的分子量降低是制备高性能苯酚泡沫的一个值得探索的方向。

如图1所示，本发明提供了一种利用秸秆的发泡装饰板的加工方法，包含下列实施例：

实施例1

s1、将秸秆切断成1-4mm的小段，杀菌消毒后进行烘干，将部分秸秆小段加入蒸汽热罐进行汽爆，在相同条件下重复3次汽爆过程，并将三次汽爆后的玉米秸秆加入水进行清洗，然后滤出水洗液，重复5次水洗过程，将水洗后的汽爆秸秆摊开以50℃以上温度烘烤24小时后在阴凉干燥处保存备。

s2、将汽爆处理的秸秆小段加以研磨，并加以筛选，筛子目数不少于20目，筛选后的秸秆粉末按照质量:体积的固液比1:30加入体积含量96％的中性二氧六环溶液，在25℃下进行振动，持续2小时以提取木质素，在4℃下离心分离获得上层溶液，即木质素中性溶液。木质素提取液还需经过超滤膜分级过滤，压力0.03-0.05mpa，超滤膜有三层，由截留分子量由高到低顺序过滤，三层超滤膜截留分子量分别为20kda、10kda和6kda，最后对透过液进行纳滤浓缩。

s3、将木质素中性溶液通过丙酮提取木质素，酸水洗涤后冷冻干燥得到木质素粉末，将苯酚加热融化，按一定比例加入木质素，混合均匀后再加入混合物质量比2％的浓硫酸作催化剂，加热到140℃进行酚化改性，然后冷却至60℃，再加入20％的naoh溶液快速混合均匀，再加入35％甲醛溶液搅拌反应40分钟，之后升温至90℃，再反应30分钟。反应结束后冷却至40℃，再加入50％对甲苯磺酸中和体系的ph值，蒸发至固含量70％以上的溶液即为可发泡酚醛树脂。各组分质量份数比为：苯酚40份、甲醛溶液75份、naoh溶液55份、木质素60份。

s4、将一层表面板1放置于加工台上，并在该表面板1周侧安装侧封板4，至少有一侧侧封板4开设有若干注入孔。

s5、在表面板1上均匀喷洒有可发泡酚醛树脂与表面活性剂的混合液，在下层的表面板1上覆盖支撑框架2，再在支撑框架2上均匀喷洒可发泡酚醛树脂，盖上另一层表面板1压紧。

s6、通过注入孔注入发泡剂和固化剂，封闭注入孔对发泡装饰板进行振动摇匀，使各组分充分混合均匀，然后加热至90℃发泡成型。

由此制造而成的发泡装饰板包括设在上下两侧的两层表面板11和位于所述表面板11之间的发泡材料3，所述表面板11之间具有支撑框架22，所述发泡夹芯层2填充所述支撑框架2的空隙部分。所述支撑框架2包括分别贴合在两层表面板11内侧的两层网格板3和固定连接所述网格板3的沟槽为三角形的波纹支撑板。经检测，该发泡装饰板导热系数≤0.028w/m.k。

实施例2

s1、将秸秆切断成1-4mm的小段，杀菌消毒后进行烘干，将部分秸秆小段加入蒸汽热罐进行汽爆，在相同条件下重复3次汽爆过程，并将三次汽爆后的玉米秸秆加入水进行清洗，然后滤出水洗液，重复5次水洗过程，将水洗后的汽爆秸秆摊开以70℃以上温度烘烤24小时后在阴凉干燥处保存备。

s2、将汽爆处理的秸秆小段加以研磨，并加以筛选，筛子目数不少于20目，筛选后的秸秆粉末按照质量:体积的固液比1:30加入体积含量96％的中性二氧六环溶液，在25℃下进行振动，持续2.5小时以提取木质素，在4℃下离心分离获得上层溶液，即木质素中性溶液。木质素提取液还需经过超滤膜分级过滤，压力0.03-0.05mpa，超滤膜有三层，由截留分子量由高到低顺序过滤，三层超滤膜截留分子量分别为20kda、10kda和6kda，最后对透过液进行纳滤浓缩。

s3、将木质素中性溶液通过丙酮提取木质素，酸水洗涤后冷冻干燥得到木质素粉末，将苯酚加热融化，按一定比例加入木质素，混合均匀后再加入混合物质量比2％的浓硫酸作催化剂，加热到140℃进行酚化改性，然后冷却至60℃，再加入20％的naoh溶液快速混合均匀，再加入38％甲醛溶液搅拌反应40分钟，之后升温至90℃，再反应30分钟。反应结束后冷却至40℃，再加入50％对甲苯磺酸中和体系的ph值，蒸发至固含量70％以上的溶液即为可发泡酚醛树脂。各组分质量份数比为：苯酚40份、甲醛溶液75份、naoh溶液55份、木质素60份。

s4、将一层表面板1放置于加工台上，并在该表面板1周侧安装侧封板4，至少有一侧侧封板4开设有若干注入孔。

s5、在表面板1上均匀喷洒有可发泡酚醛树脂与表面活性剂的混合液，在下层的表面板1上覆盖支撑框架2，再在支撑框架2上均匀喷洒可发泡酚醛树脂，盖上另一层表面板1压紧。

s6、通过注入孔注入发泡剂和固化剂，封闭注入孔对发泡装饰板进行振动摇匀，使各组分充分混合均匀，然后加热至70℃发泡成型。

由此制造而成的发泡装饰板经检测，经检测，该发泡装饰板导热系数≤0.022w/m.k。

实施例3

s1、将秸秆切断成1-4mm的小段，杀菌消毒后进行烘干，将部分秸秆小段加入蒸汽热罐进行汽爆，在相同条件下重复3次汽爆过程，并将三次汽爆后的玉米秸秆加入水进行清洗，然后滤出水洗液，重复5次水洗过程，将水洗后的汽爆秸秆摊开以65℃以上温度烘烤24小时后在阴凉干燥处保存备。

s2、将汽爆处理的秸秆小段加以研磨，并加以筛选，筛子目数不少于20目，筛选后的秸秆粉末按照质量:体积的固液比1:30加入体积含量96％的中性二氧六环溶液，在25℃下进行振动，持续2小时以提取木质素，在4℃下离心分离获得上层溶液，即木质素中性溶液。木质素提取液还需经过超滤膜分级过滤，压力0.03-0.05mpa，超滤膜有三层，由截留分子量由高到低顺序过滤，三层超滤膜截留分子量分别为20kda、10kda和6kda，最后对透过液进行纳滤浓缩。

s3、将木质素中性溶液通过丙酮提取木质素，酸水洗涤后冷冻干燥得到木质素粉末，将苯酚加热融化，按一定比例加入木质素，混合均匀后再加入混合物质量比2％的浓硫酸作催化剂，加热到140℃进行酚化改性，然后冷却至60℃，再加入20％的naoh溶液快速混合均匀，再加入37％甲醛溶液搅拌反应40分钟，之后升温至90℃，再反应30分钟。反应结束后冷却至40℃，再加入50％对甲苯磺酸中和体系的ph值，蒸发至固含量70％以上的溶液即为可发泡酚醛树脂。各组分质量份数比为：苯酚40份、甲醛溶液75份、naoh溶液55份、木质素60份。

s4、将一层表面板1放置于加工台上，并在该表面板1周侧安装侧封板4，至少有一侧侧封板4开设有若干注入孔。

s5、在表面板1上均匀喷洒有可发泡酚醛树脂与表面活性剂的混合液，在下层的表面板1上覆盖支撑框架2，再在支撑框架2上均匀喷洒可发泡酚醛树脂，盖上另一层表面板1压紧。

s6、通过注入孔注入发泡剂和固化剂，封闭注入孔对发泡装饰板进行振动摇匀，使各组分充分混合均匀，然后加热至88℃发泡成型。

由此制造而成的发泡装饰板经检测，经检测，该发泡装饰板导热系数≤0.025w/m.k。

本发明提供方法生产的发泡装饰板由于木质素的价格相对较低，成本较低并且可持续性强，还提高了发泡材料3的可降解性，更加环保。采用中性溶剂提取木质素，比碱性溶剂更加安全。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。