1.本发明涉及木材加工技术领域，具体涉及一种皇竹草纤维板材及其制备方法与应用。
背景技术：
2.为了保护环境，爱护森林以及减少碳排放，近年来现有技术已开发出以氯化镁或硫酸镁和氧化镁为基料加入干燥植物纤维或玻璃纤维，制成可替代木材的复合材料。然而，经过生产和使用证实，这些集成复合材料在制造过程中一直存在如下不足之处，农作物秸秆作为纤维来源，存在季节性强，库存困难危险，而且收集价格高，木材及废料制成纤维，价格高、收集困难，品种多纤维质量变化大，色彩也千差万别，造成材料理化指标不稳定。
3.采用皇竹草纤维制备板材，虽然皇竹草纤维也是植物纤维，但皇竹草纤维质量好，但是，皇竹草纤维本身含有一定量的糖，而糖中含有的糖多酚可以吸附到与氧化镁反应而产生的微粒上，并破坏微粒表面的水化晶核，难以形成晶体而造成硬化反应很难进行，无法制造出人造木材。
4.综上所述，现有方法无法利用植物纤维制备出符合弯曲强度、拉伸轻度等强度要求的板材，亟待研发一种新的制备方法，使制备的皇竹草纤维板材符合相关要求。
技术实现要素：
5.为此，本发明提供皇竹草纤维板材及其制备方法与应用。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明实施例提供一种皇竹草纤维板材的制备方法，所述方法包括：
8.将镁盐溶液、氧化镁、第一添加剂和第二添加剂混合后，加入到皇竹草纤维中形成混合物；将所述混合物置于模具中，在高压下压制形成所述皇竹草纤维板材；
9.其中，所述第一添加剂为高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液用于去除皇竹草纤维中的糖类，使得固化结晶反应正常进行；
10.所述第二添加剂为硫酸盐和磷酸盐混合溶液。
11.本发明的一个实施例中，所述板材中，各个组分的重量百分含量为镁盐溶液25％-35％、氧化镁45％-50％、第一添加剂0.1％-0.4％、第二添加剂0.1％-0.4％、皇竹草纤维15％-25％。
12.本发明的一个实施例中，所述镁盐溶液为波美度22
°
的氯化镁溶液或波美度27
°
的硫酸镁溶液。
13.本发明的一个实施例中，所述高锰酸钾溶液的质量百分数为0.5％-1.5％。
14.本发明的一个实施例中，所述第二添加剂中，硫酸盐和磷酸盐的质量比例为1:1；
15.所述第二添加剂的质量百分浓度为2％-6％。
16.本发明的一个实施例中，所述硫酸盐为硫酸镁、硫酸钙、硫酸钾、硫酸钠、硫酸铁、硫酸铝或硫酸铜中的一种或几种；
17.所述磷酸盐为磷酸三钠、磷酸钙、磷酸钾、磷酸二氢钙、磷酸氢钙、三磷酸钾或磷酸二氢钠中的一种或几种。
18.本发明的一个实施例中，所述皇竹草粉碎粒度小于5mm。
19.本发明的一个实施例中，所述高压为170t-850t/m2。
20.上述所述方法制备的皇竹草纤维板材，也属于本发明的保护范围。
21.本发明另一方面还提供上述所述方法制备的皇竹草纤维板材在制备木门、隔墙以及装饰板材中的应用。
22.本发明中，皇竹草又称狼竹草、王草、皇竹，皇竹草是由象草和美洲狼尾草杂交选育而成，属四碳植物，为多年生禾本科植物。皇竹草为单子叶植物纲/颖花亚纲/禾本木/画眉草亚科/黍族/蒺藜草亚族/狼尾草属，学名为pomisetum hydridum。皇竹草特点是产量高在中国中部地区每年亩产10t-15t/亩，在广东、广西、即南方每年亩产可达30t/亩以上，一次种植可连续收割8年以上，只要施肥，收割、看护就行，种植成本低，通常青料到厂价在150元-200元/t，所以是已知价格最低的植物纤维，比木纤维600元-800元/t价优质好，可轮种轮收，用多少收多少，没有了秸秆季节性强须厂内大量库存的危险。
23.本发明具有如下优点：
24.本发明的皇竹草纤维人造木材的制备过程中，所加入的物料比较干燥，氯化镁溶液或硫酸镁溶液的添加量相对较少，压实后要求基本上没有溶液渗出，从而最大限度地保证了整个固化体中各部分均匀性，整体固化硬度均匀；
25.本发明的皇竹草纤维人造木材由于固化体内部受力均匀，不容易变形。采用皇竹草纤维后，由于加入了抗糖添加剂高锰酸钾，而高锰酸钾是强氧化剂，它同皇竹草纤维中的糖，在有水分子的情况下反应生成c+二氧化碳+二氧化锰，去除了蔗糖c
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及其它糖分子在固化体中的存在，使固化结晶反应能正常进行，生产出质好价优的皇竹草纤维无机胶凝人造板。
26.本发明的皇竹草纤维板材，降低生产成本，成品力学性能好，抗水、防火、无毒、防白蚁、具有木材的性能、握钉力达1200n以上，性能优于木材的建筑装饰材料，尤其是装饰板材。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
28.实施例1
29.本实施例提供皇竹草纤维板材的制备方法，其包括以下步骤：
30.本实施例的皇竹草纤维人造木材，各组分按重量百分比计算，氧化镁50％，波美度为22
°
的氯化镁溶液30％、第一添加剂0.25％、第二用添加剂0.25％、干燥的皇竹草纤维19.5％。其中，第一添加剂为质量浓度为1％高锰酸钾溶液，第二添加剂的质量浓度为5％，且第二添加剂中的组分为硫酸镁和磷酸三钠，且硫酸镁和磷酸三钠的质量比为1:1。
31.本实施例的皇竹草纤维板材的制备方法包括以下步骤：
32.步骤一、将干燥的皇竹草用粉碎机粉碎、过筛形成皇竹草纤维颗粒，皇竹草纤维颗粒的粒度要小于5mm；
33.步骤二、将固体氯化镁溶解在水中，形成波美度为22
°
的氯化镁溶液；
34.步骤三、波美度为22
°
的氯化镁溶液30kg、固体氧化镁50kg、皇竹草纤维19.5kg，第一添加剂0.25kg和第二添加剂0.25kg混合搅拌均匀，得到混合物，将混合物经布料机均匀布料在模具内，经高压170t/m2压实，静置固化后脱模，得到皇竹草纤维板材。
35.实施例2
36.本实施例提供皇竹草纤维板材的制备方法，其包括以下步骤：
37.本实施例的皇竹草纤维人造木材，各组分按重量百分比计算，氧化镁50％、波美度27
°
硫酸镁溶液30％、第一添加剂0.25％、第二添加剂0.25％、干燥的皇竹草纤维19.5％。其中，第一添加剂为质量浓度为0.8％高锰酸钾溶液，第二添加剂的质量浓度为4％，且第二添加剂中的组分为硫酸镁和磷酸三钠，且硫酸镁和磷酸三钠的质量比为1:1。
38.本实施例的皇竹草纤维板材的制备方法包括以下步骤：
39.1、将干燥的皇竹草用粉碎机粉碎、过筛皇竹草纤维颗粒，皇竹草纤维颗粒的粒度要小于5mm；
40.2、将固体硫酸镁溶于水，形成波美度为27
°
的硫酸镁溶液；
41.3、将氧化镁、皇竹草纤维、第一添加剂、第二添加剂和波美度为27
°
的硫酸镁溶液混合搅拌均匀，经布料机均匀布料在模具内经高压650t/m2压实，静置固化后脱模，制得皇竹草纤维板材。
42.实施例3
43.本实施例提供皇竹草纤维板材的制备方法，其包括以下步骤：
44.本实施例的皇竹草纤维人造木材，各组分按重量百分比计算，氧化镁45％、波美度27
°
硫酸镁溶液35％、第一添加剂0.3％、第二添加剂0.3％、干燥的皇竹草纤维19.4％。其中，第一添加剂为质量浓度为0.8％的高锰酸钾溶液，第二添加剂中的硫酸镁和磷酸三钠总和的质量浓度为4％，且硫酸镁和磷酸三钠的质量比为1:1。
45.本实施例的皇竹草纤维板材的制备方法包括以下步骤：
46.1、将干燥的皇竹草用粉碎机粉碎、过筛皇竹草纤维颗粒，皇竹草纤维颗粒的粒度要小于5mm；
47.2、将固体硫酸镁溶于水，制得波美度为27
°
的硫酸镁溶液；
48.3、将氧化镁、皇竹草纤维、第一添加剂、第二添加剂和波美度为27
°
的硫酸镁溶液混合搅拌均匀，经布料机均匀布料在模具内经高压650t/m2压实，静置固化后脱模，制得皇竹草纤维板材。
49.试验实施例1
50.本发明实施1至实施例3制备的皇竹草纤维板材与现有板材性能比较，如表1所示。其中，现有板材1-3是，按照对比相应量的植物纤维制备的板材，其与本发明实施例的区别在于，未添加高锰酸钾溶液。
51.表1
52.项目握螺钉力静曲强度实施例11000n≥13.0mpa
现有板材1650n≥6.0mpa实施例21200n≥18.0mpa现有板材2800n≥9.6mpa实施例31200n≥23mpa现有板材31000n≥10mpa
53.由表1的数据可知，本发明的实施例1至实施例3制备的皇竹草纤维板材具有更高的握螺钉力和静曲强度。
54.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。