本發(fā)明屬于環(huán)境友好型生物質(zhì)防火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代城市大空間建筑逐漸增多,這就要求建筑物局部有防火材料，內(nèi)部裝修也要求防火材料。建筑內(nèi)部裝修的防火直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)安全，例如：2009年12月5日凌晨，俄羅斯彼爾姆邊疆區(qū)首府彼爾姆市的“瘸腿馬”夜總會發(fā)生火災(zāi)事故，致死人數(shù)達(dá)100多人，該建筑內(nèi)部采用了大量的可燃材料裝修。目前，對內(nèi)部的裝修主要采用玻璃紙、壓縮板、密度板、泡沫板、紙型板以及化纖面料等。這類材料很多屬于有機(jī)高分子材料領(lǐng)域，易燃，都存在著不同程度的形成火災(zāi)的隱患。因此，探索新型防火材料，提高防火材料品質(zhì)，進(jìn)一步整合資源、集中力量，推動我國防火材料研究再上新臺階，對提高我國建筑業(yè)質(zhì)量水平，具有十分重要的意義。國內(nèi)外已有研究者利用植物纖維素為原料制成生物質(zhì)防火材料已有相關(guān)報道，但由于其防火性能還不能滿足建筑要求，因此沒有大量開展起來。玉米是我國第一糧食作物，2014年產(chǎn)玉米秸稈產(chǎn)量達(dá)2.8億噸，玉米秸稈營養(yǎng)豐富，含有31％-40％纖維素，35％-48％半纖維素，15％-25％木質(zhì)素。目前玉米秸稈主要被用于人造板、秸稈飼料、食用菌種植、能源化利用以及秸稈還田等方面，用于生物質(zhì)防火料材方面的報道還很少。而且目前國內(nèi)還有大量的過剩的玉米秸稈沒有可以使用的渠道。因此，循環(huán)利用玉米秸稈資源，對于社會具有重要的意義。我國真菌資源豐富，一些特有的真菌的菌絲體發(fā)達(dá)、菌絲體扭結(jié)能力強(qiáng)，能夠廣泛利用自然界中的纖維素、木質(zhì)素等原料，菌絲體在生長的過程中緊緊將纖維素、木質(zhì)素等包裹在一起，從而形成以菌絲體作為天然“膠水”，玉米芯纖維為骨架的復(fù)合材料。因此，選用特定真菌，利用我國豐富的玉米秸稈資源制成環(huán)境友好型的生物質(zhì)防火材料，從而減少玉米秸稈的堆積與浪費，變廢為寶，減少資源浪費的目的。

綜上所述，目前我國玉米秸稈資源過剩的問題。減少浪費資源，同時也減少對環(huán)境的污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料及其制備方法，旨在解決目前我國玉米秸稈資源過剩的問題。減少浪費資源，同時也減少對環(huán)境的污染的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料，所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料按照質(zhì)量份數(shù)由30份-65份玉米秸稈、10份-20份雜木屑、10份-20份麥麩和15份-30份生物質(zhì)防火材料添加劑；

所述生物質(zhì)防火材料添加劑按照質(zhì)量份數(shù)由35份膨脹珍珠巖、35份石粉、8份石英砂、12份滑石粉、5份生石灰和5份石膏粉組成；

所述石粉按照質(zhì)量份數(shù)由38份鉀長石粉、22份正長石粉、25份鈣長石粉和15份鈉長石粉均勻混合組成。

進(jìn)一步，所述石粉細(xì)度在18目-200目；滑石粉的細(xì)度為200目；膨脹珍珠巖顆粒大小為0mm-1mm。

進(jìn)一步，所述玉米秸稈粉碎至粒徑為0mm-10mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-5mm、5mm-10mm的玉米秸稈所占的比例分別為63％、37％；雜木屑是闊葉樹木的下腳料經(jīng)粉碎至粒徑為0mm-5mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-3mm、3mm-5mm的雜木屑所占比例為31％、69％。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法，所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法包括以下步驟：

步驟一，培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將30份-65份玉米秸稈、10份-20份雜木屑、10份-20份麥麩和15份-30份生物質(zhì)防火材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自來水，混勻；

步驟二，滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌10分鐘-20分鐘；

步驟三，接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按10％w/w-30％w/w接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實密封后于黑暗無菌室內(nèi)培養(yǎng)；

步驟四，樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于40℃-80℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

進(jìn)一步，所述步驟一中調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％-60％，同時調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的ph至7-8。

進(jìn)一步，所述步驟三中壓實密封后于溫度20℃-30℃、環(huán)境相對濕度50％-70％、二氧化碳濃度3000ppm-11000ppm的黑暗無菌室內(nèi)培養(yǎng)7天-15天。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的建筑內(nèi)墻防火材料。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的彩鋼板夾層。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的抗震性秸稈房屋。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由所述以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料制備的防火門芯板。

本發(fā)明提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料及其制備方法，加入生物質(zhì)防火材料添加劑后，可以使制作出的生物質(zhì)防火材料形成致密的結(jié)構(gòu)，具有良好的防火性能，是優(yōu)良的防火材料。膨脹珍珠巖，具有保溫、隔熱、不燃、抗老化、耐腐蝕的特性。石英砂是指化工級的石英砂，具有耐火性能高、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定?；凼侵富ぜ壔?，滑石具有耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性。鉀長石粉指化工級鉀長石粉，具有耐火性、熔點高的物理特性。正長石粉指化工級正長石粉，具有耐火性、熔點高的物理特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。鈣長石粉指化工級鈣長石粉，具有介電常數(shù)小、熱膨脹系數(shù)低、體積密度小、比強(qiáng)度高、熔點高的物質(zhì)特性。鈉長石粉指化工級鈉長石粉，具有熔點高、吸附能力強(qiáng)的物理特性。使用前，先稱取石粉的各組份于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，然后再與稱取的其它組分于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻。添加生物質(zhì)防火材料添加劑后，使制作出來的樣品的致密性好，抗壓效果好，防火能力強(qiáng)，經(jīng)測試樣品的防火等級能到達(dá)b1級。

本發(fā)明的制作過程只需將處理后的材料進(jìn)行滅菌、接種培養(yǎng)、干燥，整個過程能耗較低，利用玉米秸稈的自身資源優(yōu)勢，在真菌菌絲的作用下將秸稈制成輕密度、吸水率低、抗霉力強(qiáng)、防火性能好的生物質(zhì)材料，可以用于建筑的內(nèi)墻防火，彩鋼板的夾層，抗震性秸稈房屋，防火門芯板；同時，實現(xiàn)秸稈資源的綜合利用，變廢為寶，避免了秸稈胡亂丟棄或焚燒產(chǎn)生的污染，保護(hù)了環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。本發(fā)明制備的生物質(zhì)保溫材料制備方法簡單、生產(chǎn)成本低、強(qiáng)度好、致密性好、防火性能好，是一種極具市場前景與潛力的環(huán)境友好型生物質(zhì)防火材料。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

本發(fā)明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料按照質(zhì)量份數(shù)由30份-65份玉米秸稈、10份-20份雜木屑、10份-20份麥麩和15份-30份生物質(zhì)防火材料添加劑。

玉米秸稈粉碎至粒徑為0mm-10mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-5mm、5mm-10mm的玉米秸稈所占的比例分別為63％、37％；雜木屑是闊葉樹木的下腳料經(jīng)粉碎至粒徑為0mm-5mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-3mm、3mm-5mm的雜木屑所占比例為31％、69％。

所述生物質(zhì)防火材料添加劑按照質(zhì)量份數(shù)由35份膨脹珍珠巖、35份石粉、8份石英砂、12份滑石粉、5份生石灰和5份石膏粉組成。

所述石粉按照質(zhì)量份數(shù)由38份鉀長石粉、22份正長石粉、25份鈣長石粉和15份鈉長石粉均勻混合組成，細(xì)度在18目-200目；滑石粉的細(xì)度為200目；膨脹珍珠巖顆粒大小為0mm-1mm。

膨脹珍珠巖，具有保溫、隔熱、不燃、抗老化、耐腐蝕的特性。

石英砂是指化工級的石英砂，具有耐火性能高、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定。

滑石粉是指化工級滑石粉，滑石具有耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、遮蓋力良好、柔軟、光澤好、吸附力強(qiáng)等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性。

鉀長石粉指化工級鉀長石粉，具有耐火性、熔點高的物理特性。

正長石粉指化工級正長石粉，具有耐火性、熔點高的物理特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

鈣長石粉指化工級鈣長石粉，具有介電常數(shù)小、熱膨脹系數(shù)低、體積密度小、比強(qiáng)度高、熔點高的物質(zhì)特性。

鈉長石粉指化工級鈉長石粉，具有熔點高、吸附能力強(qiáng)的物理特性。

使用前，先稱取石粉的各組份于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，然后再與稱取的其它組分于攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻。

添加生物質(zhì)防火材料添加劑后，使制作出來的樣品的致密性好，抗壓效果好，防火能力強(qiáng)，經(jīng)測試樣品的防火等級能到達(dá)b1級。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的制備方法包括以下步驟：

s101：培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將30份-65份玉米秸稈、10份-20份雜木屑、10份-20份麥麩和15份-30份生物質(zhì)防火材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.0倍-1.25倍自來水，混勻；調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％-60％，同時調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的ph至7-8；

s102：滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌10分鐘-20分鐘；

s103：接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按10％(w/w)-30％(w/w)接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實密封后于溫度20℃-30℃、環(huán)境相對濕度50％-70％、二氧化碳濃度3000ppm-11000ppm的黑暗無菌室內(nèi)培養(yǎng)7天-15天；

s104：樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于40℃-80℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

接種的真菌菌種來自發(fā)明專利(cn105292758a)，該菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點。

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

實施例1

本發(fā)明實施例提供以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的具體步驟為：

(1)培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將玉米秸稈45份、雜木屑15份、15份麥麩和25份生物質(zhì)防火材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.0倍自來水，混勻；調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為55％，同時調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的ph至8；

玉米秸稈粉碎至粒徑為0mm-10mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-5mm、5mm-10mm的玉米秸稈所占的比例分別為63％、37％；雜木屑是闊葉樹木的下腳料經(jīng)粉碎至粒徑為0mm-5mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-3mm、3mm-5mm的雜木屑所占比例為31％、69％。

(2)滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌17分鐘；

(3)接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按20％(w/w)接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實密封后于溫度24℃、環(huán)境相對濕度63％、二氧化碳濃度3000ppm-11000ppm的黑暗無菌室內(nèi)培養(yǎng)11天；

接種的真菌菌種來自發(fā)明專利(cn105292758a)，該菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于60℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

實施例2

本發(fā)明實施例提供的以玉米秸稈為主料的真菌基生物質(zhì)防火材料的具體步驟為：

(1)培養(yǎng)料的準(zhǔn)備：將玉米秸稈35份、雜木屑20份、18份麥麩和27份生物質(zhì)防火材料添加劑混合均勻；向培養(yǎng)原料中添加物料干重的1.25倍自來水，混勻；調(diào)控培養(yǎng)原料中的含水量為60％，同時調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的ph8；

玉米秸稈粉碎至粒徑為0mm-10mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-5mm、5mm-10mm的玉米秸稈所占的比例分別為63％、37％；雜木屑是闊葉樹木的下腳料經(jīng)粉碎至粒徑為0mm-5mm的顆粒狀材料，其中，粒徑為0mm-3mm、3mm-5mm的雜木屑所占比例為31％、69％。

(2)滅菌處理：將培養(yǎng)料裝入滅菌袋，于隧道式微波滅菌設(shè)備上滅菌17分鐘；

(3)接種培養(yǎng)：待滅菌處理后的培養(yǎng)原料冷卻至室溫，于無菌接種室內(nèi)將生產(chǎn)用固體真菌菌種按30％(w/w)接種于培養(yǎng)原料中，攪拌均勻；然后將接種后的培養(yǎng)原料裝入專用模具內(nèi)，壓實密封后于溫度26℃、環(huán)境相對濕度63％、二氧化碳濃度3000ppm-11000ppm的黑暗無菌室內(nèi)培養(yǎng)8天；

接種的真菌菌種來自發(fā)明專利(cn105292758a)，該菌種具有菌絲體發(fā)達(dá)、扭結(jié)能力強(qiáng)、原料利用范圍廣的特點。

(4)樣品干燥：待模具中的材料上長滿厚厚一層菌絲后，將樣品從模具內(nèi)取出，于60℃條件下干燥，直至樣品的含水量干燥到低于15％為止，即得所述生物質(zhì)防火材料。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。