本發(fā)明屬于防火阻燃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水性植物秸稈防火乳液及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

我國每年有8億噸的農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生，每年因禁止秸稈露天焚燒，政府投入大量人力。為了“秸稈”的綜合利用，國家財(cái)政每年撥出大量財(cái)力。我國秸稈利用的現(xiàn)狀是牲畜飼料、有機(jī)肥料、焚燒發(fā)電、機(jī)制纖維板等。除了牲畜飼料用，其他項(xiàng)目的利用均需投入大量人力與物力，投資專用設(shè)備，利用價(jià)值不高，因此對(duì)8億噸的農(nóng)作物秸稈的利用率甚微。

2015年9月，工信部和住建部印發(fā)了《促進(jìn)綜合建材生產(chǎn)和應(yīng)用的行動(dòng)方案》，通知中提出“大力發(fā)展生物質(zhì)建材”。方案旨在鼓勵(lì)和促進(jìn)木材加工和保護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，支持利用農(nóng)作物秸稈、竹纖維、木屑等發(fā)展生物質(zhì)建材。農(nóng)作物秸稈具有低導(dǎo)熱高保溫的天然性能，是適合做“生物質(zhì)建材”的生物質(zhì)材料。但秸稈易燃燒、易腐爛、易被蟲蟻侵食等嚴(yán)重缺陷，又嚴(yán)重阻礙了秸稈轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)建材應(yīng)用。

要大量利用農(nóng)作物秸稈這類生物質(zhì)材料生產(chǎn)生物質(zhì)建材，首要任務(wù)是解決秸稈不防火、不防腐、不防蟲的缺陷，讓秸稈遇火不燃燒，遇潮不霉腐、蟲蟻不食。其次要低成本高價(jià)值利用秸稈，讓秸稈大量應(yīng)用在建筑的防火保溫墻體及屋面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的填充層。由此發(fā)明一種讓秸稈既能防火又能防腐防蟲，即讓秸稈有“三防”性能的新材料。這種新材料不僅要求價(jià)廉，還要有大量的既成工業(yè)產(chǎn)品的原料可供生產(chǎn)這種新材料，才能滿足采用秸稈生產(chǎn)生物質(zhì)建材的基本要求。

現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)植物秸稈的防火阻燃處理一般采用表面涂敷法和浸漬法兩種，該兩種方法所使用的阻燃劑多為無機(jī)阻燃劑，″三防”效果不高，且價(jià)格較高，一直得不到行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可，更談不上實(shí)施，因此，市場(chǎng)上至今未出現(xiàn)防火效果佳、成本低的阻燃防火植物秸稈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種水性植物秸稈防火乳液。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述水性植物秸稈防火乳液的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供用上述水性植物秸稈防火乳液的使用方法。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種水性植物秸稈防火乳液，由如下重量份的原料組分制成：水性磷氮聚酯阻燃劑10～15重量份、硼酸鈉2～5重量份、堿式碳酸鋅0.5～1重量份、氟硅酸鈉5～10重量份、偏鋁酸鈉3～5重量份、水性膨潤土10～15重量份、水性松香乳液1～3重量份、三乙醇胺0.5～1重量份、植酸3～5重量份、聚乙烯醇3～5重量份、聚硅氧烷乳液0.5～1.5重量份、防霉劑0.01～0.1重量份和水適量。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，由如下重量百分比的原料組分制成：水性磷氮聚酯阻燃劑10～15％、硼酸鈉2～5％、堿式碳酸鋅0.5～1％、氟硅酸鈉5～10％、偏鋁酸鈉3～5％、水性膨潤土10～15％、水性松香乳液1～3％、三乙醇胺0.5～1％、植酸3～5％、聚乙烯醇3～5％、聚硅氧烷乳液0.5～1.5％和防霉劑0.01～0.1％，余量為水。

進(jìn)一步優(yōu)選的，由如下重量百分比的原料組分制成：水性磷氮聚酯阻燃劑14.2％、硼酸鈉3.7％、堿式碳酸鋅0.75％、氟硅酸鈉8.7％、偏鋁酸鈉4.2％、水性膨潤土13.8％、、水性松香乳液1.3％、三乙醇胺0.75％、植酸4.2％、聚乙烯醇3.3％、聚硅氧烷乳液1.25％和防霉劑0.08％，余量為水。

進(jìn)一步優(yōu)選的，由如下重量百分比的原料組分制成：水性磷氮聚酯阻燃劑10.2％、硼酸鈉2.7％、堿式碳酸鋅0.75％、氟硅酸鈉6.7％、偏鋁酸鈉4.2％、水性膨潤土13.8％、、水性松香乳液1.3％、三乙醇胺0.75％、植酸4.2％、聚乙烯醇3.3％、聚硅氧烷乳液1.25％和防霉劑0.08％，余量為水。

進(jìn)一步優(yōu)選的，由如下重量百分比的原料組分制成：水性磷氮聚酯阻燃劑10.2％、硼酸鈉2.7％、堿式碳酸鋅0.75％、氟硅酸鈉8.7％、偏鋁酸鈉4.8％、水性膨潤土14.8％、、水性松香乳液2.8％、三乙醇胺0.75％、植酸4.2％、聚乙烯醇4.7％、聚硅氧烷乳液1.5％和防霉劑0.08％，余量為水。

上述水性植物秸稈防火乳液的制備方法，包括如下步驟：

(1)稱取各原料組分；

(2)在水中依次加入氟硅酸鈉、偏鋁酸鈉、水性膨潤土、水性磷氮聚酯阻燃劑、硼酸鈉、堿式碳酸鋅、水性松香乳液和聚硅氧烷乳液、聚乙烯醇、三乙醇胺、植酸，升溫至40～60℃，保溫并充分?jǐn)嚢?～3h，最后加入防霉劑，即得所述植物秸稈防火乳液。

用上述水性植物秸稈防火乳液處理植物秸稈的方法之一，包括如下步驟：

(1)將制備的水性植物秸稈防火乳液直接均勻的噴涂在植物秸稈表面一遍；

(2)待步驟(1)噴涂的水性植物秸稈防火乳液干1～2h以后再噴涂上述水性植物秸稈防火乳液1～2遍，每遍的噴涂量在0.8～1.0kg/m²；

(3)將步驟(2)所得的物料完全晾干，即成。

用上述水性植物秸稈防火乳液處理植物秸稈的方法之二，直接將植物秸稈浸泡在所述水性植物秸稈防火乳液中，浸泡10～20min，完全晾干后，即成。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的水性植物秸稈防火乳液具有良好的阻燃、防腐、防霉、防白螞蟻的多重功效。

2、本發(fā)明的水性植物秸稈防火乳液的原料含聚硅氧烷乳液，該聚硅氧烷乳液能夠?qū)υ撍灾参锝斩挿阑鹑橐簩?shí)現(xiàn)網(wǎng)狀覆蓋，避免了傳統(tǒng)阻燃劑析出、流失的問題；

3、本發(fā)明的用上述水性植物秸稈防火乳液處理植物秸稈的方法，方便有效，成本較低，可將植物秸稈中硅元素有效的轉(zhuǎn)化成有機(jī)硅阻燃成分，在遇火高溫?zé)藭r(shí)，能迅速與防火乳液的其他組分物質(zhì)聚合成硅結(jié)晶泡沫層，從而達(dá)到阻火隔熱作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1至3所得的防火植物秸稈的燃燒性能結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說明和描述。

實(shí)施例1

制備水性植物秸稈防火乳液：

(1)按如下重量比稱取各原料組分：水性磷氮聚酯阻燃劑YN-114.2％、硼酸鈉3.7％、堿式碳酸鋅0.75％、氟硅酸鈉8.7％、偏鋁酸鈉4.2％、水性膨潤土13.8％、、水性松香乳液1.3％、三乙醇胺0.75％、植酸4.2％、聚乙烯醇3.3％、聚硅氧烷乳液1.25％和防霉劑0.08％，余量為水；

(2)在水中依次加入氟硅酸鈉、偏鋁酸鈉、水性膨潤土、水性磷氮聚酯阻燃劑、硼酸鈉、堿式碳酸鋅、水性松香乳液和聚硅氧烷乳液、聚乙烯醇、三乙醇胺、植酸，升溫至60℃，保溫并充分?jǐn)嚢?h，最后加入防霉劑，即得所述水性植物秸稈防火乳液。

用上述水性植物秸稈防火乳液處理植物秸稈：

(1)將制備的水性植物秸稈防火乳液直接均勻的噴涂在植物秸稈表面一遍；

(2)待步驟(1)噴涂的水性植物秸稈防火乳液干1～2h以后再噴涂上述水性植物秸稈防火乳液1～2遍，每遍的噴涂量在0.8～1.0kg/m2；

(3)將步驟(2)所得的物料完全晾干，即得防火植物秸稈。

實(shí)施例2

制備水性植物秸稈防火乳液：

(1)按如下重量比稱取各原料組分：水性磷氮聚酯阻燃劑YN-110.2％、硼酸鈉2.7％、堿式碳酸鋅0.75％、氟硅酸鈉6.7％、偏鋁酸鈉4.2％、水性膨潤土13.8％、、水性松香乳液1.3％、三乙醇胺0.75％、植酸4.2％、聚乙烯醇3.3％、聚硅氧烷乳液1.25％和防霉劑0.08％，余量為水；

(2)在水中依次加入氟硅酸鈉、偏鋁酸鈉、水性膨潤土、水性磷氮聚酯阻燃劑、硼酸鈉、堿式碳酸鋅、水性松香乳液和聚硅氧烷乳液、聚乙烯醇、三乙醇胺、植酸，升溫至40℃，保溫并充分?jǐn)嚢?h，最后加入防霉劑，即得所述水性植物秸稈防火乳液。

用上述水性植物秸稈防火乳液處理植物秸稈：

直接將植物秸稈浸泡在所述水性植物秸稈防火乳液中，浸泡10～20min，完全晾干后，即得防火植物秸稈。

實(shí)施例3

制備水性植物秸稈防火乳液：

(1)按如下重量比稱取各原料組分：水性磷氮聚酯阻燃劑YN-110.2％、硼酸鈉2.7％、堿式碳酸鋅0.75％、氟硅酸鈉8.7％、偏鋁酸鈉4.8％、水性膨潤土14.8％、、水性松香乳液2.8％、三乙醇胺0.75％、植酸4.2％、聚乙烯醇4.7％、聚硅氧烷乳液1.5％和防霉劑0.08％，余量為水；

(2)在水中依次加入氟硅酸鈉、偏鋁酸鈉、水性膨潤土、水性磷氮聚酯阻燃劑、硼酸鈉、堿式碳酸鋅、水性松香乳液和聚硅氧烷乳液、聚乙烯醇、三乙醇胺、植酸，升溫至50℃，保溫并充分?jǐn)嚢?.5h，最后加入防霉劑，即得所述水性植物秸稈防火乳液。

用上述水性植物秸稈防火乳液處理植物秸稈：

(1)將制備的水性植物秸稈防火乳液直接均勻的噴涂在植物秸稈表面一遍；

(2)待步驟(1)噴涂的水性植物秸稈防火乳液干1～2h以后再噴涂上述水性植物秸稈防火乳液1～2遍，每遍的噴涂量在0.8～1.0kg/m²；

(3)將步驟(2)所得的物料完全晾干，即得防火植物秸稈。

上述各實(shí)施例所得的防火植物秸稈在1000℃的火焰燃燒下，不燃不冒煙，不成灰而成“釉”，具體如圖1中所示，左側(cè)植物秸稈為未經(jīng)處理的，右側(cè)為經(jīng)過植物秸稈防火液浸泡防火處理的植物秸稈。圖a、b為經(jīng)過1000℃火焰槍燃燒的初始階段。圖c、d為經(jīng)過燃燒15s和30s的情況，可以看出未經(jīng)處理的植物秸稈已經(jīng)逐漸燃燒，而經(jīng)過植物秸稈防火液處理的植物秸稈形狀依然完好無損。圖e、f為經(jīng)過45s燃燒后的結(jié)果，從圖可以看出未經(jīng)處理的植物秸稈45s燃燒殆盡，經(jīng)過植物秸稈防火液處理的植物秸稈形狀如初，表面形成一層堅(jiān)固“釉”對(duì)植物秸稈起到良好的隔熱、擋火效果。

將上述各實(shí)施例所得的防火植物秸稈送“廣東省昆蟲研究所”進(jìn)行防白蟻檢測(cè)，室內(nèi)白蟻測(cè)試8周結(jié)果表明：上述防火植物秸稈能夠有效防白蟻，檢測(cè)結(jié)果如下表所示：

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可知，本發(fā)明的技術(shù)方案在下述范圍內(nèi)變化時(shí)，仍然能夠得到與上述實(shí)施例相同或相近的技術(shù)效果，仍然屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍：

一種水性植物秸稈防火乳液，由如下重量份的原料組分制成：水性磷氮聚酯阻燃劑10～15重量份、硼酸鈉2～5重量份、堿式碳酸鋅0.5～1重量份、氟硅酸鈉5～10重量份、偏鋁酸鈉3～5重量份、水性膨潤土10～15重量份、水性松香乳液1～3重量份、三乙醇胺0.5～1重量份、植酸3～5重量份、聚乙烯醇3～5重量份、聚硅氧烷乳液0.5～1.5重量份、防霉劑0.01～0.1重量份和水適量。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，由如下重量百分比的原料組分制成：水性磷氮聚酯阻燃劑10～15％、硼酸鈉2～5％、堿式碳酸鋅0.5～1％、氟硅酸鈉5～10％、偏鋁酸鈉3～5％、水性膨潤土10～15％、水性松香乳液1～3％、三乙醇胺0.5～1％、植酸3～5％、聚乙烯醇3～5％、聚硅氧烷乳液0.5～1.5％和防霉劑0.01～0.1％，余量為水。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。