一種防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑用泡沫材料的制備方法，具體涉及一種防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，塑料泡沫廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)。1937年化學(xué)家麥金太爾首次將聚苯乙烯(塑料泡沫)商業(yè)化之后，塑料泡沫成為人類生活各領(lǐng)域不可或缺的產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年全球塑料總產(chǎn)量為3億噸，其中，中國占24.8%，歐洲占20%。另一方面，全球每年產(chǎn)生的大量塑料泡沫垃圾材料進(jìn)入環(huán)境，帶來了世界性的嚴(yán)重環(huán)境問題。僅在美國，垃圾填埋場中約30%垃圾為聚苯乙烯泡沫；由于聚苯乙烯為原料生產(chǎn)的材料至少要82年方可降解，因而塑料泡沫的應(yīng)用也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染。據(jù)估計(jì)每年約1000-2000萬噸塑料產(chǎn)品進(jìn)入海洋，在夏威夷島附近形成了由塑料垃圾組成的太平洋垃圾島，面積大約有六個(gè)英國大小，被戲稱為“第八大陸”。同時(shí)，由于塑料泡沫易燃，時(shí)常造成嚴(yán)重火災(zāi)事故。2015年5月25日凌晨4點(diǎn)，河南魯山縣老年公寓失火，38位老人不幸遇難。究其原因，是由于老年公寓房屋均為鐵皮板房，墻體夾層多由泡沫板填充，俗稱“鐵皮泡沫屋”，易燃燒，致使巨大災(zāi)難和悲劇發(fā)生。此外，我國每年進(jìn)口了約占全球總量56%的廢舊塑料，嚴(yán)重地威脅著我國的環(huán)境，也帶來了極大的安全隱患。另一方面，據(jù)報(bào)道，我國2013年彩鋼板用量為960萬噸，其中塑料泡沫用量16.2萬噸。因而，開發(fā)新型生態(tài)環(huán)保包裝材料，既有現(xiàn)實(shí)的迫切需要，也有廣闊的市場需求。
[0003]我國是僅次于巴西和印度的甘蔗種植大國，產(chǎn)量居第三位，年產(chǎn)甘蔗渣約2000萬噸。據(jù)測定，蔗渣含干物質(zhì)90 % -92 %，粗蛋白質(zhì)2.0 %，粗脂肪0.7%,纖維素44 % -46 %，半纖維素23%-25%，木質(zhì)素18%-20%，營養(yǎng)豐富，因而甘蔗渣的資源化利用方式很多，巴西用于生產(chǎn)蔗渣燃料酒精;美國用甘蔗渣開發(fā)出了養(yǎng)蝦餌料和肉牛飼養(yǎng)發(fā)酵飼料。我國利用甘蔗渣的方式包括用作種植食用菌的原料，用于牛羊養(yǎng)殖的飼料原料;甘蔗渣也常常用作造紙、生產(chǎn)CMC、活性炭、人造纖維板的原料。近年來開展了以廢舊低密度聚乙烯(LDPE)樹脂為基體，甘蔗渣為填料，利用發(fā)泡工藝制造發(fā)泡木塑復(fù)合材料、以及利用偶聯(lián)劑與甘蔗渣/PVC生產(chǎn)復(fù)合材料研究工作，將甘蔗渣較好地應(yīng)用于復(fù)合材料生產(chǎn)，但在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中仍然需要添加聚乙烯等化學(xué)合成材料。
[0004]蘑菇是人們對一大類菌絲體生長到后期扭結(jié)形成子實(shí)體的大型真菌的統(tǒng)稱(本發(fā)明沿用該稱謂)。我國是世界上生物多樣性最豐富的國家之一。據(jù)報(bào)道，全世界現(xiàn)已報(bào)道的食用真菌資源約2000種，我國占980多種，這些食用真菌菌種具有原料利用廣、長勢好等優(yōu)點(diǎn)。加之食用真菌菌絲細(xì)胞壁由幾丁質(zhì)或纖維素組成，內(nèi)部含有大量真菌多糖，具有極好的膠結(jié)效果，我國開發(fā)的袋料栽培香菇技術(shù)就是利用香菇菌絲在菌棒表面大量生長，扭結(jié)形成堅(jiān)實(shí)的菌皮，可防止雜菌污染的原理。據(jù)此，如何充分利用我國豐富的真菌資源，篩選出優(yōu)良真菌菌株，利用其菌絲特性，在生長過程中將培養(yǎng)原料膠結(jié)后形成具有一定緊實(shí)度和韌性，富有彈性的結(jié)構(gòu)，從而生產(chǎn)出生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫，部分代替現(xiàn)有的塑料泡沫，是我國生態(tài)文明建設(shè)的迫切需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，設(shè)計(jì)一種防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法不需要添加聚乙烯等化學(xué)合成材料，以甘蔗、長石粉為主要原料，利用特定蘑菇菌絲優(yōu)良生長特性，既能夠高效利用廢棄甘蔗渣，又能夠避免化學(xué)合成材料的易燃、污染嚴(yán)重的缺陷，生產(chǎn)過程簡單高效，生產(chǎn)成本低;并且制備的防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫具有極佳的保溫性能和阻燃性能，完全符合建筑用泡沫的性能要求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法是將含有甘蔗渣和長石粉的培養(yǎng)原料混勻滅菌后，接種特定真菌菌種，再將接種后的培養(yǎng)原料裝入培養(yǎng)模具內(nèi)培養(yǎng)若干天后，再經(jīng)干燥脫水處理后得到所述防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫。
[0007]優(yōu)選的，培養(yǎng)原料的組分包括甘蔗渣、麩皮、長石粉。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的，培養(yǎng)原料由75-80質(zhì)量份數(shù)的甘蔗渣、10-15份質(zhì)量份數(shù)的麩皮、δ-?Ο 質(zhì)量份數(shù)的長石粉組成； 將上述 3 種組分混合后向培養(yǎng)原料中添加培養(yǎng)原料重量 1.2 ?I.3倍的自來水，充分混勻。甘蔗渣的長度規(guī)格為0.6-1.5cm。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，培養(yǎng)原料含水量控制在60%-65%。
[0010]優(yōu)選的，接種的特定真菌菌種是生長快、長勢好、菌絲扭結(jié)力強(qiáng)的木質(zhì)層孔菌。該木質(zhì)層孔菌，優(yōu)選購自中國普通微生物菌種保藏管理中心(CGMCC)，編號為AS5.132的木質(zhì)層孔菌。該菌株最適生長溫度25°C，最適生長pH為6.0。母種培養(yǎng)基為綜合PDA培養(yǎng)基，配方:馬鈴薯提取液1.0L，葡萄糖20.0g，KH2P043.0g，MgS04.7H20 1.5g，維生素B1微量，瓊脂15.0g。原種和生產(chǎn)種配方為棉籽殼70%，麩皮20%，玉米粉10%，含水量65%，pH自然。
[0011]優(yōu)選的，培養(yǎng)模具內(nèi)的培養(yǎng)溫度為26_30°C，培養(yǎng)時(shí)間為4-8天。
[0012]優(yōu)選的，長石粉由鉀長石粉、鈉長石粉、鈣長石粉均勻混合組成，長石粉細(xì)度為200目。由于長石粉各組分物質(zhì)的熔點(diǎn)高于1200°C，添加長石粉有效地提高了蘑菇泡沫的防火阻燃能力，確保了蘑菇泡沫的安全性。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，長石粉由50-55質(zhì)量份數(shù)的鉀長石粉、30-35質(zhì)量份數(shù)的鈉長石粉、10-20質(zhì)量份數(shù)的鈣長石粉均勻混合組成。
[0014]優(yōu)選的，培養(yǎng)模具為PVC材質(zhì)的模具。培養(yǎng)模具優(yōu)選為長方體形，其規(guī)格為寬度950-1200mm，厚度50-250mm，長度根據(jù)需要設(shè)定，也可根據(jù)市場需求確定。裝填培養(yǎng)原料前，用消毒酒精對培養(yǎng)模具進(jìn)行表面消毒處理。
[0015]優(yōu)選的，所述生產(chǎn)方法的具體步驟為:
[0016](I)制備培養(yǎng)原料:將75-80質(zhì)量份數(shù)的甘蔗渣、10-15份質(zhì)量份數(shù)的麩皮、5-10質(zhì)量份數(shù)的長石粉混合得到培養(yǎng)原料，將上述3種組分混合均勻后向培養(yǎng)原料中添加培養(yǎng)原料重量1.2?1.3倍的自來水，充分混勻，培養(yǎng)原料中的含水量為60%~65%,經(jīng)高溫滅菌后冷卻備用，高溫滅菌的時(shí)間為2小時(shí)；
[0017](2)接種:將擴(kuò)大培養(yǎng)的木質(zhì)層孔菌菌種接種到培養(yǎng)原料上混合均勻;蘑菇生產(chǎn)種的接種量為20% (w/w)；
[0018](3)蘑菇泡沫生長:將接種后的培養(yǎng)原料裝入PVC材質(zhì)的模具內(nèi)，于26-30°C培養(yǎng)4-8天；
[0019](4)產(chǎn)品成型:將生長培養(yǎng)后的模具內(nèi)的培養(yǎng)原料干燥脫水后制得防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:
[0021]防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫的生產(chǎn)方法，經(jīng)過篩選的蘑菇菌絲在以甘蔗渣為主料的原料中迅速生長，菌絲扭結(jié)，將蔗渣纖維緊密相連，形成具有良好柔韌度的蘑菇泡沫，具有較佳的保溫性能;添加的5-10質(zhì)量份數(shù)的長石粉，均勻分布于蔗渣原料間隙，鑲嵌于蘑菇菌絲體中，形成致密結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用長石粉的耐熱特性，使得蘑菇泡沫具備了良好的防火阻燃性能。
[0022]該生產(chǎn)方法不需要添加聚乙烯等化學(xué)合成材料，以甘蔗、長石粉為主要原料，采用微生物生長的特性，既能夠高效利用廢棄甘蔗渣，又能夠避免化學(xué)合成材料的易燃、污染嚴(yán)重的缺陷，生產(chǎn)過程簡單高效，生產(chǎn)成本低;并且制備的防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫具有極佳的保溫性能和阻燃性能，完全符合建筑用泡沫的性能要求，成為代替彩鋼板夾層塑料泡沫的優(yōu)質(zhì)生態(tài)環(huán)保型蘑菇泡沫材料。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]實(shí)施例1
[0025]—種防火型生態(tài)環(huán)保蘑菇泡沫的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法的具體步驟為:
[0026](I)制備培養(yǎng)原料:將75質(zhì)量份數(shù)的甘蔗渣、15份質(zhì)量份數(shù)的麩皮、10質(zhì)量份數(shù)的長石粉混合得到培養(yǎng)原料，將上述3種組分混合均勻后向培養(yǎng)原料中添加培養(yǎng)原料重量1.3倍的自來水，充分混勻，培養(yǎng)原料含水量為60 %，調(diào)節(jié)培養(yǎng)原料的酸堿度為pH 6.5;經(jīng)高溫蒸汽滅菌后冷卻備用，高溫蒸汽滅菌時(shí)間為2小時(shí)；
[0027]甘蔗渣的長度規(guī)格為0.6-1.5cm;長石粉由55質(zhì)量份數(shù)的鉀長石粉、35質(zhì)量份數(shù)的鈉長石粉、10質(zhì)量份數(shù)的鈣長石粉均勻混合組成，長石粉細(xì)度為200目。
[0028](2)接種:將擴(kuò)大培養(yǎng)的特定真菌菌種接種到培養(yǎng)原料上混合均勻;生產(chǎn)菌種接種量為20% (w/w)；
[0029]本實(shí)施例采用特定真菌菌種為木質(zhì)層孔菌，編號為AS5.132，購自中國普通微生物菌種保藏管理中心(CGMCC)。該菌株最適生長溫度25°C，最適生長pH為6.0。母種培養(yǎng)基為綜合卩04