CN102726276B - 一种脲醛泡沫塑料栽培基质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种脲醛泡沫塑料栽培基质，包括吸水颗粒和固体基质，固体基质内部和表面均分散有大量的气体微孔，吸水颗粒固定在气体微孔的孔壁上或分散于气体微孔的空隙内。一种脲醛泡沫塑料栽培基质的制备方法，步骤如下：由尿素和甲醛缩聚反应得到脲醛树脂溶液；配置发泡液；搅拌发泡液产生大量泡沫后加入脲醛树脂溶液继续搅拌，在物料体积膨胀过程中喷入高吸水树脂颗粒，持续搅拌发泡成脲醛树脂泡沫物；将脲醛树脂泡沫物在塑模中固化，同时将高吸水树脂颗粒固定在固化的泡沫孔隙壁上或分散于气体微孔的空隙内，形成脲醛泡沫塑料栽培基质原料。本发明的脲醛泡沫塑料栽培基质具有生产加工简单、安装方便、易运输和形状可以根据需求进行切割成型的优点。
Description
技术领域
本发明涉及植物栽培技术领域，尤其是涉及一种脲醛泡沫塑料栽培基质及其制备方法。
背景技术
近年来，随着生活水平的提高，人们对居住及生活环境的绿化水平要求也越来越高。不仅需求风景宜人充满植物的周边环境，也希望在居室中创造一个舒适的人居环境，特别渴望在喧嚣的城市中为自己的家庭，包括室内、室外、阳台、天井、天台、通道、走廊或自己的小花园，注入绿色的生命。对居住环境的改善要求，对新鲜健康蔬菜的需求，对城市农耕的向往，国内外广泛的运用无土栽培技术来满足这些需求。
对于蔬菜栽培方面，我国的无土栽培业尝试各种各样的管道化栽培、漂浮栽培、容器栽培等。这些无土栽培方法及其设施存在对容器的依赖、管理的繁琐及管理专业化要求强等诸多问题。对于大规模集约化的生产尚可采用，但是进入家庭进行小规模的运用时，需要对这些模式及设施进行改进。目前采用的家庭蔬菜生产方式一种是传统平面栽培，使用泥土或是草炭、煤渣、蛭石、珍珠岩等基质，配合一些诸如花盆之类的容器进行栽培，该方法栽培占用空间大，管理繁琐；另一种方法是使用小型水培设备，该方法的蔬菜生产量受限于容器的造型，产量不高并且设备价格昂贵。
对于立体绿化方面，许多植物需要在垂直立面进行种植，还有一种是立体造型种植，即用植物进行特意组合造型出美观的图案图形或形体。对于这些类型的种植，目前所采用的一些基质如炉渣、蛭石等，必须进行复杂程度很高的施工、养护及维护，并且效果也不是很理想，存在诸多问题，比如为达到立面要求必须使用设施或设备对基质进行固定造型，并且目前使用的基质保水性能差，必须多次浇水，造成水资源的浪费，同时基质在浇水的过程中被冲刷带走营养和流失一些基质材料造成环境污染。基于以上栽培方式限制和基质使用限制，目前急需一种具有可塑固定形体基质，要求其使用方便并且环保、美观、节约资源。
现在用于植物保水功能的吸水树脂多在干旱地区埋入地下为植物提供缓释水分，或者配合容器为鲜切花等提供水分，对于蔬菜无土栽培和立体绿化领域使用吸水树脂鲜有研究。
发明内容
本发明的目的在于设计一种新型的脲醛泡沫塑料栽培基质，解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种脲醛泡沫塑料栽培基质，包括吸水颗粒和固体基质，所述固体基质内部和表面均分散有大量的气体微孔，所述吸水颗粒固定在所述气体微孔的孔壁上或分散于气体微孔的空隙内。
所述吸水颗粒为高吸水树脂颗粒，所述固体基质为脲醛泡沫塑料。
所述脲醛泡沫塑料是由尿素和甲醛反应得到脲醛树脂溶液并与发泡液混合搅拌发泡并固化而成，所述脲醛泡沫塑料的密度为0.010-0.020g/cm3。
所述高吸水树脂颗粒为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物颗粒，或者丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物颗粒，或者二者的混合物。
所述高吸水树脂颗粒的用量可为每立方米2-3kg，所述高吸水树脂颗粒的粒径为200-800目。
所述气体微孔呈孔隙结构，所述高吸水树脂颗粒固定于所述气体微孔的孔隙壁上。
一种脲醛泡沫塑料栽培基质的制备方法，包步骤如下：
步骤一，由尿素和甲醛缩聚反应得到脲醛树脂溶液；
步骤二，配置发泡液；
步骤三，搅拌所述发泡液产生大量泡沫后加入所述脲醛树脂溶液继续搅拌，在物料体积膨胀过程中喷入高吸水树脂颗粒，持续搅拌发泡成脲醛树脂泡沫物；
步骤四，将所述脲醛树脂泡沫物在塑模中固化，同时将所述高吸水树脂颗粒固定在固化的泡沫孔隙壁上或分散于气体微孔的空隙内，形成脲醛泡沫塑料栽培基质原料。
还包括步骤五，将所述脲醛泡沫塑料栽培基质原料根据需要的大小和形状进行切割造型。
本发明提供一种脲醛泡沫塑料栽培基质及其制备方法，该基质可用于蔬菜无土栽培及立体绿化，从而解决现有无土立体栽培中由于栽培基质依赖容器固型的容器限制问题，解决无土栽培中植物固定、保水、营养及需氧等问题，解决家庭小规模蔬菜生产的空间限制问题和操作管理繁琐问题，解决现有立体绿化工程采用的植物栽培基质保水功能差，基质易流失问题，并解决现有吸水树脂不适用于植物立体种植的技术问题。
本发明的有益效果可以总结如下：
本发明采用的脲醛泡沫塑料是由尿素和甲醛反应得到聚合物并加入发泡液搅拌发泡而成，该材料表面硬度适中，有一定的机械强度，不易变形，无毒、无臭、无味，着色力强，色彩鲜艳，耐热性好，不易燃烧，有耐酸、耐碱、耐腐蚀等特点，该基质材料具有质地轻、 吸水保水性好、制造原料丰富、价格低廉、制造工艺简单、能够自然分解，种植过程中省工、省种、省肥、省农药、省水、无病虫、无杂草等优点，具有适合植物生长的各种特性如硬度、保水率、渗透率、通气孔隙率、pH和EC值。以其代替土壤有绿色、环保、无污染及可降解等效果，代替泥炭等不可再生资源可以减少人类对自然资源掠夺和对环境的破坏。
本发明将尿素和甲醛反应搅拌发泡成脲醛泡沫塑料，搅拌过程带入空气形成气孔，该泡沫塑料的固体结构能作为固定植物的载体，其孔隙结构储存营养、水分和氧气为植物根系生长提供生长空间，为植物根系提供氧气，也为吸水树脂的吸水和储水提供一定空间。
本发明中脲醛泡沫塑料使用搅拌器进行鼓泡，在鼓泡过程中物料体积膨胀过程中将高吸水树脂颗粒喷入脲醛树脂泡沫物中，使吸水树脂附着在泡沫壁上，然后泡沫物在塑模中固化，同时高吸水树脂颗粒固定在泡沫孔隙壁上。本发明采用的高吸水树脂颗粒是一种带有大量亲水基团的功能性高分子材料，具有高吸液能力、高吸液速度和高保液能力。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。
本发明的脲醛泡沫塑料栽培基质具有生产加工简单、安装方便、易运输和形状可以根据需求进行切割成型的优点。脲醛泡沫塑料本身具有一定持水能力，其理化性质符合大多数植物生长的要求，脲甲醛化合物组分也是一种缓释复合肥。在立体栽培中采用脲醛泡沫塑料栽培基质可以储存更多的水分和营养物质，并且其孔隙结构很好的解决了植物的固定问题和植物根系的生长空间及需氧问题。
本发明的脲醛泡沫塑料栽培基质具有以下优点：
1、具有一定强度，可任意造型切割，方便进行立体栽培造型。
2、具有固定形体，有优良的固定植物根系性能。
3、自身结构及性质能为植物生长提供所需的理化环境和部分营养。
4、可以储存更多的灌溉水，减少水分蒸腾和营养物质的流失，减少灌溉次数。
5、避免了无固型基质栽植造成的基质流失，减少对周边环境的污染。
6、避免不可再生类型栽培基质的使用，保护自然资源。
7、生产加工方便、安装方便、易运输。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记：1-脲醛泡沫塑料、2-高吸水树脂颗粒。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的一种脲醛泡沫塑料栽培基质，包括脲醛泡沫塑料(1)，所述脲醛泡沫塑料(1)是借助搅拌作用将空气卷入树脂的溶液中，使其成为均匀的泡沫物，而后再经物理或化学变化使之稳定成为泡沫塑料固体，脲醛泡沫塑料内部分散有大量气体微孔呈孔隙结构并分布有高吸水树脂颗粒(2)，高吸水树脂颗粒(2)固定于脲醛泡沫塑料(1)孔隙壁上或分散于气体微孔的空隙内。
所述脲醛泡沫塑料是由尿素和甲醛反应得到脲醛树脂溶液并与发泡液混合搅拌发泡并固化而成，所述脲醛泡沫塑料的密度为0.010-0.020g/cm3。
所述高吸水树脂颗粒(2)为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物颗粒、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物颗粒或二者的混合物。高吸水树脂颗粒(2)的用量可为每立方米2～3kg。高吸水树脂颗粒(2)的粒径可为200～800目。
步骤一，由尿素和甲醛缩聚反应得到脲醛树脂溶液；
步骤二，配置发泡液；
步骤三，搅拌所述发泡液产生大量泡沫后加入所述脲醛树脂溶液继续搅拌，在物料体积膨胀过程中喷入高吸水树脂颗粒，持续搅拌发泡成脲醛树脂泡沫物；
步骤四，将所述脲醛树脂泡沫物在塑模中固化，同时将所述高吸水树脂颗粒固定在固化的泡沫孔隙壁上或分散于气体微孔的空隙内，形成脲醛泡沫塑料栽培基质原料。
使用前将此脲醛塑料泡沫固体根据需要的大小和形状进行切割造型，注意不宜切割得太薄，然后将植物种子或者繁殖体预埋在该泡沫固体内，最后进行简单的日常管理即可。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种脲醛泡沫塑料栽培基质，其特征在于：包括吸水颗粒和固体基质，所述固体基质内部和表面均分散有大量的气体微孔，所述吸水颗粒固定在所述气体微孔的孔壁上或分散于气体微孔的空隙内；所述吸水颗粒为高吸水树脂颗粒，所述固体基质为脲醛泡沫塑料。
2.根据权利要求1所述的脲醛泡沫塑料栽培基质，其特征在于：所述脲醛泡沫塑料是由尿素和甲醛反应得到脲醛树脂溶液并与发泡液混合搅拌发泡并固化而成，所述脲醛泡沫塑料的密度为0.010-0.020g/cm3。
3.根据权利要求1所述的脲醛泡沫塑料栽培基质，其特征在于：所述高吸水树脂颗粒为淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物颗粒，或者丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物颗粒，或者二者的混合物。
4.根据权利要求3所述的脲醛泡沫塑料栽培基质，其特征在于：所述高吸水树脂颗粒的用量为每立方米2-3kg，所述高吸水树脂颗粒的粒径为200-800目。
5.根据权利要求1所述的脲醛泡沫塑料栽培基质，其特征在于：所述气体微孔呈孔隙结构，所述高吸水树脂颗粒固定于所述气体微孔的孔隙壁上。
6.一种脲醛泡沫塑料栽培基质的制备方法，其特征在于，包步骤如下：
步骤一，由尿素和甲醛缩聚反应得到脲醛树脂溶液；
步骤二，配置发泡液；
步骤三，搅拌所述发泡液产生大量泡沫后加入所述脲醛树脂溶液继续搅拌，在物料体积膨胀过程中喷入高吸水树脂颗粒，持续搅拌发泡成脲醛树脂泡沫物；
步骤四，将所述脲醛树脂泡沫物在塑模中固化，同时将所述高吸水树脂颗粒固定在固化的泡沫孔隙壁上或分散于气体微孔的空隙内，形成脲醛泡沫塑料栽培基质原料。
7.根据权利要求6所述的脲醛泡沫塑料栽培基质的制备方法，其特征在于，还包括步骤五，将所述脲醛泡沫塑料栽培基质原料根据需要的大小和形状进行切割造型。
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