CN104542215A - 一种多彩多孔水晶土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多彩多孔水晶土的制备方法。本发明采用聚乙烯醇与硼砂交联，加入明胶发孔剂；或聚乙烯醇与硼酸交联，加入明胶发孔剂制备成高含水的多孔水晶土。该水凝胶可着色，制作成无土栽培用的多彩多孔水晶土。本发明的多彩多孔水晶土具有高的保水性，透气性，多彩多孔水晶土的凝胶强度适中，机械性能优良，特别是具有毒性低、生物相容性好、无腐蚀性，加入养料可代替土壤供给植物水分和养份。加入的颜料可以使水凝胶具有更多的色彩，增加了观赏性。

Description

一种多彩多孔水晶土的制备方法
技术领域
本发明涉及花卉种植业中的无土栽培技术，具体地说，是一种代替泥土栽培花卉的多彩多孔水晶土的制备方法。
背景技术
花卉无土栽培技术能在很大程度上替代传统泥土栽培，无土栽培既卫生美观又能长期保水，也从根本上解决了泥土中虫害对花卉生长的侵蚀，并能广泛适应各花卉品种的工厂化室内栽培，具有一定的实际意义。
多彩水晶土外观晶莹透明酷似水晶，它能直接代替泥土栽培花卉，是花卉无土栽培技术能替代传统泥土栽培的重要载体。
多彩水晶土的制备有多种方法。如主要配方原料是海藻酸纳、氯化钙、色素添加剂组成，经加工处理后制备的多彩水晶土(张培君，《农民致富之友》2002年第1期，p13)。又如采用高吸水性树脂、色素添加剂组成，经加工处理后形成多彩水晶土(CN200410011268.1；CN200410052184.2)。但是现有技术中的海藻酸纳类制备的多彩水晶土，主要还存在一些缺点，多彩水晶土韧性差，容易发脆，拉伸性能不高，无气孔结构不有利于无土栽培时植物的根呼吸。由丙烯酸类合成的高吸水性树脂作多彩水晶土，也同样无气孔结构不有利于无土栽培时植物的根呼吸，另外成本高，因此阻碍了推广使用。
发明内容
本发明提供了一种多彩多孔水晶土的制备方法，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明公开了一种多彩多孔水晶土的制备方法，采用聚乙烯醇与硼砂或硼酸交联，加入明胶发孔剂制备成高含水的多孔水凝胶,所述的多孔水凝胶可作无土栽培用的多彩多孔水晶土。
作为进一步地改进，本发明所述制备方法的具体步骤为：将聚乙烯醇随着搅拌溶于水中，搅拌加热至一定温度溶解，冷却聚乙烯醇水溶液至室温，将硼砂或硼酸随着搅拌溶于水中，可加热至一定温度搅拌溶解，冷却硼砂或硼酸水溶液至室温，室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂或硼酸水溶液，静置，短时间内凝胶化成水晶土。
作为进一步地改进，本发明在聚乙烯醇水溶液中加入明胶，聚乙烯醇与明胶加入量的重量比例为5:1～10。
作为进一步地改进，本发明所述的聚乙烯醇的规格为聚乙烯醇-2488或聚乙烯醇-1788。
作为进一步地改进，本发明所述的多彩多孔水晶土中聚乙烯醇与水的重量比例为1：20～80。
作为进一步地改进，本发明在聚乙烯醇水溶液中加入苯甲酸钠防腐剂，苯甲酸钠加入量为聚乙烯醇水溶液的0.2～0.8％重量百分比。
作为进一步地改进，本发明所述的聚乙烯醇随着搅拌溶于水中，搅拌加热至80℃溶解，将硼砂或硼酸随着搅拌溶于水中，可加热至50℃搅拌溶解。
作为进一步地改进，本发明所述的多彩多孔水晶土可着色，着色剂为苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛黄、亮蓝，加入量为聚乙烯醇水溶液的0.05～1％重量百分比。
本发明的有益效果如下：
本发明的多彩多孔水晶土具有高的保水性，透气性，多彩多孔水晶土的凝胶强度适中，机械性能优良，特别是具有毒性低、生物相容性好、无腐蚀性，加入养料可代替土壤供给植物水分和养份。加入的颜料可以使水凝胶具有更多的色彩，增加了观赏性。
本发明发现加料次序对能否制备合格的水晶土至关重要。向硼砂或硼酸水溶液中加入聚乙烯醇水溶液，短时间内多彩水晶土凝胶化成硬性胶粒，因而无法作为无土栽培用多彩水晶土使用。
本发明的水晶土若失水后，可加水恢复水晶土原状。
本发明发现随着硼砂或硼酸使用量增加，水晶土硬度增加。
本发明的水晶土保水性：在烘箱中40℃放置8小时失重10％。在烘箱中40℃放置4小时失重6％。在烘箱中40℃放置1小时失重1％。说明有较好的保水性。
具体实施方式
本发明公开了一种多彩多孔水晶土的制备方法，采用聚乙烯醇与硼砂交联，加入明胶发孔剂；或聚乙烯醇与硼酸交联，加入明胶发孔剂制备成高含水的水凝胶。该水凝胶可作无土栽培用的多彩多孔水晶土。
本发明的多彩多孔水晶土的具体制备方法是：
将聚乙烯醇(规格：2488或1788)按聚乙烯醇与水1：20～80比例(重量比)，随着搅拌溶于水，可加热至80℃搅拌溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂(Na2B4O7·10H2O)或硼酸(H3BO3)按与水1：5～20比例(重量比)，随着搅拌溶于水，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂水溶液，或随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼酸水溶液，静置短时间内凝胶化成水晶土。
本发明的水晶土还可加入明胶，明胶可使水晶土水凝胶内部呈细小的气孔状，有利于花卉无泥土栽培时植物的根呼吸。明胶在制备聚乙烯醇水溶液时加入，聚乙烯醇与明胶加入量的比例为5:1～10(重量百分比)。水晶土还可加入苯甲酸钠防腐剂，苯甲酸钠在制备聚乙烯醇水溶液时加入，苯甲酸钠加入量为聚乙烯醇水溶液的0.2～0.8％(重量百分比)。水晶土如需着色，可在制备聚乙烯醇水溶液时加入水溶性着色剂，如苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛黄、亮蓝等，加入量为聚乙烯醇水溶液的0.05～1％(重量百分比)。制备成水晶土。
下面通过具体实施例子对本发明的技术方案作进一步地详细说明：
聚乙烯醇(规格：2488)；聚乙烯醇(规格：1788)；工业明胶；苯甲酸钠等均为市售品。
实施例1
将聚乙烯醇(规格：2488)5克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为5克]，随着搅拌溶于100克水中，可搅拌加热至80℃溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于5克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成水晶土。
实施例2
将聚乙烯醇(规格：2488)1克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为1克]，随着搅拌溶于80克水中，可搅拌加热至80℃溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于5克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成水晶土。
实施例3
将聚乙烯醇(规格：2488)5克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为5克]，随着搅拌溶于100克水中，搅拌可加热至80℃溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于20克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成水晶土。
实施例4
将聚乙烯醇(规格：2488)1克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为1克]，随着搅拌溶于100克水中，搅拌加热至80℃溶解，再加入工业明胶0.6克搅拌溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于5克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成多孔状水晶土。
实施例5
将聚乙烯醇(规格：2488)1克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为1克]，随着搅拌溶于100克水中，搅拌加热至80℃溶解，再加入工业明胶2.5克搅拌溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于20克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成多孔状水晶土。
实施例6
将聚乙烯醇(规格：2488)1克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为1克]，随着搅拌溶于100克水中，搅拌加热至80℃溶解，再加入工业明胶0.6克和苯甲酸钠0.2克搅拌溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于5克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成多孔状水晶土。
实施例7
将聚乙烯醇(规格：2488)1克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为1克]，随着搅拌溶于100克水中，搅拌加热至80℃溶解，再加入工业明胶0.6克和苯甲酸钠0.8克搅拌溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于5克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成多孔状水晶土)。
实施例8
将聚乙烯醇(规格：2488)1克[使用聚乙烯醇(规格：1788)也同样为1克]，随着搅拌溶于100克水中，搅拌加热至80℃溶解，再加入工业明胶0.6克和苯甲酸钠0.8克搅拌溶解。冷却聚乙烯醇水溶液至室温，加入0.05克亮蓝搅拌溶解。将硼砂1克(使用硼酸也同样为1克)随着搅拌溶于5克水中，可加热至50℃搅拌溶解。冷却硼砂(或硼酸)水溶液至室温。室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂(或硼酸)水溶液。静置，短时间内凝胶化成多孔状亮蓝水晶土)。
以上列举的仅是本发明的部分具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，采用聚乙烯醇与硼砂或硼酸交联，加入明胶发孔剂制备成高含水的多孔水凝胶,所述的多孔水凝胶可作无土栽培用的多彩多孔水晶土。
2.根据权利要求1所述的多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤为：将聚乙烯醇随着搅拌溶于水中，搅拌加热至一定温度溶解，冷却聚乙烯醇水溶液至室温，将硼砂或硼酸随着搅拌溶于水中，可加热至一定温度搅拌溶解，冷却硼砂或硼酸水溶液至室温，室温下，随着搅拌向聚乙烯醇水溶液中加入硼砂或硼酸水溶液，静置，短时间内凝胶化成水晶土。
3.根据权利要求1或2所述的多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，在聚乙烯醇水溶液中加入明胶，所述的聚乙烯醇与明胶加入量的重量比例为5:1～10。
4.根据权利要求1或2所述的多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯醇的规格为聚乙烯醇-2488或聚乙烯醇-1788。
5.根据权利要求3所述的多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，所述的多彩多孔水晶土中聚乙烯醇与水的重量比例为1：20～80。
6.根据权利要求4所述的多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，在聚乙烯醇水溶液中加入苯甲酸钠防腐剂，苯甲酸钠加入量为聚乙烯醇水溶液的0.2～0.8％重量百分比。
7.根据权利要求1或2或5或6所述的多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，所述的聚乙烯醇随着搅拌溶于水中，搅拌加热至80℃溶解，将硼砂或硼酸随着搅拌溶于水中，可加热至50℃搅拌溶解。
8.根据权利要求7所述的多彩多孔水晶土的制备方法，其特征在于，所述的多彩多孔水晶土可着色，着色剂为苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄、靛黄、亮蓝，加入量为聚乙烯醇水溶液的0.05～1％重量百分比。
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