CN106069310A - 一种可降解花盆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可降解花盆及其制备方法，属于可降解材料技术领域。所述可降解花盆包括如下重量份数组分：粉料60‑70份和胶黏剂180‑250份；本发明以可降解的氧化淀粉和聚乙烯醇制备胶黏剂，以植物原料、泥土和有机肥做为填充物，以异氰酸酯作为固化剂，制备的花盆耐水性好，透气性佳，花盆中的填充物还可为植物提供营养，该花盆废弃后可在自然环境下自然降解且不产生有害物质，同时在制备过程中以植物染料代替化工染料，制作工艺简单，制作的花盆色彩多样的同时，还达到环保的效果。

Description

一种可降解花盆及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及可降解材料技术领域，具体涉及一种可降解花盆及其制备方法。
【背景技术】
塑料废弃物处理已经成为当今不可忽视的问题，塑料花盆在花苗培育中大量使用，花苗出售后被移栽，其花盆往往被丢弃，塑料花盆不易降解，且透气性不佳，不利于花苗的生长，花盆中一般加入化工染料制备各种颜色花盆，化工染料制备过程中需要大量溶剂，产生的废液排放到水和空气中产生严重污染，花盆中加入这些染料对花苗生长造成影响。
淀粉广泛存在于植物中，原料易得且价格便宜，在自然环境中可自然降解，被广泛应于制备可降解塑料；聚乙烯醇是唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物，在细菌和酶的作用下，46天可降解75％，属于一种生物可降解高分子材料，可由非石油路线大规模生产，价格低廉，其耐油、耐溶剂及气体阻隔性能出众，聚乙烯醇具有良好的成膜性和粘接强度，在制备可降解胶黏剂胶黏剂有很大潜力。
淀粉和聚乙烯醇分子中含有大量羟基，植物纤维中主要成分为纤维素和半纤维素，其分子中含有大量羟基，羟基易与水形成氢键，以上述原料制备的复合材料其耐水性差，异氰酸酯分子中的-NCO基团可与羟基反应，以异氰酸酯作为固化剂与淀粉、聚乙烯醇和纤维素中的羟基反应，可有效改善产品耐水性能，提高木塑复合材料间的界面结合强度，提高产品机械性能，制备的产品具有良好的耐水性和机械性能。
目前对花盆的染色中采用的染料多为化工染料，花盆降解后化工染料对土壤造成了一定程度的污染，而植物染料来源广泛，主要从植物的花、果、茎、根、皮和叶中提取，多以水为提取溶剂，提取过程无污染，提取后的残渣可作肥料，提取的染液通过浸泡加热可有效对淀粉等材料进行染色，工艺简单且对土壤无污染。植物染料被广泛应用于食品染色中，如利用植物染料浸染糯米，经过蒸煮后可制备出多种颜色的糯米饭；紫薯、苋菜和胡萝卜提取液与面粉混合，制备各种颜色糕点，但以植物染料对花盆进行染色还未有报道。
【发明内容】
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可降解花盆及其制备方法，该花盆以可降解的氧化淀粉和聚乙烯醇制备胶黏剂，以植物原料、泥土和有机肥做为填充物，以异氰酸酯作为固化剂，制备的花盆耐水性好，透气性佳，花盆中的填充物还可为植物提供营养，该花盆废弃后可在自然环境下自然降解且不产生有害物质，同时在制备过程中以植物染料代替化工染料，制作工艺简单，制作的花盆色彩多样的同时，还达到环保的效果。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可降解花盆，包括如下重量份数组分：粉料60-70份和胶黏剂180-250份。
所述粉料是由植物原料、泥土和有机肥经粉碎后，按重量比为4-6：1-3：3-4的比例混合均匀而成；所述胶黏剂包括如下重量份数组分：氧化淀粉45-60份、聚乙烯醇16-32份、多异氰酸酯10-25份、表面活性剂0.01-0.1份和染液500份；所述染液为植物的花、果、茎、根、皮或叶制备而成的具有颜色的液体，包括凤仙花、火龙果、甜菜根、姜黄、茜草、紫薯、洋葱皮、苋菜或枫叶制备的染液；
所述胶黏剂包括如下重量份数的组分：氧化淀粉50-55份、聚乙烯醇20-30份、多异氰酸酯15-20份、表面活性剂0.05-0.08份和染液500份。
所述植物原料为植物多纤维材料，包括香蕉茎杆、玉米秸秆、稻杆、杂草、木屑和稻壳中的一种或两种以上的组合物，优选香蕉茎：木屑：稻壳重量比为1:1:1:1的混合物；所述有机肥为动物粪便，包括猪粪、牛粪、鸡粪和鸭粪中的一种或两种以上的组合物，优选猪粪：牛粪：鸡粪：鸭粪重量比为1:1:1:1的混合物。
所述氧化淀粉为谷类淀粉和/或薯类淀粉经氧化处理而成，优选谷类淀粉：薯类淀粉重量比为1:1；所述谷类淀粉包括大米、玉米、高粱或小麦加工成的淀粉，优选玉米淀粉；所述薯类淀粉包括木薯、甘薯、马铃薯、豆薯、竹芋、山药或蕉芋加工成的淀粉，优选马铃薯淀粉；所述聚乙烯醇为聚乙烯醇17-88和/或聚乙烯醇17-92，优选聚乙烯醇17-92。
所述多异氰酸酯为封端异氰酸酯，优选封闭型聚六亚甲基二异氰酸酯；所述表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钙的一种或两种以上的组合物，优选十二烷基硫酸钠。
所述的可降解花盆的制备方法，包括如下步骤：
(1)分别将植物原料、泥土和有机肥晾干，粉碎过80-100目筛，植物原料、泥土和有机肥的粉料按上述重量比混合均匀，即为粉料；
(2)胶黏剂制备：以植物花、果、茎、根、皮或叶制得染液；在300份染液中加入45-60份氧化淀粉，25-30℃浸泡12-20小时，边搅拌边加热，温度升至80-100℃后继续搅拌1-1.5小时，冷却至室温，得淀粉溶液；在200份染液中加入16-32份聚乙烯醇，边搅拌边加热，温度升至85-100℃后继续搅拌2-3小时，降温至75-80℃，加入0.01-0.1份表面活性剂搅拌均匀，冷却至室温，得聚乙烯醇溶液；将淀粉溶液和聚乙烯醇溶液混合搅拌均匀，加入10-25份多异氰酸酯搅拌均匀，即为胶黏剂；
(3)将60-70份粉料加入180-250份胶黏剂中，搅拌均匀后注入模具中，100-120℃成型20-30分钟，脱模，95-100℃固化1-2小时，即为本发明可降解花盆成品。
所述染液是将植物花、果、茎、根、皮或叶晒干和/或捣碎后，用5-10倍水浸泡10-30分钟，沸水煮10-40分钟过滤去渣制备而成澄清液。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的花盆以可降解的氧化淀粉和聚乙烯醇制备胶黏剂，以植物原料、泥土和有机肥做为填充物，以异氰酸酯作为固化剂，制备的花盆耐水性好，透气性佳，花盆中的填充物还可为植物提供营养，该花盆废弃后可在自然环境下自然降解且不产生有害物质，同时在制备过程中以植物染料代替化工染料对花盆进行染色，制作工艺简单，制作的花盆色彩多样，同时花盆降解后对土壤无污染，达到了环保的效果。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步进行的说明。
实施例1
分别将香蕉茎杆、泥土、鸡粪晒干，粉碎过80-100目筛，香蕉茎杆、泥土、鸡粪按4:2：4比例混合均匀，得粉料；新鲜枫叶嫩叶捣碎，用10倍水浸泡并揉搓10分钟，沸水煮10分钟，过滤冷却得黑色染液；玉米氧化淀粉和马铃薯氧化淀粉按重量比为1:1的比例混合得氧化淀粉，在300份黑色染液中加入45份氧化淀粉，25℃浸泡20小时，边搅拌边升温，温度升至80℃后继续搅拌1.5小时，冷却至室温，得淀粉溶液；在200份黑色染液中加入32份聚乙烯醇17-88，边搅拌边升温，温度升至100℃后继续搅拌2小时，降温至80℃，加入十二烷基硫酸钠0.1份搅拌均匀，冷却至室温，得聚乙烯醇溶液；将淀粉和聚乙烯醇溶液混合搅拌均匀，加入23份封闭型聚六亚甲基二异氰酸酯搅拌均匀，得胶黏剂；将60份粉料加入180份胶黏剂中，搅拌均匀后注入模具中，在120℃成型20分钟，脱模，95℃固化2小时，即为本发明的黑色可降解花盆成品。
实施例2
分别将香蕉茎杆、木屑、稻壳、泥土、猪粪、牛粪、鸡粪和鸭粪晒干，粉碎过80-100目筛，香蕉茎杆、木屑和稻壳按重量比为1:1：1混合均匀，得植物原料，猪粪、牛粪、鸡粪和鸭粪按重量比为1:1:1:1混合均匀，得有机肥，植物原料、泥土和有机肥按重量比为6:1：3比例混合均匀，得粉料；新鲜紫薯切小块，用8倍水浸泡15分钟，沸水煮40分钟，过滤冷却得紫色染液；大米氧化淀粉和木薯氧化淀粉按重量比为1:1的比例混合得氧化淀粉，在300份紫色染液中加入60份氧化淀粉，30℃浸泡12小时，边搅拌边升温，温度升至100℃后继续搅拌1小时，冷却至室温，得淀粉溶液；在200份紫色染液中加入20份聚乙烯醇17-92，边搅拌边升温，温度升至95℃后继续搅拌2.5小时，降温至75℃，加入0.05份辛基酚聚氧乙烯醚搅拌均匀，冷却至室温，得聚乙烯醇溶液；将淀粉和聚乙烯醇溶液混合搅拌均匀，加入20份封闭型聚六亚甲基二异氰酸酯搅拌均匀，得胶黏剂；将70份粉料加入250份胶黏剂中，搅拌均匀后注入模具中，100℃成型30分钟，脱模，100℃固化1小时，即为本发明的紫色可降解花盆成品。
实施例3
分别将杂草、稻杆、木屑、稻壳、泥土、鸡粪晒干，粉碎过80-100目筛，杂草、稻杆、木屑和稻壳按重量比为1:1：2：1混合均匀，得植物原料，植物原料、泥土和鸡粪按重量比为5:3：4比例混合均匀，得粉料；甜菜根切小块，在5倍水中浸泡20分钟，沸水煮30分钟，得红色染液；小麦氧化淀粉和山药氧化淀粉按重量比为1:1的比例混合得氧化淀粉，在300份红色染液中加入55份氧化淀粉，边搅拌边升温，温度升至90℃后继续搅拌1.3小时，冷却至室温，得淀粉溶液；在200份红色染液中加入30份聚乙烯醇17-88，边搅拌边升温，温度升至85℃后继续搅拌3小时，降温至80℃，加入0.01份硬脂酸钠搅拌均匀，冷却至室温，得聚乙烯醇溶液；将淀粉和聚乙烯醇溶液混合搅拌均匀，加入15份封闭型聚六亚甲基二异氰酸酯搅拌均匀，得胶黏剂；将65份粉料加入230份胶黏剂中，搅拌均匀后注入模具中，110℃成型25分钟，脱模，100℃固化1.5小时，即为本发明的红色可降解花盆成品。
本发明的可降解花盆中含有植物粉料，具有木质材料质朴外观，连续使用两年不变形，可满足花苗培育周期使用，废弃后花盆可在自然环境中降解，且不产生有害物质，有效改善塑料对环境的影响，花盆自然的色彩与花苗相得益彰，摆放在花架上更增加了花苗的观赏性。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (7)

1.一种可降解花盆，其特征在于，包括如下重量份数的组分：粉料60-70份和胶黏剂180-250份；
所述粉料是由植物原料、泥土和有机肥经粉碎后，按重量比为4-6：1-3：3-4的比例混合均匀而成；
所述胶黏剂包括如下重量份数的组分：氧化淀粉45-60份、聚乙烯醇16-32份、多异氰酸酯10-25份、表面活性剂0.01-0.1份和染液500份；
所述染液为植物的花、果、茎、根、皮或叶制备而成的具有颜色的液体，包括凤仙花、火龙果、甜菜根、姜黄、茜草、紫薯、洋葱皮、苋菜或枫叶制备而成的染液。
2.根据权利要求1所述的可降解花盆，其特征在于，所述胶黏剂包括如下重量份数的组分：氧化淀粉50-55份、聚乙烯醇20-30份、多异氰酸酯15-20份、表面活性剂0.05-0.08份和染液500份。
3.根据权利要求1所述的可降解花盆，其特征在于，所述植物原料为植物多纤维材料，包括香蕉茎杆、玉米秸秆、稻杆、杂草、木屑和稻壳中的一种或两种以上的组合物；所述有机肥为动物粪便，包括猪粪、牛粪、鸡粪和鸭粪中的一种或两种以上的组合物。
4.根据权利要求1所述的可降解花盆，其特征在于，所述氧化淀粉为谷类淀粉和/或薯类淀粉经氧化处理而成；所述谷类淀粉包括大米、玉米、高粱或小麦加工成的淀粉；所述薯类淀粉包括木薯、甘薯、马铃薯、豆薯、竹芋、山药或蕉芋加工成的淀粉。
5.根据权利要求1所述的可降解花盆，其特征在于，所述多异氰酸酯为封端异氰酸酯；所述表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钙中的一种或两种以上的组合物。
6.一种权利要求1所述的可降解花盆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)粉料制备：分别将植物原料、泥土和有机肥晾干，粉碎过80-100目筛，植物原料、泥土和有机肥的粉料按上述重量比混合均匀，即为粉料；
(2)胶黏剂制备：以植物花、果、茎、根、皮或叶制得染液；在300份染液中加入45-60份氧化淀粉，20-25℃浸泡12-20小时，边搅拌边加热，温度升至80-100℃后继续搅拌1-1.5小时，冷却至室温，得淀粉溶液；在200份染液中加入16-32份聚乙烯醇，边搅拌边加热，温度升至85-100℃后继续搅拌2-3小时，降温至75-80℃，加入0.01-0.1份表面活性剂搅拌均匀，冷却至室温，得聚乙烯醇溶液；将淀粉溶液和聚乙烯醇溶液混合搅拌均匀，加入10-25份多异氰酸酯搅拌均匀，即为胶黏剂；
(3)将60-70份粉料加入180-250份胶黏剂中，搅拌均匀后注入模具中，100-120℃成型20-30分钟，脱模，95-100℃固化1-2小时，即为本发明可降解花盆成品。
7.根据权利要求6所述的可降解花盆的制备方法，其特征在于，所述染液是将植物花、果、茎、根、皮或叶晒干和/或捣碎后，用5-10倍水浸泡10-30分钟，沸水煮10-40分钟过滤去渣制备而成澄清液。
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