CN112430303A - 以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，该方法包括如下步骤：将竹材或竹屑加工制成竹粉，在反应容器内加入竹粉20‑25份、液化剂65‑80份、第一催化剂5‑10份，然后加热至120‑180℃，并保温2‑8h后，冷却至室温，得到反应液；向反应液中加入氧化镁或氧化钙，将反应液的pH值调整至7后进行过滤，得到滤液；向滤液中加入以重量份计的第二催化剂1‑3份、固化剂1‑3份、表面活性剂1‑5份、水0.1‑1.5份，从而组成多元醇混料，通过对竹材或竹屑进行处理，制备出的聚氨酯泡沫育苗钵保温效果好，降解性能优异，可不经脱除直接移栽，节省用工，降低造林成本，避免了白色污染，同时每年可有效处理竹浆企业产生的废料40万吨，提高竹材利用率。

Description

以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法
技术领域
本发明涉及一种生物基可降解的育苗钵制造方法，更具体的说，本发明主要涉及一种以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法。
背景技术
不可降解的塑料育苗容器因价格便宜育苗效果好而在国内农林生产中使用被大量使用，但其在移栽前需脱除，不仅损伤根系，影响作物生长，还耗工耗时，同时大量塑料废弃物，使用后不易回收利用，更不可自然降解，对土壤造成了严重影响。因此，研制生物基可降解育苗容器成为解决以上问题的重要途径。目前，制备生物基可降解育苗容器主要是以纸、秸秆纤维、淀粉、泥炭等为原料，通过加入粘合剂和膨化剂后将原料粉末粘合后压模成型，或通过原料接枝改性后制备成可降解树脂再压模成型。如采用玉米秸秆和小麦秸秆混合制备的营养钵能够较好满足植物育苗期营养成分需求，用玉米淀粉制备的粘合剂与稻壳混合制备出的育苗容器具有较好的生物降解性，用糖和脂质体的发酵产物聚羟基脂肪酸酯制备了高弹性和抗冲击性能好的生物塑料育苗钵。发明人在参考了前述育苗容器的制备方法后，认为有必要针对此类生物基可降解育苗容器的制备方法作进一步的研究和改进。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，以期望解决现有技术中同类使用大量塑料育苗钵造成白色污染问题，同时现有生物基可降解育苗容器的制备方法未针对竹材为原料进行研究等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，所述的方法包括如下步骤：
步骤A、将竹材或竹屑加工制成竹粉，在反应容器内加入以重量份计的竹粉20-25份、液化剂65-80份、第一催化剂5-10份，然后加热至120-180℃，并保温2-8h后，冷却至室温，得到反应液；
步骤B、向反应液中加入氧化镁或氧化钙，将反应液的pH值调整至7后进行过滤，得到滤液；
步骤C、向滤液中加入以重量份计的第二催化剂1-3份、固化剂1-3份、表面活性剂1-5份、水0.1-1.5份，从而组成多元醇混料，在反应容器中将多元醇混料搅拌均匀后，加入异氰酸酯并快速搅拌后，迅速倒入涂有脱模剂的苗钵模具中自由发泡，室温下熟化得到的聚氨酯泡沫，脱模即得到育苗钵。
作为优选，进一步的技术方案是：所述异氰酸酯的In(NCO)/n(OH)指数为0.7-0.8，所述In(NCO)/n(OH)指数由下式计算得到：
Figure BDA0002790660100000021
上式中，Mnc为异氰酸酯的质量，0.30为异氰酸酯中的-NCO的质量分数；WLP为液化产物多元醇羟值的量；MLP为液化产物的质量；MW为水的质量。
更进一步的技术方案是：所述液化剂为聚乙二醇-400与甘油的混合液；所述第一催化剂为浓硫酸、磷酸或固体酸当中的任意一种或多种的混合物；所述第二催化剂为辛酸亚锡与二月桂酸二丁基锡当中的任意一种或两种的混合物；所述固化剂为三乙烯二胺、乙烯基三胺、三甲基六亚甲基二胺当中的任意一种或多种的混合物；表面活性剂为二甲基硅油与硅油当中的一种或两种混合物。
更进一步的技术方案是：所述步骤C中在多元醇混料中加入异氰酸酯后，快速搅拌搅拌5-20s后迅速倒入涂有脱模剂的苗钵模具中。
更进一步的技术方案是：所述步骤A中的竹粉为将竹材或竹屑烘干，在使用球磨机粉碎后得到。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过对竹材或竹屑进行处理，制备出的聚氨酯泡沫育苗钵保温效果好，降解性能优异，可不经脱除直接移栽，节省用工，降低造林成本，避免了白色污染，同时每年可有效处理竹浆企业产生的废料40万吨，提高竹材利用率，同时本发明所提供的以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法步骤简单，可在在各地区中进行，应用范围广阔。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步阐述。
实施例一
将竹材烘干，用球磨机粉碎得到竹粉，在反应容器中加入以重量份计的竹粉20份，加入液化剂70份，催化剂5份，然后加热至120℃，加热2小时，然后将反应容器在冰水浴中冷却至室温，加入氧化镁或氧化钙中和反应液pH至7后过滤，得到滤液用于发泡制备聚氨酯育苗容器。前述液化剂为聚乙二醇-400与甘油3：1混合液，催化剂为浓硫酸。
测定上述滤液的羟基值，然后在96.9份滤液中依次加入以重量份计的辛酸亚锡1份、三乙烯二胺1份、二甲基硅油1份和水0.1份，并在反应器中搅拌均匀，然后加入异氰酸酯并快速搅拌至混合料液5秒，迅速倒入涂有脱模剂的模具中自由发泡，室温下熟化得到聚氨酯泡沫后脱模得到育苗钵，前述脱模剂为二甲基硅油或类似的物质；前述异氰酸酯的In(NCO)/n(OH)指数为0.7，前述的In(NCO)/n(OH)指数计算方法参见上述给出的计算公式。
本实施例制备的育苗钵杯壁孔隙均匀，具有良好的保温效果，跌碎率≤3.5％，经发明人初步测试，土埋150天完全降解完成。
实施例二
将竹材与竹屑的混合物烘干，用球磨机粉碎得到竹粉，在反应容器中加入以重量份计的竹粉25份，加入液化剂70份，催化剂10份，然后加热至180℃，加热8小时，然后将反应容器在冰水浴中冷却至室温，加入氧化镁或氧化钙中和反应液pH至7后过滤，得到滤液用于发泡制备聚氨酯育苗容器。前述液化剂为聚乙二醇-400与甘油3：1混合液，催化剂为磷酸。
测定上述滤液的羟基值，然后在87.5份滤液中依次加入以重量份计的二月桂酸二丁基锡3份、三乙烯二胺3份、硅油5份和水1.5份，并在反应器中搅拌均匀，然后加入异氰酸酯并快速搅拌至混合料液20秒，迅速倒入涂有脱模剂的模具中自由发泡，室温下熟化得到聚氨酯泡沫后脱模得到育苗钵，前述脱模剂为二甲基硅油或类似的物质；前述异氰酸酯的In(NCO)/n(OH)指数为0.8，前述的In(NCO)/n(OH)指数计算方法参见上述给出的计算公式；前述模具的尺寸可根据需要选择或者制备。
本实施例制备的育苗钵杯壁孔隙均匀，具有良好的保温效果，跌碎率≤3％，经发明人初步测试，土埋135天完全降解完成。
实施例三
将竹材烘干，用球磨机粉碎得到竹粉，在反应容器中加入以重量份计的竹粉25份，加入液化剂70份，催化剂10份，然后加热至160℃，加热6小时，然后将反应容器在冰水浴中冷却至室温，加入氧化镁或氧化钙中和反应液pH至7后过滤，得到滤液用于发泡制备聚氨酯育苗容器。前述液化剂为聚乙二醇-400与甘油3：1混合液，催化剂为浓硫酸。
测定上述滤液的羟基值，然后在93份滤液中依次加入以重量份计的辛酸亚锡2份、乙烯基三胺2份、二甲基硅油二甲基硅油2份和水1份，并在反应器中搅拌均匀，然后加入异氰酸酯并快速搅拌至混合料液20秒，迅速倒入涂有脱模剂的模具中自由发泡，室温下熟化得到聚氨酯泡沫后脱模得到育苗钵，前述脱模剂为二甲基硅油或类似的物质；前述异氰酸酯的In(NCO)/n(OH)指数为0.7，前述的In(NCO)/n(OH)指数计算方法参见上述给出的计算公式；前述模具的尺寸可根据需要选择或者制备。
本实施例制备的育苗钵杯壁孔隙均匀，具有良好的保温效果，跌碎率≤4％，经发明人初步测试，土埋110天完全降解完成。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本说明书公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：
步骤A、将竹材或竹屑加工制成竹粉，在反应容器内加入以重量份计的竹粉20-25份、液化剂65-80份、第一催化剂5-10份，然后加热至120-180℃，并保温2-8h后，冷却至室温，得到反应液；
步骤B、向反应液中加入氧化镁或氧化钙，将所述反应液的pH值调整至7后进行过滤，得到滤液；
步骤C、向滤液中加入以重量份计的第二催化剂1-3份、固化剂1-3份、表面活性剂1-5份、水0.1-1.5份，从而组成多元醇混料，在反应容器中将多元醇混料搅拌均匀后，加入异氰酸酯并快速搅拌后，迅速倒入涂有脱模剂的苗钵模具中自由发泡，室温下熟化得到的聚氨酯泡沫，脱模即得到育苗钵。
2.根据权利要求1所述的以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，其特征在于：所述异氰酸酯的In(NCO)/n(OH)指数为0.7-0.8，所述In(NCO)/n(OH)指数由下式计算得到：
Figure FDA0002790660090000011
上式中，Mnc为异氰酸酯的质量，0.30为异氰酸酯中的-NCO的质量分数；WLP为液化产物多元醇羟值的量；MLP为液化产物的质量；MW为水的质量。
3.根据权利要求1所述的以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，其特征在于：所述液化剂为聚乙二醇-400与甘油的混合液；所述第一催化剂为浓硫酸、磷酸或固体酸当中的任意一种或多种的混合物；所述第二催化剂为辛酸亚锡与二月桂酸二丁基锡当中的任意一种或两种的混合物；所述固化剂为三乙烯二胺、乙烯基三胺、三甲基六亚甲基二胺当中的任意一种或多种的混合物；表面活性剂为二甲基硅油与硅油当中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求1所述的以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，其特征在于：所述步骤C中在多元醇混料中加入异氰酸酯后，快速搅拌搅拌5-20s后迅速倒入涂有脱模剂的苗钵模具中。
5.根据权利要求1所述的以竹材为原料制备可降解育苗钵的方法，其特征在于：所述步骤A中的竹粉为将竹材或竹屑烘干，在使用球磨机粉碎后得到。
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