纳米—亚微米级泡沫塑料混聚物肥料胶结包膜剂生产方法技术

本发明专利技术以废弃ＰＳ泡沫塑料为原料，采用微乳化、非均相混聚和高剪切技术，制备纳米－亚微米级泡沫塑料－有机复混肥造粒粘结剂混聚物，用于胶结型缓释肥料的胶结（粘结）剂和包膜型缓释肥料的包膜剂，也可用于生物修复荒漠化土地的固沙保水剂。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属农业、生态环境领域。在城乡生活垃圾中，废弃塑料已成为“白色污染”，世人皆知。近年来，为了节省木材，泡沫塑料成为主要的包装箱材料，在市场上见到的废弃泡沫材料中有PS、PE、PU、PP、PVC，但作为包装箱材料主要是PS(聚苯乙烯)，由于质量比例较小，体积大，运输不便，给废物处理带来很大困难；又由于焚烧热量大(热值达10500kcal·kg-1)，易损坏焚烧炉，烟气污染环境，北京市顺义曾建有塑料焚烧炉，由于影响机场飞机起降，不得不搬家。本专利技术的目的在于将质量比例小、体积大、难于处理的包装箱材料—聚苯乙烯泡沫塑料废弃物加工为有经济和使用价值的纳米—亚微米级废弃泡沫塑料混聚物，用于缓/控释肥料的胶结包膜剂。本专利技术的原理是将废弃聚苯乙烯泡沫塑料溶解，乳化，与有机复混肥造粒粘结剂CF2按比例混合，再通过高剪切(3万r/min)，即成为纳米—亚微米级废弃泡沫塑料—造粒粘结剂混聚物，简称纳米—亚微米级PS塑料—CF2混聚物。本专利技术的详细描述1.工艺流程见附图12.主要工艺路线2.1.泡沫塑料溶解(1)废弃泡沫塑料去杂、清洗、粉碎泡沫塑料虽然是整块的，但由于混杂在生活垃圾中，所以首先需分拣，上面的泥土需用水洗净并凉干，然后用链条式粉碎机粉碎成颗粒。(2)溶剂溶解在反应釜中加入乙酸乙酯和200号溶剂油混合溶液，其质量比为1∶1，缓慢放入粉碎泡沫塑料，在常温条件下(20℃～35℃)，100kg混合有机溶剂可溶解60～65kg泡沫塑料。放置8～12小时，一些包裹在塑料溶液中的颗粒可继续溶解。2.2.泡沫塑料乳化剂制备将脱离子水加入反应釜，打开循环热水加热，水温至45℃～50℃，开动搅拌器，慢慢加入山梨糖醇酐油酸酯聚氧乙烯醚，质量百分比为10％～15％，温度保持在40℃～50℃。全部溶解后，加入脂肪醇聚乙烯(7)醚，质量百分比为5％～7％；溶解后再加入椰子油酸二乙醇酰胺，用量为4％～5％；溶解后加入蓖麻油聚氧乙烯醚，用量为4％～5％；全部溶解后降温至40℃以下，加入EDTA(乙二胺四乙酸)，质量百分比0.1％。继续搅拌，直至混合均匀为止，用稀硫酸调pH值至7.0～7.5。加入无水硫酸钠，质量百分比为0.5％，全部溶解后，冷却至常温装桶。2.3.泡沫塑料乳化溶液制备泡沫塑料溶解放置后，加入泡沫塑料乳化剂，加入量为塑料溶解液质量的15％～25％，开动搅拌器(由于塑料溶解液粘稠度大，先点动电源开关数次后再连续搅拌)，溶液颜色由灰色变为乳白色，表明乳化完全，生成泡沫塑料乳化液。2.4.有机复混肥造粒粘结剂的生产(见本专利技术人2002年7月2日提交的专利技术专利申请，申请号02123522.8，公开号CN1390812A)本专利技术所涉及的造粒粘结剂生产工艺分为以下5步，即(1)聚乙烯醇缩甲醛的制备在带有搅拌器的反应釜中，将聚乙烯醇溶于水后与甲醛在酸性条件下进行缩合反应而制得，多余甲醛与尿素反应，生成羟甲基脲。具体操作如下在90～95℃条件下，将聚乙烯醇全部溶解，降温至50℃～55℃，加入盐酸水溶液调整pH2左右后，加入稀释甲醛水溶液，在50℃左右反应45～50min，然后升温至75℃左右，继续反应45～50min，冷却至60℃，加NaOH水溶液中和至pH7.0。原材料用量聚乙烯醇100kg，甲醛(40％)40～50kg，水1000kg，HCl和NaOH均用于调pH，尿素用于中和多余甲醛，用量依需要定。(2)羟甲基化聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺与甲醛的羟甲基化反应在碱性条件下(pH8～10)反应。在实际操作中，将聚丙烯酰胺溶液pH调节至10.2，加入甲醛，在30℃左右搅拌2～3小时，再用HCl调节pH至7.5。原材料用量聚丙烯酰胺20kg(分子量400～600万)，水1000kg，甲醛50～60kg，NaOH和HCl用于调节pH，用量依需要定。(3)交联淀粉的制备在醛类化合物作为交联剂条件下，淀粉发生交联反应。在装有搅拌器的反应釜内，将马铃薯淀粉用冷水分散为浆液，用稀硫酸调pH至2.0～3.0，加热至90～95℃糊化1h，冷却至常温，加入40％的工业甲醛溶液，搅拌30～40min进行初步交联反应，再升温至50℃左右，继续反应2h，用NaOH或氨水调pH至7左右。原材料用量马铃薯淀粉120～150kg，水1000kg，40％甲醛8～12kg，H2SO4和NaOH用于调节pH，用量依需要定。(4)上述三种生成物按比例混合(5∶3∶2)，用Amway乐新多用途浓缩清洁剂乳化(美国安利公司生产，原名为安利Amway，北京市魏公村设有专卖店)，用量为上述溶液质量的5％～10％，生成高分子造粒粘结剂CF2。2.5.纳米—亚微米级废弃泡沫塑料—造粒粘结剂混聚物(PS塑料—CF2)的制备在PS泡沫塑料乳化液和造粒粘结剂中分别加入OP-10(十二烷基酚聚氧乙烯醚)，其质量百分比为5％～10％，分别搅拌均匀后，按照质量比1∶2将该两种乳化溶液在反应釜中充分混合，放入高剪切设备中(见本专利技术人2002年7月2日提交的02123522.8专利技术专利申请)，3万r/min剪切5～10分钟，即成为纳米一亚微米级PS塑料—CF2混聚物。用作缓释肥料胶结剂或包膜胶结剂。2.6使用方法(1)用作胶结剂的使用方法加水稀释至PS塑料—CF2混聚物含量1％～2％，用于缓释肥料胶结剂，用量10～15kg母液/t干基肥料。(2)用作包膜剂的使用方法加水稀释至PS塑料—CF2混聚物含量5％～8％，用于缓释肥料包膜剂，用量10～15kg母液/t干基肥料。本专利技术的优点1.利用废弃而又难处理的泡沫塑料生产纳米—亚微米级废弃泡沫塑料混聚物，用于缓释肥料的胶结包膜剂，既减少了环境污染，又制备了有经济和使用价值的新型材料。2.该混聚物既可用作胶结型缓释肥料的胶结(粘结)剂，又可作为包膜型缓释肥料的包膜剂。3.由于纳米材料的小尺寸和表面界面效应，纳米—亚微米级泡沫塑料混聚物具有胶体性质，在土壤中成为土壤胶体的一部分，不存在污染问题。4.该混聚物中造粒粘结剂的成份是聚乙烯醇缩甲醛、羟甲基化聚丙烯酰胺和交联淀粉，对土壤结构有改良作用和保墒作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米－亚微米级泡沫塑料混聚物的生产方法，由以下工艺过程组成，即废弃ＰＳ泡沫塑料乳化溶液的制备、纳米－亚微米级ＰＳ泡沫塑料乳化溶液与造粒粘结剂混聚物的制备。

【技术特征摘要】
1.一种纳米-亚微米级泡沫塑料混聚物的生产方法，由以下工艺过程组成，即废弃PS泡沫塑料乳化溶液的制备、纳米-亚微米级PS泡沫塑料乳化溶液与造粒粘结剂混聚物的制备。2.按照权利要求1所述纳米-亚微米级泡沫塑料混聚物的生产方法，其特征为废弃PS泡沫塑料乳化溶液的制备是将PS泡沫塑料在质量比1∶1的乙酸乙酯和200号溶剂油混合液中溶解，加入PS泡沫塑料溶解液质量15％-25％的泡沫塑料乳化剂乳化，成为PS泡沫塑料乳化液；而泡沫塑料乳化剂制备方法为在45℃-50℃水中、搅拌条件下加入山梨糖醇酐油酸酯聚氧乙烯醚，加入量为10％-15％，全部溶解后，依次加入质量百分比5％-7％脂肪醇聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张夫道，姚春松，王玉军，张建峰，刘秀梅，肖强，冯兆滨，
申请(专利权)人：中国农业科学院土壤肥料研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]