一种可降解营养化植物生长海绵材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于无土栽培领域，公开一中可降解含大量元素植物生长海绵材料，制备原料包括：A组分：可生物降解聚酯多元醇10

【技术实现步骤摘要】
一种可降解营养化植物生长海绵材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于无土栽培领域，具体涉及一种可降解营养化植物生长海绵材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着环境恶化出现的人类健康问题，城市绿色化成为了生态可持续发展的关键。无土栽培基质是人们寻找土壤培育植物的替代品，一般需要用固体基质(介质)通过固定植物的根系部分而达到植物正常生长的需求。
[0003]现有基质分为无机、有机、混合型、海绵类栽培基质，它们有着各自的优势，并在一定程度上取代了较为笨重的土壤栽培方式，但他们在应用后期会出现一系列烦杂的问题。无机基质为颗粒状，虽然固体颗粒基质对水气的通透性较强、养分利用率高，但是对水分或营养液的保持率低，无论是营养液浇灌还是自然雨水都不能进行长期储存，存在资源浪费和高的护养成本；有机基质虽然含有丰富的有机质和养分交换通道，但是随着中植时间的延长，会引起根腐烂，造成植物的生理紊乱和病菌的传播，导致回收成本高、植物生长率下降等后果；混合型基质虽然将两者的优势进行结合，但是并不能完全解决上述矛盾；海绵型基质由于自身结构单一，无法提供植物生长刺激等作用，并且无法降解，其吸液性能仅仅依靠微孔的毛细作用维持水分的储存，因此应用范围较狭窄，需要开拓出更具有功能性可降解的海绵作为育苗或者植物生长的基质。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术目的在于提供一种可降解营养化植物生长海绵材料及其制备方法，通过本产品来弥补普通无土栽培海绵材料降解性差，吸水保水能力弱，并且不能给植物提供营养的缺点。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种可降解营养化植物生长海绵材料，以质量份数计，其制备原料包括：可生物降解性聚酯多元醇10
‑
20份，异氰酸酯5
‑
10份，锡类催化剂0.01
‑
0.05份，胺类催化剂0.07
‑
0.12份，腐植酸钾水溶液0.1
‑
0.5份，稳泡剂0.1
‑
0.5份，正硅酸乙酯0.01
‑
0.05份；
[0007]还包括0.5份以下的含磷多羟基化合物或/和0.5份以下的含氮多羟基化合物。
[0008]进一步，可生物降解性聚酯多元醇包括聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚乳酸多元醇或聚丁二酸丁二醇酯多元醇。
[0009]进一步，异氰酸酯包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二环己甲烷4,4'
‑
二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。
[0010]进一步，锡类催化剂为异辛酸亚锡或二月硅酸丁二基锡；
[0011]胺类催化剂包括三乙烯二胺的乙二醇溶液或双(二甲胺基乙基)醚的乙二醇溶液。
[0012]进一步，稳泡剂包括有机硅油L
‑
580、硅油DC5933或甲基苯基聚硅氧烷树脂。
[0013]进一步，含磷多羟基化合物包括甘油磷酸酯或纤维素磷酸酯。
[0014]进一步，含氮多羟基化合物包括L
‑
谷氨酸、甘氨酸或丙氨酸。
[0015]进一步，腐植酸钾水溶液是腐植酸钾与水按照固液比(0.01
‑
0.05)：1配制而成。
[0016]进一步，营养化含磷植物生长海绵的密度为(0.07
‑
0.1)g/cm3。
[0017]本专利技术还公开了所述的一种可降解营养化含磷植物生长海绵材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018](1)将可生物降解聚酯多元醇、锡类催化剂、胺类催化剂、稳泡剂、腐殖酸钾水溶液、含磷多羟基化合物、含氮多羟基化合物混合，组成A组分；
[0019]将异氰酸酯、正硅酸乙酯混合，组成B组分；
[0020](2)在室温条件下将A组分、B组分分别搅拌均匀，将A组分和B组分混合，进行搅拌8～10s至溶液发白，得到混合溶液；
[0021]将混合溶液放在模具中，在20～35℃下熟化10～30min，然后在室温下固化48
‑ꢀ
72h，得到所述可降解营养化植物生长海绵材料。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术公开了一种可降解营养化植物生长海绵材料，包括A组分：可生物降解聚酯多元醇、锡类催化剂、胺类催化剂、稳泡剂、腐殖酸钾水溶液、含磷多羟基化合物及含氮多羟基化合物，B组分：异氰酸酯和正硅酸乙酯，在室温条件下将A组分、B组分分别搅拌均匀，将A组分和B组分混合，使用可生物降解聚多元醇作为基材，可生物降解聚酯多元醇中的羟基与异氰酸酯中的异氰酸酯根生成氨基甲酸酯基团，作为可降解聚氨酯的主要官能团；异氰酸酯中的异氰酸酯根会跟水发生发应，夺取水中羟基的活泼氢，生成二氧化碳，作为聚氨酯发泡材料中的气孔来源；含氮多羟基化合物、含磷多羟基化合物作为扩链剂引入植物生长海绵和合成过程中，利用酯键的不稳定，在植物生长过程中缓慢释放磷元素，氨基酸类营养物质可被植物根部直接吸收，给植物提供氮磷钾大量元素，以给植物生长需要；含磷多羟基化合物和含氮多羟基化合物以交联剂的形式，连接异氰酸酯基团，在植物生长过程中，由于聚酯的生物可降解性，聚酯中的酯键会发生断裂，生成植物可吸收的小分子；扩链剂作为聚氨酯材料中链增长反应的原料，含氮、含磷多元羟基小分子化合物中的羟基会和异氰酸酯中的异氰酸酯根发生反应，把预聚产物连接起来，合成高分子量的可降解聚氨酯材料；引入腐植酸钾作为植物生长的营养物质，刺激作物生长；在发泡过程中加入正硅酸乙酯，腐植酸钾，含磷多羟基化合物，含氮多羟基化合物等，合成含大量元素营养化聚氨酯植物生长海绵材料；引入正硅酸乙酯，利用正硅酸乙酯水解生成纳米二氧化硅，可以在海绵上种植作物时，协助作物根部吸收营养元素，也可以增加植物生长海绵得降解性能。
[0024]进一步地，本专利技术制备的一种可降解营养化植物生长海绵材料的密度为0.07
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0.1g/cm3，与现有的普通无土栽培基质海绵材料相比，孔径更小，可以储存更多的水份。
[0025]本专利技术还公开了上述的一种可降解营养化植物生长海绵材料制备方法，利用一步法合成植物生长海绵材料，该方法操作简单，植物生长海绵材料泡孔大小规整均匀，有更好的亲水保水性和更好的压缩性能；并且完全可降解不会污染环境。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不
是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解营养化植物生长海绵材料，其特征在于，以质量份数计，其制备原料包括：可生物降解性聚酯多元醇10
‑
20份，异氰酸酯5
‑
10份，锡类催化剂0.01
‑
0.05份，胺类催化剂0.07
‑
0.12份，腐植酸钾水溶液0.1
‑
0.5份，稳泡剂0.1
‑
0.5份，正硅酸乙酯0.01
‑
0.05份；还包括0.5份以下的含磷多羟基化合物或/和0.5份以下的含氮多羟基化合物。2.根据权利要求1所述的一种可降解营养化植物生长海绵材料，其特征在于，可生物降解性聚酯多元醇包括聚碳酸酯多元醇、聚己内酯多元醇、聚乳酸多元醇或聚丁二酸丁二醇酯多元醇。3.根据权利要求1所述的一种可降解营养化植物生长海绵材料，其特征在于，异氰酸酯包括多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二环己甲烷4,4'
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二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯。4.根据权利要求1所述的一种可降解营养化植物生长海绵材料，其特征在于，锡类催化剂为异辛酸亚锡或二月硅酸丁二基锡；胺类催化剂包括三乙烯二胺的乙二醇溶液或双(二甲胺基乙基)醚的乙二醇溶液。5.根据权利要求1所述的一种可降解营养化植物生长海绵材料，其特征在于，稳泡剂包括有机硅油L
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580、...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋洁，李龙，韩家旋，陈莉君，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：