用于育苗或插花的可降解泡沫組合物及其制造方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及植物種植基質(zhì)領(lǐng)域，具體提供一種用于育苗或插花的可降解泡沫組合物，由以下原料制成：摩爾比為1:(1.4-2.5)的苯酚和聚甲醛，用量為每摩爾苯酚用25ml的水，以及加入量為苯酚質(zhì)量10％-25％的尿素，加入量為苯酚質(zhì)量6％-15％的紙漿板，加入量為苯酚質(zhì)量6％-15％的淀粉，加入量為苯酚質(zhì)量2％-15％的質(zhì)量百分含量10％的聚乙稀醇溶液。本發(fā)明還提供所述用于育苗或插花的可降解泡沫組合物的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明的制備方法反應(yīng)速度比傳統(tǒng)方法大大縮短，整個(gè)過程不產(chǎn)生廢水，制成的產(chǎn)品游離甲醛含量和游離苯酚含量都低于國家標(biāo)準(zhǔn)，完全無害，加工成育苗容器或花泥后適合植物對營養(yǎng)和基質(zhì)物理性質(zhì)的需求。
【專利說明】用于育苗或插花的可降解泡沬組合物及其制造方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及植物種植基質(zhì)領(lǐng)域，具體是一種用于育苗或插花的可降解泡沫組合物 及其制造方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于植物育苗、保鮮、生長，尤其是延長鮮花的壽命、長時(shí)間保持鮮花新鮮狀 態(tài)，有助于鮮花生長的泡沫材料組合物又稱花泥，絕大多是屬于酚醛泡沫組合物。這種泡沫 材料組合物開孔率高、酥松、透氣，內(nèi)部含有親水物質(zhì)，吸水、保水性好使之成為國內(nèi)外花卉 市場上廣泛使用的插花泡沫材料組合物，具有美化和欣賞效果，對于長途運(yùn)輸?shù)孽r花保鮮 更有特殊價(jià)值。隨著人民生活水平提高，社會(huì)文明與進(jìn)步，花卉市場的繁榮為開孔、吸水酚 醛泡沫組合物的發(fā)展開辟了較大的應(yīng)用領(lǐng)域，作為花卉的培植材料酚醛泡沫組合物一花 泥已經(jīng)是人們?nèi)粘Ｉ钪幸约吧缃换顒?dòng)中常常應(yīng)用的一種商品，已經(jīng)形成一個(gè)大的市場。 同時(shí)這種酚醛泡沫組合物具有高開孔率、高吸水性、透氣性、透根性等優(yōu)點(diǎn)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國 家將其加工成育苗泡沫容器用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝等領(lǐng)域的播種、扦插等育苗和無土栽培。 可以看到這種酚醛泡沫組合物未來在中國是一個(gè)潛在的大市場。
[0003] 1酚醛泡沫組合物的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)
[0004] 首先生產(chǎn)出低聚合度的可發(fā)性甲階酚醛樹脂（以下簡稱熱固酚醛樹脂），然后在 這種熱固酚醛樹脂里加一些添加劑，經(jīng)過發(fā)泡工藝制成了上述酚醛泡沫組合物，其具體過 程如下（參見《酚醛樹脂及其應(yīng)用》黃發(fā)榮等主編，化工出版社）：
[0005] 1. 1生產(chǎn)傳統(tǒng)熱固酚醛樹脂
[0006] 傳統(tǒng)熱固酚醛樹脂生產(chǎn)在規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)里用數(shù)立方米的反應(yīng)釜設(shè)備生產(chǎn)，并 用鍋爐熱蒸汽加熱進(jìn)行反應(yīng)。各種原料按順序依次放入釜里，開啟攪拌機(jī)，將36%甲醛液 體、一定濃度堿、苯酚放入釜里。溫度控制在601：、701：、801：、901：、951：等不同階段進(jìn)行加 成、聚縮反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間近5個(gè)小時(shí)，反應(yīng)基本完成后用酸調(diào)至中性，真空脫水，降溫，得到 熱固酚醛樹脂。
[0007] 1. 2發(fā)泡制備傳統(tǒng)酚醛泡沫組合物
[0008] 將上述生產(chǎn)的熱固酚醛樹脂倒入攪拌桶里，按順序依次加入表面活性劑、吸水劑、 發(fā)泡劑，并迅速攪拌充分混合，最后加入固化劑，攪拌均勻，立即倒入保溫70°C的發(fā)泡箱里， 熱固酚醛樹脂隨即發(fā)泡、固化，30min后脫模即得產(chǎn)品--傳統(tǒng)酚醛泡沫組合物。
[0009] 此種傳統(tǒng)酚醛泡沫組合物的突出特點(diǎn)是高開孔率，吸水、保水及滲水，泡沫酥脆， 具有一定強(qiáng)度，原色粉紅，一般都加綠色顏料。目前國內(nèi)基本都加工成插花用的花泥，經(jīng)機(jī) 械切割后可制成標(biāo)準(zhǔn)插花花泥塊。質(zhì)量好的出口多個(gè)國家。國外也將其加工成多種規(guī)格泡 沫育苗容器。
[0010] 2傳統(tǒng)酚醛泡沫組合物生產(chǎn)過程中存在的問題
[0011] 2. 1都采用鍋爐蒸汽加熱，耗能高、效率低下、污染嚴(yán)重。大部分鍋爐燒煤，一般小 企業(yè)每天生產(chǎn)30立方傳統(tǒng)酚醛泡沫組合物，早4點(diǎn)鐘開始制備樹脂膠，下午發(fā)泡一般需工 作16個(gè)小時(shí)。
[0012] 2. 2主要原料是苯酚與37%的甲醛溶液。在生成熱固酚醛樹脂時(shí)，產(chǎn)生大量的工 業(yè)廢水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1噸酚醛樹脂要產(chǎn)生500kg廢水，廢水中主要是酚、醛和醇等物質(zhì)。 廢水中有害物質(zhì)嚴(yán)重危害環(huán)境，處理的難度大。
[0013] 2.3目前很多企業(yè)生產(chǎn)的花泥泡沫游離酚和游離甲醛含量高。在質(zhì)量上花泥泡沫 硬度較大、酥脆、掉渣、無彈性、密度大，約35-40kg/m3,生產(chǎn)成本居高不下。
[0014] 2. 4生產(chǎn)的泡沫不降解，處理的難度大，危害環(huán)境。
[0015] 2.5目前國內(nèi)還沒有能生產(chǎn)出用于育苗的酚醛泡沫組合物產(chǎn)品，雖然國內(nèi)一些大 的花泥生產(chǎn)企業(yè)曾多次試驗(yàn)，但都沒有成功。
[0016] 在當(dāng)前國家對環(huán)保、節(jié)能越來越重視，加大力度進(jìn)行綜合治理，傳統(tǒng)落后的酚醛泡 沫組合物生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)妨礙行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，已在淘汰之列。因此開發(fā)出先進(jìn)、節(jié)能、環(huán) 保型酚醛泡沫組合物生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，降低成本，已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)，也 是時(shí)代需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 針對傳統(tǒng)酚醛泡沫組合物生產(chǎn)過程中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于 育苗或插花的可降解泡沫組合物及其制造方法與應(yīng)用，用快速、節(jié)能、先進(jìn)科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)出 高質(zhì)量，低密度、有韌性、透氣、透水、透根、可分解、低成本、可廣泛用于育苗和/或插花的 可降解泡沫組合物，并實(shí)現(xiàn)零排放清潔文明生產(chǎn)，滿足社會(huì)需求。
[0018] 本發(fā)明所述的一種用于育苗或插花的可降解泡沫組合物，由以下原料制成：摩爾 比為1: (1. 4-2. 5)的苯酚和聚甲醛，用量為每摩爾苯酚用25ml的水，以及添加劑；所述添加 劑為：加入量為苯酚質(zhì)量10%-25%的尿素，加入量為苯酚質(zhì)量6%-15%的紙漿板（干重， 下同），加入量為苯酚質(zhì)量6% -15%的淀粉，加入量為苯酚質(zhì)量2% -15%的質(zhì)量百分含量 10%的聚乙稀醇溶液。
[0019] 所述聚甲醛為無水的聚甲醛固體。
[0020] 其中，所述苯酚和聚甲醛，優(yōu)選為摩爾比為1:2的苯酚和聚甲醛。
[0021] 本發(fā)明所述的一種用于育苗或插花的可降解泡沫組合物，優(yōu)選由以下原料制成： 摩爾比為1:2的苯酚和聚甲醒,用量為每摩爾苯酚用25ml的水，加入添加劑為加入量為苯 酚質(zhì)量16%的尿素，加入量為苯酚質(zhì)量10%的紙漿板，加入量為苯酚質(zhì)量9%的淀粉，加入 量為苯酚質(zhì)量10%的質(zhì)量百分含量10%的聚乙稀醇溶液。
[0022] 本發(fā)明還提供制備所述用于育苗或插花的可降解泡沫組合物的方法，具體步驟如 下：
[0023] A微波輻射下制備改性熱固酚醛樹脂
[0024] 在堿性條件下，使苯酚和聚甲醛在微波輻射下進(jìn)行加成聚合反應(yīng)后，加入添加劑 攪勻，得到改性熱固酚醛樹脂；
[0025] B用于育苗或插花的可降解泡沫組合物
[0026] 將所得改性熱固酚醛樹脂發(fā)泡制備成用于育苗或插花的可降解泡沫組合物。
[0027] 其中，所述A微波輻射下制備改性熱固酚醛樹脂，具體步驟如下：
[0028]A1第一輪反應(yīng)：pH值8-9的條件下，將45-50°C熔融的全部苯酚原料和占原料總 量1/3的聚甲醛粉末混合，加入水，260轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，微波功率600瓦進(jìn)行加成聚合反應(yīng)， 反應(yīng)溫度達(dá)到60°C時(shí)恒溫12min，得到第一輪反應(yīng)產(chǎn)物；
[0029]A2第二輪反應(yīng)：將占原料總量1/3的聚甲醛粉末加入第一輪反應(yīng)產(chǎn)物中，260轉(zhuǎn)/ 分鐘攪拌，微波功率600瓦進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度達(dá)到為85°C時(shí)恒溫12min，反應(yīng)物 顏色由無色變淺紅，得到第二輪反應(yīng)產(chǎn)物；
[0030]A3第三輪反應(yīng)：將剩余的聚甲醛粉末加入第二輪反應(yīng)產(chǎn)物中，260轉(zhuǎn)/分鐘攪拌， 微波功率300瓦進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度達(dá)到95°C時(shí)恒溫12min，得到第三輪反應(yīng)產(chǎn) 物；
[0031]A4得到改性熱固酚醛樹脂：在得到的第三輪反應(yīng)產(chǎn)物中加入添加劑，再次升溫至 95°C時(shí)調(diào)pH值為6-7,攪拌4分鐘后降溫至室溫，得到制備的改性熱固酚醛樹脂。
[0032] 其中，所述B用于育苗或插花的可降解泡沫組合物，具體步驟如下：
[0033] 室溫?cái)嚢韪男詿峁谭尤渲?，依次加入泡沫穩(wěn)定劑、濕潤劑、發(fā)泡劑，充分混合后 加入固化劑，攪勻倒入60°C的模具里，蓋嚴(yán)發(fā)泡，固化、脫模后即得一定形狀的用于育苗或 插花的可降解泡沫產(chǎn)品，構(gòu)成該產(chǎn)品的組合物材料為用于育苗或插花的可降解泡沫組合 物。
[0034] 所述模具，用來固定發(fā)泡后產(chǎn)品的體積和形狀，在發(fā)泡的過程中對物料起了一定 的加壓作用，使各個(gè)方向發(fā)泡均勻。
[0035] 其中，所述加入泡沫穩(wěn)定齊U、濕潤劑，為按重量份每1〇〇份的改性熱固酚醛樹脂加 入2-8份的吐溫80作為泡沫穩(wěn)定劑、3-8份的十二烷基苯磺酸鈉和2-14份的甘油作為濕 潤劑；優(yōu)選為按重量份每1〇〇份的改性熱固酚醛樹脂加入4份的吐溫80作為泡沫穩(wěn)定劑、 5份的十二烷基苯磺酸鈉和5份的甘油作為濕潤劑。
[0036] 其中，所述固化劑為質(zhì)量比為1:1的對甲苯磺酸和磷酸復(fù)配而成的固化劑，加入 量為按重量份每1〇〇份的改性熱固酚醛樹脂加入8-20份，優(yōu)選加入12份固化劑。
[0037] 其中，所述發(fā)泡劑為石油醚（沸程30°C-60°C)，當(dāng)按重量份每100份的改性熱固 酚醛樹脂加入12-20份的發(fā)泡劑時(shí)得到用于育苗的可降解泡沫組合物，優(yōu)選加入15份的發(fā) 泡劑；當(dāng)按重量份每1〇〇份的改性熱固酚醛樹脂加入7-11份的發(fā)泡劑時(shí)得到用于插花的可 降解泡沫組合物，優(yōu)選加入11份的發(fā)泡劑。
[0038] 所述用于育苗的可降解泡沫組合物的發(fā)泡標(biāo)準(zhǔn)為容重10_25kg/m3,優(yōu)選16kg/m3。 所制得的用于育苗的可降解泡沫組合物表現(xiàn)為泡沫均勻松軟，略有彈性，不掉渣，吸水性和 滲水性好，游離甲醛含量和游離苯酚含量都低于國家標(biāo)準(zhǔn)，植物的枝條容易插入，不倒伏。
[0039] 所述用于插花的可降解泡沫組合物的發(fā)泡標(biāo)準(zhǔn)為容重26-35kg/m3,優(yōu)選28kg/m3。 所制得的用于插花的可降解泡沫組合物表現(xiàn)為泡沫均勻，略有彈性，不掉渣，固定性好，吸 水\保水性好，游離甲醛含量和游離苯酚含量都低于國家標(biāo)準(zhǔn)，花卉莖桿插入不倒伏。
[0040] 本發(fā)明還提供所述用于育苗或插花的可降解泡沫組合物的應(yīng)用在育苗或插花上 的應(yīng)用，具體應(yīng)用方法為：
[0041] 1)按照育苗的需要，將用于育苗的可降解泡沫組合物加工成各種規(guī)格的單體、聯(lián) 體泡沫育苗容器使用。
[0042] 2)按照插花保鮮的需要，將用于插花的可降解泡沫組合物加工成各種規(guī)格的花泥 使用。
[0043]用本發(fā)明方法制備的泡沫育苗容器可用來扦插糠椴、黃連木、軟棗獼猴桃、莢蓮等 植物，繁殖泡沫容器苗。
[0044] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0045] 1、本發(fā)明的原料配比特別設(shè)計(jì)了幾個(gè)互相關(guān)聯(lián)反應(yīng)，原料中的苯酚分子會(huì)被過量 的聚甲醛反應(yīng)掉。在加入添加劑的情況下，過量的聚甲醛會(huì)被過量的尿素反應(yīng)掉；而加入 的聚乙稀醇、紙漿板、淀粉與酚醛加成聚合反應(yīng)過程中有可能釋放出并殘留下來的甲醛可 以生成一種凝膠狀的物質(zhì)，該凝膠物質(zhì)可在在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用，能和人體組織相溶合；添加劑中 的聚乙稀醇本身是土壤改良劑的原料，可用于育苗和插花，紙漿板、淀粉是對植物無害的物 質(zhì)。本發(fā)明的原料配比設(shè)計(jì)使得生產(chǎn)出來的可降解泡沫組合物完全無害，產(chǎn)品無氣味。另 外在制成后可根據(jù)需要以氨氣熏蒸一定時(shí)間。
[0046] 2、由于使用無水的固體聚甲醛作為原料，整個(gè)生產(chǎn)過程中無需脫水，沒有有害廢 水的產(chǎn)生，符合環(huán)保需求。
[0047] 3、本發(fā)明在微波輻射下進(jìn)行苯酚和聚甲醛的加成聚合反應(yīng)，微波對物質(zhì)的加熱是 通過極性分子之間發(fā)生偶極作用，并以每秒鐘十億次的高能使極性分子的運(yùn)動(dòng)加劇，大大 增加反應(yīng)物分子間的有效碰撞頻率，使其在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到活化狀態(tài)，從而顯著提高反 應(yīng)的速率，整個(gè)反應(yīng)過程時(shí)間約74min，耗電少。
[0048] 4、微波輻射下聚合速度呈較大幅度地加快，加成聚合反應(yīng)中放出的游離酚、甲醛 少。
[0049] 5、通過樣品性能測定和結(jié)構(gòu)表征的數(shù)據(jù)及發(fā)泡后的實(shí)際效果證明，微波輻射下加 成聚合反應(yīng)所得改性熱固酚醛樹脂軟化點(diǎn)稍低，流動(dòng)性明顯提高。
[0050] 6、另外微波輻射所用的微波設(shè)備屬現(xiàn)代化設(shè)備，體積小巧，外觀精致，節(jié)能，實(shí)現(xiàn) 了節(jié)能清潔、文明生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0051] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例7不同型號泡沫育苗容器的照片。
[0052] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例7以泡沫切片機(jī)加工泡沫育苗容器的照片。
[0053] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例7加工得到的泡沫育苗容器的照片。
[0054] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例7微型泡沫容器苗照片一。
[0055] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例7微型泡沫容器苗照片二。
[0056] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例7微型泡沫容器苗照片三。
[0057] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例7微型泡沫容器苗照片四。

【具體實(shí)施方式】
[0058] 以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0059] 以下實(shí)施例所用原料為：氫氧化鈉（北京化工二廠，分析純）、苯酚（天津光復(fù)精 細(xì)化工研究所，化學(xué)純）、聚甲醛（天津光復(fù)精細(xì)化工研究所，化學(xué)純）、尿素（北京化工二 廠，化學(xué)純）、淀粉（為橡實(shí)淀粉，秦皇島燕韓食品有限公司）、聚乙稀醇（化學(xué)純）、吐溫 80(北京西中化工廠）、十二烷基苯磺酸鈉（撫順白貓股份有限公司）、甘油（天津市福晨化 學(xué)試劑廠，化學(xué)純）、對甲苯磺酸（北京化學(xué)試劑公司，分析純）、磷酸（北京盈科精細(xì)品化 學(xué)公司，分析純）、石油醚（北京化工廠，沸程30°C-60°C)，紙漿板（湖州展望明天化學(xué)藥 業(yè)有限公司生產(chǎn)的木漿紙板）。
[0060] 以下實(shí)施例所用的儀器為：微波化學(xué)反應(yīng)器（MCR-3型微波化學(xué)反應(yīng)器，鄭州世紀(jì) 雙科實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）、四口反應(yīng)釜（1000豪升玻璃制品，北京博美玻璃儀器廠）。
[0061] 實(shí)施例1制備改性熱固酚醛樹脂1
[0062] 本實(shí)施例的改性熱固酚醛樹脂的原料配方為：摩爾比為1:2的苯酚和聚甲醛，用 量為每摩爾苯酚用25ml的水，再加入添加劑為加入量為苯酚質(zhì)量16%的尿素，加入量為 苯酚質(zhì)量10%的紙漿板（干重，下同），加入量為苯酚質(zhì)量9 %的淀粉，加入量為苯酚質(zhì)量 10%的質(zhì)量百分含量10%的聚乙稀醇溶液。即每94g苯酚和60g的聚甲醛反應(yīng)，水用量為 25ml，再加入添加劑（尿素15. 04g，淀粉8. 46g，紙漿板9. 4g，質(zhì)量百分含量10 %的聚乙稀 醇溶液9. 4g)。
[0063] 選用常壓的微波化學(xué)反應(yīng)器，在微波化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)設(shè)安裝有攪拌器、冷凝管和溫 度計(jì)的四口反應(yīng)釜。
[0064]A1第一輪反應(yīng)：在四口反應(yīng)釜里加入溫度為45-50°C熔融狀態(tài)的全部苯酚原料， 然后以質(zhì)量分?jǐn)?shù)20 %的氫氧化鈉溶液調(diào)pH值至8-9的范圍內(nèi)，加水，稱取占原料總量1/3 的聚甲醛粉末加入四口反應(yīng)釜中，開啟攪拌器，攪拌轉(zhuǎn)速260轉(zhuǎn)/分鐘，開啟微波化學(xué)反應(yīng) 器，設(shè)置第一輪反應(yīng)的終點(diǎn)溫度為60°C，微波功率600瓦，觀察四口反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)變化： 當(dāng)距第一輪反應(yīng)開始時(shí)間約為18min時(shí)，苯酚和聚甲醛放出的甲醛在堿性條件下反應(yīng)溫度 達(dá)到60°C，恒溫12min，結(jié)束第一輪反應(yīng)，立刻進(jìn)入第二輪反應(yīng)。
[0065]A2第二輪反應(yīng)：稱取占原料總量1/3的聚甲醛粉末加入反應(yīng)釜里的第一輪反應(yīng)產(chǎn) 物中，設(shè)置第二輪反應(yīng)的終點(diǎn)溫度為85°C，微波功率600瓦，攪拌轉(zhuǎn)速260轉(zhuǎn)/分鐘。在反 應(yīng)過程中注意瓶內(nèi)溫度、顏色、粘度的變化以及防止反應(yīng)過于激烈。如發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過于激烈， 應(yīng)及時(shí)降低微波化學(xué)反應(yīng)器的微波功率，攪拌器不停。當(dāng)距第二輪反應(yīng)開始時(shí)間約為12min 時(shí)，反應(yīng)溫度達(dá)到85°C時(shí)，恒溫12min，反應(yīng)物顏色由無色變淺紅，結(jié)束第二輪反應(yīng)，立刻進(jìn) 入第三輪反應(yīng)。
[0066]A3第三輪反應(yīng)：將剩余的聚甲醛粉末加入反應(yīng)釜，微波功率300瓦，攪拌轉(zhuǎn)速260 轉(zhuǎn)/分鐘。分別設(shè)置第三輪反應(yīng)的終點(diǎn)溫度為92°C、95°C、100°C，反應(yīng)溫度達(dá)到設(shè)定的終點(diǎn) 溫度時(shí)，恒溫12min，得到三種熱固酚醛樹脂。生產(chǎn)時(shí)當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)達(dá)到所設(shè)終點(diǎn)溫度時(shí)物 料降溫至室溫即得到制備的熱固酚醛樹脂，快速取樣，進(jìn)行測試。
[0067] 三種熱固酚醛樹脂的測試結(jié)果為
[0068] a當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)終點(diǎn)溫度為92°C時(shí)，球狀下以在25°C水中沉降為終點(diǎn)時(shí)，所得熱 固酚醛樹脂軟化點(diǎn)低，流動(dòng)性太快，后期發(fā)泡泡沫強(qiáng)度太低，易散無法使用，由于不加添加 劑即所得的泡沫質(zhì)量不好，酥脆掉渣，無彈性，甲醛、苯酚含量超標(biāo)，不降解污染環(huán)境。
[0069] b當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)終點(diǎn)溫度為95°C時(shí)，當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)終點(diǎn)溫度為95°C時(shí)，球狀下以 在25°C水中為終點(diǎn)時(shí)，所得熱固酚醛樹脂為棕色半透明的粘液，軟化點(diǎn)低，流動(dòng)性明顯提 高，活性基團(tuán)多，后期發(fā)泡速度快，但是所得的泡沫質(zhì)量不好，酥脆掉渣，無彈性，甲醛、苯酚 含量超標(biāo)，不降解，污染環(huán)境。
[0070] c當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)終點(diǎn)溫度為100°C時(shí)，球狀下以在25°C水中沉降為終點(diǎn)，所得熱固 酚醛樹脂軟化點(diǎn)高，流動(dòng)性差，活性基團(tuán)少，后期發(fā)泡慢，泡沫體積小，硬度大，由于不加添 加劑即所得的泡沫質(zhì)量不好，酥脆掉渣，無彈性，甲醛、苯酚含量超標(biāo)，不降解，污染環(huán)境。
[0071] 由此可見，第三輪反應(yīng)的最佳終點(diǎn)溫度為95°C，而反應(yīng)達(dá)到溫度距離第三輪反應(yīng) 時(shí)間開始時(shí)間約8min。設(shè)置此終點(diǎn)溫度得到的熱固酚醛樹脂雖然活性基團(tuán)多，后期發(fā)泡速 度快，但是由于不加添加劑所得的泡沫不降解，污染環(huán)境，必需進(jìn)行改性。
[0072] 在上述A3第三輪反應(yīng)結(jié)束后，立刻開始A4得到改性熱固酚醛樹脂：
[0073] 在得到的第三輪反應(yīng)產(chǎn)物（分別為設(shè)定第三輪終點(diǎn)溫度為92°C、95°C、100°C的熱 固酚醛樹脂）中按尿素、紙漿板、淀粉、聚乙稀醇溶液的順序快速加入添加劑，當(dāng)再次升溫 至95°C時(shí)，用乙酸調(diào)節(jié)pH值至6-7, 260轉(zhuǎn)/分鐘繼續(xù)攪拌均勻，用冷水浴迅速降溫至室溫， 反應(yīng)結(jié)束，將溫度降到25°C以下保存，最好在20°C條件下保存，可保存一周。反應(yīng)產(chǎn)物為粘 液狀的改性熱固酚醛樹脂。
[0074] 三種改性熱固酚醛樹脂的測試結(jié)果為：
[0075]x當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)終點(diǎn)溫度為92°C時(shí)，球狀下以在25°C水中沉降為終點(diǎn)時(shí)，所得改 性熱固酚醛樹脂軟化點(diǎn)低，流動(dòng)性快，后期發(fā)泡泡沫強(qiáng)度低，容重小，即所得的改性熱固酚 醛樹脂質(zhì)量較差。
[0076]y當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)終點(diǎn)溫度為95°C時(shí)，球狀下以在25°C水中沉降為終點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)品為 棕色半透明的粘液，所得改性熱固酚醛樹脂軟化點(diǎn)低，流動(dòng)性明顯提高，活性基團(tuán)多，后期 發(fā)泡速度快，泡沫質(zhì)量好有彈性，可降解，即所得改性熱固酚醛樹脂質(zhì)量最好。
[0077] z當(dāng)?shù)谌喎磻?yīng)終點(diǎn)溫度為100°C時(shí)，球狀下以在25°C水中沉降為終點(diǎn)，所得改性 熱固酚醛樹脂軟化點(diǎn)高，流動(dòng)性差，活性基團(tuán)少，后期發(fā)泡慢，泡沫體積小，硬度較大，植物 枝條插入較難，即所得的改性熱固酚醛樹脂質(zhì)量較差。
[0078] 由此可見，第三輪反應(yīng)的最佳終點(diǎn)溫度為95°C，設(shè)置此終點(diǎn)溫度并加入添加劑得 到的改性熱固酚醛樹脂質(zhì)量最好，為改性熱固酚醛樹脂1。
[0079]本實(shí)施例整個(gè)反應(yīng)過程時(shí)間約 74min(18min+12min+12min+12min+8min+12min), 耗電少，由于使用無水固體聚甲醛產(chǎn)品無需脫水，整個(gè)反應(yīng)過程實(shí)現(xiàn)了零排放。微波化學(xué)反 應(yīng)器屬現(xiàn)代化設(shè)備，體積小巧，外觀精致，節(jié)能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能清潔、文明生產(chǎn)。通過樣品性能 測定和結(jié)構(gòu)表征的數(shù)據(jù)及發(fā)泡后的實(shí)際效果證明，合適參數(shù)下，微波合成反應(yīng)所得改性熱 固酚醛樹脂軟化點(diǎn)稍低，流動(dòng)性明顯提高，聚合速度呈較大幅度地加快。游離酚、甲醛少，產(chǎn) 品無味。微波對物質(zhì)的加熱是通過極性分子之間發(fā)生偶極作用，并以每秒鐘十億次的高能 使極性分子的運(yùn)動(dòng)加劇，大大增加反應(yīng)物分子間的有效碰撞頻率，使其在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá) 到活化狀態(tài)，從而顯著提高酯化反應(yīng)的速率。微波化學(xué)反應(yīng)器功率、溫度選優(yōu)時(shí)，要根據(jù)現(xiàn) 場反應(yīng)狀態(tài)確定，當(dāng)反應(yīng)過快時(shí)要及時(shí)降低工率和溫度。
[0080] 實(shí)施例2制備改性熱固酚醛樹脂2
[0081] 本實(shí)施例的改性熱固酚醛樹脂的原料配方為摩爾比為1:1. 4的苯酚和聚甲醛，用 量為每摩爾苯酚用25ml的水，再加入添加劑為加入量為苯酚質(zhì)量10%的尿素，加入量為苯 酚質(zhì)量6%的紙漿板，加入量為苯酚質(zhì)量6%的淀粉，加入量為苯酚質(zhì)量2 %的質(zhì)量百分含 量10 %的聚乙稀醇溶液。即每94g苯酚和42g的聚甲醛反應(yīng)，加入用量為17. 5ml的水， 再加入添加劑（尿素9. 4g，紙漿板5. 64g，淀粉5. 64g，質(zhì)量百分含量10 %的聚乙稀醇溶液 1. 88g)。
[0082] 反應(yīng)的具體步驟與實(shí)施例1相同，設(shè)定第三輪反應(yīng)的終點(diǎn)溫度為95°C。
[0083] 反應(yīng)得到的產(chǎn)物為改性熱固酚醛樹脂2,測試結(jié)果為：球狀下以在25°C水中沉降 為終點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)品為棕色半透明的粘液，所得改性熱固酚醛樹脂軟化點(diǎn)低，流動(dòng)性明顯提高， 活性基團(tuán)多，后期發(fā)泡速度快，可降解無污染，泡沫質(zhì)量好。
[0084] 實(shí)施例3制備改性熱固酚醛樹脂3
[0085] 本實(shí)施例的改性熱固酚醛樹脂的原料配方為摩爾比為1:2. 5的苯酚和聚甲醛，用 量為每摩爾苯酚用25ml的水，再加入添加劑為加入量為苯酚質(zhì)量25%的尿素，加入量為苯 酚質(zhì)量15 %的紙漿板，加入量為苯酚質(zhì)量15 %的淀粉，加入量為苯酚質(zhì)量15 %的質(zhì)量百分 含量10%的聚乙稀醇溶液。即每94g苯酚和75g的聚甲醛反應(yīng)，加入用量為31. 25ml的水， 再加入添加劑（尿素23. 5g，紙漿板14.lg，淀粉14.lg，質(zhì)量百分含量10 %的聚乙稀醇溶液 14.lg)。
[0086] 反應(yīng)的具體步驟與實(shí)施例1相同，設(shè)定第三輪反應(yīng)的終點(diǎn)溫度為95°C。
[0087] 反應(yīng)得到的產(chǎn)物為改性熱固酚醛樹脂3測試結(jié)果為：球狀下以在25°C水中沉降為 終點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)品為棕色半透明的粘液，所得改性熱固酚醛樹脂軟化點(diǎn)低，流動(dòng)性明顯提高，活 性基團(tuán)多，后期發(fā)泡速度快，可降解無污染，泡沫質(zhì)量好。
[0088] 實(shí)施例4制備用于育苗的可降解泡沫組合物
[0089] 制備用于育苗的可降解泡沫組合物，原料分別為實(shí)施例1-3制備的改性熱固酚醛 樹脂，即實(shí)施例1的改性熱固酚醛樹脂1、實(shí)施例2的改性熱固酚醛樹脂2、實(shí)施例3的改性 熱固酚醛樹脂3。
[0090] 制備用于育苗的可降解泡沫組合物，具體步驟如下：
[0091] 將各種改性熱固酚醛樹脂分別放入不同攪拌桶內(nèi)室溫（25°C)攪拌，依次加入泡 沫穩(wěn)定劑、濕潤劑、發(fā)泡劑，迅速攪拌至充分混合，最后加入固化劑，攪拌均勻，整個(gè)添料、攪 拌時(shí)間不超過20min，物料溫度不超過30°C，然后立即倒入保溫60°C的模具里，蓋嚴(yán)，30min 以內(nèi)完成發(fā)泡，固化、脫模后即得一定形狀的可用于育苗的可降解泡沫產(chǎn)品，構(gòu)成該產(chǎn)品的 組合物材料稱為用于育苗的可降解泡沫組合物。
[0092] 所述加入泡沫穩(wěn)定劑、濕潤劑、發(fā)泡劑，為每100g的改性熱固酚醛樹脂加入4g的 吐溫80作為泡沫穩(wěn)定劑、5g的十二燒基苯磺酸鈉和5g的甘油作為濕潤劑、15g的石油醚作 為發(fā)泡劑。所述固化劑為質(zhì)量比為1:1的對甲苯磺酸和磷酸復(fù)配而成的固化劑，加入量為 每l〇〇g的改性熱固酚醛樹脂加入12g固化劑。
[0093] 所用模具為110cmX110cmX110cm的立方體模具。
[0094] 本實(shí)施例得到的3種用于育苗的可降解泡沫組合物，泡沫均勻、松軟，略有彈性， 不掉渣，吸水性和滲水性好，植物的細(xì)軟枝條容易插入，不倒伏，其游離甲醛含量和游離苯 酚含量都低于國家指標(biāo)。不同的改性熱固酚醛樹脂作為原料，得到的產(chǎn)品的容重如下表所 示：
[0095]表1不同的改性熱固酚醛樹脂原料對用于育苗的可降解泡沫組合物容重的影響
[0096]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于育苗或插花的可降解泡沫組合物，其特征在于，由以下原料制成：摩爾比 為1: (1. 4-2. 5)的苯酚和聚甲醛，用量為每摩爾苯酚用25ml的水，以及添加劑；所述添加劑 為：加入量為苯酚質(zhì)量10%-25%的尿素，加入量為苯酚質(zhì)量6%-15%的紙漿板，加入量為 苯酚質(zhì)量6% -15%的淀粉，加入量為苯酚質(zhì)量2% -15%的質(zhì)量百分含量10%的聚乙稀醇 溶液。
2. 權(quán)利要求1所述的用于育苗或插花的可降解泡沫組合物，其特征在于，由以下原料 制成：摩爾比為1:2的苯酚和聚甲醛，用量為每摩爾苯酚用25ml的水，加入添加劑為加入量 為苯酚質(zhì)量16%的尿素，加入量為苯酚質(zhì)量10%的紙漿板，加入量為苯酚質(zhì)量9%的淀粉， 加入量為苯酚質(zhì)量10%的質(zhì)量百分含量10%的聚乙稀醇溶液。
3. 制備權(quán)利要求1或2所述的用于育苗或插花的可降解泡沫組合物的方法，其特征在 于，具體步驟如下： A微波輻射下制備改性熱固酚醛樹脂 在堿性條件下，使苯酚和聚甲醛在微波輻射下進(jìn)行加成聚合反應(yīng)后，加入添加劑攪勻， 得到改性熱固酚醛樹脂； B用于育苗或插花的可降解泡沫組合物 將所得改性熱固酚醛樹脂發(fā)泡制備成用于育苗或插花的可降解泡沫組合物。
4. 權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述A微波輻射下制備改性熱固酚醛樹 月旨，具體步驟如下： A1第一輪反應(yīng)：pH值8-9的條件下，將45-50°C熔融的全部苯酚原料和占原料總量1/3 的聚甲醛粉末混合，加入水，260轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，微波功率600瓦進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫 度達(dá)到60°C時(shí)恒溫12min，得到第一輪反應(yīng)產(chǎn)物； A2第二輪反應(yīng)：將占原料總量1/3的聚甲醛粉末加入第一輪反應(yīng)產(chǎn)物中，260轉(zhuǎn)/分鐘 攪拌，微波功率600瓦進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度達(dá)到為85°C時(shí)恒溫12min，反應(yīng)物顏色 由無色變淺紅，得到第二輪反應(yīng)產(chǎn)物； A3第三輪反應(yīng)：將剩余的聚甲醛粉末加入第二輪反應(yīng)產(chǎn)物中，260轉(zhuǎn)/分鐘攪拌，微波 功率300瓦進(jìn)行加成聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度達(dá)到95°C時(shí)恒溫12min，得到第三輪反應(yīng)產(chǎn)物； A4得到改性熱固酚醛樹脂：在得到的第三輪反應(yīng)產(chǎn)物中加入添加劑，再次升溫至95°C 時(shí)調(diào)pH值為6-7,攪拌4分鐘后降溫至室溫，得到制備的改性熱固酚醛樹脂。
5. 權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述B用于育苗或插花的可降解泡沫組合 物，具體步驟如下： 室溫?cái)嚢韪男詿峁谭尤渲来渭尤肱菽€(wěn)定劑、濕潤劑、發(fā)泡劑，充分混合后加入 固化劑，攪勻倒入60°C的模具里，蓋嚴(yán)發(fā)泡，固化、脫模后即得一定形狀的用于育苗或插花 的可降解泡沫產(chǎn)品，構(gòu)成該產(chǎn)品的組合物材料為用于育苗或插花的可降解泡沫組合物。
6. 權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述加入泡沫穩(wěn)定劑、濕潤劑，為按重量 份每100份的熱固酚醛樹脂加入2-8份的吐溫80作為泡沫穩(wěn)定劑、3-8份的十二烷基苯磺 酸鈉和2-14份的甘油作為濕潤劑；優(yōu)選為按重量份每100份的改性熱固酚醛樹脂加入4份 的吐溫80作為泡沫穩(wěn)定劑、5份的十二烷基苯磺酸鈉和5份的甘油作為濕潤劑。
7. 權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述固化劑為質(zhì)量比為1:1的對甲苯磺酸 和磷酸復(fù)配而成的固化劑，加入量為按重量份每100份的熱固酚醛樹脂加入8-20份，優(yōu)選 加入12份固化劑。
8. 權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述發(fā)泡劑為石油醚，當(dāng)按重量份每100 份的熱固酚醛樹脂加入12-20份的發(fā)泡劑時(shí)得到用于育苗的可降解泡沫組合物，當(dāng)按重量 份每100份的熱固酚醛樹脂加入7-11份的發(fā)泡劑時(shí)得到用于插花的可降解泡沫組合物。
9. 權(quán)利要求1或2所述用于育苗或插花的可降解泡沫組合物的應(yīng)用在育苗或插花上的 應(yīng)用。
10. 權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，具體應(yīng)用方法為： 1) 按照育苗的需要，將用于育苗的可降解泡沫組合物加工成各種規(guī)格的單體、聯(lián)體泡 沫育苗容器使用。 2) 按照插花保鮮的需要，將用于插花的可降解泡沫組合物加工成各種規(guī)格的花泥使 用。
【文檔編號】C08L1/02GK104387540SQ201410589945
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】許洋, 許傳森, 張晨 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所