阅读说明：本技术 一种全降解无氟纸浆模塑育苗杯及其制备方法 (Full-degradable fluoride-free paper pulp molding seedling cup and preparation method thereof ) 是由 王建华 陈华 管正光 陈波 何永梁 丁锦晖 杨凡 毛长斌 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全降解无氟纸浆模塑育苗杯的生产方法,将纸浆原料配比后疏解得均匀的浆料,加入防水剂、湿强剂、干强剂等助剂制得混合浆料；将聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物溶于甲苯溶液,搅拌后加入二氧化硅纳米颗粒,搅拌后加入乙醇溶液,然后在湿胚上进行喷涂；最后将纸浆模塑湿坯进行脱水、热压定型、切边制成模塑制品。本发明提供的全降解无氟纸浆模塑育苗杯为绿色环保全降解材料,其废弃后可直接丢弃并自然降解成种植用土壤；或经破碎还原成种植用土壤进行复用或丢弃。(The invention discloses a method for producing a fully-degradable fluoride-free paper pulp molded seedling cup, which comprises the steps of proportioning paper pulp raw materials, defibering to obtain uniform slurry, and adding assistants such as a waterproof agent, a wet strength agent, a dry strength agent and the like to prepare mixed slurry; dissolving polymethyl methacrylate-ethyl acrylate polymer in a toluene solution, adding silicon dioxide nano particles after stirring, adding an ethanol solution after stirring, and then spraying on a wet blank; finally, dehydrating, hot-pressing and shaping the pulp molding wet blank, and cutting edges to obtain a molding product. The fully-degradable fluoride-free paper pulp molding seedling cup provided by the invention is a green environment-friendly fully-degradable material, can be directly discarded after being discarded and can be naturally degraded into soil for planting; or the soil is crushed and reduced into planting soil for reuse or discarded.)

一种全降解无氟纸浆模塑育苗杯及其制备方法

技术领域

本发明属于纸浆育苗杯生产技术领域。

背景技术

育苗移栽是现代农业高产、高效的一个重要手段，但目前育苗移栽难以进一步扩大规模，主要原因是育苗容器跟不上，育苗塑料袋(盆)透气性较差，缓苗期较长，且造成严重的环境污染。有的地方采用人工制钵育苗，费时费工，加之不少地区土质或粘或砂，制钵困难，也难以大面积推广。

为了赋予产品防水防油功能，最常见的是使用氟系防水防油剂，例如PFOA(全氟辛酸及盐)和PFOS(全氟辛烷磺酰基化合物)等，但它们在自然环境中很难被降解，具有生物累积性和多种毒性，及具备持久性有机污染物的共同特性，被认为是21世纪重点研究的新型持久性环境污染物。对于想要一款环保型的育苗杯而言，含氟防水防油剂无法使用。

纸浆模塑是一种立体造纸技术，它以废纸、木浆或其它植物纤维为原料，在模塑机上由特殊的模具塑造出具有一定形状的纸浆制品。它具有四大优势：1.原料为废纸、木浆或其它植物纤维，包括板纸、废纸箱纸、废白边纸、针叶木浆、阔叶木浆、竹浆、蔗渣浆等，来源广泛；2.其制作过程由制浆、吸附成型、干燥定型等工序完成，流程较短，对环境无害；3.产品可以回收再生利用；4.体积比发泡塑料小，质量轻，可重叠，交通运输方便。

发明内容

本发明的目的就是提供一种新的全降解无氟纸浆模塑育苗杯及其制备方法，可实现完全水里浸泡培养，生长周期后期自然水解，对环境无害，也无需人工回收。

本发明是这样实现的，一种全降解无氟纸浆模塑育苗杯的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将纸浆原料按配比计量，用水力碎浆机进行碎浆获得浆料，碎浆的浆料浓度为3.5％～4.0％；

步骤2：将处理好的浆料用双功能疏解机进行疏解，经过疏解机的切断、分丝、细纤维化，获得均匀的浆料；

步骤3：将浆料与白水混合，加入防水剂、湿强剂和干强剂等化学药品，搅拌均匀，制得混合浆料；

步骤4：将混合浆料经管道运送至成型机，经真空抽滤脱水制得育苗杯湿胚；

步骤5：对育苗杯湿胚进行喷涂：40～50℃下，在聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物溶液内加入二氧化硅纳米颗粒，搅拌10～20分钟，然后加入乙醇溶液，搅拌均匀，喷涂在育苗杯湿胚表面；

步骤6：将喷涂后的育苗杯湿胚进行脱水、热压定型、转移切边制成全降解无氟纸浆模塑育苗杯成品。

进一步，步骤1中，所述的纸浆原料为甘蔗浆和竹浆按照30～40：60～70重量比例组成。

进一步，步骤2中，所述的浆料质量：湿重14～17g，打浆度20～23°SR，粘度为60～70Pa·s。

进一步，步骤3中，所述的防水剂为不含氟树脂，湿强剂是聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂，干强剂是淀粉及其改性物，均选用食品级市售产品。所述的防水剂、干强剂和湿强剂等化学药品根据配浆量的多少按绝干浆比例来确认添加量，所述的防水剂、干强剂和湿强剂等化学药品与绝干纸浆纤维的比例进一步选择为：防水剂0.8～1.6份，干强剂0.6～1.2份，湿强剂0.6份～1.2份(以绝干纤维为100份)。

进一步，步骤3中，浆料与白水按照DCS设置进行配浆，配浆浓度0.27％～0.32％，配浆时间15～25min。

进一步，步骤4中纸浆模塑湿坯脱水处理的操作参数：真空度-0.03MPa～-0.035MPa抽吸负压下脱水15～20s，至含水率为65％～75％。

进一步，步骤5喷涂料制备步骤如下：

将1.5～2.0％wt/v的聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物溶于甲苯溶液中，40～50℃下搅拌10～20分钟，加入粒径为15～25nm的二氧化硅纳米颗粒(与聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物的质量比为1.5～2.0:100)，搅拌10～20分钟。最后加入乙醇溶液(与甲苯溶液体积一致)搅拌1～2分钟，在湿胚上进行喷涂。喷涂量为：纸浆绝干纤维重量的1％～5％。

进一步，步骤6中，所述的热压定型条件是：压强在50～70kg/cm²、温度为170～230℃、时间为20～40s。

本发明的有益效果：本发明采用竹子和普通农作物废料为浆料原料，制备得到的产品为绿色环保全降解材料，做到从源头到成品均无环境压力。产品使用废弃后可直接丢弃并自然降解成种植用土壤；或经破碎还原成种植用土壤进行复用或丢弃。采用无氟抗水剂，且获得了更好的抗水防渗透效果，可以作为长期育苗杯使用，同时也具有显著的增产效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方法作详细举例说明。下述实施例中没有特别说明的技术参数和助剂，本领域技术人员可以根据本技术领域的知识进行常规和适应性选择。

本发明提供的纸浆模塑育苗杯湿坯喷涂化学品料制备方法如下实施例1和2所示：

实施例1：

40～45℃下，将聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物溶于甲苯溶液中，得1.8％wt/v聚合物溶液，搅拌15分钟；加入1.8W％的二氧化硅纳米颗粒(平均粒径20nm)，继续搅拌15分钟；加入与甲苯溶液体积一致量的乙醇溶液，继续搅拌1～2分钟待用。

实施例2：

40～45℃下，将聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物溶于甲苯溶液中，得1.5％wt/v聚合物溶液，搅拌15分钟；加入1.8W％的二氧化硅纳米颗粒(平均粒径15nm)，继续搅拌15分钟；加入与甲苯溶液体积一致量的乙醇溶液，继续搅拌1～2分钟待用。

本发明提供的全降解无氟纸浆模塑育苗杯方法实施例包括以下步骤：

步骤1：将甘蔗浆和竹浆原料进行解包、除杂，按照30～40：60～70重量比计量，用水力碎浆机进行碎浆获得浆料，碎浆浓度为3.5％～4.0％；

步骤2：将处理好的浆料用双功能疏解机进行疏解，经过疏解机的切断、分丝、细纤维化，获得均匀的浆料；湿重14～17g，打浆度20～23°SR，粘度为60～70Pa·s；

步骤3：将浆料与白水混合，加入防水剂、湿强剂和干强剂等化学药品，搅拌均匀，制得混合浆料；浆料与白水按照DCS设置进行配浆，配浆浓度0.27％～0.32％，配浆时间15～25min；所述的防水剂、干强剂和湿强剂等化学药品与绝干纸浆纤维的比例：防水剂0.8％～1.6％，干强剂0.6％～1.2％，湿强剂0.6％～1.2％；

步骤4：将混合浆料经管道运送至成型机，经真空抽滤脱水制得育苗杯湿胚；纸浆模塑育苗杯湿坯脱水处理的操作参数：真空度-0.03MPa～-0.035MPa抽吸负压下脱水15～20s，至含水率为65～75％；

步骤5：对育苗杯湿胚进行喷涂：40～50℃下，在聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸乙酯聚合物溶液内加入二氧化硅纳米颗粒，搅拌10～20分钟，然后加入乙醇溶液，搅拌均匀，喷涂在育苗杯湿胚表面；喷涂量为纸浆绝干纤维重量的1～5％；

步骤6：将喷涂后的育苗杯湿胚进行脱水、热压定型、转移切边制成全降解无氟纸浆模塑育苗杯成品。脱水处理条件：真空度-0.03MPa～-0.035MPa抽吸负压下脱水15～20s，含水率为65～75％。热压定型条件：压强在50～70kg/cm²、温度为170～230℃、时间为20～40s。

下面具体实施例3和4采用以上的制备方法，得无氟全降解一次性纸浆模塑育苗杯。

实施例3

本实施例提供的原料按照质量份数由竹浆40％、甘蔗浆60％组成。

本实施例中，防水剂、湿强剂和干强剂按绝干浆质量比例添加量为：0.5％、0.5％和0.5％。

本实施例采用的防水剂为不含氟树脂(德科纳米，LZ-XR88)，湿强剂是聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂(杭化哈利玛，WS-1C)，干强剂是淀粉及其改性物(杭化哈利玛，HM-2800)。

本实施例采用的喷涂料为实施例1所制备得到的聚合物溶液，喷涂量：纸浆绝干纤维重量＝2：100。

最终所得全降解无氟纸浆模塑育苗杯，应用于甘蔗组培苗种植，效果如下：

本产品应用于甘蔗移栽的效果(移栽后70天)

本产品对甘蔗农艺性状及产量的影响

样品	株高(cm)	茎径(mm)	单茎重(kg)	甘蔗茎产量(t/hm<sup>2</sup>)
					本产品	178.5a	31.37a	1.206a	61.82
对照	178.2a	31.28a	1.183a	60.59

实施例4

本实施例提供的原料按照质量份数由竹浆30％、甘蔗浆70％组成。

本实施例中，防水剂、湿强剂和干强剂按绝干浆质量比例添加量为：0.5％、0.5％和0.5％。

本实施例采用的防水剂为不含氟树脂(德科纳米，LZ-XR88)，湿强剂是聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂(杭化哈利玛，WS-1C)，干强剂是淀粉及其改性物(杭化哈利玛，HM-2800)。

本实施例采用的喷涂料为实施例1所制备得到的聚合物溶液，喷涂量：纸浆绝干纤维重量＝4：100。

最终所得全降解无氟纸浆模塑育苗杯,应用于春棉育苗，结果如下：

本产品对春棉经济性状的影响

以上实施例得到的纸浆模塑制品产品为绿色环保全降解材料，其废弃后可直接丢弃并自然降解成种植用土壤；或经破碎还原成种植用土壤进行复用或丢弃。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。