專利名稱：一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的復(fù)合材料的配方。本發(fā)明還涉及制作這種復(fù)合材料的工藝。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展和人類自身的生存需求，保護(hù)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)提到議事日程上，園林的生態(tài)化、建筑的生態(tài)化、農(nóng)業(yè)的生態(tài)化等，特別是防止沙漠化，減少沙塵暴，綠化造林，已經(jīng)不光被專業(yè)人士關(guān)心，普通的百姓也十分關(guān)注。
眾所周知，具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的物質(zhì)，一般統(tǒng)稱之為肥料。從性質(zhì)上可分為化學(xué)肥料和有機(jī)肥料，從形態(tài)上則分可分為固體肥料和液體肥料。然而一般講，植物并不可以直接生長(zhǎng)在肥料之上，而需將肥料施入土壤中，植物則種植于土壤上。由于土壤本身的松散性，故一般總需要盛器，如花缽、花壇，這樣對(duì)于立體農(nóng)業(yè)、改良沙漠和建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)、立體造型等顯然是難以實(shí)施的。
為此，孫曉紅、孟憲民等根據(jù)泥炭具有良好的蓄水能力和透氣性，并具有較強(qiáng)的鹽分平衡能力的特點(diǎn)，將泥炭作為營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)，發(fā)明了“一種泥炭復(fù)合材料的組成及其產(chǎn)品的制作工藝(CN1268543A)”和“泥炭營(yíng)養(yǎng)缽組合物及其產(chǎn)品和應(yīng)用(CN1301483A)”。孫曉紅的發(fā)明申請(qǐng)的組份為泥炭55-65％，聚乙烯25-35％，有機(jī)、無(wú)機(jī)混合肥5-10％，乳酸菌0.1-0.3％，硫胺0.006-0.012％，過(guò)磷酸鈣0.06-0.10％。其制作工藝是上述各組份按比例混合，通過(guò)選料、粉碎和破碎、稱量、混煉、擠壓、成型制成各種形狀的育苗盤、育苗板、缽、花盆，用于蔬菜、水稻、草坪和花卉的育苗和栽培。但是，這種將泥炭中加入聚乙烯作為粘接劑制成的復(fù)合材料，成本高，且難降解，也不與建筑物相兼容。孟憲民的發(fā)明申請(qǐng)是由草本泥炭93-97％，復(fù)合營(yíng)養(yǎng)母劑(尿素和甲醛的縮合物，素，硝基腐植酸條件下加入萘乙酸和吲哚丁酸的醇溶液制成)0.90-4.0％，膨脹劑(蛭石、碳酸鈣或蛭石與聚丙烯酰胺的組合物)0.3-1.5％，調(diào)酸劑(40目以下的碳酸鈣和白云石粉末)0.8-3.0％組成。該組合物經(jīng)壓制制成各種育苗營(yíng)養(yǎng)缽，解決了泥炭基質(zhì)體積大、運(yùn)輸不便，配置復(fù)雜等問(wèn)題。但是，該發(fā)明未考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不能滿足改造沙漠、環(huán)境生態(tài)化等大面積綠化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化之用。
另外，英國(guó)和德國(guó)將泥炭、肥料、微量元素和少量環(huán)氧乙烯—苯壬酚的硫酸共聚物制成育苗基質(zhì)，可促進(jìn)植物生長(zhǎng)，又基本無(wú)毒，但成本相當(dāng)高。
總而言之，由于上述發(fā)明中固化劑均采用高分子材料，而高分子添加劑需考慮毒性問(wèn)題，同時(shí)上述發(fā)明既不考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，也不考慮與近代建筑的混凝土、磚石材料等的親和性兼容性等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種既有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又與近代建筑或藝術(shù)造型物親和兼容，并具有良好的植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料的組份。本發(fā)明的另一個(gè)目的是公開(kāi)這種復(fù)合材料的制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明用無(wú)毒的無(wú)機(jī)材料硅酸鹽水泥和氫氧化鈣作為固化劑；以我國(guó)蘊(yùn)藏豐富、并富有營(yíng)養(yǎng)作用的泥炭為原料，加入營(yíng)養(yǎng)添加劑、起控釋營(yíng)養(yǎng)元素作用的吸附劑，使之達(dá)到富有植物營(yíng)養(yǎng)，符合加工成型要求和具有一定的力學(xué)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的復(fù)合材料。本發(fā)明按如下重量百分比配比

本發(fā)明所用泥炭的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)大于50％，水含量一般不高于20％。
吸附劑為木屑，可為松木，楊木或其它各種木材的木屑，含水量一般不高于20％。
固化劑為普通硅酸鹽水泥和氫氧化鈣的復(fù)合物。水泥標(biāo)號(hào)一般不低于500號(hào)，氫氧化鈣可用生石灰水合制備，制成石灰膏后加入。水泥∶氫氧化鈣(絕干計(jì))為1.0∶1.0～5.8。
營(yíng)養(yǎng)添加劑是植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，包括氮磷鉀大量元素和鈣、鎂、硫、銅、鋅、鐵、鉬、釩、鈦、錳……組成的復(fù)合微量元素，除氮以尿素或硝酸鹽形式加入，磷以磷礦粉和鈣鎂磷肥的形式加入，鉀以硫酸鉀形式加入外，其他元素一般均為其鹽類，如硫酸鹽的形式加入。
附加劑包括著色劑，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、調(diào)香劑、高吸水樹(shù)脂和纖維等。
本發(fā)明的制備工藝如下首先，泥炭除水后，破碎成10目以上顆粒。然后，按上述重量百分比稱量好，在泥炭中依次加入吸附劑，營(yíng)養(yǎng)添加劑，并按需要選擇附加劑加入攪拌均勻(其中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和調(diào)香劑等要用水或溶劑溶解，稀釋)。接著，再加入固化劑，拌勻，制成本發(fā)明的復(fù)合材料粉體。該粉體分兩處加工成型。第一，現(xiàn)場(chǎng)制備粉體運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，加入常規(guī)壓制成型所需的水量，攪拌均勻，在特制的模具里壓制成所需規(guī)格形狀的營(yíng)養(yǎng)栽培塊，覆蓋在沙漠、退化草地或鹽堿土上作為綠化固砂之用，或固定在立體農(nóng)業(yè)的各種設(shè)施上，或直接用濕料涂敷在生態(tài)建筑的各個(gè)部位，固化后，澆上水，即能促使預(yù)先放入的種籽萌發(fā)，生根，并發(fā)育成正常植株。第二，營(yíng)養(yǎng)塊預(yù)制儲(chǔ)存在生產(chǎn)場(chǎng)地，加入常規(guī)的壓制成型所需的水量，充分拌和，制成本發(fā)明的濕料，然后或制成平板、缽狀物、盤狀物，并在其上開(kāi)人工種籽孔，待其固化后填入種籽，蓋上巖棉，即可入庫(kù)貯存。需要時(shí)搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)使用。另外亦可根據(jù)立體造型物或建筑物表面的不同材質(zhì)，調(diào)整本發(fā)明組份含量，加入滿足建筑工程的表層涂敷要求的水分，制成直接涂敷的漿料，涂敷在各種造型的表層，再填埋種籽，進(jìn)行立體綠化。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下1.由于本發(fā)明的配方中固化劑不用高分子材料，而是采用了普通硅酸鹽水泥和氫氧化鈣的復(fù)合物，上述物質(zhì)或經(jīng)轉(zhuǎn)化后均具無(wú)公害特征，即不造成環(huán)境污染，因此產(chǎn)品既符合環(huán)保要求，又具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并與建筑物表面的混凝土、磚石材料等有親和性兼容性，可廣泛應(yīng)用于綠化造林，立體農(nóng)業(yè)，無(wú)土栽培，荒漠及退化草原的改造，綠色植物的人工造型等。
2.由于本發(fā)明的組成配方中吸附劑是木屑，且可根據(jù)情況加入一定量的附加劑，故在提供植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的長(zhǎng)效和速效的多種植物營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)，還具有良好的蓄水能力，因此，將所培育之苗木、草皮或作物移植后，不論底土系砂石或鹽堿土或荒漠土等，本發(fā)明都能為植被提供較好的營(yíng)養(yǎng)和水分條件，有利于植物抵抗逆境，增加成活率。
3.制備本發(fā)明的復(fù)合材料的方法簡(jiǎn)單易行，成本低，只需要常規(guī)設(shè)備和工具，工藝要求也低，如泥炭去水工藝采用晾曬即可。
4.采用本發(fā)明材料進(jìn)行加工成型的工藝簡(jiǎn)便，施工方便。在制造綠化造型物時(shí)，完全可以按照常規(guī)建筑工程的工序安排施工。在制作板、盤、缽等均適合機(jī)械化加工，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
5.使用本發(fā)明材料特別自由靈活，既可以預(yù)先制作成型，再運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)使用，也可以將本發(fā)明的粉料運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，直接制作成型，還可以根據(jù)造型或建筑物表面結(jié)構(gòu)材料，調(diào)整配方，制作成園林藝術(shù)和綠化造型的表面涂敷劑，特別適用復(fù)雜園藝造型物的施工。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明的壓塊制作成型的復(fù)合材料由如下重量百分比組成泥炭58.37％；鋸木屑19.46％；硅酸鹽水泥6.49％；氫氧化鈣(絕干)6.49％；磷礦粉3.89％；鈣鎂磷肥1.30％；尿素2.60％；硫酸鉀1.30％；復(fù)合微量元素0.1％。
上述壓塊制作成型的制備方法如下首先，將產(chǎn)自河北省淶源縣的有機(jī)物含量60％～70％的泥炭，經(jīng)晾曬后使含水率不高于20％，并破碎加工后細(xì)度達(dá)10目。然后，按上述重量百分比計(jì)算后稱量，得到如下配方名稱重量 規(guī)格泥炭45千克10目鋸木屑 15千克0～10目硅酸鹽水泥 5千克氫氧化鈣(絕干) 5千克磷礦粉3千克 大于10目鈣鎂磷肥 1千克 大于10目尿素 2千克硫酸鉀1千克復(fù)合微量元素(強(qiáng)力增產(chǎn)素1) 0.1千克 大于10目接著，先取水10千克，溶入復(fù)合微量元素、尿素和硫酸鉀。再將泥炭和木屑拌勻后先吸附上述溶液，然后再加入鈣鎂磷肥、磷礦粉、硅酸鹽水泥和氫氧化鈣，充分拌勻后加入常規(guī)的壓制成型所需的水量，攪拌制成可壓制狀態(tài)。在模具中壓塊(壓成1千克/塊)，上留種籽孔，自然干燥，固化10～15天。待硬結(jié)后在種籽孔中加入種籽，上復(fù)巖棉，保存在干燥處(亦可在加入種籽前就保存在陰濕處，臨用時(shí)加入種籽蓋上巖棉)。完成制作成型任務(wù)。
使用時(shí)直接在試驗(yàn)塊上澆水，吸透水后置于露天。不日后種籽發(fā)芽，植株可在自然條件下良好生長(zhǎng)。種草時(shí)可直接在機(jī)器制作的營(yíng)養(yǎng)板上撒播種子，并復(fù)以天然膠涂層，干燥后直接入庫(kù)。使用時(shí)出庫(kù)并澆水，種子自然萌發(fā)，出苗后移入目的地。旺盛生長(zhǎng)的草根可穿透本發(fā)明的復(fù)合材料層，直接深入底土或砂層。本發(fā)明的復(fù)合材料層還可提供充足的水分和氧分，并可起到分隔改良沙土層、重造植被的作用。
實(shí)施例2本發(fā)明的制作涂料的復(fù)合材料由如下重量百分比組成泥炭56.53％；鋸木屑18.84％；硅酸鹽水泥6.28％；氫氧化鈣(絕干)9.42％；磷礦粉5.03％；尿素2.51％；硫酸鉀1.26％；復(fù)合微量元素0.13％。
上述制作涂料的制備方法如下首先，將產(chǎn)自河北省淶源縣的有機(jī)物含量60％～70％的泥炭，經(jīng)晾曬后使含水率不高于20％，并破碎加工后細(xì)度達(dá)10目。然后，按上述重量百分比計(jì)算后稱量，得到如下配方原料名稱 重量規(guī)格泥炭 45千克 10目鋸木屑15千克 0～10目硅酸鹽水泥5千克氫氧化鈣(絕干)7.5千克磷礦粉4千克 大于10目尿素 2千克硫酸鉀1千克復(fù)合微量元素(強(qiáng)力增產(chǎn)素2) 0.1千克 大于10目先取水10千克，溶入復(fù)合微量元素(強(qiáng)力增產(chǎn)素2)、尿素和硫酸鉀。泥炭和木屑拌勻后先吸附上述溶液，然后再加入磷礦粉、硅酸鹽水泥和氫氧化鈣，充分拌勻后加水適量做成膠狀可涂抹狀態(tài)。在水泥墻表面涂沫10mm厚度的本材料，稍干后，用專用器械在其上造種籽孔，固化10天后可放入種籽蓋上巖棉。使用時(shí)用水充分澆透。不日種籽孔內(nèi)即可長(zhǎng)出幼苗，該營(yíng)養(yǎng)層可促進(jìn)苗木生長(zhǎng)。與泥土相比本營(yíng)養(yǎng)層適應(yīng)性強(qiáng)，大風(fēng)中也不產(chǎn)生飄塵。并且營(yíng)養(yǎng)全面，對(duì)環(huán)境也無(wú)污染。
權(quán)利要求
1.一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料，其特征在于由泥炭、吸附劑、固化劑、營(yíng)養(yǎng)添加劑、附加劑組成，并按如下重量百分比配比泥炭為40～60％；固化劑10～30％；吸附劑10～30％；營(yíng)養(yǎng)添加劑5～10％；附加劑0～1％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料，其特征在于所述的泥炭的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)大于50％，水含量不高于20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料，其特征在于所述的吸附劑為木屑，可為松木，楊木或其它各種木材的木屑，含水量一般不高于20％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料，其特征在于所述的固化劑為普通硅酸鹽水泥和氫氧化鈣的復(fù)合物，水泥∶氫氧化鈣(絕干計(jì))為1.0∶1.0～5.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料，其特征在于所述的營(yíng)養(yǎng)添加劑是植物所需的氮磷鉀和鈣、鎂、硫、銅、鋅、鐵、鉬、釩、鈦、錳復(fù)合微量元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料，其特征在于所述的附加劑包括著色劑，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、調(diào)香劑、高吸水樹(shù)脂和纖維。
7.一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于首先，泥炭除水后，破碎成10目以上顆粒；然后，按上述重量百分比稱量好；先在泥炭中加入吸附劑，攪拌均勻；然后再加入營(yíng)養(yǎng)添加劑、固化劑和附加劑，充分拌勻制成本發(fā)明的復(fù)合材料粉體；最后，或運(yùn)到使用現(xiàn)場(chǎng)，加水調(diào)制，入模具壓制成型，填入種籽，直接鋪墊、裝飾；或在生產(chǎn)地壓制成型，固化后，填入種籽，入庫(kù)貯存，需要時(shí)搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)使用；或制成涂敷的漿料，直接涂敷在各種造型的表層，再填埋種籽，進(jìn)行立體綠化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用的復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于附加劑先溶入水或有機(jī)溶劑中，再倒入泥炭和吸附劑中拌勻吸附。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有植物營(yíng)養(yǎng)作用與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的復(fù)合材料及工藝。由泥炭40~60%;固化劑10~30%;吸附劑10~30%;營(yíng)養(yǎng)添加劑5~10%;附加劑0~1%組成。泥炭除水破碎后,按上述重量百分比稱量好。在泥炭中加入吸附劑、營(yíng)養(yǎng)添加劑、附加劑、固化劑拌勻,制成本發(fā)明的復(fù)合材料。最后,或運(yùn)到使用現(xiàn)場(chǎng)或預(yù)制庫(kù)存。前者為運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)壓制成型,填入種籽,鋪設(shè)使用。后者為在生產(chǎn)地壓制成型,固化后填入種籽,入庫(kù)貯存。也可制成涂敷的漿料,直接涂敷在各種造型表層,填埋種籽立體綠化。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單成本低,具有植物營(yíng)養(yǎng)作用和一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及與建筑物表面有親和兼容性,可廣泛應(yīng)用于退化草原、林地、沙漠、鹽堿地等的改造,及立體農(nóng)業(yè)、無(wú)土栽培、人工造型綠化等。
文檔編號(hào)A01G9/10GK1375483SQ0211125
公開(kāi)日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2002年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月3日
發(fā)明者夏春鏜, 吳燕 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)