专利名称：一种具有植物营养作用的复合材料及其工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有植物营养作用与结构强度的复合材料的配方。本发明还涉及制作这种复合材料的工艺。
背景技术：
随着科技发展和人类自身的生存需求，保护生态环境已经提到议事日程上，园林的生态化、建筑的生态化、农业的生态化等，特别是防止沙漠化，减少沙尘暴，绿化造林，已经不光被专业人士关心，普通的百姓也十分关注。
众所周知，具有植物营养作用的物质，一般统称之为肥料。从性质上可分为化学肥料和有机肥料，从形态上则分可分为固体肥料和液体肥料。然而一般讲，植物并不可以直接生长在肥料之上，而需将肥料施入土壤中，植物则种植于土壤上。由于土壤本身的松散性，故一般总需要盛器，如花钵、花坛，这样对于立体农业、改良沙漠和建筑的生态设计、立体造型等显然是难以实施的。
为此，孙晓红、孟宪民等根据泥炭具有良好的蓄水能力和透气性，并具有较强的盐分平衡能力的特点，将泥炭作为营养基质，发明了“一种泥炭复合材料的组成及其产品的制作工艺(CN1268543A)”和“泥炭营养钵组合物及其产品和应用(CN1301483A)”。孙晓红的发明申请的组份为泥炭55-65％，聚乙烯25-35％，有机、无机混合肥5-10％，乳酸菌0.1-0.3％，硫胺0.006-0.012％，过磷酸钙0.06-0.10％。其制作工艺是上述各组份按比例混合，通过选料、粉碎和破碎、称量、混炼、挤压、成型制成各种形状的育苗盘、育苗板、钵、花盆，用于蔬菜、水稻、草坪和花卉的育苗和栽培。但是，这种将泥炭中加入聚乙烯作为粘接剂制成的复合材料，成本高，且难降解，也不与建筑物相兼容。孟宪民的发明申请是由草本泥炭93-97％，复合营养母剂(尿素和甲醛的缩合物，素，硝基腐植酸条件下加入萘乙酸和吲哚丁酸的醇溶液制成)0.90-4.0％，膨胀剂(蛭石、碳酸钙或蛭石与聚丙烯酰胺的组合物)0.3-1.5％，调酸剂(40目以下的碳酸钙和白云石粉末)0.8-3.0％组成。该组合物经压制制成各种育苗营养钵，解决了泥炭基质体积大、运输不便，配置复杂等问题。但是，该发明未考虑结构强度，不能满足改造沙漠、环境生态化等大面积绿化和农业现代化之用。
另外，英国和德国将泥炭、肥料、微量元素和少量环氧乙烯—苯壬酚的硫酸共聚物制成育苗基质，可促进植物生长，又基本无毒，但成本相当高。
总而言之，由于上述发明中固化剂均采用高分子材料，而高分子添加剂需考虑毒性问题，同时上述发明既不考虑结构强度，也不考虑与近代建筑的混凝土、砖石材料等的亲和性兼容性等问题。
发明内容
本发明的目的是公开一种既有一定的结构强度，又与近代建筑或艺术造型物亲和兼容，并具有良好的植物营养作用的复合材料的组份。本发明的另一个目的是公开这种复合材料的制备方法。
为了达到上述目的，本发明用无毒的无机材料硅酸盐水泥和氢氧化钙作为固化剂；以我国蕴藏丰富、并富有营养作用的泥炭为原料，加入营养添加剂、起控释营养元素作用的吸附剂，使之达到富有植物营养，符合加工成型要求和具有一定的力学结构强度的复合材料。本发明按如下重量百分比配比
本发明所用泥炭的有机质含量应大于50％，水含量一般不高于20％。
吸附剂为木屑，可为松木，杨木或其它各种木材的木屑，含水量一般不高于20％。
固化剂为普通硅酸盐水泥和氢氧化钙的复合物。水泥标号一般不低于500号，氢氧化钙可用生石灰水合制备，制成石灰膏后加入。水泥∶氢氧化钙(绝干计)为1.0∶1.0～5.8。
营养添加剂是植物所需的营养元素，包括氮磷钾大量元素和钙、镁、硫、铜、锌、铁、钼、钒、钛、锰……组成的复合微量元素，除氮以尿素或硝酸盐形式加入，磷以磷矿粉和钙镁磷肥的形式加入，钾以硫酸钾形式加入外，其他元素一般均为其盐类，如硫酸盐的形式加入。
附加剂包括着色剂，植物生长调节剂、调香剂、高吸水树脂和纤维等。
本发明的制备工艺如下首先，泥炭除水后，破碎成10目以上颗粒。然后，按上述重量百分比称量好，在泥炭中依次加入吸附剂，营养添加剂，并按需要选择附加剂加入搅拌均匀(其中植物生长调节剂和调香剂等要用水或溶剂溶解，稀释)。接着，再加入固化剂，拌匀，制成本发明的复合材料粉体。该粉体分两处加工成型。第一，现场制备粉体运到现场，加入常规压制成型所需的水量，搅拌均匀，在特制的模具里压制成所需规格形状的营养栽培块，覆盖在沙漠、退化草地或盐碱土上作为绿化固砂之用，或固定在立体农业的各种设施上，或直接用湿料涂敷在生态建筑的各个部位，固化后，浇上水，即能促使预先放入的种籽萌发，生根，并发育成正常植株。第二，营养块预制储存在生产场地，加入常规的压制成型所需的水量，充分拌和，制成本发明的湿料，然后或制成平板、钵状物、盘状物，并在其上开人工种籽孔，待其固化后填入种籽，盖上岩棉，即可入库贮存。需要时搬运到现场使用。另外亦可根据立体造型物或建筑物表面的不同材质，调整本发明组份含量，加入满足建筑工程的表层涂敷要求的水分，制成直接涂敷的浆料，涂敷在各种造型的表层，再填埋种籽，进行立体绿化。
本发明的优点如下1.由于本发明的配方中固化剂不用高分子材料，而是采用了普通硅酸盐水泥和氢氧化钙的复合物，上述物质或经转化后均具无公害特征，即不造成环境污染，因此产品既符合环保要求，又具有一定的结构强度，并与建筑物表面的混凝土、砖石材料等有亲和性兼容性，可广泛应用于绿化造林，立体农业，无土栽培，荒漠及退化草原的改造，绿色植物的人工造型等。
2.由于本发明的组成配方中吸附剂是木屑，且可根据情况加入一定量的附加剂，故在提供植物生长发育所需的长效和速效的多种植物营养的同时，还具有良好的蓄水能力，因此，将所培育之苗木、草皮或作物移植后，不论底土系砂石或盐碱土或荒漠土等，本发明都能为植被提供较好的营养和水分条件，有利于植物抵抗逆境，增加成活率。
3.制备本发明的复合材料的方法简单易行，成本低，只需要常规设备和工具，工艺要求也低，如泥炭去水工艺采用晾晒即可。
4.采用本发明材料进行加工成型的工艺简便，施工方便。在制造绿化造型物时，完全可以按照常规建筑工程的工序安排施工。在制作板、盘、钵等均适合机械化加工，提高劳动生产率。
5.使用本发明材料特别自由灵活，既可以预先制作成型，再运到现场使用，也可以将本发明的粉料运到现场，直接制作成型，还可以根据造型或建筑物表面结构材料，调整配方，制作成园林艺术和绿化造型的表面涂敷剂，特别适用复杂园艺造型物的施工。
具体实施例方式
实施例1本发明的压块制作成型的复合材料由如下重量百分比组成泥炭58.37％；锯木屑19.46％；硅酸盐水泥6.49％；氢氧化钙(绝干)6.49％；磷矿粉3.89％；钙镁磷肥1.30％；尿素2.60％；硫酸钾1.30％；复合微量元素0.1％。
上述压块制作成型的制备方法如下首先，将产自河北省涞源县的有机物含量60％～70％的泥炭，经晾晒后使含水率不高于20％，并破碎加工后细度达10目。然后，按上述重量百分比计算后称量，得到如下配方名称重量 规格泥炭45千克10目锯木屑 15千克0～10目硅酸盐水泥 5千克氢氧化钙(绝干) 5千克磷矿粉3千克 大于10目钙镁磷肥 1千克 大于10目尿素 2千克硫酸钾1千克复合微量元素(强力增产素1) 0.1千克 大于10目接着，先取水10千克，溶入复合微量元素、尿素和硫酸钾。再将泥炭和木屑拌匀后先吸附上述溶液，然后再加入钙镁磷肥、磷矿粉、硅酸盐水泥和氢氧化钙，充分拌匀后加入常规的压制成型所需的水量，搅拌制成可压制状态。在模具中压块(压成1千克/块)，上留种籽孔，自然干燥，固化10～15天。待硬结后在种籽孔中加入种籽，上复岩棉，保存在干燥处(亦可在加入种籽前就保存在阴湿处，临用时加入种籽盖上岩棉)。完成制作成型任务。
使用时直接在试验块上浇水，吸透水后置于露天。不日后种籽发芽，植株可在自然条件下良好生长。种草时可直接在机器制作的营养板上撒播种子，并复以天然胶涂层，干燥后直接入库。使用时出库并浇水，种子自然萌发，出苗后移入目的地。旺盛生长的草根可穿透本发明的复合材料层，直接深入底土或砂层。本发明的复合材料层还可提供充足的水分和氧分，并可起到分隔改良沙土层、重造植被的作用。
实施例2本发明的制作涂料的复合材料由如下重量百分比组成泥炭56.53％；锯木屑18.84％；硅酸盐水泥6.28％；氢氧化钙(绝干)9.42％；磷矿粉5.03％；尿素2.51％；硫酸钾1.26％；复合微量元素0.13％。
上述制作涂料的制备方法如下首先，将产自河北省涞源县的有机物含量60％～70％的泥炭，经晾晒后使含水率不高于20％，并破碎加工后细度达10目。然后，按上述重量百分比计算后称量，得到如下配方原料名称 重量规格泥炭 45千克 10目锯木屑15千克 0～10目硅酸盐水泥5千克氢氧化钙(绝干)7.5千克磷矿粉4千克 大于10目尿素 2千克硫酸钾1千克复合微量元素(强力增产素2) 0.1千克 大于10目先取水10千克，溶入复合微量元素(强力增产素2)、尿素和硫酸钾。泥炭和木屑拌匀后先吸附上述溶液，然后再加入磷矿粉、硅酸盐水泥和氢氧化钙，充分拌匀后加水适量做成胶状可涂抹状态。在水泥墙表面涂沫10mm厚度的本材料，稍干后，用专用器械在其上造种籽孔，固化10天后可放入种籽盖上岩棉。使用时用水充分浇透。不日种籽孔内即可长出幼苗，该营养层可促进苗木生长。与泥土相比本营养层适应性强，大风中也不产生飘尘。并且营养全面，对环境也无污染。
权利要求
1.一种具有植物营养作用的复合材料，其特征在于由泥炭、吸附剂、固化剂、营养添加剂、附加剂组成，并按如下重量百分比配比泥炭为40～60％；固化剂10～30％；吸附剂10～30％；营养添加剂5～10％；附加剂0～1％。
2.根据权利要求1所述的一种具有植物营养作用的复合材料，其特征在于所述的泥炭的有机质含量应大于50％，水含量不高于20％。
3.根据权利要求1所述的一种具有植物营养作用的复合材料，其特征在于所述的吸附剂为木屑，可为松木，杨木或其它各种木材的木屑，含水量一般不高于20％。
4.根据权利要求1所述的一种具有植物营养作用的复合材料，其特征在于所述的固化剂为普通硅酸盐水泥和氢氧化钙的复合物，水泥∶氢氧化钙(绝干计)为1.0∶1.0～5.8。
5.根据权利要求1所述的一种具有植物营养作用的复合材料，其特征在于所述的营养添加剂是植物所需的氮磷钾和钙、镁、硫、铜、锌、铁、钼、钒、钛、锰复合微量元素。
6.根据权利要求1所述的一种具有植物营养作用的复合材料，其特征在于所述的附加剂包括着色剂，植物生长调节剂、调香剂、高吸水树脂和纤维。
7.一种具有植物营养作用的复合材料的制备工艺，其特征在于首先，泥炭除水后，破碎成10目以上颗粒；然后，按上述重量百分比称量好；先在泥炭中加入吸附剂，搅拌均匀；然后再加入营养添加剂、固化剂和附加剂，充分拌匀制成本发明的复合材料粉体；最后，或运到使用现场，加水调制，入模具压制成型，填入种籽，直接铺垫、装饰；或在生产地压制成型，固化后，填入种籽，入库贮存，需要时搬运到现场使用；或制成涂敷的浆料，直接涂敷在各种造型的表层，再填埋种籽，进行立体绿化。
8.根据权利要求7所述的一种具有植物营养作用的复合材料的制备工艺，其特征在于附加剂先溶入水或有机溶剂中，再倒入泥炭和吸附剂中拌匀吸附。
全文摘要
本发明涉及一种具有植物营养作用与结构强度的复合材料及工艺。由泥炭40~60%;固化剂10~30%;吸附剂10~30%;营养添加剂5~10%;附加剂0~1%组成。泥炭除水破碎后,按上述重量百分比称量好。在泥炭中加入吸附剂、营养添加剂、附加剂、固化剂拌匀,制成本发明的复合材料。最后,或运到使用现场或预制库存。前者为运到现场压制成型,填入种籽,铺设使用。后者为在生产地压制成型,固化后填入种籽,入库贮存。也可制成涂敷的浆料,直接涂敷在各种造型表层,填埋种籽立体绿化。本发明工艺简单成本低,具有植物营养作用和一定结构强度及与建筑物表面有亲和兼容性,可广泛应用于退化草原、林地、沙漠、盐碱地等的改造,及立体农业、无土栽培、人工造型绿化等。
文档编号A01G9/10GK1375483SQ0211125
公开日2002年10月23日 申请日期2002年4月3日 优先权日2002年4月3日
发明者夏春镗, 吴燕 申请人:同济大学