CN107599455A - 一种热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法，属于园林绿化技术领域。本方法以园林绿化废弃物作为原料，以园林绿化废弃物热裂解产物热解油制备热解油脲醛树脂，利用热解油脲醛树脂粘合园林绿化废弃物碎料制备有机覆盖垫，有效解决了传统有机覆盖物因刮风下雨而产生的漂移流失问题，保证了有机覆盖垫的使用周期和环保效果；而且可成为有效缓释氮肥，提高对植物生长的促进作用；由于热解油脲醛树脂中因引入热解油而带入的酚类物质，加强了抑制杂草种子萌发和生长的效果，同时还有较好的防霉抑菌效果，加强了有机覆盖垫产品耐老化性。本发明的有机覆盖垫能够加强了土壤养分的供给和抑制杂草的作用，使用周期长，经济效益明显。

Description

一种热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法
技术领域
本发明涉及一种热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法，属于园林绿化技术领域。
背景技术
有机覆盖物是利用木材加工业的副产品或直接使用木材为原料，通过物理粉粹和后续加工处理形成的一种新型城市绿化地表覆盖材料，具有改善土壤生态，保持土壤水分，增强土壤肥力，吸附扬尘，促进树木生长，以及美化环境等功能。
很多企业和研究者对有机覆盖物进行了研究，如专利(申请号：201510481117.0)研究了一种利用园林绿化废弃物生产有机覆盖物的方法及装置，产品腐殖质含量高、附加值高，实现了园林废弃物的资源化利用；专利(申请号：201510946855.8)研究了一种利用园林绿化废弃物生产有机覆盖物的方法，经过粉粹、酶解、干燥、阻燃处理和染色、杀菌杀虫后制成的有机覆盖垫物产品不易腐烂，包装卫生且易于储存。
然而，已有的有机覆盖物大面积使用时多呈散状分布，在刮风或下暴雨时容易发生漂移流失问题。这不仅会缩短有机覆盖物使用寿命，造成经济损失，而且可能会堵塞城市排水***，增加城市扬尘，与美化城市环境的理念相违背。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法，利用热解油脲醛树脂粘合园林绿化废弃物颗粒，加热压制成型制备的热解油脲醛树脂有机覆盖垫，并使生产成本低、性能好、可用于改善城市裸土污染问题。
本发明提出的热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法，包括以下步骤：
(1)对园林绿化废弃物进行原料预处理，得到有机覆盖垫用原料，包括以下步骤：
(1-1)将园林绿化废弃物粉碎后筛选出长度为10mm-30mm、宽度1mm-2mm、厚度0.5mm-1.0mm的园林绿化废弃物碎料；
(1-2)将上述步骤(1-1)的园林绿化废弃物碎料烘干到含水率为10％及以下，得到有机覆盖垫用原料；
(2)制备热解油脲醛树脂，包括以下步骤：
(2-1)将200质量份甲醛、70-80质量份尿素和15-20质量份热解油同时投入反应釜中，开动搅拌器，用氢氧化钠溶液调节pH值至8.0，在30-40min内升温至90±3℃，保温20-30min；
(2-2)用甲酸溶液调节上述步骤(2-1)中反应体系的pH值至3.8-4.5，升温至85±3℃，保温30-40min；
(2-3)用氢氧化钠溶液调节上述步骤(2-2)中反应体系的pH值至8.0，并加入15-20质量份的尿素，升温至85±3℃，保温20-30min；
(2-4)在上述步骤(2-3)的反应体系中加入10-15质量份热解油和30-35质量份尿素，用氢氧化钠溶液调节反应体系的pH值至8.0，调温至70±3℃，保温20-30min，然后降温至40℃以下后出料，得到热解油脲醛树脂；
(3)制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，包括以下步骤：
(3-1)将200质量份上述步骤(1)得到的有机覆盖垫用原料加入搅拌机中，将15-25质量份上述步骤(2)得到的热解油脲醛树脂进行喷雾式施胶，搅拌10-15min后，预压成有机覆盖垫板坯；
(3-2)将上述步骤(3-1)得到的有机覆盖垫板坯，在120-140℃温度，0.6-0.8MPa压力下，热压6-8min，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品；
(3-3)将步骤(3-2)获得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品，在20±2℃温度、65±5％湿度下放置24h，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫成品。
上述制备方法中，所述的园林绿化废弃物可以为城市绿地中绿化植物自然或养护过程中产生的乔木、灌木、草本植物的修剪物、落叶或枝条。
上述制备方法中，所述的热解油的制备方法为：将生物质(主要是园林绿化废弃物中的乔木、灌木等木材颗粒)在无氧或缺氧的条件下，采用103-105℃/s的加温速度，在500-600℃下反应1-2s，进行热化学转化得到的液态产物热解油，热解油的含水率为20-30％，pH值为2.5-3.5。
本发明提出的热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法，其优点是：
1、利用本发明的制备方法制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，可以使园林绿化废弃物得到高值化利用：1)作为机覆盖垫产品的原料，有效解决园林绿化废弃物处理问题，达到了变废为宝的效果；2)作为热裂解的原料，扩宽了园林绿化废弃物的利用领域，提高了园林绿化废弃物的价值。
2、利用本发明的制备方法制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，可以使热解油脲醛树脂得到高值化利用：1)采用园林绿化废弃物热裂解制备热解油作为热解油脲醛树脂主要原料之一，提高了园林绿化废弃物的利用价值；2)利用热解油脲醛树脂粘合园林绿化废弃物碎料制备有机覆盖垫，有效解决了传统有机覆盖物因刮风下雨而产生的漂移流失问题，保证了有机覆盖垫的使用周期和环保效果；3)热解油脲醛树脂制备过程中热解油中的醛类物质与尿素反应生成稳定的酰胺和胺，可成为有效缓释氮肥，进一步提高对植物生长的促进作用；4)热解油脲醛树脂中因引入热解油而带入的酚类物质，加强了抑制杂草种子萌发和生长的效果，同时还有较好的防霉抑菌效果，加强了有机覆盖垫产品防霉抑菌性。
3、本发明方法制备的热解油脲醛树脂有机覆盖垫，相比于传统有机覆盖物，拥有如下优秀性能：1)有机覆盖垫不是散装铺设，而是成为垫的形态铺设，不会因刮风、下雨而产生产品漂移流失的问题，进一步减少了城市尘源，环保效果明显；2)有机覆盖垫在改善土壤结构，起到节水、保水的同时，进一步加强了土壤养分的供给，特别是氮肥的供给；同时进一步加强了抑制杂草的作用；3)有机覆盖垫具有较好的耐腐耐菌性能，有效延长了产品的使用周期，经济效益明显；4)有机覆盖垫因成垫状，更容易整齐铺装规划，更容易大规模投产使用，起到美化城市的效果。
具体实施方式
本发明提出的热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法，包括以下步骤：
(1)对园林绿化废弃物进行原料预处理，得到有机覆盖垫用原料，包括以下步骤：
(1-1)将园林绿化废弃物粉碎后筛选出长度为10mm-30mm、宽度1mm-2mm、厚度0.5mm-1.0mm的园林绿化废弃物碎料；
(1-2)将上述步骤(1-1)的园林绿化废弃物碎料烘干到含水率为10％及以下，得到有机覆盖垫用原料；
(2)制备热解油脲醛树脂，包括以下步骤：
(2-1)将200质量份甲醛、70-80质量份尿素和15-20质量份热解油同时投入反应釜中，开动搅拌器，用氢氧化钠溶液调节pH值至8.0，在30-40min内升温至90±3℃，保温20-30min；
(2-2)用甲酸溶液调节上述步骤(2-1)中反应体系的pH值至3.8-4.5，升温至85±3℃，保温30-40min；
(2-3)用氢氧化钠溶液调节上述步骤(2-2)中反应体系的pH值至8.0，并加入15-20质量份的尿素，升温至85±3℃，保温20-30min；
(2-4)在上述步骤(2-3)的反应体系中加入10-15质量份热解油和30-35质量份尿素，用氢氧化钠溶液调节反应体系的pH值至8.0，调温至70±3℃，保温20-30min，然后降温至40℃以下后出料，得到热解油脲醛树脂；
(3)制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，包括以下步骤：
(3-1)将200质量份上述步骤(1)得到的有机覆盖垫用原料加入搅拌机中，将15-25质量份上述步骤(2)得到的热解油脲醛树脂进行喷雾式施胶，搅拌10-15min后，预压成有机覆盖垫板坯；
(3-2)将上述步骤(3-1)得到的有机覆盖垫板坯，在120-140℃温度，0.6-0.8MPa压力下，热压6-8min，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品；
(3-3)将步骤(3-2)获得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品，在20±2℃温度、65±5％湿度下放置24h，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫成品。
上述制备方法中的园林绿化废弃物，可以为城市绿地中绿化植物自然或养护过程中产生的乔木、灌木、草本植物的修剪物、落叶或枝条。
上述制备方法中的热解油，可以用以下方法制备：将生物质(主要是园林绿化废弃物中的乔木、灌木等木材颗粒)在无氧或缺氧的条件下，采用103-105℃/s的加温速度，加温500-600℃，反应1-2s，进行热化学转化得到的液态产物热解油，热解油的含水率为20-30％，pH值为2.5-3.5。
其中使用的氢氧化钠溶液是质量分数为30％的氢氧化钠溶液；甲酸溶液是质量分数为10％的甲酸溶液；甲醛溶液是质量分数为37％的甲醛溶液。
以下介绍本发明方法的实施例：
实施例1：
(1)对园林绿化废弃物进行原料预处理，得到有机覆盖垫用原料，包括以下步骤：
(1-1)将园林绿化废弃物粉碎后筛选出长度为10mm-30mm，宽度1mm-2mm，厚度0.5mm-1.0mm的园林绿化废弃物碎料；
(1-2)将步骤(1-1)中筛选的园林绿化废弃物碎料烘干到含水率为10％及以下，作为有机覆盖垫用原料；
(2)制备热解油脲醛树脂，包括以下步骤：
(2-1)将200质量份甲醛、70质量份尿素和15质量份热解油同时投入反应釜中，开动搅拌器，用氢氧化钠溶液调节pH值至8.0，30min内升温至90±3℃，保温20min；
(2-2)用甲酸溶液调节pH值至3.8，升温至85±3℃，保温30min；
(2-3)用氢氧化钠溶液调节反应体系pH值至8.0，并加入15质量份尿素，升温至85±3℃，保温20min；
(2-4)加入10质量份热解油和30质量份尿素，用氢氧化钠溶液调节反应体系pH值至8.0，调温至70±3℃，保温20min；
(2-5)降温至40℃以下后出料，得到热解油脲醛树脂；
(3)制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，包括以下步骤：
(3-1)将200质量份(1)获得的有机覆盖垫用原料加入搅拌机中，将15质量份(2)获得的热解油脲醛树脂进行喷雾式施胶，搅拌10min后，预压成有机覆盖垫板坯；
(3-2)将步骤(3-1)得到的有机覆盖垫板坯，在120℃温度，0.6Mpa压力下，热压6min，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品；
(3-3)将步骤(3-2)获得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品，在20±2℃温度，65±5％湿度下放置24h，获得热解油脲醛树脂有机覆盖垫成品。
该实施例所得热解油脲醛树脂有机覆盖垫抗压强度1.06MPa，甲醛释放量1.21mg/L，保水性40.90％，在9m/s的风速下，土壤残留率高达63.44％。
实施例2
(1)对园林绿化废弃物进行原料预处理，得到有机覆盖垫用原料，包括以下步骤：
(1-1)将园林绿化废弃物粉碎后筛选出长度为10mm-30mm，宽度1mm-2mm，厚度0.5mm-1.0mm的园林绿化废弃物碎料；
(1-2)将步骤(1-1)中筛选的园林绿化废弃物碎料烘干到含水率为10％及以下，作为有机覆盖垫用原料；
(2)制备热解油脲醛树脂，包括以下步骤：
(2-1)将200质量份甲醛、80质量份尿素和20质量份热解油同时投入反应釜中，开动搅拌器，用氢氧化钠溶液调节pH值至8.0，40min内升温至90±3℃，保温30min；
(2-2)用甲酸溶液调节pH值至4.5，升温至85±3℃，保温40min；
(2-3)用氢氧化钠溶液调节反应体系pH值至8.0，并加入20质量份尿素，升温至85±3℃，保温30min；
(2-4)加入15质量份热解油和35质量份尿素，用氢氧化钠溶液调节反应体系pH值至8.0，调温至70±3℃，保温30min；
(2-5)降温至40℃以下后出料，得到热解油脲醛树脂；
(3)制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，包括以下步骤：
(3-1)将200质量份(1)获得的有机覆盖垫用原料加入搅拌机中，将25质量份(2)获得的热解油脲醛树脂进行喷雾式施胶，搅拌15min后，预压成有机覆盖垫板坯；
(3-2)将步骤(3-1)得到的有机覆盖垫板坯，在140℃温度，0.8＝MPa压力下，热压8min，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品；
(3-3)将步骤(3-2)获得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品，在20±2℃温度，65±5％湿度下放置24h，获得热解油脲醛树脂有机覆盖垫成品。
本实施例所得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫，抗压强度1.15MPa，甲醛释放1.54mg/L，保水性45.10％，在9m/s的风速下，土壤残留率高达60.39％。。
实施例3
(1)对园林绿化废弃物进行原料预处理，得到有机覆盖垫用原料，包括以下步骤：
(1-1)将园林绿化废弃物粉碎后筛选出长度为10mm-30mm，宽度1mm-2mm，厚度0.5mm-1.0mm的园林绿化废弃物碎料；
(1-2)将步骤(1-1)中筛选的园林绿化废弃物碎料烘干到含水率为10％及以下，作为有机覆盖垫用原料；
(2)制备热解油脲醛树脂，包括以下步骤：
(2-1)将200质量份甲醛、75质量份尿素和20质量份热解油同时投入反应釜中，开动搅拌器，用氢氧化钠溶液调节pH值至8.0，30min内升温至90±3℃，保温30min；
(2-2)用甲酸溶液调节pH值至4.5，升温至85±3℃，保温30min；
(2-3)用氢氧化钠溶液调节反应体系pH值至8.0，并加入15质量份尿素，升温至85±3℃，保温30min；
(2-4)加入10-15质量份热解油和30-35质量份尿素，调节反应体系pH值至8.0，调温至70±3℃，保温30min；
(2-5)降温至40℃以下后出料，得到热解油脲醛树脂；
(3)制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，包括以下步骤：
(3-1)将200质量份(1)获得的有机覆盖垫用原料加入搅拌机中，将20质量份(2)获得的热解油脲醛树脂进行喷雾式施胶，搅拌15min后，预压成有机覆盖垫板坯；
(3-2)将步骤(3-1)得到的有机覆盖垫板坯，在140℃温度，0.7MPa压力下，热压7min，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品；
(3-3)将步骤(3-2)获得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品，在20±2℃温度，65±5％湿度下放置24h，获得热解油脲醛树脂有机覆盖垫成品。
本实施例所得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫，抗压强度1.27MPa，甲醛释放量1.44mg/L，保水性53.10％，在9m/s的风速下，土壤残留率高达66.75％。

Claims (3)

1.一种热解油脲醛树脂有机覆盖垫的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)对园林绿化废弃物进行原料预处理，得到有机覆盖垫用原料，包括以下步骤：
(1-1)将园林绿化废弃物粉碎后筛选出长度为10mm-30mm、宽度1mm-2mm、厚度0.5mm-1.0mm的园林绿化废弃物碎料；
(1-2)将上述步骤(1-1)的园林绿化废弃物碎料烘干到含水率为10％及以下，得到有机覆盖垫用原料；
(2)制备热解油脲醛树脂，包括以下步骤：
(2-1)将200质量份甲醛、70-80质量份尿素和15-20质量份热解油同时投入反应釜中，开动搅拌器，用氢氧化钠溶液调节pH值至8.0，在30-40min内升温至90±3℃，保温20-30min；
(2-2)用甲酸溶液调节上述步骤(2-1)中反应体系的pH值至3.8-4.5，升温至85±3℃，保温30-40min；
(2-3)用氢氧化钠溶液调节上述步骤(2-2)中反应体系的pH值至8.0，并加入15-20质量份的尿素，升温至85±3℃，保温20-30min；
(2-4)在上述步骤(2-3)的反应体系中加入10-15质量份热解油和30-35质量份尿素，用氢氧化钠溶液调节反应体系的pH值至8.0，调温至70±3℃，保温20-30min，然后降温至40℃以下后出料，得到热解油脲醛树脂；
(3)制备热解油脲醛树脂有机覆盖垫，包括以下步骤：
(3-1)将200质量份上述步骤(1)得到的有机覆盖垫用原料加入搅拌机中，将15-25质量份上述步骤(2)得到的热解油脲醛树脂进行喷雾式施胶，搅拌10-15min后，预压成有机覆盖垫板坯；
(3-2)将上述步骤(3-1)得到的有机覆盖垫板坯，在120-140℃温度，0.6-0.8MPa压力下，热压6-8min，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品；
(3-3)将步骤(3-2)获得的热解油脲醛树脂有机覆盖垫初产品，在20±2℃温度、65±5％湿度下放置24h，得到热解油脲醛树脂有机覆盖垫成品。
2.如权利要求1所述的制备方法中，其特征在于其中所述的园林绿化废弃物为城市绿地中绿化植物自然或养护过程中产生的乔木、灌木、草本植物的修剪物、落叶或枝条。
3.如权利要求1所述的制备方法中，其特征在于其中所述的热解油的制备方法为：将生物质在无氧或缺氧的条件下，采用103-105℃/s的加温速度，在500-600℃下反应1-2秒，进行热化学转化得到的液态产物热解油，热解油的含水率为20-30％，pH值为2.5-3.5。
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