技术领域
本发明涉及可降解育秧盘技术领域，具体是可降解的植物纤维水稻育秧盘及其制备方法。
背景技术
伴随人们生活节奏的加快，社会生活正向便利化、卫生化发展。为了顺应这种需求，一次性泡沫塑料饭盒、塑料袋、筷子、水杯等开始频繁地进入人们的日常生活。这些使用方便、价格低廉的包装材料的出现给人们的生活带来了诸多便利。但另一方面，这些包装材料在使用后往往被随手丢弃，造成“白色污染”，形成环境危害，成为极大的环境问题。白色污染是指是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包装袋、农用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，给生态环境和景观造成的污染。
我国是世界上十大塑料制品生产和消费国之一。据调查，北京市生活垃圾的3%为废旧塑料包装物，每年总量约为14万吨；上海市生活垃圾的7%为废旧塑料包装物，每年总量约为19万吨。天津市每年废旧塑料包装物也超过10万吨。北京市每年废弃在环境中的塑料袋约23亿个，一次性塑料餐具约2.2亿个，废农膜约675万平方米。包装用塑料大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中。
白色污染给人们的生活带来了严重的危害：第一，抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡；第二，混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用；第三，污染空气，污染水体；第四，污染土地资源，影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产；等等。
面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能,又不造成白色污染的塑料替代品,可降解塑料应运而生。这种新型功能的塑料，其特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。
水稻机插秧是我国现代稻作技术的主要发展方向，对农村劳动力转移及老龄化条件下稳定粮食生产、提高水稻单产、推进水稻规模化生产、提高劳动生产率具有重要意义。育秧盘是水稻插秧机不可或缺的组成部件，其主要功能是实现稻秧的育苗过程。育秧盘主要是以聚氯乙烯为原料，经过特殊工艺配方加工吸塑而成。产品投入到市场以来，不断受到各地用户的青睐。
我国目前的水稻育秧盘主要采用塑料秧盘，存在生产成本高、储存空间大、机插易堆秧等问题。针对这些问题，我国从二十一世纪以来进行了相关生物质育秧盘的研究，研制了水稻植质钵育秧盘，这是一种以稻壳粉为主要原料再添加营养剂、药剂及黏合剂混合而成的育秧用土替代物-植质人工合成苗床土 ；同时,还研发了以粉碎水稻秸秆而成的纤维物质为原料 , 经特定成型加工而成的钵育秧盘，但这种秧盘所育的秧苗需配套相应的钵育移栽机才能移栽，且秧盘遇水膨胀率较大，制作工艺上采用加固体凝结剂压制而成，育秧易产生霉菌等问题，推广困难，在我国推广应用面积较少。因此，开发出一种成本较低、制备方法简单的可降解的育秧盘具有很好的发展前景及经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种可降解的植物纤维水稻育秧盘及其制备方法，该可降解的植物纤维水稻育秧盘原料来源丰富，其主要原料植物纤维来源于农作物秸秆和快速再生植物， 制备成本较低，废弃后浸入土壤还能成为植物肥料被再次利用；有助于农业资源的综合利用，同时有利于缓解作物秸秆燃烧造成的空气污染问题，还可有效缓解大范围使用塑料制品造成的白色污染问题。
本发明通过以下技术方案实现：
可降解的植物纤维水稻育秧盘，由以下重量份数的原料制成：植物纤维90～100份，聚乙烯醇60～70份，变性淀粉10～20份，硫酸镁10～15份，改性碳酸钙粉8～15份，防水胶20～40份、羧甲基纤维素6～10份，明矾4～8。
所述的植物纤维来源于稻杆与玉米秸秆、麦秆、谷壳、甘蔗渣中的一种或多种组合，其中以稻杆作为最主要的原料，稻杆是水稻成熟采收后的副产物，稻杆中含有丰富的磷、钾、钙、铁、硅等元素更符合水稻秧苗的营养需求，有利于秧苗的快速成长。
所述聚乙烯醇是分子量为17～20万，醇解度为78～88%的高粘度的聚乙烯醇粉末。
所述的变性淀粉是玉米变性淀粉、改性马铃薯淀粉、木薯变性淀粉中的一种或多种组合。
所述改性碳酸钙粉是由重质碳酸钙或轻质碳酸钙表面进行活化处理制得的白色粉末，粒径小于等于0.1um。
所述防水胶是三聚氰胺甲醛树脂、硅酸钠、氯化钙按照1:06～0.7：0.1～0.2制成。
上述可降解的植物纤维水稻育秧盘，其制备方法包括以下步骤：
（1）粉碎：将植物纤维材料干燥后放入粉碎机中进行初步粉碎，至粒度大小为70～100目，再用超细粉碎机粉碎至力度大小为150～200目，得到混合植物纤维粉；
（2）研磨：在混合植物纤维粉中加入改性碳酸钙粉，放入超微粉碎机中研磨20～30min，得到粒度300～350目的精细混合植物纤维粉；
（3）混合溶解：在带有搅拌装置和加温装置的配料缸内加入适量的水，升温至50～60℃，边搅拌边将羧甲基纤维素缓慢均匀地撒到配料缸内，慢速搅拌5～8min，以防止羧甲基纤维素与水相遇时，发生结团、结块，并提高羧甲基纤维素的溶解速度；然后加入精细混合植物纤维粉、聚乙烯醇粉末、变性淀粉和明矾，升温至80～90℃，搅拌20～25min，得到混合浆液；
（4）成型：将上述混合浆液注入水稻育秧盘模具中，先热压后冷压使其成型，热压温度为150～180℃，压力130～150MPa，时间10～20min，冷压温度为30～40℃，压力110～130MPa，时间5～10min，制成粗坯；
（5）涂胶：在粗配表面涂上一层防水胶，厚度为0.1～0.3mm；
（6）烘干：置于80～90℃的干燥热风中烘干，干燥时间1～2h。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的可降解的植物纤维水稻育秧盘，原料来源丰富，其主要原料植物纤维来源于农作物秸秆和快速再生植物，是来源丰富的廉价的可再生资源，在形成过程中和废弃后不会对环境造成污染，这些农业的下脚料变废为宝成为工业原料，有助于农业资源的综合利用，同时有利于缓解作物秸秆燃烧造成的空气污染问题。
2、本发明所述的可降解的植物纤维水稻育秧盘，可一年内使用1～2次，更加适合我国南方种植两季稻谷的地区，如晚稻与早稻像个较近，第二次使用完之后可直接留在稻田中，浸入土壤分解后成为植物的肥料被再次利用，具有良好的生态循环效果。
3、本发明所述的可降解的植物纤维水稻育秧盘，使用的农作物秸秆安全原生态，可降解，对环境无污染，其中的聚乙烯醇是也可被细菌作为碳源和能源利用，在细菌和酶的作用下，属于生物可降解高分子材料,可由非石油路线大规模生产，价格低廉，成本较低，
4、本发明所述的可降解的植物纤维水稻育秧盘的制备方法，其制备工艺相对较为简单，制备成本较低，且不经过脱色处理，可减少次氯酸钠等脱色剂对人体的危害，其制备过程环保无污染，有利于工业化生产和推广，代替目前仍大范围使用的聚氯乙烯等塑料水稻秧盘，可有效缓解大范围使用塑料制品造成的白色污染问题。
具体实施方式
为了更加详细的介绍本发明，下面结合实施例，对本发明做进一步说明。以下仅是本发明的优选实施方式，应当指出，本技术领域的普通技术人员在不脱离本发明技术原理的前提下，做出的若干改进和修饰，也应属于本发明的保护范围。
实施例1
可降解的植物纤维水稻育秧盘，由以下重量份数的原料制成：植物纤维100份，聚乙烯醇60份，变性淀粉15份，硫酸镁10份，改性碳酸钙粉10份，防水胶28份、羧甲基纤维素8份，明矾5份。
所述的植物纤维来源于稻杆、玉米秸秆、麦秆、谷壳、甘蔗渣按照重量比10：5：3：6:3。
所述聚乙烯醇是分子量为18～20万，醇解度为78%的高粘度的聚乙烯醇粉末。
所述的变性淀粉是玉米变性淀粉、改性马铃薯淀粉、木薯变性淀粉按照10:1:5组成。
所述改性碳酸钙粉是由重质碳酸钙或轻质碳酸钙表面进行活化处理制得的白色粉末，粒径小于等于0.1um。
所述防水胶是三聚氰胺甲醛树脂、硅酸钠、氯化钙按照1:06：0.1制成。
上述可降解的植物纤维水稻育秧盘，其制备方法包括以下步骤：
（1）粉碎：将稻杆、玉米秸秆、麦秆、甘蔗渣干燥后放入粉碎机中进行初步粉碎，至粒度大小为100目，再用超细粉碎机粉碎至力度大小为150目，得到混合植物纤维粉；
（2）研磨：在混合植物纤维粉中加入改性碳酸钙粉，放入超微粉碎机中研磨20min，得到粒度300目的精细混合植物纤维粉；
（3）混合溶解：在带有搅拌装置和加温装置的配料缸内加入适量的水，升温至55℃，边搅拌边将羧甲基纤维素缓慢均匀地撒到配料缸内，慢速搅拌5min，然后加入精细混合植物纤维粉、聚乙烯醇粉末、变性淀粉和明矾，升温至85℃，搅拌20min，得到混合浆液；
（4）成型：将上述混合浆液注入水稻育秧盘模具中，先热压后冷压使其成型，热压温度为170℃，压力140MPa，时间15min，冷压温度为40℃，压力120MPa，时间10min，制成粗坯；
（5）涂胶：在粗配表面涂上一层防水胶，厚度为0.15mm；
（6）烘干：置于85℃的干燥热风中烘干，干燥时间1.5h。
实施例2
可降解的植物纤维水稻育秧盘，由以下重量份数的原料制成：植物纤维100份，聚乙烯醇60份，变性淀粉20份，硫酸镁15份，改性碳酸钙粉13份，防水胶30份、羧甲基纤维素7份，明矾6份。
所述的植物纤维来源于稻杆、玉米秸秆、谷壳、甘蔗渣按照重量比10：3：6:2。
所述聚乙烯醇是分子量为17～18万，醇解度为78%的高粘度的聚乙烯醇粉末。
所述的变性淀粉是玉米变性淀粉、改性马铃薯淀粉、木薯变性淀粉按照8:2:5组成。
所述改性碳酸钙粉是由重质碳酸钙或轻质碳酸钙表面进行活化处理制得的白色粉末，粒径小于等于0.1um。
所述防水胶是三聚氰胺甲醛树脂、硅酸钠、氯化钙按照1:0.7：0.2制成。
上述可降解的植物纤维水稻育秧盘，其制备方法包括以下步骤：
（1）粉碎：将稻杆、玉米秸秆、谷壳、甘蔗渣干燥后放入粉碎机中进行初步粉碎，至粒度大小为100目，再用超细粉碎机粉碎至力度大小为150目，得到混合植物纤维粉；
（2）研磨：在混合植物纤维粉中加入改性碳酸钙粉，放入超微粉碎机中研磨30min，得到粒度300目的精细混合植物纤维粉；
（3）混合溶解：在带有搅拌装置和加温装置的配料缸内加入适量的水，升温至55℃，边搅拌边将羧甲基纤维素缓慢均匀地撒到配料缸内，慢速搅拌7min，然后加入精细混合植物纤维粉、聚乙烯醇粉末、变性淀粉和明矾，升温至85℃，搅拌25min，得到混合浆液；
（4）成型：将上述混合浆液注入水稻育秧盘模具中，先热压后冷压使其成型，热压温度为170℃，压力150MPa，时间15min，冷压温度为38℃，压力110MPa，时间10min，制成粗坯；
（5）涂胶：在粗配表面涂上一层防水胶，厚度为0.1～0.15mm；
（6）烘干：置于80℃的干燥热风中烘干，干燥时间2h。
实施例3
可降解的植物纤维水稻育秧盘，由以下重量份数的原料制成：植物纤维95份，聚乙烯醇65份，变性淀粉10份，硫酸镁12份，改性碳酸钙粉15份，防水胶28份、羧甲基纤维素8份，明矾5。
所述的植物纤维来源于稻杆、玉米秸秆、谷壳按照重量比10：5：3。
所述聚乙烯醇是分子量为19～20万，醇解度为78%的高粘度的聚乙烯醇粉末。
所述的变性淀粉是玉米变性淀粉、改性马铃薯淀粉、木薯变性淀粉按照8:1:1组成。
所述改性碳酸钙粉是由重质碳酸钙或轻质碳酸钙表面进行活化处理制得的白色粉末，粒径小于等于0.1um。
所述防水胶是三聚氰胺甲醛树脂、硅酸钠、氯化钙按照1:06：0.1制成。
上述可降解的植物纤维水稻育秧盘，其制备方法包括以下步骤：
（1）粉碎：将稻杆、玉米秸秆、谷壳干燥后放入粉碎机中进行初步粉碎，至粒度大小为100目，再用超细粉碎机粉碎至力度大小为200目，得到混合植物纤维粉；
（2）研磨：在混合植物纤维粉中加入改性碳酸钙粉，放入超微粉碎机中研磨20min，得到粒度300目的精细混合植物纤维粉；
（3）混合溶解：在带有搅拌装置和加温装置的配料缸内加入适量的水，升温至60℃，边搅拌边将羧甲基纤维素缓慢均匀地撒到配料缸内，慢速搅拌6min，然后加入精细混合植物纤维粉、聚乙烯醇粉末、变性淀粉和明矾，升温至85℃，搅拌25min，得到混合浆液；
（4）成型：将上述混合浆液注入水稻育秧盘模具中，先热压后冷压使其成型，热压温度为165℃，压力140MPa，时间20min，冷压温度为40℃，压力110MPa，时间10min，制成粗坯；
（5）涂胶：在粗配表面涂上一层防水胶，厚度为0.15～0.2mm；
（6）烘干：置于90℃的干燥热风中烘干，干燥时间2h。
本发明所述的可降解的植物纤维水稻育秧盘，其生物分解性能应符合GB/T 20197-2006中的生物分解性能的要求。