一种高强度三维立体孔栽培基质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度三维立体孔栽培基质及其制备方法，包括以下重量份数的原料：聚醚多元醇100份；多异氰酸酯15～30份；丙二醇5～15份；硫化橡胶5～10份；发泡剂2～10份；稳定剂3～6份；开孔剂2～8份；氧化石墨烯5～25份；填料3～15份；经过采用发泡炉进行发泡，碱液浸渍通孔，真空浸渍石墨烯和增氧填料，得到高强度三维立体孔栽培基质；本发明专利技术加入丙二醇、硫化橡胶和开孔剂，优化聚氨酯泡沫栽培基质的强度、亲水性和开孔率，通过氧化石墨烯和纳米级增氧填料的浸渍，使其均匀、稳定地分散在泡沫的空间结构中，提升基质亲水性和保水量，并释放植物根部所需的氧气和热量，本发明专利技术具有亲水力强、开孔率高、孔径大和促进植物生长的优点。

A high strength three-dimensional three-dimensional hole cultivation matrix and its preparation method

The invention discloses a high strength three-dimensional pore substrate and preparation method thereof, comprising the following raw materials in parts by weight: 100 polyether polyol polyisocyanate; 15~30; propylene glycol 5~15; vulcanized rubber 5~10; foaming agent 2~10; stabilizer 3~6; opening agent 2~8; graphite oxide by 5~25; 3~15 copies of packing; after the foaming foaming furnace, alkali impregnating hole, vacuum impregnation of graphene and oxygen by matrix filler, high strength three-dimensional hole cultivation; the invention added propylene glycol, vulcanized rubber and opening agent, polyurethane foam substrate to optimize the strength, hydrophilicity and porosity by dipping, graphene oxide and nano oxygen filler, which evenly and stably dispersed in the space structure in the foam, enhance the hydrophilic matrix and water retention, and the release of plant The invention has the advantages of high water affinity, high opening rate, large aperture and promoting the growth of plants.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度三维立体孔栽培基质及其制备方法
本专利技术属于植物栽培基质
，具体涉及一种高强度三维立体孔栽培基质及其制备方法。
技术介绍
无土栽培是在植物矿质营养学研究的基础上发展起来的一门新兴科学技术，不用天然土壤，完全用化学溶液(营养液)栽培植物，包括水培、雾(气)培和基质栽培。具有省地、省水、省肥、受环境影响小、作物生长快、高产、优质、病虫害少等诸多优点，是未来农业的理想模式。而无土栽培运用最广泛的是基质栽培，基质是能为作物提供稳定协调的水、气、肥结构的生长介质，使来自营养液的养分、水分得以中转，植物根系从中选择吸收。目前，无土栽培常用的基质材料主要有岩棉、沙砾、矿棉、蛭石、珍珠岩等无机材料及经过处理的锯末、草炭、稻壳等有机材料。亲水性聚氨醋泡沫，是在传统的聚氨醋泡沫中，引入亲水基团，以提高泡沫的吸水、保水功能。由于在聚氨酯泡沫的合成中，可以通过调整配方比例来控制泡沫的吸水量，控制泡沫在使用中的固、气、水的组成比例，以满足不同作物根系生长的要求，因此，亲水吸水性聚氨醋泡沫作为无土栽培的基材，有其重量轻、基材组成可根据不同作物要求进行调整及可制成各种形状等独特的优点。聚氨酯泡沫作为无土栽培基质被广泛应用，但依然存在已损坏、孔隙率低，保水吸水倍率不足、不宜长期使用等问题，不能妥善解决植物生长所需的水、气之间的关系，制约了聚氨酯泡沫产品的在无土栽培基质领域的推广应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种高强度三维立体孔栽培基质及其制备方法，具有亲水力强、开孔率高、孔径大和促进植物生长的优点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度三维立体孔栽培基质，包括以下重量份数的原料：聚醚多元醇100份；多异氰酸酯15～30份；丙二醇5～15份；硫化橡胶5～10份；发泡剂2～10份；稳定剂3～6份；开孔剂2～8份；氧化石墨烯5～25份；填料3～15份。优选地，所述硫化橡胶为聚硫橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶。优选地，所述发泡剂为正戊烷、正己烷、二氯四氟乙烷、三氯氟甲烷或三氯二氟乙烷。优选地，所述稳定剂为聚硅氧烷、有机锡、有机锑、稀土或有机氟。优选地，所述开孔剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。优选地，所述填料为过氧化钙(CaO2)、过氧化钠(Na2O2)、过氧化镁(MgO2)、过氧化锌(ZnO2)、过碳酸钠(Na2CO3H2O2)、包膜过碳酸钠(2Na2CO33H2O2)、过氧化钾(K2O2)、过氧化尿素[CO(NH2)2H2O2]或过硼酸钠(NaBO3)。本专利技术还提供了上述高强度三维立体孔栽培基质的制备方法，包括以下步骤：1)取聚醚多元醇、依次加入丙二醇、硫化橡胶、发泡剂、稳定剂、开孔剂和多异氰酸酯，混合后搅拌均匀，放入微波发泡炉中进行发泡，得到聚氨酯泡沫；2)将发泡后的聚氨酯泡沫浸入浓度为10%～20%的氢氧化钠溶液中，在溶液中挤压泡沫，将空气排除，浸渍1～3h后，将泡沫取出，挤压去除所含的碱液，然后依次在醋酸溶液和清水中清洗；3)将氧化石墨烯和填料分散在水中，在超声波条件下分散，分散均匀后浸入清洗后的聚氨酯泡沫，真空浸渍2～5h，之后在清水中清洗，放入烘箱中烘干，制得高强度三维立体孔栽培基质。优选地，所述真空浸渍的真空度为3000Pa。优选地，所述超声波频率为20KHZ，功率为550W。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供了一种高强度三维立体孔栽培基质及其制备方法，该栽培基质中丙二醇、硫化橡胶和开孔剂，优化聚氨酯泡沫栽培基质的强度、亲水性和开孔率，通过氧化石墨烯和纳米级增氧填料的浸渍，使其均匀、稳定地分散在泡沫的空间结构中，提升基质亲水性和保水量，填料采用过氧化物缓慢释放植物根部所需的氧气、热量及营养物质，总之，本专利技术具有亲水力强、开孔率高、孔径大和促进植物生长的优点。采用本专利技术制备的高强度三维立体孔栽培基质的泡沫密度≥5.3kg/m3％，撕裂强度≥32N/m，吸水量≥160g/g,孔隙率≥83％。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本实施例取100g聚醚多元醇、依次加入5g丙二醇、10g硫化橡胶、2g发泡剂、4g稳定剂、2g开孔剂和15g多异氰酸酯，混合后搅拌均匀，放入微波发泡炉中100℃进行发泡5min，得到聚氨酯泡沫；将发泡后的聚氨酯泡沫浸入浓度为10%的氢氧化钠溶液中，在溶液中挤压泡沫，将空气排除，浸渍1h后，将泡沫取出，挤压去除所含的碱液，然后依次在醋酸溶液和清水中清洗；将10g氧化石墨烯和5g填料分散在水中，在超声波频率为20KHZ，功率为550W条件下分散，分散均匀后浸入清洗后的聚氨酯泡沫，真空度为3000Pa下浸渍2h，之后在清水中清洗，放入烘箱80℃中烘干，制得高强度三维立体孔栽培基质。本实施例中硫化橡胶为聚硫橡胶。本实施例中发泡剂为正戊烷。本实施例中稳定剂为聚硅氧烷。本实施例中开孔剂为偶氮二甲酰胺。本实施例中填料为过氧化钙(CaO2)。本实施例制得的高强度三维立体孔栽培基质的泡沫密度6.2kg/m3％，撕裂强度37N/m，吸水量162g/g,孔隙率83％。实施例2：本实施例取100g聚醚多元醇、依次加入7g丙二醇、9g硫化橡胶、4g发泡剂、4g稳定剂、6g开孔剂和20g多异氰酸酯，混合后搅拌均匀，放入微波发泡炉中100℃进行发泡5min，得到聚氨酯泡沫；将发泡后的聚氨酯泡沫浸入浓度为10%的氢氧化钠溶液中，在溶液中挤压泡沫，将空气排除，浸渍3h后，将泡沫取出，挤压去除所含的碱液，然后依次在醋酸溶液和清水中清洗；将20g氧化石墨烯和10g填料分散在水中，在超声波频率为20KHZ，功率为550W条件下分散，分散均匀后浸入清洗后的聚氨酯泡沫，真空度为3000Pa下浸渍3h，之后在清水中清洗，放入烘箱80℃中烘干，制得高强度三维立体孔栽培基质。本实施例中硫化橡胶为丁苯橡胶。本实施例中发泡剂为正己烷。本实施例中稳定剂为有机锡。本实施例中开孔剂为偶氮二异丁腈。本实施例中填料为过氧化钠(Na2O2)。本实施例制得的高强度三维立体孔栽培基质的泡沫密度5.9kg/m3％，撕裂强度35N/m，吸水量165g/g,孔隙率89％。实施例3：本实施例取100g聚醚多元醇、依次加入9g丙二醇、8g硫化橡胶、6g发泡剂、6g稳定剂、4g开孔剂和30g多异氰酸酯，混合后搅拌均匀，放入微波发泡炉中100℃进行发泡5min，得到聚氨酯泡沫；将发泡后的聚氨酯泡沫浸入浓度为15%的氢氧化钠溶液中，在溶液中挤压泡沫，将空气排除，浸渍1h后，将泡沫取出，挤压去除所含的碱液，然后依次在醋酸溶液和清水中清洗；将5g氧化石墨烯和10g填料分散在水中，在超声波频率为20KHZ，功率为550W条件下分散，分散均匀后浸入清洗后的聚氨酯泡沫，真空度为3000Pa下浸渍5h，之后在清水中清洗，放入烘箱80℃中烘干，制得高强度三维立体孔栽培基质。本实施例中硫化橡胶为丁腈橡胶。本实施例中发泡剂为二氯四氟乙烷。本实施例中稳定剂为有机锑。本实施例中开孔剂为偶氮二异庚腈。本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度三维立体孔栽培基质，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚醚多元醇100份；多异氰酸酯15～30份；丙二醇5～15份；硫化橡胶5～10份；发泡剂2～10份；稳定剂3～6份；开孔剂2～8份；氧化石墨烯5～25份；填料3～15份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度三维立体孔栽培基质，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚醚多元醇100份；多异氰酸酯15～30份；丙二醇5～15份；硫化橡胶5～10份；发泡剂2～10份；稳定剂3～6份；开孔剂2～8份；氧化石墨烯5～25份；填料3～15份。2.如权利要求1所述的一种高强度三维立体孔栽培基质，其特征在于，所述硫化橡胶为聚硫橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、二元乙丙橡胶或三元乙丙橡胶。3.如权利要求1所述的一种高强度三维立体孔栽培基质，其特征在于，所述发泡剂为正戊烷、正己烷、二氯四氟乙烷、三氯氟甲烷或三氯二氟乙烷。4.如权利要求1所述的一种高强度三维立体孔栽培基质，其特征在于，所述稳定剂为聚硅氧烷、有机锡、有机锑、稀土或有机氟。5.如权利要求1所述的一种高强度三维立体孔栽培基质，其特征在于，所述开孔剂为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。6.如权利要求1所述的一种高强度三维立体孔栽培基质，其特征在于，所述填料为过氧化钙(CaO2)、过氧化钠(Na2O2)、过氧化镁(MgO2)、过氧化锌(ZnO2)、过碳酸钠(Na2CO3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹，张茂，许文阁，徐媛媛，许家祺，
申请(专利权)人：河南城市园丁园艺有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41