本发明专利技术提供一种具有硬化外壳的基质块及制备装置、制备方法，该包括均由基质底料和热熔固化纤维形成的基质块内核和硬化外壳；其中，所述硬化外壳包住所述基质块内核，所述硬化外壳由所述基质底料和所述热熔固化纤维热熔固化形成。本申请提供的具有硬化外壳的基质块具有稳定的外观结构，不容易发生吸水膨胀破坏。相比常规的散料颗粒基质，该基质具有硬化外壳；相比现有的整体固化的成型基质，该基质的热熔固化成型仅仅发生在基质表面的一个薄层空间内。本申请提供的基质块的制备装置和制备方法生产能耗低、耗时少。耗时少。耗时少。
【技术实现步骤摘要】
一种具有硬化外壳的基质块及制备装置、制备方法
[0001]本专利技术涉及园艺基质
，尤其涉及一种具有硬化外壳的基质块及制备装置、制备方法。
技术介绍
[0002]随着设施园艺的迅速发展，无土栽培技术和穴盘育苗技术正在大面积、大范围推广应用，这相应的促进了栽培基质的研究、开发和应用。
[0003]目前，现有的栽培基质主要是颗粒状的散料基质，如泥炭、珍珠岩、蛭石等。颗粒状的散料基质存在孔隙结构不可控的问题，这导致持水与通气之间难以达到平衡，进而基质产品难以获得良好的持水性和透气性。另外，随着种植进程的进行，散料基质的孔隙结构在后期会出现沉积，导致通气性降低，影响作物生长。
[0004]中国专利“蔬菜栽培基质及其制作方法”(申请号CN 104529664A)和“一种成型基质的生产工艺”(申请号CN 104529664A)公开了一种固化成型基质及其生产工艺，但生产制备的基质采用水溶性粘合剂，这导致基质的稳定性较差，吸水后会发生膨胀，进而导致外观性状发生改变和微观空隙结构的不可控。另外，中国专利“一种可塑性纤维培养土及其制备方法”(申请号CN105367216B)和“一种立体栽培专用固化基质及其制备方法”(申请号CN106069685A)分别公开了一种可塑性纤维培养土、立体栽培专用固化基质，该培养土或固化基质的原料都在模具中经过了充分的加热，使得其中的热熔固化纤维充分融化并相互粘合，从而将基质原料粘结为一个整体，从而获得外观稳定、微观结构可控的固化成型基质。这需要将原料整体加热，其能耗较高，且生产耗时较多。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种具有硬化外壳的基质块及制备装置、制备方法，以解决现有基质块存在的上述问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种具有硬化外壳的基质块，所述基质块的制备原料包括基质底料和热熔固化纤维，所述基质块包括均由基质底料和热熔固化纤维形成的基质块内核和硬化外壳；其中，所述硬化外壳包住所述基质块内核，所述硬化外壳由所述基质底料和所述热熔固化纤维热熔固化形成。
[0007]优选地，所述硬化外壳各处的干样拉伸断裂强度≥1N/cm2。
[0008]优选地，所述硬化外壳的平均密度为所述基质块内核平均密度的1.05-1.2倍。
[0009]优选地，所述硬化外壳的厚度为所述基质块整体厚度的5-20％。
[0010]优选地，所述硬化外壳的水气孔隙比高于所述基质块内核的水气孔隙比。
[0011]优选地，所述热熔固化纤维在所述制备原料中的质量占比为5-15％。
[0012]优选地，所述基质底料包括泥炭、珍珠岩、蛭石和作物秸秆粉碎物中的至少一种。
[0013]优选地，所述制备原料还包括保水材料，所述保水材料在所述基质块制备原料总质量中的占比≤1％。
[0014]优选地，所述保水材料为无机保水材料。
[0015]优选地，所述无机保水材料为膨润土、海泡石和沸石中的一种或几种。
[0016]优选地，所述基质块的顶部设有定植孔。
[0017]优选地，所述定植孔内壁表层无所述硬化外壳，或所述定植孔内壁表层的硬化外壳的厚度小于其余部分硬化外壳的厚度。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种具有硬化外壳的基质块的制备装置，所述装置包括模具主体以及设置在所述模具主体正上方的压块，所述压块与动力机构相连接，以及所述压块在所述模具主体内竖直移动；所述模具主体的各面和所述压块上均设有高能加热部件以及控制所述高能加热部件的控温部件。
[0019]优选地，所述高能加热部件为电热丝。
[0020]优选地，所述高能加热部件为微波发生装置和微孔，所述微孔连通出水管道。
[0021]优选地，所述模具主体的内部底部设有凸台，所述凸台上没有设置所述高能加热部件。
[0022]第三方面，本专利技术提供一种制备第一方面中的基质块的方法，制备步骤为：
[0023]S01：将基质底料和热熔固化纤维按照质量比混合均匀，形成原料混合物；
[0024]S02：将所述原料混合物放入第二方面中的制备装置中，启动高能加热部件，迅速加热所述原料混合物，以使处于外围的所述原料混合物中的热熔固化纤维可控熔化；其中，所述制备装置的各面均设有高能加热部件；
[0025]对于非皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维整体熔化；
[0026]对于皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维的皮层熔化；
[0027]S03：停止加热，使所述制备装置中的压块下移，压缩所述原料混合物；
[0028]S04：冷却、脱模后形成具有硬化外壳的基质块。
[0029]优选地，步骤S02中，所述高能热源的加热温度比所述热熔固化纤维的目标温度高30-50℃；
[0030]对于非皮芯结构的热熔固化纤维，所述目标熔点为所述热熔固化纤维的熔点温度；
[0031]对于皮芯结构的热熔固化纤维，所述目标熔点为所述热熔固化纤维皮层的熔点温度。
[0032]优选地，对所述原料混合物的加热时间少于2分钟。
[0033]优选地，所述原料混合物的压缩率为1.2-1.6。
[0034]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0035]本专利技术提供一种具有硬化外壳的基质块及制备装置、制备方法，该基质块包括均由基质底料和热熔固化纤维形成的基质块内核和硬化外壳；其中，所述硬化外壳包住所述基质块内核，所述硬化外壳由所述基质底料和所述热熔固化纤维热熔固化形成。本申请提供的具有硬化外壳的基质块具有稳定的外观结构，独特的水气特性，不容易发生吸水膨胀破坏。相比常规的散料颗粒基质，该基质具有硬化外壳，从而具有稳定的外观结构。相比现有的整体固化的成型基质，该基质的热熔固化成型仅仅发生在基质表面的一个薄层空间
内。本申请提供的基质块所需的生产能耗低、耗时少。
[0036]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1为本专利技术实施例提供的具有硬化外壳的基质块的结构示意图；
[0039]图2为本专利技术实施例提供的制备具有硬化外壳的基质块的第一种装置结构示意图；
[0040]图3为本专利技术实施例提供的制备具有硬化外壳的基质块的第二种装置结构示意图；
[0041]图4为本专利技术实施例提供的制备具有硬化外壳的基质块的第三种装置结构示意图；
[0042]符号表示：
[0043]1-基质块内核，2-硬化外壳，3-定植孔，4-模具主体，5-压块，6-高能加热部件，7-微波发生装置，8-微孔，9-出水管道，10-凸台。
具体实施方式
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述基质块的制备原料包括基质底料和热熔固化纤维，所述基质块包括均由基质底料和热熔固化纤维形成的基质块内核(1)和硬化外壳(2)；其中，所述硬化外壳(2)包住所述基质块内核(1)，所述硬化外壳(2)由所述基质底料和所述热熔固化纤维热熔固化形成。2.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述硬化外壳(2)各处的干样拉伸断裂强度≥1N/cm。3.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述硬化外壳(2)的平均密度为所述基质块内核(1)平均密度的1.05-1.2倍。4.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述硬化外壳(2)的厚度为所述基质块整体厚度的5-20％。5.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述硬化外壳(2)的水气孔隙比高于所述基质块内核(1)的水气孔隙比。6.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述热熔固化纤维在所述制备原料中的质量占比为5-15％。7.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述基质底料包括泥炭、珍珠岩、蛭石和作物秸秆粉碎物中的至少一种。8.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述制备原料还包括保水材料，所述保水材料在所述基质块制备原料总质量中的占比≤1％。9.根据权利要求8所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述保水材料为无机保水材料。10.根据权利要求9所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述无机保水材料为膨润土、海泡石和沸石中的一种或几种。11.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述基质块的顶部设有定植孔(3)。12.根据权利要求11所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述定植孔(3)内壁表层无所述硬化外壳(2)，或所述定植孔(3)内壁表层的硬化外壳(2)的厚度小于其余部分硬化外壳(2)的厚度。13.一种具有硬化外壳的基质块的制备装置，其特征在于：所述装置包括模具主体(4)以及设置在所述模具主体(4)正上方的压块(5)，所述压块(5)...
【专利技术属性】
技术研发人员：周晚来，戚智勇，张冬冬，林伟，杨睿，陈雪娇，李杰，王虹，
申请(专利权)人：中国农业科学院都市农业研究所，
类型：发明
国别省市：
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