CN103664367B - 一种抗老化供植物生长的营养基材组合物及涂层 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种抗老化供植物生长的营养基材组合物，它包括形成聚氨酯软发泡高分子材料的组份，所述组合物中还含有供植物生长的基质。本发明还提供了一种抗老化供植物生长的生物炭营养基材涂层，它为由上述的涂料组合物喷或涂在物体表面而构成发泡的营养基材层。本发明的组合物能制成以聚氨酯软发泡高分子材料为主体结构的、含有植物生长所需基质、营养物质或种子的各种形式适于设置在物体表面的结构，它们是供植物生长的基材或本身就是与植物种子一体化后的绿化培植体，绿化施工快速，成本低，对环境影响小，而且本发明的组合物所构成的基材可以切割、构造成各种形式、形状的组件，通过组合后能方便、自由地形成各种绿化艺术品。

Description

一种抗老化供植物生长的营养基材组合物及涂层

技术领域

本发明涉及供植物生长的组合物及涂层。它主要适用于自然界裸露表面绿化、建筑屋面绿化、垂直绿化、秧苗培养、种植盆抗风压板、载体附着绿化。

背景技术

现有建筑体绿化、秧苗培养方式，不利于在建筑物上的长期使用或重复使用。

而且，绿化施工的时间较长，施工中尘土飞扬，对周围环境和居民生活有不小的影响。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种抗老化供植物生长的营养基材组合物，其能实现快速、方便的绿化施工，施工后能作为建筑物的附属物长期一直使用，低成本地解决自然界裸露表面绿化、建筑物屋面等需要绿化的表面的绿化问题。为此，本发明采用以下技术方案：

一种抗老化供植物生长的生物炭营养基材组合物，其特征在于所述基材组合物包括形成聚氨酯软发泡高分子材料的组份，所述组合物中还含有供植物生长的基质。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述供植物生长的基质包含泥炭和其它含有腐植酸的生物质中的其中一种或多种。

所述供植物生长的基质包含农作物植物废料和/或禽畜动物(防疫处理)，在缺氧燃烧后形成的生物碳或生物炭。

所述供植物生长的基质包含生物碳。

所述供植物生长的基质包含生物炭。

所述供植物生长的基质包含泥炭、其它含腐植酸的生物质、生物碳和生物炭中的任意两种以上的组合。

所述组合物中还包含以下物质中的至少一种：

1）、植物生长所需的营养物质，

2）、植物种子。

所述组合物为涂料组合物。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种抗老化供植物生长的生物炭营养基材涂层。其能实现快速、方便的绿化施工，施工后能作为建筑物的附属物长期一直使用，低成本地解决自然界裸露表面绿化、建筑物屋面等需要绿化的表面的绿化问题，特别是现有技术无法解决的垂直、较斜坡、倒悬的禁区绿化施工。为此，本发明采用以下技术方案：

所述涂层为由上述的涂料组合物喷或涂在物体表面而构成发泡的营养基材层。

由于采用本发明的技术方案，本发明的组合物能制成以聚氨酯软发泡高分子材料为主体结构的、含有植物生长所需基质、营养物质或种子的各种形式适于设置在物体表面的结构，比如涂层、板（包括可卷的板和不可卷的板）、盆或块等等，它们是供植物生长的基材或本身就是与植物种子一体化后的绿化培植体，在安装到物体表面后无需再进行其它绿化施工即直接具备植物生长条件或者直接萌发生长种子形成绿化，施工快速，成本低，对环境影响小，而且本发明的组合物所构成的基材可以切割、构造成各种形式、形状的组件，通过组合后能方便、自由地形成各种绿化艺术品。

本发明的所述涂层可负载在各种需要绿化的物体表面。所述物体可以是建筑物的屋面、垂直面、斜坡、倒悬面，或者自然界的裸露表面，比如山坡、山体损毁后的各种形状的裸露表面等等。

附图说明

图1为本发明所提供的实施例的示意图。

图2为本发明所提供的实施例的示意图。

图3为本发明所提供的实施例的示意图。

图4为本发明所提供的实施例的示意图。

图5为本发明所提供的实施例的示意图。

具体实施方式

本发明所提供的抗老化供植物生长的生物炭营养基材组合物，该基材组合物包括形成聚氨基甲酸酯软发泡高分子材料的组份，所述组合物中还含有供植物生长的基质。

聚氨酯软发泡高分子材料其老化性能较好，它比天然橡胶的使用寿命长5到10倍，约30-100年的使用寿命，其组份由A、B组成。聚氨酯是聚氨基甲酸酯简称，聚氨酯另一简称为PU，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称为聚酯型。还可含有醚、酯、脲、缩二脲,为脲基甲酸酯等基团统称为聚醚型。其A料组为多元醇及发泡剂、匀泡剂、阻燃剂，B料组为聚酯型或聚醚型的聚合MDI。经混合后即发泡形成聚氨酯软发泡高分子材料，形成的材料有弹性、富含空隙。

本发明所涉及的含腐植酸的生物质或称腐植酸生物质（HumicAcid，简写HA，另称腐植酸生物质炭，天然的有泥炭、草炭、污泥炭、苔藓炭、褐煤泥炭；微生物工程的有谷壳炭、果壳炭、果核炭、秸秆炭、人禽畜粪便炭均属于腐植酸生物质）。天然类的腐植酸生物质是动植物遗骸（主要是植物的遗骸）经过自然微生物的分解和转化，以及一系列的化学过程和积累起来的一类有机物质。腐植酸生物质是由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有植物良好的生理活性和吸收、络合、交换等功能。腐植酸生物质包括天然形成的富有生物质的褐煤、风化煤、污泥、泥炭。本发明还包括如谷壳、果壳、果核壳、农林作物植物废料、人禽畜粪便等经过人工技术利用微生物工程的加速分解和转化所获取的含腐植酸的生物质。

在本发明中，所述基材组合物还含有供植物生长的基质。其在组合物中的重量比不要超过70%，最好也不要低于20%。所述基质可以是单一物质，也可以是混合物，只要其为粉末或细颗颗粒，当组合物混合时，适于在混合物中分散即可。

所述基质可以是单一材料，比如泥炭或其它任意一种的含腐植酸的生物质。也可以是多种基质材料的混合物。所述基质的最佳选择是泥炭，所述基质可以单一地采用泥炭也可以混以其它基质，比如泥炭或其它任意一种的含腐植酸的生物质与生物炭的通常为75-95/5-25比例混合物，泥炭或其它任意一种的含腐植酸的生物质与生物碳的通常为75-95/5-25比例混合物，或再添加其它的可以分散在A、B组分中的基质。

在制备时，在聚氨酯A、B双组份料桶中，加入所述基质，其在A料组的加入量大于在B料组的加入量。在确定比例时，一般A料组基质加入量是B料组基质加入量的2-6倍。但还需根据气温及湿度影响固化时间来调节配料比。

第二种制备方式，为聚氨酯A、B双组份+基质C组份，通过A、B、C三组份混合枪头自动混合。

第三种适合发泡箱的制备方式，为聚氨酯A组份+基质C组份，在其料桶中机械搅拌头进行搅拌均匀后，然后再加入聚氨酯B组份继续搅拌，混合均匀后尽快使用。

聚氨酯有着较强的粘附性能，可以在发泡的同时直接粘连与需连接的体上，牢固粘接。当制作成品无需粘连的，可用专用脱模剂防止粘连。

在加入基质的同时，也可加入植物生长所需的营养物质或/和植物种子，或者再添加有益微生物、阻燃材料等等辅助材料的其中一种、或任意的数种，只要它们是可以分散在组合物中即可；营养物质可以采用有机肥料或其它有机营养物质、元素等等；在添加有益微生物前，最好先对其它添加物质进行杀菌处理。一般包含基质在内的所有的添加物总质量在组合物中的重量比不要超过70%。

以上的数值比例也可以根据情况进行上下调节，只要能够使包括基质在内的添加物能分散在组合物中，而形成聚氨酯软发泡高分子材料的组份能够发挥结构作用最后形成含有上述添加物的聚氨酯软发泡高分子材料整体即可。

在加入上述添加物后，聚氨酯A、B双组份通过在其料桶中机械搅拌头进行搅拌，经双组份喷射枪头射入定型模具中成型板状、盆状、带框架或者加入加强筋的材料上制成产品。或者，采用聚氨酯A、B双组份+基质C组份，且通过A、B、C三组份自动混合枪头射入定型模具中成型板状、立方体状，盆状、带框架或者加入加强筋的材料上制成产品。

或者，倒入发泡箱体或模具内，发泡形成所需构型，或待发泡形成立方体后，再切割成所需要厚度。

或者，所述组合物为涂料组合物，也即聚氨基甲酸酯软发泡高分子材料的组成适合于涂料形状，并还可添加形成涂料的添加剂。

如图1所示，经双组份喷射枪头喷射或将A料组、B料组混合后迅速涂到需要绿化的物体2表面形成发泡的营养基材层1，该手段能迅速实现裸露表面的绿化施工。

如图2所示，当组合物中有种子时，营养基材层1喷涂或者安装后，经加湿后植物种子自然萌发生长3，如不含种子时，可以在形成涂层后，再撒播种子。

如图3所示，营养基材层喷涂或者安装后，营养基材层上生长着所选种类的植被4，起到较好的帮助营养基材层阻挡太阳紫外线和起到保温隔热作用。营养基材层中的炭或碳分子元素5开始向空气6吸附一氧化碳和二氧化碳等碳源，其炭或碳分子元素形成固碳作用的碳汇。

如图4所示，营养基材层中的炭或碳分子元素5所固定的碳汇量，在植物根系和微生物有益菌团7，与阳光8的多元化光合作用下，使植物根系通过微生物有益菌团作用消化吸收掉碳汇中的一氧化碳和二氧化碳等碳源，从而使炭或碳分子元素可循环吸附空气6中的一氧化碳和二氧化碳等碳源。植被4通过阳光8和风9的作用消化吸收空气6中的一氧化碳和二氧化碳等碳源和雾霾分子，使空气得到净化和降低碳含量。

如图5所示，在物体2为垂直面或者倒悬面10、斜坡11，在聚氨酯的较好粘接力下可轻松直接对营养基材层1喷涂作业，或者通过安装方式将成型的营养基材层1装附于物体表面，所述物体2可以是建筑物的屋面、垂直面、斜坡，或者自然界的裸露表面，比如山坡、山体损毁后的各种形状的裸露表面等等。

因此利用本发明进行绿化，不仅施工快速而且工程量小，施工时对周围环境影响小，工程成本低。

本发明中聚氨酯软发泡高分子材料达30-100年的使用寿命，起到了抗老化的作用，而且，生物炭、泥炭、腐植酸生物质、生物碳在建筑使用年限中都不会消失，它们能进一步改善营养基材的抗老化性，是进一步提高抗老化关键材料。特别是生物碳和生物炭产生的抗氧化作用和植被作用下，其紫外线的作用更加完美。

上述基质生物炭、泥炭、腐植酸生物质、生物碳不仅可以作为植物生长的基质，而且可以吸附大气二氧化碳后，从而在二氧化碳与植物根系的光合作用下，促进根系发育健壮作用。同时生物炭和生物碳均还能起到抗紫外线作用，使基材寿命进一步增强增加。

本发明在形成涂层或其它形状的构件后，其整体具有弹性，内部具有丰富的空隙，而且生物炭、泥炭、腐植酸生物质、生物碳又起到了改性的作用，因此，能够耐受各种环境变化，耐受热胀冷缩，耐受干湿变化、酸碱影响，而且也能使植物的根系正常生长并具有节能保温、防火阻燃的作用。并且植物能充分利用毛孔发展根系，通过对屋面或墙体绿化增加碳汇量，同时利用生物炭功能形成新增碳汇的城市森林，从而降低大气中碳源量。

本发明所提供的涂层，在物体表面形成后，相当于迅速地种植了一片绿化，以草种为例，待种子萌发生长后，涂层表面即成为草地；各种造型的基材在铺设后也形成了一片需要的绿化，比如像幕墙一样铺设在建筑物的立面上、作为屋顶隔热板铺设在屋面、作为园艺形成一定造型；对于上述大面积的绿化也可配设智能灌溉系统。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的实施方式并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种抗老化供植物生长的营养基材涂料组合物，其特征在于所述组合物包括形成聚氨酯软发泡高分子材料的组分，所述组合物中还含有供植物生长的基质，所述供植物生长的基质包含生物碳或生物炭，所述供植物生长的基质还包含泥炭和其它含有腐植酸的生物质；所述组合物中还包含植物生长所需的营养物质及植物种子，所述组合物为涂料组合物。

2.一种抗老化供植物生长的营养基材涂层，其特征在于它为由权利要求1所述的涂料组合物喷或涂在物体表面而构成发泡的营养基材层。