[发明专利]一种适用于有机固体废弃物堆肥发酵的聚氨酯层压复合膜

说明书

本发明的技术方案公开了一种适用于有机固体废弃物堆肥发酵的聚氨酯层压复合膜，改性聚氨酯膜、纳米活性炭和聚酯纤维材料；所述聚氨酯层压复合膜的制备方法包括聚醚多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合制备聚氨酯，聚氨酯、聚乙二醇、催化剂、偶氮二异丁腈和稀释剂制备改性聚氨酯膜，改性聚氨酯膜与外表面涂布纳米活性炭的改性聚氨酯膜复合，将聚酯纤维材料和改性聚氨酯和纳米活性炭复合膜层压复合，制备得到可有效隔离灰尘、气溶胶、细菌、病原体、臭味和冷凝水，且高透气和高透湿的聚氨酯层压复合膜。

技术领域

本发明涉及有机固体废弃物处理及综合利用技术领域，具体涉及一种适用于有机固体废弃物堆肥发酵的聚氨酯层压复合膜。

背景技术

有机固体废弃物如生活污水处理的伴生产物污泥、畜禽养殖业和农业生产中的秸秆、畜禽粪便等，含有大量的有机质，这些有机质多数容易被微生物所利用。堆肥发酵是目前应用最广泛、经济性最好的有机固体废弃物的综合利用方法，是在好氧条件下，利用有机固体废弃物为主要原料，通过微生物的作用，将有机物分解，转化成有机质，并在过程中产生60-70℃的高温，从而将病原菌、寄生虫卵等杀灭，提高肥分。在堆肥发酵过程中，温度是重要的因素之一，温度可以影响微生物的活性，从而影响堆肥发酵的速度和质量，但现有的ptfe堆肥膜使用环境不宜低于-25℃，因为多微孔结构原因，在温度低于-25℃时膜微孔内水蒸气会因为低温冰冻导致覆盖膜孔径撕裂，膜本身纵向受损，造成氨、氮、硫化氢等有害气体沿膜冻伤部位泄露，造成二次环境污染和雨水渗漏。在我国北方地区冬天室外温度和地温可能会低于-25℃，因此现有的ptfe堆肥膜不能满足使用要求。专利CN 110857257 A公开了垃圾好氧发酵系统及处理生活垃圾获取营养土的方法，包括发酵槽、通风管、覆盖膜和控制系统，当发酵槽内的温度低于设定控制温度时，加大通风管的通风供氧量，以增强微生物活性并增加产热量；否则，减小通风供氧量，以降低微生物活性并使温度回落，由于发酵系统通常设置在户外，系统的保温效果差，因此在寒冷天气时通常发酵产生的热量通常交换到外界环境中，需要依靠额外的装置来提高温度，造成热能的浪费，降低堆肥发酵的效率，且成本高。聚氨酯材料具有良好的保温性能，专利CN210845872 U已经公开将聚氨酯用于制备微孔高分子防水透气微孔膜，并进行细菌、除臭等的物理屏障。但是聚氨酯材料存在透气性不好的缺点，不利于堆肥发酵过程中氧气浓度的调节，降低堆肥发酵的效率。

发明内容

为了解决现有的技术问题，本发明提供了一种适用于有机固体废弃物堆肥发酵的聚氨酯层压复合膜，通过改性聚氨酯膜、纳米活性炭和聚酯纤维复合，制备得到有效隔离灰尘、气溶胶、细菌、病原体、臭味和冷凝水，且高透气和高透湿的聚氨酯层压复合膜。

一种适用于有机固体废弃物堆肥发酵的聚氨酯层压复合膜，包括改性聚氨酯膜、纳米活性炭和聚酯纤维材料；

所述聚氨酯层压复合膜的制备方法，步骤如下：

S1、将聚醚多元醇、二异氰酸酯和扩链剂混合后制备得到聚氨酯，其中聚醚多元醇与二异氰酸酯的质量比为(6～10):1；

S2、将聚氨酯、聚乙二醇和催化剂按照质量比(40～80)：(15～35)：(3～8)混合均匀，加入偶氮二异丁腈和稀释剂后混合均匀，偶氮二异丁腈的质量为聚氨酯质量的1～5％，稀释剂的质量为聚氨酯和聚乙二醇总质量的1～5％，100～120℃干燥3～5h，再送到流延机中180～240℃挤出得到改性聚氨酯膜；

S3、在改性聚氨酯膜外表面均匀涂布一层纳米活性炭；

S4、将S2制备得到的改性聚氨酯膜放置在S3制备得到的外表面涂布纳米活性炭的改性聚氨酯膜的外侧，经300～320℃高温烧结为一层改性聚氨酯和纳米活性炭复合膜；

S5、将聚酯纤维材料进行拒水处理；

S7、将聚酯纤维材料、改性聚氨酯和纳米活性炭复合膜、聚酯纤维材料按照由外向外的顺序进行放置，接缝处通过PUR热熔胶进行层压复合，层压复合的宽度为0.8～0.12m。