[发明专利]制备开放单元式生长基质的方法和生长基质

说明书

发明背景

本发明涉及供种子发芽和植物生长或繁殖的稳定的生长基质，如填料，以及生产这种生长基质的方法。

植物幼苗或枝条可在含土壤混合物和一种合成粘合剂如有机树脂聚合物的生根基质中种植和生长。这种生根基质或生长填料(plugs)排除了使用花盆的需要，花盆会增加实际重量和搬运植物的花销。这种生长填料是已知的，正如美国专利3,805,531所示，其中公开了一种生根基质，通过将一种预聚物与聚集物或土壤混合物混合并向该混合物中加入水而形成。在预聚物的固化过程中，形成一块紧密结合在一起的物质。相似地，美国专利4,175,355公开了包含以干燥土壤物质为基础重量至少占15％的聚氨酯的土壤物质混合物制备的土壤填料。通过充分混合预聚物、土壤物和水制备浆液。然后将浆液注入模具，在聚氨酯树脂形成材料至少部分硬化后，从模具中移出所制的填料。

由于现有技术中，填料内的聚氨酯的百分含量相对高，所以幼苗的生长受到阻碍。实际上，通常认为这种填料中合成材料越少，幼苗生长越好。

可能是合成材料的存在阻碍了水和空气到达植物的根。因此理想的情况是填料不含合成材料。但是为提供一个自持的、稳定的填料，使它在操作中不会散裂，合成材料是此填料的关键成分。事实上，上述讨论的美国专利4,175,355中明确指出聚氨酯占干燥基质的重量百分比少于15％时会导致生根基质碎散并分裂。另一方面，具有高浓度聚氨酯的填料趋于橡胶化且不够致密。作为结果，这种填料的持水性很差，空气渗透受到阻碍。

因此，特别需要生产一种尽可能类似于不含合成材料的生长基质的生长填料。

美国专利No.5,209,014公开了生长幼苗的模型，该模型由草根土、水、营养物质和如聚氨酯树脂这种合成压模材料形成。美国专利5,209,014号指出，向草根土混合物中加入预聚物的量以重量百分比计约为6至8％，该草根土混合物预先已在草根土研磨机上研磨。明显可见，此公开文本中提及占干物质重6-8％的预聚物，术语“干物质”用来表示还没有额外加水的草根土混合物。也就是说，草根土混合物本身含有水分，美国专利5,209,014中指的“干物质”也包含这些水分，但是并不包括在加入预聚物之前导入草根土混合物的水。如果与其它现有技术一致，在真正的“完全无水的干物质”基础上来计算美国专利5,209,014中的预聚物的量，那么预聚物的百分含量将会远远高于所公开的6-8％。

因此本发明的一个目的是提供内聚的、稳定的、弹性的、均匀的、完整的、自持的、含最少量合成材料的生长基质。

本发明的另一目的是提供具有改善的持水性和增多的空气空间的生长基质。

本发明还有一个目的是提供内聚的、稳定的、弹性的、均匀的、完整的、自持的、含最少量合成粘结材料的生长基质的制备方法。发明简述

本发明已克服了现有技术的问题，提供了生产亲水性生长基质优选填料的方法，并提供了具有改善性质和最少量粘合剂的生长基质。概括而言，通过将聚集物与亲水聚氨酯预聚物和水接触，提供了形成弹性的、完整的、空间大小稳定的、内聚的、均匀物质的方法。硬化时，预聚物将聚集物质粘结在一起。在特定的、精心控制的条件下进行聚集物、预聚物和水的混合，这样能利用较少的预聚物获得给定强度和稳定的空气空间，否则必需的预聚物量较多。

附图简述

图1是适用于生产本发明生长填料的装置的前视图。

发明详述

能用于本发明的合适的聚集物包括泥炭地(包括芦苇泥、水苔泥、园艺水藓泥和生长树木的泥)、土壤、椰纤维(椰子壳)、珍珠岩、蛭石、浮石、烧结粘土、木浆、松树皮、树皮粉、锯屑及其混合物。泥炭是优选的聚集物。这里使用的术语“完全无水的聚集物”意指为除去其中的水分在105℃烘干24小时的聚集物。

在使用泥炭的情况中，由于市售的泥炭含水量不同，所以在使用之前应对泥炭进行处理。具体而言，通过向其中加水直至泥炭饱和，使泥炭的含水量标准化。目测来确定饱和点，当泥炭停止吸水则至饱和。

用于本发明填料的合适的粘合剂包括亲水的聚氨酯预聚物，如那些由多元醇、优选聚氧乙烯多元醇与聚异氰酸酯的反应产物。优选的预聚物是美国专利No.3,812,619(其公开文本在此参考引用)中公开的加入到木粉中的那些预聚物，并可从Hampshire Chemical公司购买，商品名为HYPOL^。