[发明专利]微孔泡沫组合物及其方法

说明书

本发明的领域

本发明涉及用于保持花卉、农业、苗圃和园艺用途(例如插花(cut flowers)，作物繁殖介质和培育土方，土壤调节剂，护根等)的液体的微孔(fine-celled)硬质泡沫。

本发明的背景

目前的商品花卉和园艺泡沫是苯酚/甲醛泡沫，它们对健康有潜在的危害并且还有环境问题，原因是按1986年超级基金修改和重新核定法案(SuperfundAmendments and Reauthorization Act)(SARA)标题Ⅲ的313节和40 C.F.R.372部分的记录要求，苯酚和甲醛都是有毒性的化学品。同样地，甲醛被天然毒物学大纲(National Toxicology Program)(NTP)，国际癌症研究机构(International Agencyfor Research on Cancer)(IARC)和美国政府工业卫生工作者会议(AmericanConference of Government Industrial Hygienists)(ACGIH)列为致癌物。Smithers-Oasis,U.S.A.和其它公司目前销售苯酚/甲醛泡沫(“PF”泡沫)，并且加利福尼亚州目前要求在PF泡沫上贴上如下标签：“警告！本产品含有加利福尼亚州已知的致癌的化学品”。

业已试图提供无毒、对环境友好的花卉、农业和园艺泡沫，但就申请人所知，这些泡沫中没有一种是工业上可接受的。一种这样不成功的尝试已用来开发二氧化硅泡沫，它是使用由氧化钠(Na₂O)水溶液和二氧化硅(SiO₂)组成的工业标准硅酸钠，其中SiO₂与Na₂O之比为3.22，可溶性固体的量为39.3％。这种二氧化硅泡沫是在连续、高速混合机中将表面张力降低剂(浮油混合物)和聚合物形成剂(氟硅酸钠)注入到硅酸钠中形成的。同样地，将棉花增强纤维，如棉屑(260微米)与硅酸钠混合，以便在所得的泡沫中获得粘结强度，加入着色剂以获得所需的颜色。在混合器中注入压缩空气或氮气来控制泡沫的最终干密度。尽管这种方法和这些原料制得了包含直径为40至60微米微孔的二氧化硅泡沫产物，但由于多孔性结构中的毛细管推斥作用，可达到的最佳液体保持量为39体积％。这种泡沫的另一个不希望有的性质是其在大约4磅/立方英尺的实用最低密度时的硬度。当用作插入插花的花卉泡沫时，硬度限制了它用于大块成茎(large-stemmed)的花卉，甚至当插入花卉时对茎干也存在潜在的损坏。

美国专利3,741,898和3,856,539在不含任何大量填料或增强剂的情况下制备二氧化硅泡沫产品。“大量”的填料或增强剂是指以干重计其量超过约10重量％或以湿重计其量超过约3重量％的碱金属硅酸盐(商品硅酸钠)原料。所制得的这些泡沫产品用作结构和绝缘材料，但却一点也不被花卉、农业、苗圃和园艺工业所接受。

术语“二氧化硅”和“硅酸盐”在贸易上可互换使用。在上述专利中，来自硅酸钠溶液的二氧化硅泡沫产品被限定为不含多于大量(10％)的填料或增强材料。在本发明中，存在明显超过10％的“填料”和增强材料，如活性炭和纤维素纤维；并且来自稻壳灰苛性浸提的苛性硅酸盐溶液含约0.5重量％的金属。

因此非常希望能制备一种吸收/吸附和保持液体性能改进的微孔硬质泡沫组合物，当用作插入插花的花卉泡沫时，该组合物不象已有技术中的泡沫那么硬，当将插花插入泡沫时，硬度不会限制其用于大块茎干的花卉并且不会损坏花卉的茎干，上述组合物不含有害浓度的聚合副产物，如对插花寿命不利的氟化钠，不需要加入昂贵的着色剂，因而对花卉使用是需要的并且是合适的。

也非常希望能制备一种作为用于作物和其它农业插枝、种子、秧苗、苗木、树木的繁殖介质或块体，作为土壤调节剂、护根等是合适和有用的泡沫组合物。

也非常希望能制备这样一种泡沫组合物，它价廉，使用废产物，即含遍布于其中的分散的活性炭的稻壳灰，并且含有可被副产物所涉及的各种工业领域接受的有价值的副产物。

本发明的概述