一种多用途聚氨酯有效微生物固化载体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固化载体，特别涉及一种多用途聚氨酯有效微生物固化载体。
【背景技术】
[0002]我国在今后相当一个时期内仍处于发展阶段，水污染是一个长期存在的问题。地表水作为重要的水资源，正在遭受着严重的破坏随着工业化与城市化的迅猛发展，受人类生产、生活的影响，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，导致水体溶解氧量下降，水体富营养化现象日趋严重。针对富营养化水体的治理，植物修复技术、微生物修复技术是治理水体富营养化的有效措施，在此基础上发展起来的植物-微生物联合修复技术是当前研究的热点之一
固定化微生物可以通过提供特殊的微环境，较好地保护优势菌不受土著菌恶性竞争，在保持高效修复能力的同时，可以将优势菌屏蔽于恶劣环境之外，在一定程度上克服了传统修复工艺的不足，具有较好的应用前景。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种多用途聚氨酯有效微生物固化载体，既具有较高浓度有效微生物含量的载体，又具有微孔和大孔的交联网状结构和强极吸水保水性能，它集微孔大表面、大孔通透性、亲水性及强吸附性于一体，具有良好的微生物亲和性、高负载量，同时，结构性能稳定。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种多用途聚氨酯有效微生物固化载体，由以下重量份计的原料组分混合制成:聚醚多元醇15-30份，聚酯多元醇5-15份，异氰酸酯20-35份，催化剂0.31-0.40份，泡沫稳定剂0.8-1.0份，发泡剂5-15份，有效微生物培养基质以干重计30-50份。
[0005]为达到在水环境中的具有一定的强度、韧性及使用寿命，本发明采用聚醚多元醇和聚酯多元醇混合发泡技术，增加聚氨酯材料的交联强度。同时通过聚醚多元醇、聚酯多元醇的选择，使生成的聚氨酯材料能很好地同有效微生物(EM)固定的基质材料(活性炭、植物纤维、矿物粘粒、糖蜜)有效结合，最终产品既能负载较高浓度有效微生物，又能使负载微生物保持一定的活性。
[0006]由于本发明产品主要用于水生植物的培养，因此，需要的强度和韧性加大，在配方中加上聚酯多元醇，可增加产品的强度。但当前水体污染严重，如通过聚氨酯与微生物培养基质的结合，能促进有效微生物(EM)的生长和繁育，可促进水体中有机污染物的分解，净化环境。同时，有效微生物在促进养分转化和植物根系生长都具有积极的作用。
[0007]作为优选，所述聚醚多元醇由一种端胺基聚醚多元醇与二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇中的一种或两种组合而成。具体的，所述聚醚多元醇为2-3种聚醚多元醇的混合物。本发明的聚醚多元醇中:端胺基聚醚多元醇占聚醚多元醇总重量的15-60%，该端胺基聚醚分子量在200-1000之间，胺值大于100 mg KOH/g，其余聚醚多元醇为二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇中的一种或二种组合，二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇的分子量为1500-3500之间，羟值15-60mgK0H/g。本发明这样特定组成的聚醚多元醇，亲水性好，同植物栽培基质复合紧密，复合产品既有利于微生物活动，又适合植物种植。
[0008]作为优选，所述聚酯多元醇为磺酸盐改性聚酯多元醇，分子量1200-3500g/mol，羟值 25-80mgK0H/go
[0009]作为优选，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、六甲基二异氰酸酯中的一种或几种组合。
[0010]作为优选，所述催化剂为三乙烯二胺、三乙醇胺中的一种；所述泡沫稳定剂为硅油；所述发泡剂为去离子水。
[0011]作为优选，所述有效微生物培养基质的原料按质量百分比计由以下成分混合制成:活性炭35-49%，植物纤维35-49.5%，矿物粘粒5_10%，糖蜜5_10%，EM菌液0.5-1.0%。
[0012]作为优选，所述的活性炭为比表面积大于300 m2/g的植物源活性炭；所述植物纤维为木纤维、椰壳纤维、竹纤维、泥炭纤维中的一种或几种的组合，植物纤维的长度小于2毫米。
[0013]作为优选，所述的矿物粘粒为珍珠岩、蛭石、蒙脱石、硅藻土中的一种或几种的组入口 ο
[0014]有效微生物培养基质配方的特点:
1.强度较大，韧性较好，能在水体中作为植物生长的基质，不破碎；
2.ΕΜ菌能在这一配方中很好的保存和繁殖；
3.植物根系也能很好地在该基质中生长。
[0015]作为优选，有效微生物培养基质按下列步骤生产得到:
(1)将活性炭、植物纤维、矿物粘粒、糖蜜按比例搅拌混合均匀，组成发酵混合料；
(2)将ΕΜ菌液用去离子水稀释后，加入到发酵混合料中混匀，再用去离子水将混合物料的含水量调节到60-65%，然后将混合物料建堆发酵，发酵时间为:夏季和秋季为7-10天，春季和冬季为15-20天；最后得到含水率为25-40%有效微生物培养基质。
[0016]作为优选，制备方法如下:
Α、多元醇组份制备:将聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂，按配比混合，温度保持在20-35°C，在容器内充分混合均匀，制得多元醇组份；
Β、向有效微生物培养基质中加入步骤Α的多元醇组份中，搅拌10-15分钟，充分混合，再加入异氰酸酯，计时搅拌10-20秒，倒入模具中，在温度20-35°C条件下静止20-30分钟后脱模，再把脱模后产品放置在20-50°C通风、相对湿度小于40%的环境下熟化24-48小时后得到产品。
[0017]本发明的有益效果是:在制备过程中通过添加聚醚多元醇、聚酯多元醇、有效微生物(EM)培养基质及异氰酸酯联合发泡工艺，使其既具有较高浓度有效微生物含量的载体，又具有微孔和大孔的交联网状结构和强极吸水保水性能，它集微孔大表面、大孔通透性、亲水性及强吸附性于一体，具有良好的微生物亲和性、高负载量，同时，结构性能稳定，是一种高效的有效微生物(EM)固定化载体，该产品可用作苗木培育、植物水培的基质，也可放置在水中作为水污染微生物治理的载体。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0019]本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0020]本发明实施例中的聚酯多元醇为磺酸盐改性聚酯多元醇(市售)，分子量1200-3500g/mol，轻值25_80mgK0H/g。聚醚多元醇由一种端胺基聚醚多元醇(市售)与二轻基聚醚多元醇(市售)、三羟基聚醚多元醇(市售)中的一种或两种组合而成。端胺基聚醚多元醇占聚醚多元醇总重量的15-60%，该端胺基聚醚分子量在200-1000之间，胺值大于100mg KOH/g，其余聚醚多元醇为二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇中的一种或二种组合，二羟基聚醚多元醇、三羟基聚醚多元醇的分子量为1500-3500之间，羟值15-60mgK0H/g。
[0021]实施例1:
一种多用途聚氨酯有效微生物固化载体，由以下重量份计的原料组分混合制成:聚醚多元醇15份，聚酯多元醇5份，异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯)20份，催化剂(三乙烯二胺)0.31份，泡沫稳定剂(硅油)0.8份，发泡剂(去离子水)5份，有效微生物培养基质以干重计30份。
[0022]所述有效微生物培养基质的原料按质量百分比计由以下成分混合制成:活性炭(比表面积大于300 m2/g的植物源活性炭，颗粒大小过80目筛，市售)35%，植物纤维(市售，木纤维，植物纤维的长度小于2毫米)49.5%，矿物粘粒(珍珠岩，颗粒大小过200目筛)5%，糖蜜10%，EM菌液(市售)0.5%ο
[0023]实施例2:
一种多用途聚氨酯有效微生物固化载体，由以下重量份计的原料组分混合制成:聚醚多元醇30份，聚酯多元醇15份，异氰酸酯(二苯甲烷二异氰酸酯)35份，催化剂(三乙醇胺)0.40份，泡沫稳定剂(硅油)1.0份，发泡剂(去离子水)15份，有效微生物培养基质以干重计50份。
[0024]所述有效微生物培养基质的原料按质量百分比计由以下成分混合制成:活性炭(比表面积大于300 m2/g的植物源活性炭，颗粒大小过80目筛，市售)49%，植物纤维(木纤维与竹纤维按照1:1的质量配比混合而成，植物纤维的长度小于2毫米)35%，矿物粘粒(蒙脱石与硅藻土按照1:1的质量配比混合而成，颗粒大小过200目筛)10%，糖蜜5%，EM菌液(市售)1.0%。
[0025]实施例3:
一种多用途聚氨酯有效微生物固化载体，由以下重量份计的原料组分混合制成:聚醚多元醇20份，聚酯多元醇10份，异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯与六甲基二异氰酸酯按照1:1的质量配比混合而成)30份，催化剂(三乙醇胺)0.35份，泡沫稳定剂(硅油)0.9份，发泡剂(去离子水)10份，有效微生物培养基质以干重计40份。
[0026]所述有效微生物培养基质的原料按质量百分比计由以下成分混合制成:活性炭(比表面积大于300 m2/g的植物源活性炭，颗粒大小过80目筛，市售)44%，植物纤维(市售，泥炭纤维，植物纤维的长度小于2毫米)44%，矿物粘粒(蛭石，颗粒大小过200目筛)6%，糖蜜5.2%，EM菌液(市售)0.8%ο
[0027]本发明有效微生物培养基质按下列步骤生产得到:
(1)将活性炭、植物纤维、矿物粘粒、糖蜜按比例搅拌混合均匀，组成发酵混合料； (2)将EM菌液用去离子水按1:500倍稀释，加入到发酵混合料中混匀，再用去离子水将混合物料的含水量调节到60-65%，然后将混合物料建堆发酵，发酵时间为:夏季和秋季为7-10天，春季和冬季为15-20天；最后得到含水率为25-40%有效微生物培养基质。
[0028]本发明的多用途聚氨酯有效微生物固化载体制备方法如下:
A、多元醇组份制备:将聚醚多元醇、聚酯多元醇、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂，按配比混合，温