[发明专利]具有高蓄水能力且可持续供水的轻质泡沫复合材料

说明书

本发明涉及适宜植物生长的建筑或墙体材料，具体是一种具有高蓄水能力且可持续供水的轻质泡沫复合材料。其成分包含聚合物、水凝胶颗粒、纤维素和硬质纤维中的两种或两种以上，材料由各组成成分混合发泡制成；材料发泡形成的孔隙及吸水后溶胀的水凝胶或纤维素形成输水通道；吸水后，材料的整体体积膨胀率小于5%。本发明蓄水能力强、强度高、吸水后外形膨胀小、水分流通性好、适于植物生长。

技术领域

本发明涉及适宜植物生长的建筑或墙体材料，具体是一种具有高蓄水能力且可持续供水的轻质泡沫复合材料。

背景技术

目前，为提高城市的绿化覆盖率来缓解日趋严重的热岛效应、噪音污染等众多环境恶化因素，设置垂直绿化墙体及绿化屋顶以提高空间绿化率是目前开始流行的方法。墙体绿化技术在实际的工程应用中，需要考虑多方面的因素。首要的是安全性，这在很大程度上取决于墙体绿化装置的强度和重量，过低的强度和过高的重量，都存在严重的安全隐患；其次是装置储存植物生长所需营养物质的能力，例如墙体土壤种植现已有应用，但其突出缺陷是土壤随时间的延长容易流失，另外现有的墙体无土栽培技术又涉及到营养液的储存和供给既要满足植物生长需求，同时又不外溢的要求；再者，还要考虑到墙体的稳固性、防潮性、隔音性、保温性及防火性等因素。

现有的墙体绿化技术无法全面地满足上述工程应用需求。现有技术中的绿化墙面，通常结构都比较复杂，重量相对较大，例如包括安装架、绿化模块、滴灌系统及排水系统等；远不能满足墙体绿化工程的实用性和安全性，尤其涉及较高的办公楼层及居民居住楼层等，因人流密集，使得楼层的安全性也显得格外重要。 因此，针对性地改善现有墙体绿化技术，实现安全应用和营养液的高储存能力是最为重要的技术需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种蓄水能力强、强度高、吸水后外形膨胀小、水分流通性好、适于植物生长的具有高蓄水能力且可持续供水的轻质泡沫复合材料。

本发明的具有高蓄水能力且可持续供水的轻质泡沫复合材料，其成分包含聚合物、水凝胶颗粒、纤维素和硬质纤维中的两种或两种以上，材料由各组成成分混合发泡制成；材料发泡形成的孔隙及吸水后溶胀的水凝胶或纤维素形成输水通道；吸水后，材料的整体体积膨胀率小于5%；当材料包含聚合物、水凝胶颗粒和纤维素三种成分时，聚合物的质量百分含量为5% - 90%，水凝胶颗粒的质量百分含量5% - 30%，纤维素的质量百分含量为5%- 90%；当材料包含聚合物和水凝胶颗粒两种成分时，聚合物的质量百分含量为70% - 90%，水凝胶颗粒的质量百分含量为10% - 30%；当材料包含聚合物和纤维素两种成分时，聚合物的质量百分含量为10% - 70%，纤维素的质量百分含量为30% - 90%；当材料包含纤维素和水凝胶颗粒两种成分时，纤维素的质量百分含量为70% - 95%、水凝胶颗粒的质量百分含量为5% - 30%；当材料包含纤维素和硬质纤维两种成分时，纤维素的质量百分含量为90% -99.5%、硬质纤维的质量百分含量为0.5% - 10%。

优选的，材料以聚合物为主体，混合干水凝胶颗粒和纤维素后，经发泡而成；发泡处理后材料为闭孔泡沫，干水凝胶颗粒和纤维素弥散的分布在发泡聚合物中；干水凝胶颗粒吸水后体积膨胀率为100% - 1000%，从而打通闭合孔间的内壁，既形成有效的水流通道，并增强和稳定轻质泡沫复合材料的蓄水能力和缓慢释放水的功能，又有益于植物根系的生长；所述纤维素增强水在泡沫复合材料中的流通能力，促进高吸水膨胀率的干水凝胶吸水膨胀。

优选的，材料以纤维素材料为主体，添加干水凝胶颗粒和聚合物中的一种或两种经发泡而成；所述纤维素在干燥的复合材料中的质量百分含量为30% - 80%；所述材料中还含有硬质纤维成分，所述硬质纤维在干燥的复合材料中的添加量为材料总质量的0.5% -5%；所述干水凝胶颗粒、聚合物及硬质纤维分布在发泡的纤维素材料中。聚合物和硬质纤维在发泡复合材料中起到约束其吸水后体积膨胀的作用；干水凝胶颗粒吸水后膨胀，增强水在泡沫复合材料中的流通性，并可稳定其蓄水和缓慢释放水的功能。