[发明专利]一种具有硬化外壳的基质块及制备装置、制备方法

权利要求书

1.一种具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述基质块的制备原料包括基质底料和热熔固化纤维，所述基质块包括均由基质底料和热熔固化纤维形成的基质块内核(1)和硬化外壳(2)；其中，所述硬化外壳(2)包住所述基质块内核(1)，所述硬化外壳(2)由所述基质底料和所述热熔固化纤维热熔固化形成；所述硬化外壳(2)的平均密度为所述基质块内核(1)平均密度的1.05-1.2倍；

所述基质块的制备步骤为：

S01：将基质底料和热熔固化纤维按照质量比混合均匀，形成原料混合物；

S02：将所述原料混合物放入制备装置中，启动高能加热部件(6)，迅速加热所述原料混合物，以使处于外围的所述原料混合物中的热熔固化纤维可控熔化；其中，所述制备装置的各面均设有高能加热部件(6)；所述高能加热部件(6)为微波发生装置(7)和微孔(8)，所述微孔(8)连通出水管道(9)；

对于非皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维整体熔化；

对于皮芯结构的热熔固化纤维，所述热熔固化纤维可控熔化为所述热熔固化纤维的皮层熔化；

S03：停止加热，使所述制备装置中的压块下移，压缩所述原料混合物；

S04：冷却、脱模后形成具有硬化外壳的基质块。

2.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述硬化外壳(2)各处的干样拉伸断裂强度≥1N/cm。

3.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述硬化外壳(2)的厚度为所述基质块整体厚度的5-20％。

4.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述硬化外壳(2)的水气孔隙比高于所述基质块内核(1)的水气孔隙比。

5.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述热熔固化纤维在所述制备原料中的质量占比为5-15％。

6.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述基质底料包括泥炭、珍珠岩、蛭石和作物秸秆粉碎物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述制备原料还包括保水材料，所述保水材料在所述基质块制备原料总质量中的占比≤1％。

8.根据权利要求7所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述保水材料为无机保水材料。

9.根据权利要求8所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述无机保水材料为膨润土、海泡石和沸石中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述基质块的顶部设有定植孔(3)。

11.根据权利要求10所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述定植孔(3)内壁表层无所述硬化外壳(2)，或所述定植孔(3)内壁表层的硬化外壳(2)的厚度小于其余部分硬化外壳(2)的厚度。

12.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：步骤S02中，所述高能加热部件的加热温度比所述热熔固化纤维的目标熔点温度高30-50℃；

对于非皮芯结构的热熔固化纤维，所述目标熔点为所述热熔固化纤维的熔点温度；

对于皮芯结构的热熔固化纤维，所述目标熔点为所述热熔固化纤维皮层的熔点温度。

13.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：步骤S02中，对所述原料混合物的加热时间少于2分钟。

14.根据权利要求1所述的具有硬化外壳的基质块，其特征在于：所述原料混合物的压缩率为1.2-1.6。