一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜及其制备方法与流程

本发明属于功能膜及其制备的技术领域，具体涉及一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜及其制备方法。

背景技术：

垃圾，这个被错放的资源获得了越来越多的关注。堆肥技术作为国内外目前趋于主流的垃圾处理技术，不仅弥补了目前垃圾处理方法的很多不足，与此同时，研究表明各类垃圾堆肥后的腐熟产品具有营养成分含量高、质地疏松、没有有害病菌等特点，非常适用于城市园林绿化及农业使用，具有非常好的发展前景。

膜覆盖技术(membranecovertechnology,简称mct)作为现代堆肥技术的技术核心，是相关研究领域的众多研究者较为关注的研究课题，如何有效阻隔堆肥过程中臭气的排放是该技术的研究热点，尤其氨气的排放控制是关键。国内外对于膜覆盖技术中氨气阻隔也进行了研究：出自一项德国的联邦基金会(dbu)和universityofstuttgart’sinsitute资助的研究表明，相对于传统条垛堆肥的开放式通风堆肥工艺，现代强制通风膜覆盖堆肥工艺臭气排放总量要相对减少89.9％。吕吉华认为膜覆盖技术对臭气能起到有效阻隔，不需要专门的除臭系统，可以节省大量的投资和运行成本。李广坤等特别对于功能性覆盖膜阻氨特效进行了针对性研究，结论认为，功能膜的存在能够使氨气逸散量减少约57％，与此同时能提高最终堆肥产品的含氮量，并起到一定的固氮作用。

膜覆盖技术虽然在堆肥过程中对臭气起到阻隔作用，但是现有研究表明，由于现有制膜工艺的限制，功能性覆盖膜微孔直径为0.2um-2.0um,对于阻隔分子直径只有0.365nm-0.38nm的氨气分子，阻隔效果还是极为有限的；此外，一部分没有溶于液态水而随水蒸气一同逸散出的氨气，也没有采取二次阻隔的措施。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜及其制备方法。

本发明所采用的技术方案为：一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜，所述功能膜包括基层、功能防护层和吸附层，所述基层和功能防护层之间设有第一粘接层，所述功能防护层和吸附层之间设有第二粘接层，所述基层、第一粘接层、功能防护层、第二粘接层和吸附层顺次连接。

作为优选地，所述基层包括聚酯纤维牛津布和/或无纺布。

聚酯纤维牛津布，又称涤纶牛津布。其是混合了涤纶和牛津布特性，拥有更广的使用范围。涤纶是合成纤维中的一个重要品种，是我国聚酯纤维的商品名称。它是以精对苯二甲酸(pta)或对苯二甲酸二甲酯(dmt)和乙二醇(eg)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)，经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶的用途很广，大量用于制造衣着和工业中制品。涤纶具有极优良的定形性能。涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等，在使用中经多次洗涤，仍能经久不变。涤纶的特性:1)、强度高,耐冲击强度比锦纶高4倍，比粘胶纤维高20倍。2)、弹性好。弹性接近羊毛，当伸长5％～6％时，几乎可以完全恢复。耐皱性超过其他纤维，即织物不折皱，尺寸稳定性好。弹性比锦纶高2～3倍。3)、耐热性好。4)、吸水性好。5)、耐磨性好。耐磨性仅次于耐磨性最好的锦纶，比其他天然纤维和合成纤维都好。6)、耐光性好。耐光性仅次于腈纶。7)、耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱，不怕霉，但热碱可使其分解。8)、染色性较差。

无纺布，又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。如多采用聚丙烯(pp材质)粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。

作为优选地，所述基层克重为200±10g/m²。

作为优选地，所述功能防护层包括高分子聚合薄膜层，所述高分子聚合薄膜层包括膨体聚四氟乙烯薄膜层。

作为优选地，所述膨体聚四氟乙烯薄膜层厚度为30-35μm；所述膨体聚四氟乙烯薄膜层孔径不大于0.1μm。

作为优选地，所述吸附层包括活性炭无纺布，所述吸附层克重为150±10g/m²。

作为优选地，所述第一粘接层包括聚氨酯热熔胶和/或聚乙烯醇环保胶。

作为优选地，所述第二粘接层包括聚氨酯热熔胶和聚乙烯醇环保胶中的任意一种。

膨体聚四氟乙烯薄膜，膨体聚四氟乙烯(expandedptfe)是一种新型的医用高分子材料，由聚四氟乙烯树脂经拉伸等特殊加工方法制成。白色，富有弹性和柔韧性，具有微细纤维连接而形成的网状结构，这些微细纤维形成无数细孔，使膨体ptfe可任意弯曲(过360°)，血液相容性好，耐生物老化。该纤维膜具有高强度、低收缩、抗磨损等特性，并且具有极强的抗紫外线性能，从而保证其在极端环境中具有良好的稳定性和完整性。这种纤维的用途非常广泛，可以编织、纺织、辫织或缝纫成多种织物，包括压缩包装、缝纫用线、建筑织物和牙线等等。具有良好的抗化学药品、抗磨损特性和极强的耐高温、低温能力，非常适用于工业液体的运输和密封。

聚氨酯热熔胶，又称热熔型胶粘剂，在室温下是固体，加热到一定温度就熔融成粘稠的液体，冷却至室温后又变成了固体，并有很强的粘接作用。具有粘合速度快、无毒、粘合工艺简单，又有较好的粘合强度与柔韧性等优点。聚氨酯热熔胶可分为两类：一类是热塑性聚氨酯弹性体热熔胶，另一类是反应型聚氨酯热熔胶。后者又分封闭型和湿固化热熔型。封闭型，由于封闭剂解离温度高达100℃以上，会引起胶层产生气泡等缘故，仅用于维护处理等。而湿固化热熔型聚氨酯胶系单组分、无溶剂型，符合环境保护法规，使用方便。热熔型聚氨酯胶粘剂，主要是利用组成中氢键的作用发生物理交联，从而使聚氨酯热熔胶具有优秀的弹性和强度。热熔型聚氨酯胶受热后会失去氢键作用，变成熔融粘稠液，冷却后又恢复原来物性。因此，聚氨酯热熔胶具有高粘合强度、耐溶剂、耐磨等特点，其使用可靠性高，化学和物理均匀性好，粘合工艺简便(降低生产成本)，浪费少(未用完的胶可保存以后再用)，不存在混合问题，可使胶粘剂达到最佳物理性能。之外还由于热熔胶不使用有机溶剂，生产场地不会受污染，从而受到用户欢迎，可广泛应用于各种材料的粘接，特别适用于织物的粘合。

聚乙烯醇环保胶，为一种新型无污染、快干水性胶黏剂的生产方法，应用于人造板生产可实现人造板无公害化冷压生产。

一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜的制备方法，所述制备方法采用热熔装置将基层、粘接层、功能功能防护层、粘接层和吸附层经上胶热压复合工艺复合成型，熟成、固化后包装，得到成品。

作为优选地，所述热压复合工艺温度为130-140摄氏度。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜，该功能膜是通过选用纱织密度高的聚酯纤维牛津布或无纺布作为面料层的第一道防线，用来保护第二层高分子薄膜，避免薄膜磨损；选用适当厚度，孔径较小的膨体聚四氟乙烯薄膜的等来提升防水透气性能；选用具有吸附未成型水凝液态水滴的气态氨气分子的活性炭无纺布作为吸附层经上胶热压复合工艺制备得到。该功能膜具有吸附少量随水蒸气及其他气体一同逸出的氨气，从而进一步提高功能性覆盖膜的阻氨性能。该功能膜制备膜工艺对未溶解于液态水的氨气分子进行二次阻隔，进一步减少了氨气逸散率。该功能膜适用于陈腐垃圾处理和土壤修复领域中防止氨气逸散的。

附图说明

图1是本发明提供的实施例1的结构示意图；

图2是本发明提供的实施例2的结构示意图；

图3是本发明提供的实施例3的结构示意图；

图4是本发明提供的实施例4的结构示意图。

图中：1-聚酯纤维牛津布；2-聚氨酯热熔胶；3-膨体聚四氟乙烯薄膜；4-活性炭无纺布；5-无纺布；6-聚乙烯醇环保胶。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步阐释。本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件进行。所用试剂均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1，如图1所示：

一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜的制备方法，采用热熔装置将聚酯纤维牛津布1、聚氨酯热熔胶2、膨体聚四氟乙烯薄膜3、聚乙烯醇环保胶6和活性炭无纺布4经上胶热压复合工艺在130摄氏度下复合成型，熟成、固化后包装，得到成品。

上述该具体实施例1中聚氨酯热熔胶2和聚乙烯醇环保胶10采用的是整体布面涂覆的方式。

实施例2，如图2所示：

一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜的制备方法，采用热熔装置将聚酯纤维牛津布1、聚氨酯热熔胶2、膨体聚四氟乙烯薄膜3、聚氨酯热熔胶2和活性炭无纺布4经上胶热压复合工艺在140摄氏度下复合成型，熟成、固化后包装，得到成品。

上述该具体实施例2中聚氨酯热熔胶2采用的是等间隔点涂的方式。

实施例3，如图3所示：

一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜的制备方法，采用热熔装置将无纺布5、聚氨酯热熔胶2、膨体聚四氟乙烯薄膜3、聚乙烯醇环保胶6和活性炭无纺布4经上胶热压复合工艺在130摄氏度下复合成型，熟成、固化后包装，得到成品。

上述该具体实施例3中聚氨酯热熔胶2和聚乙烯醇环保胶10采用的是间隔点涂的方式。

实施例4，如图4所示：

一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜的制备方法，采用热熔装置将聚酯纤维牛津布1、聚氨酯热熔胶2、膨体聚四氟乙烯薄膜3、聚氨酯热熔胶2和活性炭无纺布4经上胶热压复合工艺在140摄氏度下复合成型，熟成、固化后包装，得到成品。

上述该具体实施例4中聚氨酯热熔胶2采用的是整体布面涂覆的方式。

聚酯纤维牛津布，选取克重为200±10g/㎡的经密和纬密都很高的材料。

膨体聚四氟乙烯薄膜，生产厂商：湖州森诺氟材料科技有限公司，型号：flfzm001,货号：fl015，宽度：1650mm。

无纺布，生产厂商：上海斯特欣净化设备有限公司，厚度：0.2-0.4mm，编织方式：平纹。

聚氨酯热熔胶，生产厂商：惠州市三岛新材料有限公司，有效物质≥95％，颜色：透明，淡黄色。

聚乙烯醇环保胶，生产厂商：河南石泉化工产品有限公司，黏度：3-70；干燥失重≤5.0。

热熔胶装置，深圳市欧力克斯科技有限公司，功率，350w，吐出频率：1-200(次/分)，型号：ol-331r，空气源：空压机，最小吐出量：0.02ml，吐出时间调节：0.1-9999s。

实验例

选取两堆整体成分相近的陈腐垃圾堆(任何垃圾堆都不无法保持完全成分一致，整体堆积原料为可知的)。一个作为实验组，一个作为对照组。

实验组上覆盖上述实施例1的功能膜，对照组覆盖聚乙烯膜(郓城一鸣塑业有限公司，货号：cs4*6，厚度：0.06mm)。

实验环境：实验组和对照组所处的环境的温度、湿度均一致。观察堆肥时长为12小时和48小时时，检测堆肥覆盖膜表面的氨气逸散量。

氨气逸散量的检测使用山盾科技有限公司的便携式氨气检测仪，产品型号：usafe2000-nh3进行检测，检测结果数据会体现在显示屏上。

检测时对于初始氨气浓度设定为5.3ppm为大气环境中氨气的含量标准。

逸散率＝(实时检测数据-初始数据)/初始数据×100％。

实验结果：

上述实验数据显示，上述本发明实施例制备得到的功能膜在氨气逸散时明显防止逸散能力强于对照组。

本发明提供了一种阻截堆肥过程中氨气逸散的功能膜，该功能膜是通过选用织密度高的聚酯纤维牛津布或无纺布作为面料层的第一道防线，用来保护第二层高分子薄膜，避免薄膜磨损；选用适当厚度，孔径较小的膨体聚四氟乙烯薄膜来提升防水透气性能；选用具有吸附未成型水凝液态水滴的气态氨气分子的活性炭无纺布作为吸附层经上胶热压复合工艺制备得到。该功能膜具有吸附少量随水蒸气及其他气体一同逸出的氨气，从而进一步提高功能性覆盖膜的阻氨性能。该功能膜制备膜工艺对未溶解于液态水的氨气分子进行二次阻隔，进一步减少了氨气逸散率。该功能膜适用于陈腐垃圾处理和土壤修复领域中防止氨气逸散的。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本领域的普通技术人员应当理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，与此同时这些修改或者替换，并不会使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。