本公開涉及礦物棉生長介質，并且更具體地涉及用于農(nóng)作物或植物應用的不含甲醛的礦物棉生長介質。
背景技術：
1、用于在不存在土壤的情況下支撐植物生長的基質，諸如呈塞、塊和厚板的形式的那些基質是本領域已知的。例如，美國專利6,389,748號(其全部公開內(nèi)容以引用方式并入本文)公開了一種立方體，其具有彼此平行取向的礦物棉纖維的層合結構。礦物棉纖維通過固化的粘結劑保持在一起以形成立方體。一種此類常規(guī)立方體是z字形纖維層的層合結構，具有在立方體的上表面中形成的植物開口和在立方體的下表面中形成的多個凹槽。植物開口的形狀和尺寸被設計成接收含有已經(jīng)開始生長過程的種子的塞。該立方體的尺寸被設計成允許植物繼續(xù)無土生長。
2、水和營養(yǎng)物質通常通過將供給水源施加(例如，滴加)到立方體的上表面上而遞送到立方體。這種含有營養(yǎng)物質的供給水以使得它可以被植物的根系吸收這樣的方式傳播通過立方體。過量的供給水最終到達立方體的下表面，其中凹槽有利于其將水排出。
3、礦物纖維產(chǎn)品通常包括人造玻璃質纖維(mmvf)，諸如，例如玻璃纖維、陶瓷纖維、玄武巖纖維、礦渣棉、礦物棉和巖棉，它們通過聚合物粘結劑組合物粘合在一起。用于礦物纖維隔熱產(chǎn)品的傳統(tǒng)粘結劑組合物基于苯酚-甲醛(pf)樹脂以及用尿素拓展的pf樹脂(puf樹脂)。然而，雖然此類粘結劑組合物為生長介質提供了合適的特性，但是含有甲醛的粘結劑組合物可能具有各種缺點，包括甲醛的浸出液被植物吸收的風險、使由此形成的產(chǎn)品不能被標記為“有機”以及環(huán)境因素的考慮。
4、作為基于甲醛的粘結劑的替代物，已經(jīng)開發(fā)了某些不含甲醛的制劑來用作園藝產(chǎn)品中的粘結劑。然而，當與礦物棉一起使用時，現(xiàn)有的不含甲醛的粘結劑往往缺乏pf粘結劑的強度，并且由其形成的產(chǎn)品展示出不足的性能，特別是在耐刺穿性、壓縮性和粘結強度方面。
5、因此，需要保持足夠性能特性的使用不含甲醛的粘結劑組合物形成的礦物棉生長介質。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明構思的各種示例性方面涉及礦物棉植物基質，該礦物棉植物基質包含通過粘結劑粘合的礦物棉纖維，該粘結劑由水性粘結劑組合物形成，該水性粘結劑組合物包含：包含至少兩個羧酸基團的交聯(lián)劑；具有至少兩個羥基基團的多元醇組分；氮基保護劑；和0.05重量％至0.7重量％的非離子表面活性劑；
2、在某些實施方案中，非離子表面活性劑包括乙氧基化丙氧基化聚芳基苯酚醚。在某些實施方案中，氮基保護劑包括胺基保護劑或銨基保護劑中的至少一者。在某些實施方案中，礦物棉植物基質基本上不含甲醛。在某些實施方案中，礦物棉植物基質具有在30kg/m3至150kg/m3范圍內(nèi)的密度。
3、在某些實施方案中，礦物棉植物基質具有1.0％至5.0％的燒失量。在某些實施方案中，礦物棉植物基質表現(xiàn)出約150lb/ft2至約250lb/ft2的粘結強度。在某些實施方案中，對于6pcf產(chǎn)品，礦物棉植物基質表現(xiàn)出小于30秒的沉降時間。在某些實施方案中，礦物棉植物基質表現(xiàn)出大于50％的吸水率。
4、在某些實施方案中，礦物棉植物基質表現(xiàn)出至少100lb/ft2的壓縮強度。在某些實施方案中，礦物棉植物基質表現(xiàn)出至少2.5lb/ft2的耐刺穿性。
5、在某些實施方案中，提供了一種制造基于纖維的植物基質的方法。該方法可包括在基質上收集多根無機纖維；將水性粘結劑組合物施加到該無機纖維的集合體上，從而形成粘結劑涂覆的無機纖維；以及在低于510℉的溫度下固化該水性粘結劑組合物，從而形成基于纖維的植物基質，其中所述水性粘結劑組合物不含甲醛。在某些實施方案中，該水性粘結劑組合物包含：包含至少兩個羧酸基團的交聯(lián)劑；具有至少兩個羥基基團的多元醇組分；氮基保護劑，其中所述氮基保護劑包括胺基保護劑或銨基保護劑中的至少一者；以及基于該水性粘結劑組合物的總重量計，0.05重量％至0.7重量％的非離子表面活性劑；
6、在某些實施方案中，多元醇組分包括糖醇、鏈烷醇胺、季戊四醇或它們的混合物。在某些實施方案中，氮基保護劑包括氫氧化銨。在某些實施方案中，水性粘結劑組合物具有4.2至6.5的未固化ph。在某些實施方案中，非離子表面活性劑包括乙氧基化丙氧基化聚芳基苯酚醚。在某些實施方案中，水性粘結劑組合物在約450℉至480℉的溫度下固化。
7、在某些實施方案中，提供了包含由粘結劑粘合的礦物棉纖維的礦物棉植物基質。該粘結劑由水性粘結劑組合物形成，該水性粘結劑組合物包含基于該水性粘結劑組合物中固體的總重量計，至少50重量％的聚丙烯酸、聚丙烯酸的鹽、聚丙烯酸的酸酐或基于聚丙烯酸的樹脂；基于該水性粘結劑組合物中固體的總重量計，約5重量％至約50重量％的糖醇；氫氧化銨；以及約0.05重量％至約0.7重量％的乙氧基化丙氧基化聚芳基苯酚醚。
8、在某些實施方案中，該礦物棉植物基質呈塞、塊、或厚板的形式。在某些實施方案中，對于6pcf產(chǎn)品，該礦物棉植物基質表現(xiàn)出小于25秒的沉降時間、大于90％的吸水率、至少400lb/ft2的壓縮強度和至少7lb/ft2的耐刺穿性。
9、根據(jù)以下對示例性實施方案的詳細描述以及與此一起提交的附圖，總體發(fā)明構思的許多其他方面、優(yōu)點和/或特征將變得更加顯而易見。
1.一種礦物棉植物基質，所述礦物棉植物基質包含由粘結劑粘合的礦物棉纖維，所述粘結劑由水性粘結劑組合物形成，所述水性粘結劑組合物包含：
2.根據(jù)權利要求1所述的礦物棉植物基質，其中所述非離子表面活性劑包括乙氧基化丙氧基化聚芳基苯酚醚。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的礦物棉植物基質，其中所述氮基保護劑包括胺基保護劑或銨基保護劑中的至少一者。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質基本上不含甲醛。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質具有在30kg/m3至150kg/m3范圍內(nèi)的密度。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質具有1.0％至5.0％的燒失量。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質表現(xiàn)出約150lb/ft2至約250lb/ft2的粘結強度。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的礦物棉植物基質，其中對于6pcf產(chǎn)品，所述礦物棉植物基質表現(xiàn)出小于30秒的沉降時間。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質表現(xiàn)出大于50％的吸水率。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質表現(xiàn)出至少100lb/ft2的壓縮強度。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質表現(xiàn)出至少2.5lb/ft2的耐刺穿性。
12.一種制造基于纖維的植物基質的方法，所述方法包括：
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述多元醇組分包括糖醇、鏈烷醇胺、季戊四醇或它們的混合物。
14.根據(jù)權利要求12或權利要求13所述的方法，其中所述氮基保護劑包括氫氧化銨。
15.根據(jù)權利要求12至14中任一項所述的方法，其中所述水性粘結劑組合物具有4.2至6.5的未固化ph。
16.根據(jù)權利要求12至15中任一項所述的方法，其中所述非離子表面活性劑包括乙氧基化丙氧基化聚芳基苯酚醚。
17.根據(jù)權利要求12至16中任一項所述的方法，其中所述水性粘結劑組合物在約450℉至480℉的溫度下固化。
18.一種礦物棉植物基質，所述礦物棉植物基質包含由粘結劑粘合的礦物棉纖維，所述粘結劑由水性粘結劑組合物形成，所述水性粘結劑組合物包含：
19.根據(jù)權利要求18所述的礦物棉植物基質，其中所述礦物棉植物基質呈塞、塊、或厚板的形式。
20.根據(jù)權利要求18或權利要求19所述的礦物棉植物基質，其中對于6pcf產(chǎn)品，所述礦物棉植物基質表現(xiàn)出小于25秒的沉降時間、大于90％的吸水率、至少400lb/ft2的壓縮強度和至少7lb/ft2的耐刺穿性。