一种用于生活垃圾的缓释型固体除臭剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及生活垃圾除臭领域，尤其是涉及一种用于生活垃圾的缓释型固体除臭剂及其制备方法，可应用于生活垃圾尤其是厨余垃圾的收集、转运、处理处置过程中恶臭气体的去除。


背景技术：

2.随着全球工业化和城市化脚步的加快，生活垃圾组分日趋复杂，垃圾中转站、垃圾堆肥场、非正规堆放点随着垃圾堆放规模的增加和时间的延长，渗滤液和恶臭浓度不断积累，影响周边环境，这些恶臭物质会引起人食欲不振、头昏脑胀等一系列不适症状。
3.目前垃圾中转站等垃圾堆放点多采用在垃圾堆上喷洒植物液的原位处理方式进行恶臭气体的覆盖和降解，但是喷洒时间过长将会导致垃圾湿度增大，加速垃圾腐败过程，增加垃圾渗滤液的产量。
4.市面上的固体除臭剂多采用明胶、琼脂等作为载体，添加植物提取物作为除臭物质，该类除臭剂的机械强度小，不能直接投放至垃圾堆上，且持续效果短，易消耗。
5.而较大型的垃圾收集站、转运站等采用负压收集至活性炭吸附、高能离子除臭等除臭设备中进行臭气降解的异位处理方式，该方式处理效果好，但是建设成本相对较高，不适用于村镇级别的小型垃圾收集点。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是解决现有喷洒植物液除臭剂造成环境湿度大的问题以及针对现有固体除臭剂机械强度低、不能持久等不足，提供一种用于生活垃圾的缓释型固体除臭剂及其制备方法。
7.为解决上述问题，本发明采用的方案如下：一种用于生活垃圾的缓释型固体除臭剂，其特征在于，所述的缓释型固体除臭剂由三层核壳结构组成，内核为除臭剂内核，中间层为吸水膨胀层，外壳为微孔弹性层；在垃圾湿度增加时，中间层的吸水膨胀层体积增大，外壳的微孔弹性层微孔孔径变大，内核的除臭剂内核释放出除臭物质，在环境湿度下降后，微孔通道关闭，延长除臭剂的使用时间。
8.进一步，根据上述设计方案所述缓释型固体除臭剂，其特征在于，所述除臭剂内核所用材料的原料配方为：以重量分计，c12
‑
15醇苯甲酸酯20~30份、聚醚胺（pea）5~15份、二亚乙基三胺（deta）固化剂5~10份、植物提取液10~20份、香草醛抗菌剂1~2份。
9.进一步，根据上述设计方案所述缓释型固体除臭剂，其特征在于，所述吸水膨胀层所用材料的原料配方为：以重量分计，氧化铝5~6份、丙烯酸甲酯
‑
醋酸乙烯酯共聚物[p(ma
‑
co
‑
vac)]4~5份、羧甲基纤维素钠（cmc）1~2份、粗孔硅胶1~2份。
[0010]
进一步，根据上述设计方案所述缓释型固体除臭剂，其特征在于，所述微孔弹性层由多元醇组分和预聚物组份通过预聚反应制备得到，以重量分计，其原料配方为如下：多元醇组份原料配方：聚氧化丙烯二醇（ppg）40~80份、聚四氢呋喃醚二醇（ptmeg）
20~50份、聚合物聚醚多元醇（pop）20~50份、乙二醇扩链剂5~30份、纳米碳化硅1~4份、发泡剂1~4份、dabco t发泡型催化剂1~4份、均泡剂硅油1~2份；预聚物组份原料配方：聚氧化丙烯二醇（ppg）20~60份、4,4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯（4,4
‑
mdi）40~80份。
[0011]
进一步，根据上述任一设计方案所述的缓释型固体除臭剂的制备方法，其特征在于，所述植物提取液包括桂花净油、大花茉莉净油、咖啡奎尼酸、表儿茶素ec、茶多酚、丝兰属植物提取物中的一种或多种。
[0012]
进一步，根据上述任一设计方案所述的缓释型固体除臭剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，除臭剂内核的制备：按原料配方，在室温条件下，先将c12
‑
15醇苯甲酸酯及pea加入搅拌机，搅拌1
‑
2h混匀，再加入植物提取液、香草醛抗菌剂，继续搅拌1
‑
2h混匀，最后加入deta固化剂搅拌0.5~1h混匀后倒入模具中，经1
‑
2h的室温条件下自然干化脱模，得到除臭剂内核；步骤2，吸水膨胀层所用材料的制备：按原料配方，在室温条件下，先将p(ma
‑
co
‑
vac)、氧化铝加入搅拌机，搅拌1
‑
2h混匀，再加入cmc、粗孔硅胶搅拌2~3h，搅拌均匀后加入水，升温至80℃让其完全反应，冷却至40℃，得到所述的吸水膨胀层所用材料；步骤3，吸水膨胀层包覆造粒：在搅拌状态下，将步骤1制备的除臭剂内核加入步骤2制备的吸水膨胀层所用材料中，搅拌2h后干燥造粒，得到由吸水膨胀层包覆除臭剂内核的中间产品；步骤4，微孔弹性层所用材料的制备：按多元醇组份原料配方，将ppg和纳米碳化硅加入到反应釜中，在100~200℃下加热搅拌2~6小时得到分散均匀的溶液，待温度降低至80℃以下，加入多元醇组份原料配方中的其他原料，继续搅拌均匀，得到多元醇组份；按预聚物组份原料配方，将原料加入到反应釜中，在50~100℃下加热搅拌2~6小时使其充分反应，得到预聚物组份；分别控制多元醇组份和预聚物组份的温度为40~50℃，将两种组分注入至浇注机的混合腔中，4000~10000转/分的转速混合均匀，得到微孔弹性层所用材料；步骤5，微孔弹性层浇注：将步骤3制备的吸水膨胀层包覆除臭剂内核的中间产品放置于30℃的模具中，将步骤4中制备的微孔弹性层所用材料浇注至模具中，成型后脱模，得到缓释型固体除臭剂。
[0013]
缓释型固体除臭剂投放至垃圾堆放点，在垃圾湿度增加时，中间层吸水膨胀体积增大，形成空隙，同时外壳微孔弹性层受到中间层的扩张，微孔孔径变大，除臭剂内核可释放出除臭物质对垃圾臭气进行降解。所述缓释型固体除臭剂在环境湿度下降后，中间层脱水体积减小，外壳微孔弹性层恢复至初始大小，除臭剂内核难以释放出除臭物质，延长除臭剂的使用时间。
[0014]
本发明的技术效果如下：（1）通过本发明制备出的除臭剂具有独特的三层核壳结构。
[0015]
（2）通过本发明制备出的除臭剂机械强度高，持续效果长，使用寿命长。
[0016]
（3）通过本发明制备出的除臭剂有效地解决了现有喷洒植物液除臭剂造成环境湿度大的问题。
[0017]
（4）通过本发明制备出的除臭剂，可广泛应用于垃圾中转站、垃圾填埋场、垃圾焚烧厂、餐厨垃圾、垃圾渗滤液、动物无害化处理等。
pea加入搅拌机，搅拌1
‑
2h混匀，再加入10 kg植物提取液、1 kg香草醛抗菌剂，继续搅拌1
‑
2h混匀，最后加入3 kg deta固化剂搅拌0.5~1h混匀后倒入模具中，经1
‑
2h的室温条件下自然干化脱模，得到一批总重量约30 kg的除臭剂内核。
[0029]
步骤2，吸水膨胀层所用材料的制备：在室温条件下，先将33 kg p(ma
‑
co
‑
vac)、28 kg氧化铝加入搅拌机，搅拌1
‑
2h混匀，再加入10 kg cmc、6 kg粗孔硅胶搅拌2~3h，搅拌均匀后加入水，升温至80℃让其完全反应，冷却至40℃，得到总重量约77 kg的吸水膨胀层所用材料。
[0030]
步骤3，同实施例1的步骤3。
[0031]
步骤4，微孔弹性层所用材料的制备：将20 kg ppg（数均分子量为8000）和1 kg纳米碳化硅加入到反应釜中，在100~200℃下加热搅拌2~6小时得到分散均匀的溶液，待温度降低至80℃以下，加入5 kg ptmeg（数均分子量为5000）、5 kg pop（数均分子量为6000）、5.5 kg乙二醇扩链剂、1 kg发泡剂、1 kg dabco t发泡型催化剂、0.5 kg均泡剂硅油，继续搅拌均匀，得到多元醇组份约39 kg；将10 kg ppg（数均分子量为6000）和15 kg 4,4
‑
mdi加入到另一反应釜中，在50~100℃下加热搅拌2~6小时使其充分反应，得到预聚物组份约25 kg；分别控制多元醇组份和预聚物组份的温度为40~50℃，将两种组分注入至浇注机的混合腔中，4000~10000转/分的转速混合均匀，得到总重量约64 kg的微孔弹性层所用材料。
[0032]
步骤5，同实施例1的步骤5。
[0033]
试验例1：如图2所示，在两套除臭效果试验装置中的除臭剂填充床5加入实施例1和实施例2制备的缓释型固体除臭剂，打开进气阀1通入一定量相同臭气浓度的臭气（硫化氢和氨气的混合气体）后关闭进气阀1，启动气体循环泵2，让臭气在除臭效果试验装置中进行循环，每1 h打开采样口阀门3检测臭气浓度，计算缓释型固体除臭剂对臭气的去除率。实施例1和实施例2的测定结果见表1。
[0034]
表1：试验例2：如图2所示，在两套除臭效果试验装置中的除臭剂填充床5加入实施例1和实施例2制备的缓释型固体除臭剂，打开进气阀1通入一定量相同臭气浓度的臭气（硫化氢和氨气的混合气体）后关闭进气阀1，启动气体循环泵2，让臭气在除臭效果试验装置中进行循环，打开液体循环泵6，将蒸馏水通过喷头4喷洒到除臭剂填充床5上，使本发明制备的固体除臭剂吸水膨胀释放出除臭物质，每1 h打开采样口阀门3检测臭气浓度，计算缓释型固体除臭剂
对臭气的去除率。实施例1和实施例2的测定结果见表2。
[0035]
表2：由试验例1~2的臭气去除效果可知，在干燥的环境中，臭气去除率极低，臭气的去除主要是本发明制备的缓释型固体除臭剂表面的吸附作用，除臭剂内核的除臭物质未释放或者少量释放，有利于除臭剂的长期保存；本发明制备的缓释型固体除臭剂在吸水后，中间层的吸水膨胀层体积增大，外壳的微孔弹性层微孔孔径变大，内核的除臭剂内核释放出除臭物质，参与臭气的降解，实施例1和2在处理4 h时，臭气的去除率分别达到85.4%、76.5%。
[0036]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。