CN112921435A - 一种农用转光遮阳网及其制备方法 - Google Patents

一种农用转光遮阳网及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农用转光遮阳网及其制备方法，涉及农业技术领域，按照重量份数计，包括以下原料：60‑75份高密度聚乙烯、10‑15份光转换剂、5‑10份发泡剂、5‑10份抗紫外剂、0‑5份交联剂，本发明属于遮阳网领域，具体涉及一种农用转光遮阳网的制备方法，光转换剂以荧光着色剂为主要成分。本发明通过加入光转换剂，使得透过本发明的遮阳网的光谱适合农作物的生长，且转换剂与体系相容性良好，遮阳网具有优异的抗老化、抗拉伸的力学性能。

Description

一种农用转光遮阳网及其制备方法
技术领域
本发明涉及农业技术领域，特别是涉及一种农用转光遮阳网及其制备方法。
背景技术
阳光是植物生长的必要条件，但并非阳光中所有波段的光线都对植物生长有益。光对植物的作用与光的质量即光谱组成有十分密切的关系。每一种植物都有其特定的最佳生长作用光谱，植物在最佳生长作用光谱条件下能快速生长、增产和提高品质。然而，照射到地面的日光光谱并非作物生长的最佳作用光谱。太阳光谱中，紫外光会灼伤植物，可见光波段绿光和黄光则不被植物所利用，红外波段则会产生大量的热辐射。
植物中的叶绿素a和叶绿素b对光谱的两个重要的吸收峰在红区(600nm-700nm)和蓝区(400nm-480nm)，而对绿光和紫外光吸收少，根据这一特点，满足吸收紫外光发射蓝光，吸收绿光发射红光的荧光着色剂则可以将光的利用效率最大化，可用来制作转光遮阳网。
当阳光透过遮阳网时，阳光中的紫外线(会损伤植物组织)和绿光(会被植物反射而损失)被膜中的转光材料吸收转换，释放出对植物生长有利的蓝光和红光，使蓝色和红色光谱成分增加，提高了光能利用率。遮阳网的使用将有以下优点：作物生长快、结果多、抗逆性强、早熟、增产和品质好。与普通膜相比，转光膜能明显的提高农作物的光合作用强度、提高棚温、使果实具有更高的糖和糖/酸比以及减少水果收获后的重量损失、较少生产周期、提高作物产量、增加果实中维生素C等。与棚膜相比，遮阳网可以更精准的控制光谱的透过且添加粒子进行漫散射，使光分散均匀。
目前，我国具有广阔的农膜市场，但多功能遮阳网还未能大量普及。专利CN109796661A中将某些稀土配合物分散到聚合物中，虽可进行光转换，但转光效率低，使用寿命短；专利CN105332091B中，将金红石型钛白粉加入LDPE中，制作出散光降温热辐射防护网，但不可进行光转换。
虽然现有技术中已经具有转光性的高分子薄膜材料或转光网，但是不具备其它功能，如足够的耐光老化性和防雾滴性。
发明内容
本发明的目的是提供一种农用转光遮阳网及其制备方法，所述农用转光遮阳网可调节太阳能光能波长并将其转换成植物所需光波，可增产、改善植物品质、提前成熟上市，同时具有防虫、防鸟及遮阳功能，且耐光老化性能优异。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种农用转光遮阳网，按照重量份数计，包括以下原料：60-75份高密度聚乙烯、10-15份光转换剂、5-10份发泡剂、5-10份抗紫外剂、0-5份交联剂，其中，交联剂份数不为0。
优选地，所述光转换剂以荧光着色剂为主要成分。光转换剂将更好的提高太阳光的利用率，主要将紫外光转换为蓝紫光和红橙光；将不被叶绿素吸收的黄绿光转化为红橙光，转换后可调节农作物的生长周期，改变透过的太阳光的光质，促进植物对N、P、K、Zn等营养元素的吸收，促进叶片中光合作用的产物。
优选地，所述荧光着色剂包括尼罗红或羟甲香豆素中的至少一种。
优选地，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸二异丙酯中的至少一种。
优选地，所述抗紫外剂包括三嗪系、二苯甲酮类、苯并***或氰基丙烯酸酯中的至少一种。抗紫外剂可减少紫外光对植物的伤害，可控地调节植物的光合作用。
优选地，三嗪系可以是2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚或2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪的至少一种。
优选地，二苯甲酮类可以是2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-正辛氧二苯甲酮的至少一种。
优选地，苯并***类可以是2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5氯苯骈***、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***、2-(2-羟基-3,5-二特戊基苯基)苯并***或2-(2’-羟基-4’-苯甲酸基苯基)-5氯-2H-苯并***的至少一种。
优选地，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰或二叔丁基过氧化物中的至少一种。
本发明提供一种所述的农用转光遮阳网的制备方法，包括以下步骤：
(1)将荧光着色剂、聚乳酸按照重量比为1:5进行熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为5nm-300nm的光转换剂，熔融温度为175-200℃；
(2)将高密度聚乙烯、发泡剂、抗紫外剂、交联剂和步骤(1)所得的光转换剂混合，在180-200℃下发泡，静置5-10分钟，得到混合物；
(3)将步骤(2)所得混合物放入双螺杆挤出机，加热，挤出得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的挤出温度为180℃-200℃；
(4)将步骤(3)得到的遮阳网母粒进行拉丝，将得到的丝进行经纬线交叉编织，得到所述农用转光遮阳网，优选将遮阳网母粒加热至160-200℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成圆丝和扁丝，圆丝的直径为0.1-2毫米，扁丝的宽度为1.0-1.2毫米，厚度均为0.05-1毫米，按照一定间隔铺设，并将铺好的丝线送至经编机。在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网。
本发明公开了以下技术效果：
本发明所述农用转光遮阳网将紫外光转为蓝光，可促进植物对N、P、K等营养元素的吸收，抑制农作物茎的生产，促进叶子的生长；将绿光转为红光，有利于农作物的茎和果实的生长，有利于碳水化合物的形成。
透过本发明农用转光遮阳网的光谱适合农作物的生长，且转换剂与体系相容性良好，遮阳网具有优异的抗老化、抗拉伸的力学性能。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
(1)将荧光着色剂尼罗红与聚乳酸按照重量比为1:5进行熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为5nm的光转换剂；
(2)将60份高密度聚乙烯、15份光转换剂、10份偶氮二甲酰胺、10份苯并***、5份过氧化二异丙苯在180℃下发泡，静置10分钟，得到混合物；
(3)将所得的混合物放入双螺杆挤出机挤出机，加热，挤出造粒得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的温度设定为185℃；
(4)得到的遮阳网母粒加热至180℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成圆丝，圆丝的直径为1.0毫米；
(5)将圆丝按照0.5毫米的间隔进行铺设，并将铺好的丝线送至经编机。在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网。
实施例2
(1)将荧光着色剂尼罗红与聚乳酸按照重量比为1:5进行180℃熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为150nm的光转换剂；
(2)将75份高密度聚乙烯、10份光转换剂、5份偶氮二甲酰胺、5份苯并***、5份过氧化二异丙苯在180℃下发泡，静置10分钟，得到混合物；
(3)将所得的混合物放入双螺杆挤出机挤出机，加热，挤出造粒得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的温度设定为190℃；
(4)得到的遮阳网母粒加热至180℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成圆丝，圆丝的直径为1.0毫米；
(5)将圆丝按照0.5毫米的间隔进行铺设，并将铺好的丝线送至经编机。在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网。
实施例3
(1)将尼罗红与聚乳酸按照重量比为1:5进行185℃熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为300nm的光转换剂；
(2)将65份高密度聚乙烯、12份光转换剂、8份偶氮二甲酸二异丙酯、8份氰基丙烯酸酯、5份过氧化苯甲酰在200℃下发泡，静置8分钟，得到混合物；
(3)将所得的混合物放入双螺杆挤出机挤出机，加热，挤出造粒得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的温度设定为185℃；
(4)得到的遮阳网母粒加热至180℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成圆丝，圆丝的直径为1.0毫米；
(5)将圆丝按照0.5毫米的间隔进行铺设，并将铺好的丝线送至经编机，在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网。
实施例4
(1)将羟甲香豆素与聚乳酸按照重量比为1:5进行190℃熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为200nm的光转换剂；
(2)将65份高密度聚乙烯、10份光转换剂、8份偶氮二甲酸二异丙酯、8份2,4-二羟基二苯甲酮、5份过氧化苯甲酰在200℃下发泡，静置8分钟，得到混合物；
(3)将所得的混合物放入双螺杆挤出机挤出机，加热，挤出造粒得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的温度设定为190℃；
(4)得到的遮阳网母粒加热至180℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成扁丝，扁丝的宽度为1.8毫米，厚度为0.05毫米。
(5)将圆丝按照1.0毫米的间隔进行铺设，并将铺好的丝线送至经编机。在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网。
实施例5
(1)将羟甲香豆素与聚乳酸按照重量比为1:5进行195℃熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为250nm的光转换剂；
(2)将70份高密度聚乙烯、12份光转换剂、8份偶氮二甲酸二异丙酯、8份2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2)-5-正己烷氧基苯酚、5份二叔丁基过氧化物在200℃下发泡，静置5分钟，得到混合物；
(3)将所得的混合物放入双螺杆挤出机挤出机，加热，挤出造粒得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的温度设定为180℃；
(4)得到的遮阳网母粒加热至180℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成圆丝和扁丝，圆丝的直径为1.0毫米；扁丝的宽度为1.2毫米，厚度为0.1毫米；
(5)将圆丝和扁丝按照0.8毫米的间隔进行铺设，并将铺好的丝线送至经编机。在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网
实施例6
(1)将羟甲香豆素和尼罗红的混合物与聚乳酸按照重量比为1:5进行185℃熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为250nm的光转换剂，其中羟甲香豆素和尼罗红按照质量比1：1混合；
(2)将70份高密度聚乙烯、12份光转换剂、8份偶氮二甲酰胺和偶氮二甲酸二异丙酯的混合物(混合质量比1：1)、8份氰基丙烯酸酯和苯并***的混合物(混合质量比1：1)、5份过氧化二异丙苯和过氧化苯甲酰的混合物(混合质量比1：1)在200℃下发泡，静置5分钟，得到混合物；
(3)将所得的混合物放入双螺杆挤出机挤出机，加热，挤出造粒得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的温度设定为180℃；
(4)得到的遮阳网母粒加热至180℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成圆丝和扁丝，圆丝的直径为0.8毫米；扁丝的宽度为1.2毫米，厚度为0.05毫米；
(5)将圆丝按照1.0毫米的间隔进行铺设，并将铺好的丝线送至经编机，在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网。
实施例7
(1)将荧光着色剂羟甲香豆素与聚乳酸按照重量比为1:5进行195℃熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为100nm的光转换剂；
(2)将72份高密度聚乙烯、13份光转换剂、7份偶氮二甲酰胺、7份苯并***、3份过氧化二异丙苯在180℃下发泡，静置10分钟，得到混合物；
(3)将所得的混合物放入双螺杆挤出机挤出机，加热，挤出造粒得到遮阳网母粒，双螺杆挤出机的温度设定为185℃；
(4)得到的遮阳网母粒加热至180℃进行熔解，将熔解后的混合物进行压片，压片后进行拉丝，制成圆丝，圆丝的直径为0.5毫米。
(5)将圆丝按照0.5毫米进行铺设，并将铺好的丝线送至经编机。在经编机上设定好程序进行编织，得到农用转光遮阳网。
对比例1
(1)将65份高密度聚乙烯、12份尼罗红、6份偶氮二甲酸二异丙酯、6份氰基丙烯酸酯、3份过氧化苯甲酰在200℃下发泡，静置8分钟，得到混合物；
(2)将所得的混合物放入挤出机，加热，挤出得到母粒；
(3)将得到的母粒进行拉丝，将得到的丝进行经纬线交叉编织，得到遮阳网。
对比例2
同实施例3，不同之处仅在于未加入交联剂。
对比例3
同实施例3，不同之处仅在于未加入发泡剂。
在温度60℃、相对湿度55％环境中，UVA-340紫外线灯管距离试样的高度为15cm，光照强度为0.5W/m2，紫外辐照168h后静置2h，并测定紫外辐照前后农用转光遮阳网的横向耐撕裂力和断裂伸长率，结果见表1。
表1
Figure BDA0002940019620000101
将实施例和对比例制备的遮阳网，测定其未水洗和水洗后的对昆虫的趋避率，以白色遮阳网最为对照，测定结果见表2。
表2
水洗前趋避率/％ 水洗后趋避率/％
对照 90.0 90.2
实施例1 98.5 97.4
实施例2 97.6 96.8
实施例3 98.4 95.9
实施例4 97.2 96.3
实施例5 97.8 96.5
实施例6 98.3 97.6
实施例7 98.7 96,9
对比例1 84.5 83.2
对比例2 83.6 82.9
对比例3 82.6 80.6
用实施例1-4制备的农用转光遮阳网用于番茄的生长过程中，测定可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、抗坏血酸、番茄红素、β-胡萝卜素结果见表3。
表3
Figure BDA0002940019620000111
从表1-表3可以看出，本发明的农用转光遮阳网有效地将紫外光和黄绿光转换为番茄果实生长所需要的红橙光，可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸、番茄红素和β-胡萝卜素的含量平均值分别在4.0％、0.4％、20.05mg/100g、14.03μg/g、0.1324μg/g，均高于无覆盖对比组；实施例1-4的番茄单重平均值为205g左右，增产量为14-20％。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种农用转光遮阳网，其特征在于，按照重量份数计，包括以下原料：60-75份高密度聚乙烯、10-15份光转换剂、5-10份发泡剂、5-10份抗紫外剂、0-5份交联剂，其中，交联剂份数不为0。
2.根据权利要求1所述的一种农用转光遮阳网，其特征在于，所述光转换剂以荧光着色剂为主要成分。
3.根据权利要求2所述的一种农用转光遮阳网，其特征在于，所述荧光着色剂包括尼罗红或羟甲香豆素中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种农用转光遮阳网，其特征在于，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸二异丙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种农用转光遮阳网，其特征在于，所述抗紫外剂包括三嗪系、二苯甲酮类、苯并***或氰基丙烯酸酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种农用转光遮阳网，其特征在于，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰或二叔丁基过氧化物中的至少一种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的农用转光遮阳网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将荧光着色剂、聚乳酸按照重量比为1:5进行熔融混合，冷却后，将所得的混合物进行研磨，得到粒径为5nm-300nm的光转换剂；
(2)将高密度聚乙烯、发泡剂、抗紫外剂、交联剂和步骤(1)所得的光转换剂混合，在180-200℃下发泡，静置5-10分钟，得到混合物；
(3)将步骤(2)所得混合物放入挤出机，加热，挤出得到遮阳网母粒；
(4)将步骤(3)得到的遮阳网母粒进行拉丝，将得到的丝进行经纬线交叉编织，得到遮阳网。
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