CN112962162A - 一种农用红色遮阳网及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种农用红色遮阳网及其制备方法，属于农业技术领域，所述遮阳网在380nm对紫外光进行吸收，在380‑700nm光辐有效辐射区域对光谱可控调节，在700‑1000nm红外光区进行反射，减少辐射热。所述遮阳网添加红色颜料和无机粒子，调色的同时散射光线，实现更好的光线分布，允许植物植物获得更多的整体光照，从而提高光合作用效率。

Description

一种农用红色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红色遮阳网及其制备方法。
背景技术
“万物生长靠太阳”，植物的生长依赖于太阳光照的三要素：光照强度、光照时间(光周期)和光的组成(光质)。植物对从紫外线(UV)到远红外线的广泛光谱的光都有反应。长时间暴露在短波紫外线辐射下会对遗传物质造成不可逆转的损害，并对植物的生产力产生负面影响。太阳光的可见区(400-700nm)为光合作用提供能量，称为光合作用有效辐射(PAR)。PAR的大小决定了光合作用的速率。可见光区大致可分为蓝光(400-500nm)、绿光(500-600nm)和红光(600-700nm)。高等植物的初级光合色素叶绿素a和b在蓝光(430nm附近)和红光(660nm附近)有吸收，绿光吸收很少。
农作物的光合作用受到光的组成的影响较大，而太阳光每个波段对农作物的生长都起着不同的作用。比如，蓝光可以推迟花期、抑制茎伸长；红光可以促进农作物茎生长，使得果实具有更高的糖和糖/酸比。同时，遮阳网的使用可以降低夏季炎热的温度，制造出适合农作物生长的小气候。
目前，我国农民大部分采用黑色遮阳网对光照强度进行控制，但存在光照“一刀切”的问题，将所有波段的光进行反射，使得农作物对光的利用率不高，且没有针对农作物生长所需要的波段进行利用，只能对保证农作物的产量而不能对农作物进行增产增收。
基于上述问题，急需一种对光谱进行可控调节的光谱选择性农用遮阳网，解决黑色遮阳网光谱“一刀切”和农作物对光能的利用效率不高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种对光谱进行可控调节的光谱选择性农用红色遮阳网及其制备方法，所述农用红色遮阳网除了具有对光谱进行调节的功能外，还具有散射光线和降低光照强度等功能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种农用红色遮阳网，所述遮阳网在380nm对紫外光进行吸收，在380-700nm光辐有效辐射区域对光谱可控调节，在700-1000nm红外光区进行反射，减少辐射热。
优选地，所述农用红色遮阳网中添加有纳米红色颜料、无机粒子和树脂。本发明在所述农用红色遮阳网中添加纳米红色颜料和无机粒子，调节光谱的同时散射光线，实现更好的光线分布，允许植物获得更多的整体光照，从而提高光合作用效率。优选的，所述纳米红色颜料占所述农用红色遮阳网的总重量的1-20％，所述无机粒子占所述农用红色遮阳网的总重量的1-20％。所述纳米红色颜料与树脂相容性和分散性好，因此颜料的利用率高，使用寿命长，对植物光合作用所必须的红光区域进行高效反射，并使其转换成能量，促进作物生长，进而使农作物增产增收。
优选地，所述纳米红色颜料包括有机红色颜料或复合无机红色颜料。
优选地，所述无机粒子包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌或氧化铝中的至少一种。
优选地，所述有机红色颜料包括偶氮类、喹吖啶酮类或苯并咪唑酮类或吡咯并吡咯二酮类中的至少一种。
优选地，所述复合无机红色颜料包括镉红(颜料红108/P.R.108)、复合钛红(R3012、R3002)或透明氧化铁红(TR-7181)中的至少一种。
优选地，所述无机粒子的粒径为0.1-200μm。所述的0.1-200μm的无机粒子可以使得0.4μm-2.5μm波长范围内的入射光线发生散射，通过控制粒径大小使太阳入射光发生折射，改变光的方向。
优选地，所述树脂的材质包括聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的至少一种。
优选的，所述树脂层还分散有抗氧剂。所述抗氧剂为可以与树脂分子因氧化而产生的自由基相结合，使自由基停止传递，终止氧化的物质。
优选的，所述抗氧剂为1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、十八烷基-3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟苄基)异氰脲酸酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺、(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸草酰(二亚氨基-2,1-亚乙基酯)、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二(1,1-甲基乙基)苯酚、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)钙、季戊四醇二亚磷酸二硬脂基酯、N,N'-双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)丙二胺、四(2,4-二叔丁基酚)-4,4’-联苯基二亚磷酸酯或2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚中的至少一种。
更优选的，所述抗氧剂为1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂占所述农用红色遮阳网的0.01wt％-5wt％，更优选0.01wt％-2wt％。
优选的，所述树脂层还分散有光稳定剂。光稳定剂为可以与树脂分子因光照而产生的自由基相结合，使自由基停止传递，终止氧化的物质。
优选的，所述光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、N,N’-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物和1,1,3,3-四甲基丁胺的反应产物、聚(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇-ALT-1,4-丁二酸)、三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯或丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物中的至少一种。
更优选的，所述光稳定剂为丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯或三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯中的至少一种。
优选的，所述光稳定剂占所述农用红色遮阳网的总重量的0.01wt％-5.0wt％，更优选0.01wt％-2.0wt％。
本发明还提供一种所述的农用红色遮阳网的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料和造粒：称取纳米红色颜料和无机粒子与树脂颗粒进行共混，其中纳米红色颜料的重量为树脂颗粒的重量的1-5％，无机粒子的重量为树脂颗粒的重量的0.01-2％，挤出并造粒，挤出温度为120℃-200℃，得到母粒；
(2)制丝：将挤出的母粒加热至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0.5-2.0毫米，厚度为0.01-2.0毫米；
(3)铺丝：间隔扁丝铺设圆丝，并将铺好的扁丝与圆丝输送至经编机；
(4)编织：在经编机上设定好程序进行编织，得到农用红色遮阳网。
优选地，所述农用红色遮阳网的孔的性状可以为三角形、长方形、正方形、五边形和六边形。
优选地，所述步骤(2)中还包括称取占树脂颗粒0.01wt％-5wt％的抗氧剂、0.01wt％-5.0wt％的光稳定剂进行熔解。
本发明公开了以下技术效果：
1、本发明提供的光谱选择性农用红色遮阳网铺设后，遮荫率为40％-70％，在380nm对紫外光进行吸收，可以在小于380nm紫外光区屏蔽；在380-700nm光辐有效辐射区域对光谱可控调节；在700-1000nm红外光区进行反射，减少辐射热。
2、本发明提供的光谱选择性农用红色遮阳网铺设后，添加纳米红色颜料和无机粒子，调色的同时散射光线，实现更好的光线分布，允许植物植物获得更多的整体光照，从而提高光合作用效率。
3、本发明提供的光谱选择性农用红色遮阳网铺设后，由于增加了植物所受的红光波段的光照强度，能有效的促进植物的茎伸长，提高农作物产量和质量。
4、本发明提供的光谱选择性农用红色遮阳网提供遮荫的同时，可以使光线因遮阳网孔洞发生折射，改变光线的入射方向，使光线变为散射光，使得农作物获得更均匀的光照。
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。
本发明所述遮荫率为农用红色遮阳网孔数*孔面积/遮阳网总面积。
实施例1
一种农用红色遮阳网，树脂为聚乙烯树脂，纳米红色颜料为耐晒红BBS，无机粒子为150μm的二氧化硅粒子，重量比依次为95:3:2，将这三种原料进行共混，通过双螺杆挤出机进行母粒制作。双螺杆挤出机的温度设定为150℃。将挤出的母粒与1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯抗氧化剂和双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯光稳定剂加热至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。抗氧化剂和光稳定剂的占总重量的0.1％，抗氧化剂和光稳定剂的质量比为1：1，圆丝的直径为0.1毫米。将制成的丝线按照经纬编织的方式进行铺设，输送至经编机，设定好程序制得光谱选择性农用红色遮阳网，红色遮阳网的遮荫率为40％。
实施例2
一种农用红色遮阳网，树脂为聚氯乙烯树脂，纳米红色颜料为颜料红108，无机粒子为100μm的氧化锌粒子，重量比依次为92:4:3，将这三种原料进行共混，通过双螺杆挤出机进行母粒制作。双螺杆挤出机的温度设定为120℃。将挤出的母粒与4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)抗氧化剂和2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物和1,1,3,3-四甲基丁胺的反应产物光稳定剂加热至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。抗氧化剂和光稳定剂的占总质量的0.3％，抗氧化剂和光稳定剂的质量比为1：1，圆丝的直径为0.8毫米。将制成的丝线按照经纬编织的方式进行铺设，输送至经编机，设定好程序制得光谱选择性农用红色遮阳网，红色遮阳网的遮荫率为60％。
实施例3
一种农用红色遮阳网，树脂为聚乙烯树脂，纳米红色颜料为有机红色颜料和复合无机红色颜料的混合物，混合比为2:1，有机红色颜料为立索尔大红R，无机粒子为120μm的二氧化钛粒子，重量比依次为95:4:1，将这三种原料进行共混，通过双螺杆挤出机进行母粒制作。双螺杆挤出机的温度设定为150℃。将挤出的母粒与十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯抗氧化剂和N,N’-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺加热至160℃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。抗氧化剂和光稳定剂的占总质量的0.2％，抗氧化剂和光稳定剂的质量比为1：1，圆丝的直径为2毫米，扁丝的宽度为1.0毫米，厚度为0.05毫米。扁丝、圆丝按照每隔2mm的间隔进行排列，并将铺好的扁丝与圆丝输送至经编机；设定好程序制得农用红色遮阳网，红色遮阳网的遮荫率为50％。
实施例4
一种农用红色遮阳网，树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂，纳米红色颜料为颜料红108，无机粒子为100μm的氧化铝粒子，重量比依次为92:4:3，将这三种原料进行共混，通过双螺杆挤出机进行母粒制作。双螺杆挤出机的温度设定为200℃。将挤出的母粒与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯抗氧化剂和丁二酸与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物光稳定剂加热至200℃进行熔解；将熔解后的混合物进行压片；压片后进行拉丝，制成扁丝。抗氧化剂和光稳定剂的占总质量的0.3％，抗氧化剂和光稳定剂的质量比为1：1，扁丝的宽度为1.2毫米，厚度为0.04毫米。将制成的丝线按照经纬编织的方式进行铺设，输送至经编机，设定好程序制得农用红色遮阳网，红色农用遮阳网遮荫率为60％。
实施例5
与实施例4相同，不同之处仅在于抗氧剂为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺，光稳定剂为聚(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇-ALT-1,4-丁二酸)，红色农用遮阳网遮荫率为45％。
实施例6
与实施例4相同，不同之处仅在于抗氧剂为四(2,4-二叔丁基酚)-4,4’-联苯基二亚磷酸酯，光稳定剂为三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯，红色农用遮阳网遮荫率为50％。
实施例7
同实施例4，不同之处仅在于抗氧剂为双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)钙和季戊四醇二亚磷酸二硬脂基酯的混合物，混合质量比1：1，红色农用遮阳网遮荫率为50％。
实施例8
同实施例4，不同之处仅在于抗氧剂为N,N'-双(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)丙二胺和2,4-二(十二烷基硫甲基)-6-甲基苯酚的混合物，质量比1：1，光稳定剂为三(1，2，2，6，6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯，红色农用遮阳网遮荫率为55％。
实施例9
同实施例4，不同之处仅在于氧化剂为(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸草酰(二亚氨基-2,1-亚乙基酯)、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯与4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二(1,1-甲基乙基)苯酚的混合物，混合质量比1：1：1，光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯，红色农用遮阳网遮荫率为48％。
对比例1
同实施例1，不同之处仅在于未加入抗氧剂。
对比例2
同实施例1，不同之处仅在于未加入光稳定剂。
对比例3
同实施例1，不同之处仅在于二氧化硅粒子的粒径为300μm。
对比例4
同实施例2，不同之处仅在于氧化锌粒子的粒径为400μm。
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红色遮阳网的横向耐撕裂力和断裂伸长率，结果见表1。
表1
Figure BDA0002940019690000111
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
Figure BDA0002940019690000112
Figure BDA0002940019690000121
用实施例1-4制备的农用红色遮阳网用于生菜的生长过程中，结果见表3。
表3
Figure BDA0002940019690000122
从表1-表3的结果可以看出，本发明中加入了纳米红色颜料粒子可以增加生菜的生长趋势和叶绿素含量，促进生菜生长速率的同时可以提高营养元素；因为添加量抗氧化剂，遮蔽太阳的同时还具有防虫的功效；本发明的添加的纳米红色颜料与树脂具有良好的相容性，在紫外灯照射后力学性能优异。
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 (10)

1.一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述遮阳网在380nm对紫外光进行吸收，在380-700nm光辐有效辐射区域对光谱可控调节，在700-1000nm红外光区进行反射，减少辐射热。
2.根据权利要求1所述的一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述农用红色遮阳网中添加有纳米红色颜料、无机粒子和树脂。
3.根据权利要求2所述的一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述纳米红色颜料包括有机红色颜料或复合无机红色颜料。
4.根据权利要求2所述的一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述无机粒子包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌或氧化铝中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述有机红色颜料包括偶氮类或喹吖啶酮类、苯并咪唑酮类或吡咯并吡咯二酮类中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述复合无机红色颜料包括镉红、复合钛红或透明氧化铁红中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述无机粒子的粒径为0.1-200μm。
8.根据权利要求2所述的一种农用红色遮阳网，其特征在于，所述树脂的材质包括聚乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的农用红色遮阳网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混料和造粒：称取纳米红色颜料和无机粒子与树脂颗粒进行共混，其中纳米红色颜料的重量为树脂颗粒的重量的1-5％，无机粒子的重量为树脂颗粒的重量的0.01-2％，挤出并造粒，挤出温度为120℃-200℃，得到母粒；
(2)制丝：将挤出的母粒加热至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0.5-2毫米，厚度均为0.01-2毫米；
(3)铺丝：间隔扁丝铺设圆丝，并将铺好的扁丝与圆丝输送至经编机；
(4)编织：在经编机上设定好程序进行编织，得到农用红色遮阳网。
10.根据权利要求9所述的农用红色遮阳网的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中还包括称取占树脂颗粒0.01wt％-5wt％的抗氧剂、0.01wt％-5.0wt％的光稳定剂与母粒混合进行熔解。
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