CN103147230A - 全降解可驱鸟农用无纺布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全降解可驱鸟农用无纺布及其制备方法，所述全降解驱鸟无纺布各原料组分按质量份数计的配比为：聚丁二酸丁二醇酯PBS30～60%；聚乳酸10～30%；淀粉10～30%；增塑剂5～10%；增容剂0～2%；流动性助剂5～10%；驱鸟剂缓释微囊5～20%；全降解色母粒0～5%。本发明的全降解可驱鸟农用无纺布在其覆盖空间区域内的温度和湿度对驱鸟剂微囊表面的β-环糊精进行溶解，使驱鸟剂微囊表面形成多孔缓释结构。在潮湿的条件和日照的条件下，驱鸟剂缓慢的从微囊表面的小孔释放出来。当禽鸟闻到后影响其神经系统，使其产生过敏反应，促使禽鸟飞离觅食场所，以达到有效驱赶鸟类的作用。同时具有完全生物降解性能和环境友好的优点。

Description

全降解可驱鸟农用无纺布及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种全降解可驱鸟农用无纺布及其制备方法，属于高分子材料或纺织工程技术领域。

背景技术

近年由于我国生态环境的改善和全民环境保护爱鸟意识的增强，以及国家对鸟类保护法的推广普及和对猎枪等器械的限制使用，鸟的种类、种群数目急剧增加；同时各地果园管理水平加强，水果质量提高，色艳、味甜、早熟与晚熟新品种的不断出现，也增强了对鸟类的诱惑力，尤其是外露的水果，更易遭到鸟类侵袭。水果被鸟啄食受害后，伤痕累累，残果遍地，彻底失去商品价值，并引发病虫害进一步危害。

农业上驱鸟现阶段主要用毒药毒杀鸟禽的办法，如直播的麦种，稻种，菜种，飞机播种，均采用毒药（锌硫磷、异柳磷、灭威、呋喃丹等）拌种的方法扼杀鸟群危害，造成鸟尸遍地的惨状。传统的使用鞭炮、声音驱鸟器等声音驱鸟的方法，费工费力不安全，成本高，且鸟类很快就会适应，很快就会再次入园危害果品。

驱鸟剂是一种采用纯天然原料（或等同天然原料）加工而成的生物制剂，布点使用后，缓慢持久地释放出一种影响禽鸟神经系统、呼吸系统的特殊清香气味，鸟雀闻后即会飞走，在其记忆期内不会再来。2012年，李燕等发表的《果园鸟害防治》文章中指出用氨茴酸甲酯作为驱鸟剂，对樱桃每2周喷洒3次，在果实收获前7天喷施最后1次。喷洒药剂的果园比没喷洒的果园增产70％以上。但是采用喷洒的方式，容易造成驱鸟剂的使用浪费和增加人工成本。2012年，魏耀锋等发表的《有机枸杞园鸟雀驱避剂驱逐效果研究》文章中指出使用有机鸟雀驱避剂固体颗粒，将其放入特制打孔袋中，用橡皮绳穿孔后将袋子绑定于距离地面30cm的枸杞树干上，每棵树绑定一个袋子。驱鸟剂悬挂第3天时，对鸟雀有一定的驱赶作用，鸟雀在枸杞田间的访问次数和停留时间都明显低于对照区；但随着驱鸟剂的逐渐挥发，其对鸟雀的驱赶作用减小，鸟雀在示范区停留时间和访问次数差异不大。

目前市场上大多数农用无纺布多是用聚丙烯原料制成。然而，由于聚丙烯无纺布的成本低廉和广泛应用，回收成本偏高，致其回收困难。因此人们对无纺布产品通常采取用后及弃的处理方式。如果对废弃无纺布不采用焚烧处理，则势必形成废渣废水形式的重要污染源；如果采用焚烧方式来处理废弃无纺布，则又会形成严重的空气污染。因此，采用全生物降解无纺布，不产生新的污染，废弃后能回收利用或自然降解，避免“白色污染”，有利于环境的可持续发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种全降解可驱鸟农用无纺布及其制备方法，在解决不可降解无纺布造成的白色污染等问题的同时提供农业和种植业等产业的绿色、无污染驱逐鸟害的技术方法。

为达到上述目的，本发明提供一种全降解可驱鸟农用无纺布，所述全降解可驱鸟无纺布各组分按质量份数计的配比为：

优选地，其中所述的聚丁二酸丁二醇酯密度为1.26/cm³，熔点为114℃。

优选地，其中所述聚乳酸的平均分子量为4～150万，玻璃化温度范围为40～60℃。

优选地，其中所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉或豌豆淀粉的一种或几种。

优选地，其中所述的增容剂为过氧化二苯甲酰、三烯丙基异氰脲酸酯、丁二酸丁二醇、过氧化二异丙苯中的一种。

优选地，其中所述增塑剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、木糖醇、甘露醇或乙醇胺的一种或几种。

优选地，其中所述的驱鸟剂缓释微囊为β-环糊精包覆的氨茴酸甲酯微囊。

优选地，其中所述流动性助剂为柠檬酸、苯甲酸、苯乙酸、油酸或亚油酸的一种或几种。

优选地，其中所述全降解色母粒的颜色为黑色或白色的一种。

所述全降解可驱鸟无纺布的制备方法，包括以下步骤：

1）驱鸟剂缓释微囊的制备：向β-环糊精水溶液中加入含质量比50%～70%植物源驱鸟剂的乙醇溶液，然后先后进行超声振荡、冰水浴、抽滤，对得到的产物洗涤、抽干、干燥，即得β-环糊精包覆氨茴酸甲酯的驱鸟剂缓释微囊。

2）原料的混合：将步骤1)得到的驱鸟剂缓释微囊和聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、淀粉、增塑剂、增容剂、流动性助剂按照上述配比加入到高速混合机中，并使之混和均匀；

3）在双螺杆挤出机内反应：将步骤2）得到的混合物加入双螺杆挤出机内混炼，经挤出后冷却、造粒；

或者，在双螺杆挤出机内反应：将步骤2）得到的混合物加入双螺杆挤出机内混炼，经挤出后冷却、造粒后，再配合全降解色母粒经过纺粘非织造设备加工，即可得到全降解可驱鸟无纺布。

本发明的全降解可驱鸟农用无纺布在应用时，将全降解可驱鸟农用无纺布覆盖作物种植空间区域内，利用无纺布覆盖空间区域内的温度和湿度对驱鸟剂缓释微囊表面的β-环糊精进行溶解，使驱鸟剂微囊表面形成多孔缓释结构。在潮湿的条件和日照的条件下，驱鸟剂缓慢的从微囊表面的小孔释放出来。当禽鸟闻到后影响其神经系统，使其产生过敏反应，促使禽鸟飞离觅食场所，以达到有效驱赶鸟类的作用。可以保护植物种子、幼苗或果实免受鸟类啄食。

全降解可驱鸟无纺布采用的驱鸟剂为氨茴酸甲酯，是目前我国唯一已注册可用于多种农作物上的化学防治剂。氨茴酸甲酯是康可葡萄中的一种重要的香味组分，至纯天然，安全无毒。使用全降解可驱鸟无纺布做的套袋或农用地膜可减少了后期喷洒药剂的人工成本。同时全降解可驱鸟无纺布可完全降解，和传统的聚丙烯无纺布相比较起来，杜绝了废弃的聚丙烯无纺布在土壤中的残留，达到保护环境，符合可持续性发展的要求。

本发明具有以下有益效果：

1）本发明采用β-环糊精包覆氨茴酸甲酯制备得到的驱鸟剂缓释微囊，提高了驱鸟剂的缓释性能及与树脂的相容性；

2）本发明采用热塑性淀粉与聚丁二酸丁二醇酯PBS和聚乳酸共混体系，使热塑性淀粉均匀的分散于树脂混合物的基体中，在降低材料成本的同时，保持了材料的生物全降解性能；

3）本发明所使用的增塑剂，使得淀粉具有了热塑性，从而提高了淀粉的可加工性能；

4）本发明所使用的增容剂，使得PBS和聚乳酸PLA两相界面张力减小，界面结合力增大，从而改善了共混体系的力学相容性及机械性能；

5）本发明所使用的流动性助剂，提高了体系熔体流动速率，从而改善了材料的可纺性。

6）本发明生产过程中所使用的双螺杆挤出机，冷却水循环利用，不产生废水、废气和废渣，且可实现规模化生产。

具体实施方式

以下将结合具体的实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

将10gβ-环糊精加入到100ml蒸馏水中，加热至80℃使之完全溶解，降温至55℃，再加入10g质量比浓度为60%的氨茴酸甲酯的乙醇溶液，超声振荡30min，冰水浴30min。抽滤后的产物在90℃条件下洗涤3次，抽干。在40℃条件下干燥8小时，即得β-环糊精包覆氨茴酸甲酯的驱鸟剂缓释微囊。

将40质量份PBS、20质量份聚乳酸、20质量份玉米淀粉、5质量份丙三醇、2质量份过氧化二苯甲酰、5质量份驱鸟剂缓释微囊和8质量份柠檬酸在高速混合机中混合均匀，然后将混合物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机各段温度设定为T₁=140℃，T₂=150℃，T₃=150℃，T₄=155℃，T₅=155℃，T₆=155℃，双螺杆挤出机转速为R=300r·min^-1；之后，挤出、冷却、造粒即得到用于全降解可驱鸟无纺布的材料；再配合全降解色母粒经过二次加工即得到全降解可驱鸟无纺布袋。选取使用该无纺布袋的枸杞林作为示范区与普通枸杞林作为对照区，田间驱鸟效果对比观察试验，结果如下表：

通过上表可知，鸟雀在示范区的访问次数和停留时间都明显低于对照区；且随着实验时间的延长，鸟雀在示范区停留时间和访问次数差异不大，说明该布袋有明显的驱鸟效果，保护了枸杞果实不被鸟雀危害。

其降解性能满足EN13432所述要求标准。

实施例2：

将25gβ-环糊精加入到300ml蒸馏水中，加热至80℃使之完全溶解，降温至55℃，再加入30g质量比浓度为50%的氨茴酸甲酯的乙醇溶液，超声振荡30min，冰水浴30min。抽滤后的产物在90℃条件下洗涤3次，抽干。在40℃条件下干燥8小时，即得β-环糊精包覆氨茴酸甲酯的驱鸟剂缓释微囊。

将30质量份PBS、30质量份聚乳酸、10质量份木薯淀粉、5质量份乙二醇、20质量份驱鸟剂缓释微囊和5质量份油酸在高速混合机中混合均匀，然后将混合物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机各段温度设定为T₁=155℃，T₂=160℃，T₃=165℃，T₄=165℃，T₅=160℃，T₆=165℃，双螺杆挤出机转速为R=300r·min^-1；之后，挤出、冷却、造粒即得到用于全降解可驱鸟无纺布的材料；再配合色母粒经过二次加工即得到全降解可驱鸟无纺布，选取使用该无纺布袋的枸杞林作为示范区与普通枸杞林作为对照区，田间驱鸟效果对比观察试验，结果如下表：

通过上表可知，鸟雀在示范区的访问次数和停留时间都明显低于对照区；且随着实验时间的延长，鸟雀在示范区停留时间和访问次数差异不大，说明该布袋有明显的驱鸟效果，保护了枸杞果实不被鸟雀危害。

其降解性能满足EN13432所述要求标准。

实施例3：

将15gβ-环糊精加入到200ml蒸馏水中，加热至80℃使之完全溶解，降温至55℃，再加入20g质量比浓度为50%的氨茴酸甲酯的乙醇溶液，超声振荡30min，冰水浴30min。抽滤后的产物在90℃条件下洗涤3次，抽干。在40℃条件下干燥8小时，即得β-环糊精包覆氨茴酸甲酯的驱鸟剂缓释微囊。

将60质量份聚PBS、10质量份聚乳酸、10质量份玉米淀粉、5质量份丙二醇、10质量份驱鸟剂缓释微囊和5质量份亚油酸在高速混合机中混合均匀，然后将混合物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机各段温度设定为T1=145℃，T2=155℃，T3=160℃，T4=160℃，T5=165℃，T6=165℃，双螺杆挤出机转速为R=300r·min-1；之后，挤出、冷却、造粒即得到用于全降解可驱鸟无纺布的材料；再配合全降解色母粒经过二次加工即得到全降解可驱鸟无纺布，选取使用该无纺布袋的枸杞林作为示范区与普通枸杞林作为对照区，田间驱鸟效果对比观察试验，结果如下表：

通过上表可知，鸟雀在示范区的访问次数和停留时间都明显低于对照区；且随着试验时间时间的延长，鸟雀在示范区停留时间和访问次数差异不大，说明该布袋有明显的驱鸟效果，保护了枸杞果实不被鸟雀危害。

其降解性能满足EN13432所述要求标准。

实施例4：

将20gβ-环糊精加入到250ml蒸馏水中，加热至80℃使之完全溶解，降温至55℃，再加入30g质量比浓度为50%的氨茴酸甲酯的乙醇溶液，超声振荡30min，冰水浴30min。抽滤后的产物在90℃条件下洗涤3次，抽干。在40℃条件下干燥8小时，即得β-环糊精包覆氨茴酸甲酯的驱鸟剂缓释微囊。

将30质量份PBS、10质量份聚乳酸、30质量份小麦淀粉、10质量份甘露醇、2质量份三烯丙基异氰脲酸酯、8质量份驱鸟剂缓释微囊和10质量份苯甲酸在高速混合机中混合均匀，然后将混合物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机各段温度设定为T₁=145℃，T₂=150℃，T₃=155℃，T₄=160℃，T₅=160℃，T₆=165℃，双螺杆挤出机转速为R=300r·min^-1；之后，挤出、冷却、造粒即得到用于全降解可驱鸟无纺布的材料；再配合全降解色母粒经过二次加工即得到全降解可驱鸟无纺布，选取使用该无纺布袋的枸杞林作为示范区与普通枸杞林作为对照区，田间驱鸟效果对比观察试验，结果如下表：

通过上表可知，鸟雀在示范区的访问次数和停留时间都明显低于对照区；且随着实验时间的延长，鸟雀在示范区停留时间和访问次数差异不大，说明该布袋有明显的驱鸟效果，保护了枸杞果实不被鸟雀危害。

其降解性能满足EN13432所述要求标准。

实施例5

将50gβ-环糊精加入到600ml蒸馏水中，加热至80℃使之完全溶解，降温至55℃，再加入15g质量比浓度为65%的氨茴酸甲酯的乙醇溶液，超声振荡30min，冰水浴30min。抽滤后的产物在90℃条件下洗涤3次，抽干。在40℃条件下干燥8小时，即得β-环糊精包覆氨茴酸甲酯的驱鸟剂缓释微囊。

将60质量份PBS、30质量份聚乳酸、15质量份玉米淀粉、6质量份乙醇胺、1质量份丁二酸丁二醇、15质量份驱鸟剂缓释微囊和8质量份苯乙酸在高速混合机中混合均匀，然后将混合物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机各段温度设定为T₁=135℃，T₂=140℃，T₃=155℃，T₄=155℃，T₅=160℃，T₆=165℃，双螺杆挤出机转速为R=300r·min^-1；之后，挤出、冷却、造粒即得到用于全降解可驱鸟无纺布的材料；再配合色母粒经过二次加工即得到全降解可驱鸟无纺布，选取使用该无纺布袋的枸杞林作为示范区与普通枸杞林作为对照区，田间驱鸟效果对比观察试验，结果如下表：

通过上表可知，鸟雀在示范区的访问次数和停留时间都明显低于对照区；且随着实验时间的延长，鸟雀在示范区停留时间和访问次数差异不大，说明该布袋有明显的驱鸟效果，保护了枸杞果实不被鸟雀危害。

其降解性能满足EN13432所述要求标准。

实施例6

将20gβ-环糊精加入到250ml蒸馏水中，加热至80℃使之完全溶解，降温至55℃，再加入20g质量比浓度为70%的氨茴酸甲酯的乙醇溶液，超声振荡30min，冰水浴30min。抽滤后的产物在90℃条件下洗涤3次，抽干。在40℃条件下干燥8小时，即得β-环糊精包覆氨茴酸甲酯的驱鸟剂缓释微囊。

将50质量份PBS、10质量份聚乳酸、15质量份玉米淀粉、8质量份木糖醇、2质量份过氧化二异丙苯、10质量份驱鸟剂缓释微囊和5质量份柠檬酸在高速混合机中混合均匀，然后将混合物在双螺杆挤出机中混炼，双螺杆挤出机各段温度设定为T₁=145℃，T₂=150℃，T₃=155℃，T₄=160℃，T₅=160℃，T₆=165℃，双螺杆挤出机转速为R=300r·min^-1；之后，挤出、冷却、造粒即得到用于全降解可驱鸟无纺布的材料；再配合全降解色母粒经过二次加工即得到全降解可驱鸟无纺布，选取使用该无纺布袋的枸杞林作为示范区与普通枸杞林作为对照区，田间驱鸟效果对比观察试验，结果如下表：

通过上表可知，鸟雀在示范区的访问次数和停留时间都明显低于对照区；且随着实验时间的延长，鸟雀在示范区停留时间和访问次数差异不大，说明该布袋有明显的驱鸟效果，保护了枸杞果实不被鸟雀危害。

其降解性能满足EN13432所述要求标准。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述全降解可驱鸟农用无纺布各组分按质量份数计的配比为：

聚丁二酸丁二醇酯PBS                                          30～60%；

聚乳酸                                                       10～30%；

淀粉                                                         10～30%；

增塑剂                                                       5～10%；

增容剂                                                       0～2%；

驱鸟剂缓释微囊                                               5～20%；

流动性助剂                                                   5～10%；

全降解色母粒                                                 0～5%。

2.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述的聚丁二酸丁二醇酯的密度为1.26/cm³，熔点为114℃。

3.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述聚乳酸的平均分子量为4～150万，玻璃化温度范围为40～60℃。

4.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉或豌豆淀粉的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述的增容剂为过氧化二苯甲酰、三烯丙基异氰脲酸酯、丁二酸丁二醇、过氧化二异丙苯中的一种。

6.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述的增塑剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、木糖醇、甘露醇或乙醇胺的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述的驱鸟剂缓释微囊为β-环糊精包覆的氨茴酸甲酯微囊。

8.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述流动性助剂为柠檬酸、苯甲酸、苯乙酸、油酸或亚油酸的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布，其特征在于，所述全降解色母粒的颜色为黑色或白色的一种。

10.一种权利要求1所述的全降解可驱鸟农用无纺布的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1）驱鸟剂缓释微囊的制备：向β-环糊精水溶液中加入含质量比50%～70%驱鸟剂氨茴酸甲酯的乙醇溶液，然后先后进行超声振荡、冰水浴、抽滤，对得到的产物洗涤、抽干、干燥，即制得所述驱鸟剂缓释微囊；

2）原料的混合：将步骤1)得到的驱鸟剂缓释微囊和聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、淀粉、增塑剂、增容剂、流动性助剂按照所述配比加入到高速混合机中，并使之混和均匀；

3）在双螺杆挤出机内反应：将步骤2）得到的混合物加入双螺杆挤出机内混炼，经挤出后冷却、造粒；

或者，在双螺杆挤出机内反应：将步骤2）得到的混合物加入双螺杆挤出机内混炼，经挤出后冷却、造粒后，再配合全降解色母粒经过纺粘非织造设备加工，即得到全降解可驱鸟农用无纺布。