CN107556611A - 一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业大棚种植领域，尤其涉及一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜及其制备方法。一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，该转光膜包括薄膜树脂、改性助剂和转光剂，所述的转光剂为薄膜树脂质量的0.5~1.0%，转光剂的化学通式为Mg _9‑x‑y SmNa(PO₄)₇F:xEu²⁺,yMn²⁺，x的取值范围为0.01≤x≤0.03，y的取值范围为0.02≤y≤0.05。本发明根据韭菜在生长过程中所需的最佳红光和蓝光比例，帮助农民改善生产条件，可提高植物的质量、产量，同时可缩短生长期，使其增加收入，产生显著的经济效益和社会效益。

Description

一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及农业大棚种植领域，尤其涉及一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜及其制备方法。

背景技术

现代农作物种植使用了大量的农药、化学肥料、激素类药物和转基因等手段，因此也为人类带来了很多疾病，有资料显示农药和化学物品引发癌症的可能性非常大，激素类药物和转基因也可能引发人类发育早熟和一些不稳定因素，同时农药和化学肥料也给其它生物带来了毁灭性的打击。

现有的有机健康食品种植基本以普通大棚覆盖塑料薄膜和施加有机肥料等种植方法为主，前期投入资金大，过程维护成本高，增产一般，所以现有有机健康食品产量低，价格贵，基本无法实现大规模推广。

转光膜是一种通过添加转光剂来实现光转换的薄膜，它能将对植物生长有害的紫外光转换成对作物有用的蓝紫光及红橙光，或将植物不吸收的绿光和黄绿光转换成红光。即通过改变透过转光膜的光质，促进植物对氮、磷、钾、锌等营养元素的吸收，提高叶片中的光合作用产物含量升高，促进作物生长，同时起到减少病虫害的作用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，本发明第二个目的是提供上述的转光膜的制备方法；本发明根据韭菜在生长过程中所需的最佳红光和蓝光比例，帮助农民改善生产条件，可提高植物的质量、产量，同时可缩短生长期，使其增加收入，产生显著的经济效益和社会效益。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，该转光膜包括薄膜树脂、改性助剂和转光剂，所述的转光剂为薄膜树脂质量的0.5~1.0%，转光剂的化学通式为Mg _9-x-y SmNa(PO₄)₇F: xEu²⁺,yMn²⁺， x的取值范围为0.01≤x≤0.03，y的取值范围为0.02≤y≤0.05。。

作为优选，按质量百分比计该转光膜由以下的组分构成：

薄膜树脂 96~99%

转光剂 0.5~1.0%

光稳定剂 0.1~0.5%

抗氧剂 0.1~0.5%

润滑剂 0.2~2.0%。

作为优选，所述的薄膜树脂的成分为低密度聚乙烯、线性聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸聚乙烯中的一种或任意几种组合。

作为优选，所述的所述光稳定剂包括2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑、(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇、丁二酸中的一种或任意几种组合。

作为优选，所述的抗氧剂包括2,4,6-三叔丁基苯酚、抗氧剂2246、抗氧剂300、抗氧剂1010、抗氧剂168、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或任意几种组合。

作为优选，所述的润滑剂包括聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸季戊四醇酯、聚乙二醇和铝酸酯偶联剂中的一种或任意几种组合。

上述的转光膜的制备方法，该方法包括以下的步骤：

1）转光剂制备，以高纯的Mg₃(PO₄)₂、SmPO₄·H₂O、NaF、Eu₂O₃和MnCO₃为原料，按照化学式Mg _9-x-y SmNa(PO₄)₇F: xEu²⁺, yMn²⁺， x的取值范围为0.01≤x≤0.03，y的取值范围为0.02≤y≤0.05的化学计量比称取各原料；然后将获得的原料充分研磨后混合均匀，并将获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起放入高温管式炉中进行灼烧，灼烧温度为1200℃，灼烧时间为6小时，烧结气氛为5%的氢气和95%的氮气混合气，灼烧完成后样品随炉降温至室温，最后取出获得烧结体进行球磨、粉碎、洗涤、烘干即可获得所述转光剂；

2）母料制备，将所述转光剂、改性助剂和薄膜树脂加入混合机内搅拌混合，待搅拌均匀后，通过挤出温度为130～200℃、螺杆转速为100～500r/min的挤出机挤出造粒，制得所述转光母粒；

3）然后将所述转光母粒与薄膜树脂稀释并均匀混合，通过吹塑机吹塑制得所述转光膜。

本发明中的转光膜，其使用的转光剂合成工艺简单，有效成分分散均匀，成本远低于传统的转光剂，稳定性好，发射光谱与植物光合作用光谱相匹配，提高了对太阳光的吸收与转换效率,匹配性提高。通过改性剂、光稳定剂、抗氧剂、润滑剂中的一种或任意几种组合，改善了转光剂的转光效果，提高了光稳定性，使其在空气和光照下的抗氧化性能增强，延长了其使用寿命，优化了制膜透光性，同时改善了其加工性能，提高其在转光膜中的分散度。本发明提供的转光剂转光效率高，能够充分吸收太阳光中的近紫外光，并将其同时转换为蓝光和红光，可以有效促进植物的生长；该转光剂在近紫外光（365nm）激发下具有两个明显的发射峰，分别为位于652nm的红光区和位于470nm的蓝光区。本发明提供的转光剂可以通过调节Eu²⁺和Mn²⁺离子的掺杂比例，有效调节红光和蓝光的比例，当红光达到最强时，其红光和蓝光的比例刚好处于7:1，非常适合用于韭菜种植的转光膜使用。本发明提供的用于韭菜种植的转光膜，红光和蓝光的比例适合韭菜定植和育苗阶段光源的需求，可以提高韭菜的生长速度。

具体实施方式

实施例1

转光剂制备：以高纯的Mg₃(PO₄)₂、SmPO₄·H₂O、NaF、Eu₂O₃和MnCO₃为原料，按照化学式Mg_8.47SmNa(PO₄)₇F: 0.01Eu²⁺, 0.03Mn²⁺的化学计量比称取各原料；然后将获得的原料在玛瑙研钵中充分研磨后混合均匀，并将获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起放入高温管式炉中进行灼烧，灼烧温度为1200℃，灼烧时间为6小时，烧结气氛为5%的氢气和95%的氮气混合气，灼烧完成后样品随炉降温至室温，最后取出获得烧结体进行球磨、粉碎、洗涤、烘干即可获得所述转光剂。

转光膜吹制：（1）按重量百分比称取聚丙烯树脂70份、转光剂10份、2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑3份、三叔丁基苯酚2份,聚乙烯蜡15份；（2）在塑炼机将上述材料均匀混合，加热温度为160℃，然后利用造粒挤出机制作成转光母粒；（3）按重量百分比称取转光母粒10份、聚丙烯树脂90份，混合均匀后在吹膜机上吹制薄膜，加热温度为170℃。

实施例2

转光剂制备：以高纯的Mg₃(PO₄)₂、SmPO₄·H₂O、NaF、Eu₂O₃和MnCO₃为原料，按照化学式Mg_8.86SmNa(PO₄)₇F: 0.01Eu²⁺, 0.04Mn²⁺的化学计量比称取各原料；然后将获得的原料在玛瑙研钵中充分研磨后混合均匀，并将获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起放入高温管式炉中进行灼烧，灼烧温度为1200℃，灼烧时间为6小时，烧结气氛为5%的氢气和95%的氮气混合气，灼烧完成后样品随炉降温至室温，最后取出获得烧结体进行球磨、粉碎、洗涤、烘干即可获得所述转光剂。

转光膜吹制：（1）按重量百分比称取聚丙烯树脂80份、转光剂6份、2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑2份、三叔丁基苯酚2份,聚乙烯蜡10份；（2）在塑炼机将上述材料均匀混合，加热温度为160℃，然后利用造粒挤出机制作成转光母粒；（3）按重量百分比称取转光母粒10份、聚丙烯树脂90份，混合均匀后在吹膜机上吹制薄膜，加热温度为170℃。

实施例3

转光剂制备：以高纯的Mg₃(PO₄)₂、SmPO₄·H₂O、NaF、Eu₂O₃和MnCO₃为原料，按照化学式Mg_8.75SmNa(PO₄)₇F: 0.02Eu²⁺, 0.05Mn²⁺的化学计量比称取各原料；然后将获得的原料在玛瑙研钵中充分研磨后混合均匀，并将获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起放入高温管式炉中进行灼烧，灼烧温度为1200℃，灼烧时间为6小时，烧结气氛为5%的氢气和95%的氮气混合气，灼烧完成后样品随炉降温至室温，最后取出获得烧结体进行球磨、粉碎、洗涤、烘干即可获得所述转光剂。

转光膜吹制：（1）按重量百分比称取聚丙烯树脂72份、转光剂8份、2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑2份、三叔丁基苯酚3份,聚乙烯蜡15份；（2）在塑炼机将上述材料均匀混合，加热温度为160℃，然后利用造粒挤出机制作成转光母粒；（3）按重量百分比称取转光母粒10份、聚丙烯树脂90份，混合均匀后在吹膜机上吹制薄膜，加热温度为170℃。

不使用膜种植的韭菜A、使用市售膜种植的韭菜B和使用实施例1~3制备的转光膜种植的韭菜C、D、E进行韭菜生长指标试验。试验是单因素实验设计方案，意味除了膜的不同或者有无膜，别的条件基本一致，所以这些指标如果有显著差异，都是由膜的不同所造成的，。

表1：不同转光膜对韭菜生长的影响

表2：不同转光膜对韭菜维生素和叶绿素的影响

Claims (7)

1.一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，其特征在于该转光膜包括薄膜树脂、改性助剂和转光剂，所述的转光剂为薄膜树脂质量的0.5~1.0%，转光剂的化学通式为Mg _9-x-y SmNa(PO₄)₇F: xEu²⁺, yMn²⁺， x的取值范围为0.01≤x≤0.03，y的取值范围为0.02≤y≤0.05。

2.根据权利要求1所述的一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，其特征在于按质量百分比计该转光膜由以下的组分构成：

薄膜树脂 96~99%

转光剂 0.5~1.0%

光稳定剂 0.1~0.5%

抗氧剂 0.1~0.5%

润滑剂 0.2~2.0%。

3.根据权利要求2所述的一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，其特征在于：薄膜树脂的成分为低密度聚乙烯、线性聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸聚乙烯中的一种或任意几种组合。

4.根据权利要求2所述的一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，其特征在于：所述光稳定剂包括2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑、(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺、癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇、丁二酸中的一种或任意几种组合。

5.根据权利要求2所述的一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，其特征在于：抗氧剂包括2,4,6-三叔丁基苯酚、抗氧剂2246、抗氧剂300、抗氧剂1010、抗氧剂168、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或任意几种组合。

6.根据权利要求2所述的一种适用于蔬菜大棚种植的转光膜，其特征在于：润滑剂包括聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺、硬脂酸锌、硬脂酸季戊四醇酯、聚乙二醇和铝酸酯偶联剂中的一种或任意几种组合。

7.一种制备权利要求1~6所述的转光膜的制备方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：

1）转光剂制备，以高纯的Mg₃(PO₄)₂、SmPO₄·H₂O、NaF、Eu₂O₃和MnCO₃为原料，按照化学式Mg_9-x-y SmNa(PO₄)₇F: xEu²⁺, yMn²⁺， x的取值范围为0.01≤x≤0.03，y的取值范围为0.02≤y≤0.05的化学计量比称取各原料；然后将获得的原料充分研磨后混合均匀，并将获得的混合物放入刚玉坩埚中，然后将刚玉坩埚和混合物一起放入高温管式炉中进行灼烧，灼烧温度为1200℃，灼烧时间为6小时，烧结气氛为5%的氢气和95%的氮气混合气，灼烧完成后样品随炉降温至室温，最后取出获得烧结体进行球磨、粉碎、洗涤、烘干即可获得所述转光剂；

2）母料制备，将所述转光剂、改性助剂和薄膜树脂加入混合机内搅拌混合，待搅拌均匀后，通过挤出温度为130～200℃、螺杆转速为100～500r/min的挤出机挤出造粒，制得所述转光母粒；

3）然后将所述转光母粒与薄膜树脂稀释并均匀混合，通过吹塑机吹塑制得所述转光膜。