CN110972753A - 一种农用转光喷施液及其制作方法 - Google Patents

一种农用转光喷施液及其制作方法 Download PDF

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Abstract

一种农用转光喷施液及其制作方法，该转光喷施液为无色透明液体，采用聚乳酸高分子溶液为成膜剂，成膜剂由高分子聚乳酸和丙酮组成，成膜剂在胶溶状态下与无机或有机的红、蓝光转换剂粉末混匀配成，其制作方法，一、配制聚乳酸高分子溶液，二、制备转光喷施液：在聚乳酸高分子溶液中，添加无机或有机的红、蓝光转换剂粉末，搅匀，即得农用转光喷施液；本发明特点是：1、本发明以乳酸为原料，直接熔融缩聚合成较高分子量聚乳酸，减少了制取中间产物丙交酯的过程，2、比之用转光塑料薄膜，生产成本降低20～50%。3、适用范围广泛。4、具有良好的可生物降解性和生物相容性。

Description

一种农用转光喷施液及其制作方法
技术领域
本发明属于农用化工产品，是直接用于农作物叶面喷施的具有光转换功能的肥料，即一种农用转光喷施液及其制作方法。
背景技术
肥料的应用对农业的增产丰收起到了关键的作用，常用的化学肥料因严重污染环境且养分利用率不高(仅为30%～60%)而使其使用受到一定限制，人们迫切需要新型高效、环保型肥料来满足农业生产的需要。二十世纪九十年代研制的农用转光剂具有转换日光光谱成分的功能，能使作物早熟、增产和提高品质，是一种没有污染而十分有效的“光肥”。中国是农业大国，农作物播种面积20多亿亩，农用转光剂的研制及应用是发展生态农业，促进绿色农业工程的关键技术之一。
垂直入射到地面的太阳光谱成分以绿光为主，而绿色植物生长主要吸收红光和蓝光。吸收绿光发射红光的荧光粉具有绿转红功能，在农业上称之为绿转红转光剂。吸收绿光发射蓝光的荧光粉则称之为绿转蓝转光剂，目前农用转光剂的使用主要是将其添加到树脂中制成农用转光薄膜用于农作物栽培，已取得良好的经济效益和社会效益，但因农用转光薄膜存在光稳定性差、随时间的延长透光率降低、成本高，且带来白色污染等问题而未能得到推广应用。
目前农用转光液的研究，也有科研单位在进行，但一直苦于找不到合适的包容转光剂的成膜剂。
发明内容
为了克服农用转光薄膜存在的光稳定性差、随时间的延长透光率降低、成本高，且带来白色污染的问题，本发明提出了一种农用转光喷施液及其制作方法。
这种农用转光喷施液，其特征在于，转光喷施液为无色透明液体，采用聚乳酸高分子溶液为成膜剂，成膜剂由高分子聚乳酸和丙酮组成，高分子聚乳酸质量为丙酮质量的50%，成膜剂在胶溶状态下与无机或有机的红、蓝光转换剂粉末混匀配成，光转换剂粉末的质量为成膜剂质量的0.5%～1%，喷施在植物的叶片上，形成厚度0.1-0.2mm的透明薄膜，可见光区透光率在70～85%，喷施一个月后保留53%的荧光发射，喷施三个月后保留30%的荧光发射。
这种农用转光喷施液的制作方法，其特征在于，步骤如下：
一、配制聚乳酸高分子溶液：
(1)原料预处理: 将L-乳酸加入到4倍L-乳酸体积的三口烧瓶或相应的容器中,不加催化剂,减压状态下逐步升温至165-175℃,加热同时开始机械搅拌,保持真空度为400-600Pa下反应1-3 h,然后提高真空度至950 Pa -1000Pa,反应3-6 h,目的主要是除去乳酸中的水，预聚结束后,将所得的预聚物OLLA密封避光保存在干燥容器中,待下一步用于聚合反应；
(2)熔融缩聚合成: 将适量的预聚物OLLA及催化剂，催化剂用量按相对于预聚物的质量比0.5%，加入三口烧瓶或相应的容器中,机械搅拌均匀,催化剂充分溶解后,在真空度950Pa-1000Mpa的条件下,升温至170℃,反应时间18-22h；反应结束后,停止加热,待反应体系温度降至50℃后,解除真空,得到粘稠状产物，即聚L-乳酸PLLA；
(3)后处理:在粘稠状产物中，即聚L-乳酸PLLA中加入两倍质量的丙酮搅拌,全部溶解后，制成聚乳酸高分子溶液；
二、制备转光喷施液：
在聚乳酸高分子溶液中，添加其重量0.5%～1%的从市场上购买的无机或有机的红、蓝光转换剂粉末，搅匀，即得农用转光喷施液。
在聚乳酸熔融缩聚合成中，催化剂为溴化钾、氯化亚锡、碘化钾、三氧化二锑中之一种。
本发明采用聚乳酸高分子为成膜剂，在胶溶状态下与无机或有机的红、蓝光转换剂粉末充分混匀配成转光液，喷施于植物叶面，干后即形成透明薄膜，薄膜厚度0.1-0.2mm，该膜因转光剂的作用具有吸收紫外光和绿光并转而发射蓝光和红光的功能，从而促进植物生长。本发明的主要特点是：1、本发明以乳酸为原料，直接熔融缩聚合成较高分子量聚乳酸，减少了制取中间产物丙交酯的过程，对催化剂种类、催化剂用量、乳酸的预聚合条件、聚合时间、聚合温度等反应条件进行了研究和优化。采用聚乳酸高分子为成膜剂，将转光剂固化在膜中并粘附在植物叶面上，成膜速度快，且薄膜具有较高的透光率及较好的荧光抗衰减性能，使转光剂的转光作用更强、更持久，转光剂直接作用于植物叶面，促进植物光合作用，使农作物早熟、增产并提高品质，与目前使用的农用转光塑料薄膜相比较，本发明产品使转光剂的使用更方便、直接，效果更好。 2、本发明产品价格低，可降低农作物生产成本。由于成膜剂中转光剂的添加浓度小(0.5～1%)，且喷施次数减少，比之用转光塑料薄膜，生产成本降低20～50%。3、可施用于水稻、棉花等经济作物及蔬菜、瓜果、花卉等，适用范围广泛。4、聚乳酸性能优良,不仅具有较好的强度、通透性和易加工等特点,而且具有良好的可生物降解性和生物相容性。聚乳酸最终降解产物是二氧化碳和水, 被称为“绿色材料”,同时不会对自然环境产生任何污染,对人体无害。
具体实施方式
下面举四个实施例对本发明进行详细说明。
实施例一：无机红色转光喷施液
这种农用转光喷施液，其特征在于，转光喷施液为无色透明液体，采用聚乳酸高分子溶液为成膜剂，成膜剂由高分子聚乳酸和丙酮组成，高分子聚乳酸质量为丙酮质量的50%，成膜剂在胶溶状态下与无机或有机的红、蓝光转换剂粉末混匀配成，光转换剂粉末的质量为成膜剂质量的0.5%～1%，喷施在植物的叶片上，形成厚度0.1-0.2mm的透明薄膜，可见光区透光率在70～85%，喷施一个月后保留53%的荧光发射，喷施三个月后保留30%的荧光发射。
这种农用转光喷施液的制作方法，其特征在于，步骤如下：
一、配制聚乳酸高分子溶液：
(1)原料预处理: 将L-乳酸加入到4倍L-乳酸体积的三口烧瓶或相应的容器中,不加催化剂,减压状态下逐步升温至165-175℃,加热同时开始机械搅拌,保持真空度为400-600Pa下反应1-3 h,然后提高真空度至950 Pa -1000Pa,反应3-6 h,目的主要是除去乳酸中的水，预聚结束后,将所得的预聚物OLLA密封避光保存在干燥容器中,待下一步用于聚合反应；
(2)熔融缩聚合成: 将适量的预聚物OLLA及催化剂，催化剂用量按相对于预聚物的质量比0.5%，加入三口烧瓶或相应的容器中,机械搅拌均匀,催化剂充分溶解后,在真空度950Pa-1000Mpa的条件下,升温至170℃,反应时间18-22h；反应结束后,停止加热,待反应体系温度降至50℃后,解除真空,得到粘稠状产物，即聚L-乳酸PLLA；
(3)后处理:在粘稠状产物中，即聚L-乳酸PLLA中加入两倍质量的丙酮搅拌,全部溶解后，制成聚乳酸高分子溶液；
二、制备转光喷施液：
在聚乳酸高分子溶液中，添加其重量0.5%～1%的从市场上购买的无机或有机的红、蓝光转换剂粉末，搅匀，即得农用转光喷施液。
在聚乳酸熔融缩聚合成中，催化剂为氯化亚锡。
将上述喷施液喷涂于水平光洁的玻璃板上，自然条件下干燥成膜，薄膜具有吸收紫外光和绿光发射645nm红光的作用，可见光区的透光率在75%以上，645nm处透光率为78.5%；上述喷施液存放24小时后，同样方法喷涂成膜，薄膜的荧光性能、透光性能无明显变化。
将上述喷施液喷涂于植物叶面上，2分钟内即在叶片表面结膜；将结膜叶片用水冲洗或水中浸泡2小时，膜未见起泡或脱落，待自然干燥后取膜测试，薄膜的荧光性能、透光性能无明显变化；全天候条件下，转光液喷涂一个月后薄膜保留53%的荧光发射，三个月后仍保留30%的荧光发射。
2019年在湖南省常德市鼎城区进行小面积的柑橘实验，和没有喷施的田地相比，结果产量提高了4-8%。
实施例二：无机蓝色转光喷施液
在聚乳酸熔融缩聚合成中，催化剂为溴化钾。
取100Kg上述聚乳酸高分子溶液，添加0.6Kg的B1CaS：Cu蓝色荧光粉，搅拌15分钟，使其混合均匀，即得蓝色转光喷施液。B1CaS：Cu蓝色荧光粉，为湖南师范大学发光材料研究室供。
其余的制作方法和实施例一相同。
2019年在湖南省常德市鼎城区进行小面积的水稻育秧实验，和没有喷施的田地相比，水稻秧苗生长周期缩短了2-3天，取得了明显的效果。
实施例三：有机红色转光喷施液
在聚乳酸熔融缩聚合成中，催化剂为碘化钾。
取100Kg上述聚乳酸高分子溶液，添加0.8Kg的R1红色荧光粉，搅拌15分钟，使其混合均匀，即得红色转光喷施液。R1红色荧光粉，湖南师范大学发光材料研究室供。
其余的制作方法和实施例一相同。
2019年在湖南省常德市鼎城区进行小面积的油茶实验，和没有喷施的田地相比，油茶结果多，提高了5-10%。
实施例四：有机蓝色转光喷施液
在聚乳酸熔融缩聚合成中，催化剂为三氧化二锑。
取100Kg上述聚乳酸高分子溶液，添加1.0Kg的B2蓝色荧光粉，搅拌15分钟，使其混合均匀，即得蓝色转光喷施液。B2蓝色荧光粉，湖南师范大学发光材料研究室供。
其余的制作方法和实施例一相同。
2019年在湖南省常德市鼎城区进行小面积的棉花中期茎叶生长实验，和没有喷施的田地相比，棉花苗茎叶生长高度高出2-3cm，有明显的优势。

Claims (3)

1.一种农用转光喷施液，其特征在于，转光喷施液为无色透明液体，采用聚乳酸高分子溶液为成膜剂，成膜剂由高分子聚乳酸和丙酮组成，高分子聚乳酸质量为丙酮质量的50%，成膜剂在胶溶状态下与无机或有机的红、蓝光转换剂粉末混匀配成，光转换剂粉末的质量为成膜剂质量的0.5%～1%，喷施在植物的叶片上，形成厚度0.1-0.2mm的透明薄膜，可见光区透光率在70～85%，喷施一个月后保留53%的荧光发射，喷施三个月后保留30%的荧光发射。
2.一种农用转光喷施液的制作方法，其特征在于，步骤如下：
一、配制聚乳酸高分子溶液：
(1)原料预处理: 将L-乳酸加入到4倍L-乳酸体积的三口烧瓶或相应的容器中,不加催化剂,减压状态下逐步升温至165-175℃,加热同时开始机械搅拌,保持真空度为400-600Pa下反应1-3 h,然后提高真空度至950 Pa -1000Pa,反应3-6 h,目的主要是除去乳酸中的水，预聚结束后,将所得的预聚物OLLA密封避光保存在干燥容器中,待下一步用于聚合反应；
(2)熔融缩聚合成: 将适量的预聚物OLLA及催化剂，催化剂用量按相对于预聚物的质量比0.5%，加入三口烧瓶或相应的容器中,机械搅拌均匀,催化剂充分溶解后,在真空度950Pa-1000Mpa的条件下,升温至170℃,反应时间18-22h；反应结束后,停止加热,待反应体系温度降至50℃后,解除真空,得到粘稠状产物，即聚L-乳酸PLLA；
(3)后处理:在粘稠状产物中，即聚L-乳酸PLLA中加入两倍质量的丙酮搅拌,全部溶解后，制成聚乳酸高分子溶液；
二、制备转光喷施液：
在聚乳酸高分子溶液中，添加其重量0.5%～1%的从市场上购买的无机或有机的红、蓝光转换剂粉末，搅匀，即得农用转光喷施液。
3.根据权利要求2所述的一种农用转光喷施液的制作方法，其特征在于，在聚乳酸熔融缩聚合成中，催化剂为溴化钾、氯化亚锡、碘化钾、三氧化二锑中之一种。
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