一种利于农作物生长、抗紫外的农用新型材料及其制备方法与流程

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种有利于农作物生长、抗紫外的农用新型材料及其制备方法。

背景技术：

1、在农作物生长过程中，太阳光中的紫外线会对作物造成不同程度的影响，适量的紫外线对作物有益，但过量的紫外线对植物的生长和发育会造成负面影响。强烈的紫外线会破坏植物叶片中的叶绿素，抑制光合作用效率，降低植物生长速度和产量。此外，紫外线还会导致植物叶片出现斑点、褪色、枯萎等现象，使植物更容易受到病害和气候变化的影响，并且还会降低农作物的产量。而太阳光中的红外线能促进农作物茎的伸长生长和种子的萌发。

2、温室大棚作为一种现代化的农业设施，为传统种植方式带来了许多优势，能够提高农产品产量和质量、节省水资源、保护作物免受极端天气影响、增加农业生产的可持续性。温室大棚膜对紫外线具有一定的屏蔽效果。专利cn 108997686a公开了一种可随时降解的pva基大棚膜，是将聚乙烯醇与淀粉的混合料经流延而成的可降解pva基膜烘干后，在其两侧表面一面涂布油脂隔水层，另一面涂布石蜡防水层得到，该pva基大棚膜虽然具有较好的致密性、气体阻隔性、透光性、延伸性、拉伸强度和独特的水溶降解性，但是对紫外线的防护效果如何却未提及。目前有研究开发涂抹在大棚外表面、具有阻隔紫外线用的涂料，以达到保护农作物、延长大棚膜使用时间的目的，但是绝大部分涂料的综合性能仍不够理想。

3、因此，发明一种新型、能够涂抹在农用大棚膜外表面的农用材料，可以屏蔽紫外光、吸收红外线并以热辐射的形式缓慢释放，为植物的生长提供有利环境，促进大棚中农作物的生长和发育，这对于农业的发展具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种有利于农作物生长、抗紫外的农用新型材料及其制备方法，生产工艺简单，成本低，具有较好的屏蔽紫外线的功能，能够为植物的生长提供有利环境。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供了一种有利于农作物生长、抗紫外的农用新型材料，按照质量份计，包括以下组分：层状硅酸盐5-15份、氧化锌1-10份、复合紫外线吸收基质100-200份、分散剂1-3份、掺铯氧化钨0.1-1份、抗菌剂1-2份。

4、在一些实施方式中，所述复合紫外线吸收基质的制备步骤为：

5、将环氧大豆油、水杨酸、三苯基膦、对苯二酚和改性复合tio2混合，在80-90℃下，搅拌0.5-1h，再升温至110-120℃，保温8-10h，得到复合紫外线吸收基质。

6、在一些实施方式中，所述环氧大豆油、水杨酸的摩尔比为1:(2-4)；所述改性复合tio2为环氧大豆油和水杨酸总质量的1-6wt％。

7、优选地，所述环氧大豆油、水杨酸的摩尔比为1:3；所述改性复合tio2为环氧大豆油和水杨酸总质量的3.5wt％。

8、在一些实施方式中，所述环氧大豆油的环氧值≥6wt％。

9、在一些实施方式中，所述改性复合tio2的制备步骤为：

10、(1)将钛酸乙酯与无水乙醇混合均匀后，加入蒸馏水混合均匀，干燥，得到白色固体；

11、(2)将步骤(1)的白色固体与微晶白云母分散在过氧化氢溶液中，再加入尿素并调节体系ph为5-9，放置于反应釜中进行水热反应，水热反应结束后，冷却至室温，离心、洗涤、干燥，得到改性复合tio2；

12、(3)将硅烷偶联剂加入到无水乙醇中，再加入步骤(2)的复合tio2，调节ph后，水浴加热，得到改性复合tio2。

13、在一些实施方式中，所述步骤(1)中钛酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水的体积比为1:(4-6):(0.3-0.5)。

14、优选地，所述步骤(1)中钛酸乙酯、无水乙醇和蒸馏水的体积比为1:5:0.4。

15、在一些实施方式中，所述步骤(2)中白色固体、微晶白云母与尿素的质量比为(0.8-1.7):1:(0.7-1.6)。

16、优选地，所述步骤(2)中白色固体、微晶白云母与尿素的质量比为1.2:1:1.1。

17、在一些实施方式中，所述水热反应的温度为180-200℃、时间为12-24h。

18、优选地，所述水热反应的温度为190℃、时间为20h。

19、在一些实施方式中，所述层状硅酸盐为绢云母和/或蒙脱土。

20、本发明第二方面提供了一种有利于农作物生长、抗紫外的农用新型材料的制备方法，包括以下步骤：

21、取层状硅酸盐、氧化锌、分散剂、掺铯氧化钨和抗菌剂在1000-2500r/min下搅拌10-20min，将得到的混合物加入到复合紫外线吸收基质中，在1000-2500r/min下搅拌20-60min，得到所述农用新型材料。

22、本发明通过将层状硅酸盐、氧化锌、复合紫外线吸收基质、分散剂、掺铯氧化钨、抗菌剂进行复配，得到一种高性能的农用新型材料，将该农用新型材料涂抹在农用大棚塑料表面，在自然光下能够自发固化，得到对紫外线具有较好屏蔽效果的涂层，且该涂层中加入的掺铯氧化钨可以吸收红外线并以热辐射的形式缓慢释放，有利于种植作物的生长。

23、本发明先在钛酸乙酯体系中通过水热法制备了tio2，再将微晶白云母做为载体，严格控制水热温度、水热时间、晶型控制剂用量和体系ph值，将制备的特殊晶型的tio2负载到微晶白云母片层表面，得到改性复合tio2。本发明通过控制水热反应的条件和所用原料量，能够使得tio2的晶型向对紫外线有高吸收率的金红石型晶型转化，提高紫外线的吸收率。此外，微晶白云母能够为tio2提供很好的附着位点，并使负载的tio2晶粒尺寸减小，提高其分散性，这可能是由于微晶白云母的界面作用在一定程度上限制tio2晶粒的生长，并改善tio2易团聚的状态，有利于其在农用新型材料体系中的分散，更好的发挥出屏蔽紫外线的作用。

24、本发明利用水杨酸与环氧大豆油在三苯基膦做催化剂的作用下，反应制得水杨酸-环氧化大豆油，并在反应过程中加入改性复合tio2，形成复合紫外线吸收基质。本发明中将水杨酸接枝到环氧大豆油上，形成具有交联网络结构的水杨酸-环氧化大豆油，并对紫外线具有一定的吸收作用。再将一定量的改性复合tio2加入到水杨酸-环氧化大豆油体系中，其能够较好的分散在体系中，阻挡部分紫外线的透过，层间反射作用显著，使紫外光透过率减少，达到紫外线屏蔽的作用。此外，该复合紫外线吸收基质中由于苯环和改性复合tio2的存在，使形成的涂层在高温下也具有较好的热稳定性和紫外线屏蔽效果。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

26、1、本发明提供了一种高性能的农用新型材料，将该农用新型材料涂抹在农用大棚塑料表面，在自然光下能够自发固化得到涂层，该涂层对紫外线具有较好屏蔽效果，并可以吸收红外线并以热辐射的形式缓慢释放，有利于种植作物的生长。

27、2、本发明将微晶白云母做为载体，并通过水热法制备了改性复合tio2，微晶白云母能够为tio2提供很好的附着位点，并使负载的tio2晶粒尺寸减小，提高其在体系中的分散性，进而提高其对紫外线有较高的吸收率。

28、3、本发明利用水杨酸与环氧大豆油在三苯基膦做催化剂的作用下，反应制得水杨酸-环氧化大豆油，并在反应过程中加入改性复合tio2，形成一种具有较好的热稳定性和紫外线屏蔽效果的复合紫外线吸收基质。