一種滴頭防根侵降解型母料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于領域滴灌技術領域，尤其是設及一種滴頭防根侵降解型母料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 地埋式滴灌是近年來國內開始大力推廣應用的先進節水灌概技術，在田間試驗和 使用過程中發現存在負壓吸泥、作物根系入侵灌水器、容易堵塞等嚴重問題；而且，造成堵 塞的主要原因都大致相同；一是與地上滴灌灌水器一樣，地埋式滴灌同樣存在內部水中微 小固體顆粒、細小毛狀物及化學微粒等物質，附著在流道壁及死角處形成栓柱核，發育成泥 團造成流道堵塞。二是地埋式灌水器埋設于地下，出水口被±壤包圍，當灌概管道停水時 亥IJ，瞬間毛管中產生的負壓能夠將±壤中自由微小顆粒吸入灌水器的微孔，發生負壓吸泥 現象而堵塞滴頭。=是由于地埋式灌水器埋設于作物的根部，植物根的向水性生長，會使作 物的毛根進入地下灌水器的滴水孔，造成堵塞。
[0003] 研究表明，重金屬銅不僅是作物生長不可或缺的元素，又可與植物分泌的有機酸 相互作用產生二價銅離子，當銅離子積累濃度達到或介于一定范圍區間時，就會對作物尤 其是根部生長產生脅迫性抑制作用。但是植物分泌有機酸是在營養脅迫下發生的，有機酸 的種類和數量與其所處的±壤條件也有著密切的關系，如在缺磯脅迫下，植物可通過增加 低分子量有機酸的分泌，促進自身對±壤中難溶性含磯化合物的利用，改善其體內磯營養 狀況，促進生長發育，進而提高作物產量和改善農產品品質。因此通過在滴頭中鑲嵌銅片或 是在滴頭原料中加入銅粉，利用植物分泌的有機酸與銅作用形成二價銅離子，從而脅迫性 抑制根系入侵是受到±壤條件限制的，也就是限制了其應用，甚至沒有發揮其應有作用。
[0004] 聚乳酸是一種具有優良的生物相容性和可生物降解性的合成高分子材料，在降解 過程會生成帶有駿基的化合物，因此能夠提供生成二價銅離子的酸性環境。
【發明內容】
[0005] 本發明的第一個目的是提供一種滴頭防根侵降解型母料，所述母料是由包括聚乳 酸-銅納米微膠囊制備得到的。
[0006] 作為本發明優選的方案，所述母料是由包括高密度聚己締，聚乳酸-銅納米微膠 囊，氧化聚己締蠟制備得到的。
[0007] 作為本發明更加優選的方案，母料各組分的質量分數為高密度聚己締78. 9%~ 88. 9%，聚乳酸-銅納米微膠囊11%~21%，氧化聚己締蠟0. 1%。
[000引其中，聚乳酸-銅納米微膠囊的制備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)制備聚乳酸和銅源的有機溶液A;
[0010] (2)制備聚己締醇的水溶液B;
[00川 做將溶液A加入溶液B中，超聲乳化得乳液C;
[0012] (4)將乳液C加熱，去除有機溶劑，將乳液采用膜過濾，得到膠體溶液D;
[0013] (5)將膠體溶液D進行離屯、分離，獲得的固體進行真空干燥，得到所述的聚乳 酸-銅納米微膠囊。
[0014] 優選的，所述銅源為納米銅粉或者納米氧化銅。
[0015] 優選的，所述聚乳酸的重均分子量為80000~100000。
[0016] 優選的，步驟（1)中，聚乳酸的重量濃度為2%~6%，銅源的重量濃度為1%~ 3%。
[0017] 優選的，步驟（2)中，聚己締醇的重量濃度為1%~8%。
[001引優選的，步驟（3)中，溶液A與溶液B的重量比為1 ;3。
[0019] 作為本發明優選的技術方案，聚乳酸-銅納米微膠囊的制備方法，包括如下步驟：
[0020] (1)制備聚乳酸和銅源的二氯甲燒溶液，溶液中聚乳酸的重量濃度為2%~6%， 銅源的重量濃度為1 %~3% ;
[0021] 似制備聚己締醇的水溶液，聚己締醇的重量濃度為1%~8% ;
[002引 做將步驟（1)的溶液加入步驟似的溶液中，超聲乳化2~3h，獲得乳液，步驟 (1)的溶液與步驟似的溶液的重量比為1 ;3 ;
[002引 （4)將步驟做的乳液加熱至40~50。攬拌2~3h，揮去二氯甲燒，將得到的乳 液采用150nm的微孔濾膜過濾，得到膠體溶液；
[0024] 妨將步驟（4)的膠體溶液在15000~2500化/min下離屯、分離1~2h，獲得的固 體在80°C真空干燥2~化，得到所述的聚乳酸-銅納米微膠囊。
[0025] 本發明還提供了滴頭防根侵降解型母料的制備方法，其特征在于；將高密度聚己 締，聚乳酸-銅納米微膠囊，氧化聚己締蠟混合均勻；將混合料依次經加溫塑化、擠出、定 型、冷卻、切粒、風干工藝后，制成母料。
[0026] 本發明具有的優點和積極效果是；聚乳酸在降解過程中能夠提供二價銅離子生成 的酸性環境，克服了受±壤環境制約下的植物酸不足或沒有的情況下銅枯根技術無法實現 的難題；聚乳酸-銅納米微膠囊降低了銅的用量，粒徑小能夠在滴頭中分散均勻；防根侵降 解型母料解決了鑲嵌型銅片滴頭的繁瑣性工藝；克服了銅粉滴頭存在的烙融物料流動性降 低影響注塑而影響產率的情況。
【具體實施方式】 [0027] 實施例1
[002引 （1)將聚乳酸和納米銅粉（粒徑30-50nm)加入二氯甲燒中，室溫攬拌3h，使聚 乳酸完全溶解，納米銅粉分散均勻，得聚乳酸-納米銅粉溶液，其中，聚乳酸的重量濃度為 2%，納米銅粉的重量濃度為1 %，聚乳酸的重均分子量為80000 ;
[0029] (2)將Ig聚己締醇與99g水混合，保持水溫20°C，使其潤脹1.化，再加熱至85°C， 并持續化，使其充分溶解，直至溶液中無細小顆粒，獲得聚己締醇水溶液；
[0030] (3)將lOg的聚乳酸-銅粉溶液加入30g聚己締醇溶液中，超聲乳化化，獲得乳液。 將該乳液加熱至40°C，攬拌化，揮去二氯甲燒，將得到的乳液采用150nm的微孔濾膜過濾， 即得膠體溶液。
[003U (4)將該膠體溶液在離屯、機中，W15000r/min離屯、1.化后，獲得的固體，在80°C 下真空干燥化，最終得到本發明的聚乳酸-銅粉納米膠囊。
[003引 妨將質量分數為88. 9%的高密度聚己締，11 %的聚乳酸-銅粉納米膠囊，0. 1% 的氧化聚己締蠟混合均勻；將混合料依次經加溫塑化、擠出、定型、冷卻、切粒、風干工藝后， 制成母料。
[0033] 實施例2
[0034] (1)將聚乳酸和納米銅粉（粒徑30-50nm)加入二氯甲燒中，室溫攬拌3h，使聚 乳酸完全溶解，納米銅粉分散均勻，得聚乳酸-納米銅粉溶液，其中，聚乳酸的重量濃度為 2%，納米銅粉的重量濃度為1%，聚乳酸的重均分子量為80000 ;
[0035](2)將Ig聚己締醇與99g水混合，保持水溫20°C，使其潤脹1.化，再加熱至85°C， 并持續化，使其充分溶解，直至溶液中無細小顆粒，獲得聚己締醇水溶液；
[0036] (3)將lOg的聚乳酸-銅粉溶液加入30g聚己締醇溶液中，超聲乳化化，獲得乳液。 將該乳液加熱至40°C，攬拌化，揮去二氯甲燒，將得到的乳液采用150nm的微孔濾膜過濾， 即得膠體溶液。
[0037] (4)將該膠體溶液在離屯、機中，W15000r/min離屯、1.化后，獲得的固體，在80°C 下真空干燥化，最終得到本發明的聚乳酸-銅粉納米膠囊。
[003引 （5)將質量分數為78. 9%的高密度聚己締，21 %的聚乳酸-銅粉納米膠囊，0. 1% 的氧化聚己締蠟混合均勻；將混合料依次經加溫塑化、擠出、定型、冷卻、切粒、風干工藝后， 制成母料。
[0039] 實施例3
[0040] (1)將聚乳酸和納米氧化銅（粒徑40nm)加入二氯甲燒中，室溫攬拌3h，使聚乳酸 完全溶解，納米氧化銅分散均勻，得聚乳酸-納米氧化銅溶液，其中，聚乳酸的重量濃度為 3%，納米氧化銅的重量濃度為1. 3%，聚乳酸的重均分子量為100000 ;
[0041] (2)將Ig聚己締醇與99g水混合，保持水溫20°C，使其潤脹1.化，再加熱至85°C， 并持續化，使其充分溶解，直至溶液中無細小顆粒，獲得聚己締醇水溶液；
[0042] (3)將lOg的聚乳酸-氧化銅溶液加入30g聚己締醇溶液中，超聲乳化化，獲得乳 液。將該乳液加熱至40°C，攬拌化，揮去二氯甲燒，將得到的乳液采用150nm的微孔濾膜過 濾，即得膠體溶液。
[00創 （4)將該膠體溶液在離屯、機中，W15000r/min離屯、1.化后，獲得的固體，在80°C下真空干燥化，最終得到本發明的聚乳酸-氧化銅納米膠囊。
[0044] (5)將質量分數為88. 9 %的高密度聚己締，11 %的聚乳酸-氧化銅納米膠囊， 0. 1%的氧化聚己締蠟混合均勻；將混合料依次經加溫塑化、擠出、定型、冷卻、切粒、風干工 藝后，制成母料。
[0045] 將本發明的母料通過注塑成型工藝用于滴頭上，并依據國家"863"計劃一一現代 農業節水技術與產品項目地下滴灌系統和產品研究課題的設計書要求，對滴頭的抗根系入 侵性能進行檢測，檢測結果如下表。
[0046] 表1;將本發明用于滴頭上的抗根系入侵性能檢測結果
[0047]
【主權項】
1. 一種滴頭防根侵降解型母料，其特征在于：所述母料是由包括聚乳酸-銅納米微膠 囊制備得到的。
2. 根據權利要求1所述的母料，其特征在于：所述母料是由包括高密度聚乙烯、聚乳 酸-銅納米微膠囊和氧化聚乙烯蠟制備得到的。
3. 根據權利要求2所述的母料，其特征在于：各組分的質量分數為高密度聚乙烯 78. 9%~88. 9%，聚乳酸-銅納米微膠囊11%~21%，氧化聚乙烯蠟0. 1%。
4. 權利要求1-3任一項所述的聚乳酸-銅納米微膠囊的制備方法，包括如下步驟： (1) 制備聚乳酸和銅源的有機溶液A; (2) 制備聚乙烯醇的水溶液B; (3) 將溶液A加入溶液B中，超聲乳化得乳液C; (4) 將乳液C加熱，去除有機溶劑，將乳液采用膜過濾，得到膠體溶液D; (5) 將膠體溶液D進行離心分離，獲得的固體進行真空干燥，得到所述的聚乳酸-銅納 米微膠囊。
5. 根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述銅源為納米銅粉或者納米氧化 銅。
6. 根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述聚乳酸的重均分子量為 80000 ~100000。
7. 根據權利要求4-6任一所述的制備方法，其特征在于：步驟（1)中，聚乳酸的重量濃 度為2%~6%，銅源的重量濃度為1 %~3%。
8. 根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于：步驟（2)中，聚乙烯醇的重量濃度為 1%~8%〇
9. 根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：步驟（3)中，溶液A與溶液B的重量 比為1 :3。
10. 滴頭防根侵降解型母料的制備方法，其特征在于：將高密度聚乙烯，權利要求1-9 任一項所述的聚乳酸-銅納米微膠囊，氧化聚乙烯蠟混合均勻；將混合料依次經加溫塑化、 擠出、定型、冷卻、切粒、風干工藝后，制成母料。
【專利摘要】本發明提供一種滴頭防根侵降解型母料，該母料是由包括高密度聚乙烯、聚乳酸-銅納米微膠囊和氧化聚乙烯蠟制備得到的，本發明還公開了聚乳酸-銅納米微膠囊以及該母料的制備方法，聚乳酸在降解過程中能夠提供二價銅離子生成的酸性環境，克服了受土壤環境制約下的植物酸不足或沒有的情況下銅祛根技術無法實現的難題，使用此種母料制備成的滴頭具有很好的防根侵效果。
【IPC分類】C08L23-06, C08K3-08, C08K9-10, C08L23-30, C08K3-22
【公開號】CN104725704
【申請號】CN201510129877
【發明人】馮厚軍, 保功輝, 張超奇, 趙麗娜
【申請人】大禹節水（天津）有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月23日