一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料及其制备与应用，属于功能性复合材料及果蔬或作物套袋领域。该材料包括如下按质量份计的组分：5～30份成膜性物质、58～94份分散剂、1～10份载药增强材料、0.1～2份防虫抗病剂、0～0.1份染料。该材料多色且具有良好的防虫抗病性能，喷施在果蔬或作物表面上风干后，可粘附于果蔬或作物表面形成薄膜，达到套袋的目的，其不影响生长，无毒副作用，能够长效缓释出防虫抗病物质。该材料制备方法简单，原料成本较低；还可代替农药使用，解决农药残留的问题，可用于生产绿色有机食品；作用时间长久，可维持1～3个月；不仅可用于果蔬，还可用于农作物、花卉、树木等的防虫抗病。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能性复合材料及果蔬或作物套袋领域，具体涉及一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
当今时代，套袋水果和蔬菜越来越受到大众欢迎和喜爱，不仅因为被套袋保护的果蔬口感清脆甜美，而且套袋有助于果蔬防止病虫侵害，减少农药喷施次数，从而减少农药残留。但是如此深受欢迎的果蔬套袋使用极其麻烦，需人工架梯或爬上果树将果蔬逐个套袋和捆扎。受到使用环境、人力和成本的巨大制约，此外，现有果蔬套袋材料通常采用无纺布、塑料、纸张等，容易滞留雨水、露水，常常使得所套扎的果蔬处于潮湿的环境中，极易滋生植物病菌，导致果蔬病害，为了避免有害微生物繁殖，有些套袋在内层涂布或浸泡了长效缓释农药，无疑增加了果蔬农药严重残留的风险。因此，使用方便、安全性好的新型果蔬套袋技术亟需开发。本新型果蔬套袋技术旨在解决由于病虫害频发以及国内劳动力日益减少的社会大背景下，套袋不及时造成果蔬绝收或者质量下降，经济效益严重受损的问题。喷施农药是果蔬套袋之前或套袋之后防虫抗病的主要手段，由于农药用量大、分解慢，容易在农作物中积累，对人类健康构成了巨大的威胁。而且由于害虫、病菌等的抗药性不断增加，施用常规农药的防虫抗病效果下降，高毒农药被不断使用，造成恶性循环，环境污染日益严峻。随着人们健康观念的不断增强，人们对绿色食品的需求不断增加，新型不使用农药实现果蔬和农作物防虫抗病的新手段、新材料深受社会欢迎。农业生产实践表明，喷施昆虫趋避剂或具有抗菌能力的植物提取物是实现农作物防虫抗病的安全环保好方法。大蒜素、苦参碱、樟脑、香茅油、类柠檬苦素、楝树的叶、果、核等，是长期存在于自然界，效果显著的防虫抗病剂和高效拒食剂，具有驱虫活性、杀菌效果、调节植物生长等多种功能，并且在大自然中能迅速分解，最终分解为二氧化碳和水。而且它们中多种化学物质协同作用，不易导致害虫与病菌产生抗药性，能长期使用。由于它们对相应的害虫不会直接毒杀，而是控制害虫生物种群数量，且不会杀死害虫天敌。它们近几年在农业上被广泛应用，对病虫害有良好的防治效果，是低毒、低残留、环保型防虫抗病剂。与上述类似的抑菌抗病剂肉桂醛、香草醛、茴香醛等醛类物质和水杨酸、山梨酸、咖啡酸等有机酸是植物体内产生的具有特殊刺激性气味和特殊香气的天然物质。在工业上被广泛用作驱虫剂，驱蚊剂，冰箱除味剂，保鲜剂等；在医药领域具有杀菌消毒防腐，抗溃疡，抗病毒作用；在食品工业领域常用于食用香料，保鲜防腐防霉等；还可以用于制备香料香精，制备保健品等。这些物质对人体无害，易于生物降解，而且抑菌功能显著，也可以应用于农作物抑菌抗病。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙烯醇(PVA)，聚乙二醇(PEG)，海藻酸钠，壳聚糖，瓜尔胶，羧甲基纤维素(CMC)、乙基纤维素(EC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)等纤维素衍生物，淀粉衍生物，磺化木质素、硝化木质素等木质素衍生物，腐殖酸等高分子材料，是自然界广泛存在的或者经人工全合成或者半合成得到的产物，其无味、无臭、无毒性，具有广泛的应用。它们具有较好的生物安全性、生物可降解性等，被广泛用于农业、医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域。而且它们具有一定的成膜性、载药性和缓控释的功能，是良好的成膜和药物控释载体材料。硅藻土、石墨烯、石墨、粘土、云母、高岭土等天然矿物，是自然界存在的或者通过加工得到的应用广泛的无机材料。它们具有孔隙度大、吸收性强、缓释性能好、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，而且能增韧、增强、提高附着力，具有较大的孔体积，能使涂膜缩短干燥时间。在医药缓释领域、饲料、造纸、化工填料等领域具有广泛的应用。目前使用纸质、塑料薄膜、无纺布等固体型果蔬套袋存在的使用繁琐、农药残留、易吸收滞留雨露水滋生病菌等问题是需要亟待解决的。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料。该材料采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、海藻酸钠、纤维素衍生物、果胶、树脂等成膜性物质作为基材，复合硅藻土、石墨烯、高岭土等载药和增强材料，负载大蒜素，苦参碱、水杨酸、肉桂醛等防虫抗病剂和染料，得到多种颜色且具有良好的防虫抗病性能的复合材料，其混合体系溶液喷施在果蔬或作物表面上风干后，成粘附于果蔬或作物表面的薄膜，生成新型的果蔬或作物粘附型薄膜套袋，不影响果蔬或作物生长，而且无毒副作用，并能够长效缓释出防虫抗病物质。该技术将传统的果蔬套袋技术简化，将膜剂型“袋子”通过喷雾的方式喷洒在所需果蔬上，然后凝结成膜，省时省力。该技术可以在作物表面成膜(相当于作物表面套袋)，起到防虫抗病的效果，一定程度上减少了农药的使用，解决了作物农药残留问题。本专利技术的另一目的在于提供上述喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料的制备方法。本专利技术的再一个目的在于提供上述喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，包括：成膜性物质。所述的成膜性物质为高分子材料，优选为海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、各种改性纤维素或改性淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、果胶、瓜尔胶、琼脂糖、壳聚糖、阿拉伯胶、黄芪胶、虫胶、油脂、树脂等物质中的任意一种或者至少两种，该成膜性物质分散在液体分散体系中，喷施在果蔬或作物表面风干后形成粘附在果蔬或作物表面的薄膜，对果蔬或作物有物理防护作用，起到隔离病虫害的目的，从而制备出一类固化前以液体或凝胶形式存在的果蔬套袋。是本专利技术的关键技术点，也是本专利技术的技术创新点，单纯依靠它们也能获得较好的套袋防护效果。所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，还包括如下组分：分散剂、载药增强材料、防虫抗病剂。所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，包括如下按质量份计的组分：5～30份成膜性物质、58～94份分散剂、1～10份载药增强材料、0.1～2份防虫抗病剂、0～0.1份染料。所述的分散剂优选为水和乙醇中的至少一种；所述的载药增强材料优选为硅藻土、石墨烯、石墨、粘土、云母和高岭土等矿物质中的任意一种或者至少两种；所述的防虫抗病剂优选为大蒜素，苦参碱，樟脑，香茅油，类柠檬苦素，楝树的叶、果、核提取物，山梨酸、水杨酸，没食子酸，鞣酸、咖啡酸，肉桂醛，香草醛和茴香醛等物质中的任意一种或者至少两种；所述的染料优选为食用染料；更优选为天然食用染料。所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料的制备方法，包含如下步骤：(1)将成膜性物质分散于分散剂中，不断搅拌，得到均一稳定的粘稠溶液或凝胶；(2)将载药增强材料磨细，充分研磨，过筛，与防虫抗病剂溶液混合，不断搅拌，加入染料，继续搅拌混合，得到混合液；(3)将步骤(1)得到的粘稠溶液或凝胶和步骤(2)得到的混合液混合，搅拌均匀，得到喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料。步骤(1)中所述的搅拌的条件优选为常温搅拌0.5h～24h；步骤(2)中所述的过筛优选为过200～1000目筛；步骤(2)中所述的防虫抗病剂溶液的浓度是0.01～0.1g/mL；步骤(2)中所述的搅拌的条件优选为常温搅拌0.5h～8h；步骤(2)中所述的继续搅拌的条件优选为常温继续搅拌0.5h～12h；步骤(3)中所述的搅拌的条件优选为常温搅拌0.5h～2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，其特征在于包括：成膜性物质；所述的成膜性物质为海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、各种改性纤维素或改性淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、果胶、瓜尔胶、琼脂糖、壳聚糖、阿拉伯胶、黄芪胶、虫胶、油脂、树脂中的任意一种或者至少两种。

【技术特征摘要】
1.一种喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，其特征在于包括：成膜性物质；所述的成膜性物质为海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、各种改性纤维素或改性淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、果胶、瓜尔胶、琼脂糖、壳聚糖、阿拉伯胶、黄芪胶、虫胶、油脂、树脂中的任意一种或者至少两种。2.根据权利要求1所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，其特征在于：还包括如下组分：分散剂、载药增强材料、防虫抗病剂。3.根据权利要求2所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，其特征在于：所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，包括如下按质量份计的组分：5～30份成膜性物质、58～94份分散剂、1～10份载药增强材料、0.1～2份防虫抗病剂、0～0.1份染料。4.根据权利要求2或3所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，其特征在于：所述的载药增强材料为硅藻土、石墨烯、石墨、粘土、云母和高岭土中的任意一种或者至少两种。5.根据权利要求2或3所述的喷雾成膜型果蔬或作物套袋复合材料，其特征在于：所述的防虫抗病剂为大蒜素，苦参碱，樟脑，香茅油，类柠檬苦素，楝树的叶、果、核提取物，山梨酸、水杨酸，没食子酸，鞣酸、咖啡酸，肉桂醛，香草醛和茴香醛中的任意一种或者至少两种。6.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋刚彪，刘永林，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44