胶体屏障材料及其制造和使用方法技术

一些变型提供了一种用于形成布置在基底上的胶体屏障材料的乳液‑胶体体系，所述体系包含亲水性第一液体、酸、胶凝剂、疏水性第二液体、增塑剂、以及任选地添加剂，其中所述乳液‑胶体体系的特征在于：(1)在高于60C且低于所述第一液体的沸点下为可流动乳液的第一情况，以及(2)在低于40C下为胶体的第二情况。所述乳液‑胶体体系能够在所述第一情况与所述第二情况之间进行由温度介导的可逆转变。所披露的胶体屏障材料提供了塑料替代品的功能，同时除去缺点。所披露的胶体屏障材料减少了屏障的劳动密集型应用，例如用塑料防水布覆盖谷物堆的情况。当不再需要屏障保护时，所披露的胶体屏障材料还消除对除去的需求。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胶体屏障材料及其制造和使用方法优先权数据本国际专利申请要求于2018年7月12日提交的美国专利申请号62/697,120和2019年7月11日提交的美国专利申请号16/508,424的优先权，这些专利中的每一个特此通过引用结合在此。
本专利技术总体上涉及生产布置成胶体屏障的乳液-胶体体系的工艺和方法。胶体屏障布置在生物质、谷物、土壤和其他材料上。胶体屏障的农业应用包括在水果和蔬菜生产中作为用于塑料地膜的替代品，以及作为用于谷物储存的塑料防水布的替代品。
技术介绍
在农业中使用塑料覆盖物、屏障、薄膜和防水布是常见的实践。通常，低成本和易于使用是许多优点之一。还存在显著的缺点，包括来自塑料的持续的环境污染，使塑料无法进行正确的处理过程，故意的不当处置以及在某些应用中对工人搬运材料的风险。一个产品实例是使用塑料地膜，其被用作在许多水果和蔬菜(包括黄瓜、南瓜、甜瓜、辣椒、番茄和秋葵)的生产中的常见农业实践。使用塑料覆盖物的一些优点是更清洁的产品、更好的水管理、一些有害生物的减少、以及更早和更高的总产量。显著的缺点包括密集种植导致的土壤退化加剧、分布式陆地微塑料的来源材料增加、与材料的正确处理相关的劳动密集型和昂贵的处理。另一个实例是塑料防水布在覆盖谷物堆中的用途。这些塑料防水布防止储存的谷物在投放市场和或最终使用之前遭受损失。正确安装和除去这些防水布可能会对员工造成危害，处置相对昂贵，并且材料可能是塑料污染的来源。需要不由石油衍生的塑料聚合物组成的塑料覆盖物、屏障、薄膜、防水布和类似的屏障材料。需要替代品，其提供塑料替代品的一些或全部功能，同时消除一些或全部缺点。还需要屏障材料，其减少或消除劳动密集型应用的屏障，例如用塑料防水布或类似的塑料材料覆盖谷物堆的情况。还需要屏障材料，当不再需要屏障保护时或当接近在下面的材料时，例如在耕种之前必须除去的农业塑料覆盖物材料和在运输谷物之前除去的谷物防水布的情况下，所述屏障材料减少或消除了除去的需要。
技术实现思路
本专利技术解决了本领域中上述需求，如现在将进行概述并且然后在以下进一步详细描述的。一些变型提供了用于形成布置在基底上的胶体屏障材料的乳液-胶体体系，所述乳液-胶体体系包含：5wt％至25wt％的亲水性第一液体；0.01wt％至5wt％的酸；1wt％至21wt％的胶凝剂；5wt％至25wt％的疏水性第二液体；1wt％至50wt％的增塑剂；以及任选地0.01wt％至50wt％的一种或多种添加剂，其中乳液-胶体体系的特征在于在高于60℃且低于第一液体的沸点下为可流动乳液的第一情况，其中乳液-胶体体系的特征在于在低于40℃下为胶体的第二情况，并且其中乳液-胶体体系能够在第一情况与第二情况之间进行由温度介导的可逆转变。在一些实施例中，亲水性第一液体是水，其中所述水优选地选自由以下组成的组：井水、纯净水、反渗透水、工艺水、城市用水、软水、硬水、自来水、及其组合。在一些实施例中，酸选自由以下组成的组：无机酸、有机酸、羧酸、及其组合。在一些实施例中，胶凝剂选自由以下组成的组：琼脂、琼脂糖、海藻酸盐、明胶、角叉菜胶、羧甲基纤维素、瓜尔胶、果胶酸钠、黄蓍胶、及其组合。在一些实施例中，疏水性第二液体选自由以下组成的组：基于石油的油、基于植物的油、基于动物的油、及其组合。在一些实施例中，增塑剂包括衍生自石油来源、植物来源、动物来源、或其组合的甘油。在一些实施例中，添加剂选自由以下组成的组：交联剂、光反应性聚合物、不透气性试剂、UV吸收剂、光散射剂、催化剂钝化剂、化学品吸收剂、肥料、除草剂、杀有害生物剂、杀昆虫剂、杀真菌剂、稳定剂、纳米颗粒、阻燃剂、乳化剂、蜡、粘度调节剂、着色剂、及其组合。当乳液-胶体体系呈第二情况的形式时，第二情况可以是布置在基底上的胶体屏障材料。胶体屏障材料优选地是与基底表面在物理上成为一体的连续层。基底可以选自由以下组成的组：谷物、土壤、青贮饲料、植物、植物根部、以及木质纤维素生物质。组合也是可能的，例如土壤和植物一起。其他基底也是可能的。一些变型提供了用于形成布置在基底上的胶体屏障材料的乳液-胶体体系，所述乳液-胶体体系包含：5wt％至25wt％的亲水性第一液体；0.01wt％至5wt％的酸；1wt％至21wt％的胶凝剂；5wt％至25wt％的疏水性第二液体；15wt％至40wt％的蜡；1wt％至45wt％的增塑剂；0.01wt％至4wt％的乳化剂；以及任选地0.01wt％至15wt％的一种或多种添加剂，其中乳液-胶体体系的特征在于在高于60℃且低于第一液体的沸点下为可流动乳液的第一情况，其中乳液-胶体体系的特征在于在低于40℃下为胶体的第二情况，并且其中乳液-胶体体系能够在第一情况与第二情况之间进行由温度介导的可逆转变。在一些实施例中，亲水性第一液体是水，其中所述水优选地选自由以下组成的组：井水、纯净水、反渗透水、工艺水、城市用水、软水、硬水、自来水、及其组合。在一些实施例中，酸选自由以下组成的组：无机酸、有机酸、羧酸、及其组合。在一些实施例中，胶凝剂选自由以下组成的组：琼脂、琼脂糖、海藻酸盐、明胶、角叉菜胶、羧甲基纤维素、瓜尔胶、果胶酸钠、黄蓍胶、及其组合。在一些实施例中，疏水性第二液体选自由以下组成的组：基于石油的油、基于植物的油、基于动物的油、及其组合。在一些实施例中，蜡选自由以下组成的组：植物来源的蜡、动物来源的蜡、石油来源的蜡、及其组合。在一些实施例中，增塑剂包括衍生自石油来源、植物来源、动物来源、或其组合的甘油。在一些实施例中，添加剂选自由以下组成的组：交联剂、光反应性聚合物、不透气性试剂、UV吸收剂、光散射剂、催化剂钝化剂、化学品吸收剂、肥料、除草剂、杀有害生物剂、杀昆虫剂、杀真菌剂、稳定剂、纳米颗粒、阻燃剂、粘度调节剂及其组合。在一些实施例中，乳液-胶体体系呈第二情况的形式，并且其中第二情况是布置在基底上的胶体屏障材料。在一些实施例中，胶体屏障材料是与基底表面在物理上成为一体的连续层。基底可以选自由以下组成的组：谷物、土壤、青贮饲料、植物、植物根部、以及木质纤维素生物质。组合也是可能的，例如土壤和植物一起。其他基底也是可能的。一些实施例提供了用于形成布置在基底上的胶体屏障材料的乳液-胶体体系，所述乳液-胶体体系包含：5wt％至25wt％的水；0.01wt％至5wt％的柠檬酸；5wt％至10wt％的明胶；10wt％至45wt％的甘油；0.01wt％至5wt％的瓜尔胶；0.01wt％至5wt％的芥末粉；5wt％至25wt％的大豆油；15wt％至40wt％的硬脂精；0.01wt％至2wt％的二氧化钛；以及0.01wt％至5wt％的着色剂、染料、颜料、或其他着色剂，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成布置在基底上的胶体屏障材料的乳液-胶体体系，所述乳液-胶体体系包含：/n5wt％至25wt％的亲水性第一液体；/n0.01wt％至5wt％的酸；/n1wt％至21wt％的胶凝剂；/n5wt％至25wt％的疏水性第二液体；/n1wt％至50wt％的增塑剂；以及/n任选地0.01wt％至50wt％的一种或多种添加剂，/n其中所述乳液-胶体体系的特征在于在高于60℃且低于所述第一液体的沸点下为可流动乳液的第一情况，其中所述乳液-胶体体系的特征在于在低于40℃下为胶体的第二情况，并且其中所述乳液-胶体体系能够在所述第一情况与所述第二情况之间进行由温度介导的可逆转变。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180712 US 62/697,120;20190711 US 16/508,4241.一种用于形成布置在基底上的胶体屏障材料的乳液-胶体体系，所述乳液-胶体体系包含：
5wt％至25wt％的亲水性第一液体；
0.01wt％至5wt％的酸；
1wt％至21wt％的胶凝剂；
5wt％至25wt％的疏水性第二液体；
1wt％至50wt％的增塑剂；以及
任选地0.01wt％至50wt％的一种或多种添加剂，
其中所述乳液-胶体体系的特征在于在高于60℃且低于所述第一液体的沸点下为可流动乳液的第一情况，其中所述乳液-胶体体系的特征在于在低于40℃下为胶体的第二情况，并且其中所述乳液-胶体体系能够在所述第一情况与所述第二情况之间进行由温度介导的可逆转变。


2.如权利要求1所述的乳液-胶体体系，其中，所述亲水性第一液体是水，并且其中所述水选自由以下组成的组：井水、纯净水、反渗透水、工艺水、城市用水、软水、硬水、自来水、及其组合。


3.如权利要求1所述的乳液-胶体体系，其中，所述酸选自由以下组成的组：无机酸、有机酸、羧酸、及其组合。


4.如权利要求1所述的乳液-胶体体系，其中，所述胶凝剂选自由以下组成的组：琼脂、琼脂糖、海藻酸盐、明胶、角叉菜胶、羧甲基纤维素、瓜尔胶、果胶酸钠、黄蓍胶、及其组合。


5.如权利要求1所述的乳液-胶体体系，其中，所述疏水性第二液体选自由以下组成的组：基于石油的油、基于植物的油、基于动物的油、及其组合。


6.如权利要求1所述的乳液-胶体体系，其中，所述增塑剂包括衍生自石油来源、植物来源、动物来源、或其组合的甘油。


7.如权利要求1所述的乳液-胶体体系，其中，所述添加剂选自由以下组成的组：交联剂、光反应性聚合物、不透气性试剂、UV吸收剂、光散射剂、催化剂钝化剂、化学品吸收剂、肥料、除草剂、杀有害生物剂、杀昆虫剂、杀真菌剂、稳定剂、纳米颗粒、阻燃剂、乳化剂、蜡、粘度调节剂、着色剂、及其组合。


8.如权利要求1所述的乳液-胶体体系，其中，所述乳液-胶体体系呈所述第二情况的形式，并且其中所述第二情况是布置在基底上的胶体屏障材料。


9.如权利要求8所述的乳液-胶体体系，其中，所述胶体屏障材料是与所述基底在物理上成为一体的连续层。


10.如权利要求8所述的乳液-胶体体系，其中，所述基底选自由以下组成的组：谷物、土壤、青贮饲料、植物、植物根部、以及木质纤维素生物质。


11.一种用于形成布置在基底上的胶体屏障材料的乳液-胶体体系，所述乳液-胶体体系包含：
5wt％至25wt％的亲水性第一液体；
0.01wt％至5wt％的酸；
1wt％至21wt％的胶凝剂；
5wt％至25wt％的疏水性第二液体；
15wt％至40wt％的蜡；
1wt％至45wt％的增塑剂；
0.01wt％至4wt％的乳化剂；以及
任选地0.01wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉米·戈斯，拉内·乔根森，道格拉斯·鲁特，迈克尔·斯图泰尔伯格，
申请(专利权)人：农业利用研究所，
类型：发明
国别省市：美国;US