專利名稱：一種吹塑薄膜界面分子膜配方及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在聚烯烴薄膜界面制備一層極薄的分子膜的方法，尤其是一種吹塑薄膜界面分子膜配方及其生產(chǎn)工藝，屬化工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的聚烯烴薄膜界面表面張力較高，而且是疏水性的，如果用到農(nóng)用大棚就會結(jié)成密集的小霧滴，影響透光而減產(chǎn)；使用內(nèi)添加的流滴劑消除了膜面霧滴，卻由于流滴劑析出而產(chǎn)生棚內(nèi)的霧氣；內(nèi)添加流滴消霧劑方法暫時解決問題，卻在5個月之內(nèi)就會失效；另外添加紫外線屏蔽劑則只屏蔽不轉(zhuǎn)換，浪費(fèi)光源；加熒光粉使光轉(zhuǎn)換然不持久，時效較長的成本又太高；另外添加助劑多了既使透明度下降，又污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述常規(guī)方法中存在的問題，而提供一種在聚烯烴薄膜界面上制備有序分子膜的方法，此法能根據(jù)需要任意設(shè)計(jì)薄膜的流滴、消霧、光屏蔽、光轉(zhuǎn)換、高透明和高保溫的時效，大幅度降低成本。應(yīng)用此種方法可生產(chǎn)出流滴、消霧、光屏蔽、光轉(zhuǎn)換、高透明和高保溫效果極佳的薄膜。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該種吹塑薄膜界面分子膜配方，其特征在于，包括一種高活性表面活性劑硅烷系列表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑、氟或氟碳表面活性劑；一種經(jīng)化學(xué)處理的納米級硅微粉或鈦、鋅微粉如，納米級二氧化硅、納米級二氧化鈦、納米級二氧化鋅、納米級三氧化二鋁等；和一種高純度蒸餾水。其中高表面活性劑和納米級硅微粉或鈦、鋅微粉含量為1％-6％，蒸餾水含量為99％-94％。每萬m2聚烯烴薄膜材料需該種吹塑薄膜界面分子膜配方20-100kg。
用本發(fā)明配方在聚烯烴薄膜吹塑過程中在界面上制備有序分子膜的生產(chǎn)工藝步驟如下
(1)、先將表面活性劑和處理過的納米粒子分別溶進(jìn)蒸餾水，再按照不同產(chǎn)品需求的配方復(fù)配到一起，攪拌均勻，然后將復(fù)配好的溶液注入到不銹鋼容器內(nèi)，經(jīng)過濾器進(jìn)入水泵；(2)、用水泵和精確計(jì)量的節(jié)流裝置將溶液注入旋轉(zhuǎn)或固定的分流裝置；(3)、根據(jù)不同產(chǎn)品需要，用高壓無氣噴頭或可調(diào)氣液噴頭將液體生成霧狀微滴，以直射和漂移兩種方式浸入在線生產(chǎn)用牽引力上升的90-100℃的膜泡表層；(4)、借助膜泡溫度，使活性分子的化學(xué)鍵自發(fā)吸附在膜泡上形成排列緊密的有序分子膜，同時蒸發(fā)掉多余水分；(5)、膜泡內(nèi)噴霧，用自動穩(wěn)壓裝置調(diào)節(jié)膜泡的進(jìn)氣量和排氣量，以適量的排除水蒸氣；(6)、通過增加牽引壓力和牽引輥數(shù)量，用靜電和壓力增強(qiáng)分子膜與基材的的吸附力，必要時增設(shè)靜電發(fā)生器；(7)、如果分子膜組分較復(fù)雜且較厚，易產(chǎn)生未成膜的遺留物，可在后道工序用水沖洗，然后再烘干。
用本發(fā)明配方在已經(jīng)制成的聚烯烴薄膜界面上制備有序分子膜的生產(chǎn)工藝步驟如下(1)先將表面活性劑和處理過的納米粒子分別溶進(jìn)蒸餾水，再按照不同產(chǎn)品需求的配方復(fù)配到一起，攪拌均勻，注入1-3個液體槽；(2)將成卷的聚烯烴薄膜放置到被動放卷輥上，通過支撐和展開薄膜的裝置，將薄膜在水槽中將其表面進(jìn)行浸泡界面處理，使之生成自組裝有序界面分子膜(薄膜可以單面也可以雙面浸泡)；(3)通過第一套牽引和展平裝置將薄膜引入烘干裝置，將浸泡過的薄膜烘干；(4)通過第二套牽引收卷裝置或折疊裝置，將薄膜收卷成為成品；(5)功能要求多的產(chǎn)品，需要浸泡→烘干→再浸泡→再烘干的工藝。
本發(fā)明所述的吹塑薄膜是指用LDPE、LLDPE、EVA、mLLDPE、PP等材料用吹塑方法制作的薄膜，按照本發(fā)明工藝所生產(chǎn)的吹塑薄膜界面分子膜的厚度為10-100nm。
本發(fā)明將聚烯烴薄膜膜泡表面進(jìn)行界面處理過程中應(yīng)用了有序分子膜三種成膜理論LB(物理成膜方法)膜；SA(化學(xué)鍵成膜方法)膜；MD(靜電成膜方法)膜。具體包括(a)用噴霧方式和浸泡方式使成膜原液吸附到聚烯烴膜泡表面上，(物理成膜方法)；(b)成膜原液附到聚烯烴膜泡表面上之后，使硅烷系列表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑、氟或氟碳表面活性劑頭基吸附在膜泡界面上(化學(xué)鍵成膜方法)；(c)薄膜通過薄膜擠出機(jī)上的多個牽引產(chǎn)生靜電，增加界面吸附強(qiáng)度或在噴霧過程中增設(shè)靜電發(fā)生器，成膜過程在靜電幫助下進(jìn)行得更加完好(靜電成膜方法)；(d)借助膜泡表面高溫使表面水變成水蒸氣，排除膜泡之外。
本發(fā)明的有益效果在于由于形成分子膜的表面活性劑親油的頭基有序的排列覆蓋了聚烯烴薄膜界面，它的尾基吸附了無機(jī)微粉形成了新的分子膜親水的界面，流滴消霧問題徹底解決，可以和聚烯烴薄膜的壽命同步；分子膜中添加納米級的二氧化鈦和二氧化硅，可以有效的屏蔽紫外光對聚烯烴薄膜傷害，并將紫外光轉(zhuǎn)換成為對作物有益的紅光；由于納米粒子成核作用，不僅不會因添加無機(jī)粉體影響透明，還會增加聚烯烴薄膜透光率；所使用的硅烷系列表面活性劑、氟或氟碳表面活性劑、納米級硅微粉或鈦、鋅微粉都是綠色無毒的材料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1用三層吹塑農(nóng)膜機(jī)組生產(chǎn)7米寬0.08mm厚，內(nèi)層制備界面分子膜的農(nóng)膜普通吹膜工藝為已知。按照長效流滴消霧和光轉(zhuǎn)換的配方聚乙烯薄膜 100m2硅烷表面活性劑 0.2-0.7g20％納米級硅或鋁溶液 7-12g蒸餾水 200-1000g先將表面活性劑和納米粒子溶液分別加進(jìn)少量水?dāng)嚢?，再加夠蒸餾水復(fù)配到一起，攪拌均勻。然后將混合液注入不銹鋼桶，用壓力≥8MP的高壓泵經(jīng)過精密計(jì)量注入旋轉(zhuǎn)分流器；通過高壓無氣噴頭在膜泡內(nèi)噴霧；直射微滴直接附在上升的膜泡表面，飄散霧滴在膜泡向上牽引過程中填補(bǔ)了直射滴的空白；在≥90℃的溫度作用下，水蒸汽從膜泡表面分離，由改進(jìn)的薄膜擠出機(jī)組內(nèi)冷系統(tǒng)排出膜泡；通過增設(shè)的多個牽引輥時產(chǎn)生20kv靜電，(如果電壓達(dá)不到應(yīng)在噴霧同時增設(shè)靜電發(fā)生器)。經(jīng)薄膜擠出機(jī)組二次牽引即成為成品。這種薄膜透明度很高，流滴消霧效果均達(dá)到8個月以上，并有著明顯的光轉(zhuǎn)換效果，棚內(nèi)溫度比普通流滴消霧膜高2℃左右。
實(shí)施例2用三層吹塑農(nóng)膜機(jī)組生產(chǎn)7米寬0.08mm厚，外層制備界面分子膜的農(nóng)膜普通吹膜工藝為已知。按照光屏蔽和光轉(zhuǎn)換的配方聚乙烯薄膜 100m2硅烷表面活性劑 0.2-0.7g20％納米級鈦或鋅溶液 7-12g蒸餾水 200-1000g先將表面活性劑和納米粒子溶液分別加進(jìn)少量水?dāng)嚢?，再加夠蒸餾水復(fù)配到一起，攪拌均勻。然后將混合液注入不銹鋼桶，用壓力≥0.2MP的液體泵和≥0.6MP的氣泵經(jīng)過精密計(jì)量注入固定分流器；通過氣液噴頭在膜泡外噴霧；主要由直射微滴直接附在上升的膜泡表面；在≥90℃的溫度作用下，水蒸汽從膜泡表面分離，由改排風(fēng)系統(tǒng)排出室外；通過增設(shè)的多個牽引輥時產(chǎn)生20kv靜電，(如果電壓達(dá)不到應(yīng)在噴霧同時增設(shè)靜電發(fā)生器)。
經(jīng)薄膜擠出機(jī)組二次牽引即成為成品。這種薄膜透明度很高，對紫外光屏蔽作用很好，協(xié)同受阻胺光穩(wěn)定劑有抗農(nóng)藥耐老化作用，并有著可調(diào)控的光轉(zhuǎn)換效果，棚內(nèi)溫度比普通膜高2℃左右。
實(shí)施例3用已經(jīng)生產(chǎn)好的單卷吹塑薄膜，雙層制備以印刷的界面分子膜按照降低表面張力和親潤角的配方聚乙烯薄膜 100m2季銨鹽類表面活性劑 0.15-0.55g20％納米級硅溶液 6-10g蒸餾水 200-1000g先將表面活性劑和納米粒子溶液分別加進(jìn)少量水?dāng)嚢瑁偌訅蛘麴s水復(fù)配到一起，攪拌均勻。然后將配好的液體注入1個液體槽；將已經(jīng)制成的單卷的薄膜置放到被動輥上將薄膜放開，通過展開裝置將聚烯烴薄膜放進(jìn)液體槽進(jìn)行雙面浸泡處理，使之生成自組裝有序界面分子膜；再通過1個引導(dǎo)輥將薄膜引入烘干機(jī)，通過收卷或折疊裝置制成成品。這種薄膜印刷性能很好，著色牢固并不易退色。
權(quán)利要求
1.一種吹塑薄膜界面分子膜配方，其特征在于，包括一種高活性表面活性劑硅烷系列表面活性劑、季銨鹽類表面活性劑、氟或氟碳表面活性劑；一種經(jīng)化學(xué)處理的納米級硅微粉或鈦、鋅微粉如，納米級二氧化硅、納米級二氧化鈦、納米級二氧化鋅、納米級三氧化二鋁等和一種高純度蒸餾水。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種吹塑薄膜界面分子膜配方，其特征在于，高表面活性劑和納米級硅微粉或鈦、鋅微粉含量為1％-6％，蒸餾水含量為99％-94％。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種吹塑薄膜界面分子膜配方，其特征在于，每萬m2聚烯烴薄膜材料需該種吹塑薄膜界面分子膜配方20-100kg。
4.按照權(quán)利要求1所述的吹塑薄膜是指用LDPE、LLDPE、EVA、mLLDPE、PP等材料用吹塑方法制作的薄膜。
5.用照權(quán)利要求1所述的一種吹塑薄膜界面分子膜配方在聚烯烴薄膜吹塑過程中在界面上制備有序分子膜的生產(chǎn)工藝步驟其特征在于，(1)、先將表面活性劑和處理過的納米粒子分別溶進(jìn)蒸餾水，再按照不同產(chǎn)品需求的配方復(fù)配到一起，攪拌均勻，然后將復(fù)配好的溶液注入到不銹鋼容器內(nèi)，經(jīng)過濾器進(jìn)入水泵；(2)、用水泵和精確計(jì)量的節(jié)流裝置將溶液注入旋轉(zhuǎn)或固定的分流裝置；(3)、根據(jù)不同產(chǎn)品需要，用高壓無氣噴頭或可調(diào)氣液噴頭將液體生成霧狀微滴，以直射和漂移兩種方式浸入在線生產(chǎn)用牽引力上升的90-100℃的膜泡表層；(4)、借助膜泡溫度，使活性分子的化學(xué)鍵自發(fā)吸附在膜泡上形成排列緊密的有序分子膜，同時蒸發(fā)掉多余水分；(5)、膜泡內(nèi)噴霧，用自動穩(wěn)壓裝置調(diào)節(jié)膜泡的進(jìn)氣量和排氣量，以適量的排除水蒸氣；(6)、通過增加牽引壓力和牽引輥數(shù)量，用靜電和壓力增強(qiáng)分子膜與基材的的吸附力，必要時增設(shè)靜電發(fā)生器；(7)、如果分子膜組分較復(fù)雜且較厚，易產(chǎn)生未成膜的遺留物，可在后道工序用水沖洗，然后再烘干。
6.用照權(quán)利要求1所述的一種吹塑薄膜界面分子膜配方在已經(jīng)制成的聚烯烴薄膜界面上制備有序分子膜的生產(chǎn)工藝步驟其特征在于，(1)先將表面活性劑和處理過的納米粒子分別溶進(jìn)蒸餾水，再按照不同產(chǎn)品需求的配方復(fù)配到一起，攪拌均勻，注入1-3個液體槽；(2)將成卷的聚烯烴薄膜放置到被動放卷輥上，通過支撐和展開薄膜的裝置，將薄膜在水槽中將其表面進(jìn)行浸泡界面處理，使之生成自組裝有序界面分子膜(薄膜可以單面也可以雙面浸泡)；(3)通過第一套牽引和展平裝置將薄膜引入烘干裝置，將浸泡過的薄膜烘干；(4)通過第二套牽引收卷裝置或折疊裝置，將薄膜收卷成為成品；(5)功能要求多的產(chǎn)品，需要浸泡→烘干→再浸泡→再烘干的工藝。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吹塑薄膜界面分子膜生產(chǎn)工藝中靜電電壓為20kv。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法生產(chǎn)的吹塑薄膜界面分子膜的厚度為10-100nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吹塑薄膜界面分子膜配方及其生產(chǎn)工藝，屬化工領(lǐng)域。由高活性的表面活性劑，納米級硅、鈦、鋅、鋁微粉和蒸餾水溶液組成吹塑薄膜界面分子膜配方。制備分子膜的工藝有兩種a)一種是在聚烯烴薄膜吹塑過程中在界面上制備有序分子膜，用中心旋轉(zhuǎn)氣液分配器，將配制好的液體霧化到薄膜膜泡表面進(jìn)行界面處理；b)另一種是在已經(jīng)制成的聚烯烴薄膜界面上制備有序分子膜，此法包括利用1－3個液體槽，將配制好的液體分別置于槽內(nèi)，對聚烯烴薄膜表面進(jìn)行浸泡界面處理。本發(fā)明可徹底解決流滴消霧問題，有效的屏蔽紫外光對聚烯烴薄膜傷害，并將紫外光轉(zhuǎn)換成為對作物有益的紅光，增加了聚烯烴薄膜透光率，所用材料綠色無污染。
文檔編號C08K3/22GK101070403SQ20071001587
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者武慶東, 鄭林, 陳曉俊 申請人:聊城華塑工業(yè)有限公司