含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法。將聚乙烯粉體、母料按比例稱量得到混合物m1；將二氧化錳納米片溶解在水中配成溶液m2；將混合物m1加入噴霧式高混機(jī)中，同時(shí)利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2，高速旋轉(zhuǎn)至混合均勻，得到粉體m3；將粉體m3加入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到濃縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆?；旌?，吹塑機(jī)處理得到含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜。本項(xiàng)目公開了一步法合成MnO2納米片的方法，同時(shí)采用的噴霧方式實(shí)現(xiàn)了MnO2納米片在聚乙烯中的均勻分散，并將含有MnO2納米片的高濃度濃縮母粒與聚乙烯以適當(dāng)比例混合，經(jīng)吹塑制得MnO2納米片/聚乙烯薄膜。
【專利說明】
含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，涉及聚乙烯薄膜制備領(lǐng)域，尤其涉及一種含有二氧化錳納 米片的聚乙烯薄膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] Μη02納米片是一種新型的紫外屏蔽材料，具有屏蔽范圍廣、價(jià)格低廉，對環(huán)境友好 等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)的紫外屏蔽劑屏蔽范圍窄、易揮發(fā)等問題，是具有潛在應(yīng)用前景的紫外 屏蔽材料。紫外線是波長為180_400nm的電磁波。日本學(xué)者的研究結(jié)果證明，在阻隔紫外線 的環(huán)境下培育作物，葉片的同化組織發(fā)生了變化，可加速光合作用，并能抑制農(nóng)作物的灰霉 病。阻隔380nm以下紫外線的棚膜對農(nóng)作物有防病、促進(jìn)生長、防止枝干老化、延長收獲期、 增加產(chǎn)量等效果。因此紫外線是很多病蟲害賴以生存的光波波段。如果能優(yōu)化自然界的光 波波段，屏蔽掉有害紫外線，就可以抑制害蟲的生存和生長，大幅度提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，并 大量減少農(nóng)藥的使用量，生產(chǎn)出"綠色蔬菜"、"有機(jī)蔬菜"。
[0003] Μη02納米片紫外屏蔽材料是一種新型的紫外屏蔽材料，具有屏蔽范圍廣（200-400nm的紫外區(qū)）、價(jià)格低廉，對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是具有潛在應(yīng)用前景的紫外屏蔽材料。將 其應(yīng)用在聚乙烯薄膜上面，大大拓展了 Μη02納米片的應(yīng)用領(lǐng)域，這對納米片材料的研究和 應(yīng)用有重要的科學(xué)意義，并能加快我國阻隔紫外線棚膜的開發(fā)應(yīng)用，具有重要的理論意義 和應(yīng)用價(jià)值，前景極為廣闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方 法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0005] -種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，所述含有二氧化錳納米片的 聚乙烯薄膜采用下述步驟制備而成：
[0006] (a)將聚乙烯粉體、母料按(5-10):1比例稱量得到混合物ml;
[0007] (b)將二氧化錳納米片溶解在水中配成二氧化錳納米片溶液m2;
[0008] (c)將混合物ml加入噴霧式高混機(jī)中，同時(shí)利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶 液m2，高速旋轉(zhuǎn)至混合均勻，得到粉體m3;
[0009] (d)將粉體m3加入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到濃縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒 混合，混合均勻后經(jīng)吹塑機(jī)處理得到含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜。
[0010] 其中保溫劑、流滴劑和抗氧化劑為母料：
[0011] 作為優(yōu)選，所述二氧化錳納米片為具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片，所述具有插 層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片采用下述步驟合成：
[0012] (e)將陽離子表面活性劑和高錳酸鉀混合攪拌，得到黑褐色沉淀nl;
[0013] (f)將黑褐色沉淀nl與烷基氫氧化銨、陽離子表面活性劑混合，得到黑褐色沉淀 n2；
[0014] (g)將陽離子表面活性劑與二氧化錳混合反應(yīng)，得到黑褐色溶液n3;
[0015] (h)將步驟(f)中的黑褐色沉淀n2和步驟(g)中的黑褐色沉淀n3混合，靜置時(shí)間6-8 小時(shí)得到具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片c。
[0016] 作為優(yōu)選，所述步驟(c)中高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為1500-2500轉(zhuǎn)/分，所述高速旋轉(zhuǎn)的時(shí) 間為15-25分鐘。
[0017]作為優(yōu)選，所述步驟(d)中制得的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的厚度為80-120μηι〇
[0018] 作為優(yōu)選，所述步驟(e)、（f)中的陽離子表面活性劑單碳鏈、雙碳鏈以及三碳鏈的 烷基銨陽離子表面活性劑中的任意一種。
[0019] 作為優(yōu)選，所述步驟(e)中陽離子表面活性劑和高錳酸鉀加入質(zhì)量比為1: (1-2)。
[0020] 作為優(yōu)選，所述步驟(g)中的陽離子表面活性劑為碳鏈長是十二、十四、十六、十八 的烷基三甲基溴化銨的任意一種。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于，
[0022] 一般比較常用的合成Μη02納米片的方法極為繁瑣，耗時(shí)較長，總共需要7-22天的 時(shí)間才能得到最終產(chǎn)物，不易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)放大。本項(xiàng)目公開了一步法合成Μη02納米片的方法， 同時(shí)采用的噴霧方式實(shí)現(xiàn)了Μη0 2納米片在聚乙烯中的均勻分散，并將含有Μη02納米片的高 濃度濃縮母粒與聚乙烯以適當(dāng)比例混合，經(jīng)吹塑制得Μη0 2納米片/聚乙烯薄膜。所得薄膜具 有良好的紫外線屏蔽作用，利用生態(tài)調(diào)控技術(shù)防止病蟲害對農(nóng)作物的危害，減少農(nóng)藥的使 用，生產(chǎn)綠色食品。
[0023]本發(fā)明使Μη02納米片/聚乙烯薄膜得到應(yīng)有的增值，是提高我國大棚膜附加值，使 農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收的有效技術(shù)途徑，也是解決我國"三農(nóng)"問題的重要舉措。本項(xiàng)目的實(shí) 施，可以解決當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有富余人員就業(yè)，對于維護(hù)社會治安、穩(wěn)定社會秩序、緩和富余人員安 置的矛盾，具有極大的社會意義。
[0024] 本發(fā)明的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可大大加快我國屏蔽紫外線農(nóng)用薄膜研究進(jìn)度； 大幅度提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，并大量減少農(nóng)藥使用量，生產(chǎn)出〃綠色蔬菜〃，〃有機(jī)蔬菜〃;取得 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙豐收。
【附圖說明】
[0025] 圖1為含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜制備過程流程圖，圖2為具有插層結(jié)構(gòu)的 二氧化錳納米片制備過程流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合具體實(shí)施例對 本發(fā)明做進(jìn)一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實(shí)施例及實(shí)施例中的 特征可以相互組合。
[0027] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體 實(shí)施例的限制。
[0028]實(shí)施例1，本實(shí)施例提供一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法。首先 將聚乙烯粉體5kg、母料lkg(保溫劑、流滴劑、抗氧劑按照質(zhì)量比1:1:1混合)稱量得到混合 物ml;然后將二氧化錳納米片50g溶解在100ml水中配成二氧化錳納米片溶液m2;將混合物 ml加入噴霧式高混機(jī)中，同時(shí)利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在1500轉(zhuǎn)/分條件 下處理15分鐘至所有原料混合均勻，得到粉體m3;將粉體m3加入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到濃縮 母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆?；旌?，混合均勻后經(jīng)吹塑機(jī)處理得到含有二氧化錳納 米片的聚乙稀薄膜。
[0029] 其中，上述二氧化錳納米片為具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片，采用下述步驟合 成:首先將單碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑〇.5kg和高錳酸鉀lkg混合攪拌均勻，得到黑褐 色沉淀nl;然后將制得的黑褐色沉淀與烷基氫氧化銨、單碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑按 照質(zhì)量比1:1:2比例混合均勻，得到黑褐色沉淀n2;將十二烷基三甲基溴化銨陽離子表面活 性劑與二氧化錳按照質(zhì)量比1:2混合反應(yīng)，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐色沉 淀n3混合，靜置時(shí)間6小時(shí)得到具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片c。
[0030] 實(shí)施例2,本實(shí)施例提供一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法。首先 將聚乙烯粉體8kg、母料lkg(保溫劑、流滴劑、抗氧劑按照質(zhì)量比1:3:5混合)稱量得到混合 物ml;然后將二氧化錳納米片60g溶解在500ml水中配成二氧化錳納米片溶液m2;將混合物 ml加入噴霧式高混機(jī)中，同時(shí)利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在2500轉(zhuǎn)/分條 件下處理25分鐘至所有原料混合均勻，得到粉體m3;將粉體m3加入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到濃 縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆?；旌希旌暇鶆蚝蠼?jīng)吹塑機(jī)處理得到含有二氧化錳 納米片的聚乙稀薄膜。
[0031] 其中，上述二氧化錳納米片為具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片，采用下述步驟合 成:首先將雙碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑〇.6kg和高錳酸鉀lkg混合攪拌均勻，得到黑褐 色沉淀nl;然后將制得的黑褐色沉淀與烷基氫氧化銨、雙碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑按 照質(zhì)量比2:5:2比例混合均勻，得到黑褐色沉淀n2;將十八烷基三甲基溴化銨陽離子表面活 性劑與二氧化錳按照質(zhì)量比1:3混合反應(yīng)，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐色沉 淀n3混合，靜置時(shí)間8小時(shí)得到具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片c。
[0032]實(shí)施例3,本實(shí)施例提供一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法。首先 將聚乙烯粉體4kg、母料2.5kg(保溫劑、流滴劑、抗氧劑按照質(zhì)量比1:2:3混合)稱量得到混 合物ml;然后將二氧化錳納米片50g溶解在300ml水中配成二氧化錳納米片溶液m2;將混合 物ml加入噴霧式高混機(jī)中，同時(shí)利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在2000轉(zhuǎn)/分條 件下處理20分鐘至所有原料混合均勻，得到粉體m3;將粉體m3加入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到濃 縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混合，混合均勻后經(jīng)吹塑機(jī)處理得到含有二氧化錳 納米片的聚乙稀薄膜。
[0033]其中，上述二氧化錳納米片為具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片，采用下述步驟合 成:首先將雙碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑〇. 7kg和高錳酸鉀3kg混合攪拌均勻，得到黑褐 色沉淀nl;然后將制得的黑褐色沉淀與烷基氫氧化銨、雙碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑按 照質(zhì)量比1:5:4比例混合均勻，得到黑褐色沉淀n2;將十八烷基三甲基溴化銨陽離子表面 活性劑與二氧化錳按照質(zhì)量比1.5:3混合反應(yīng)，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐 色沉淀n3混合，靜置時(shí)間7小時(shí)得到具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片c。
[0034]實(shí)施例4,本實(shí)施例提供一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法。首先 將聚乙烯粉體lkg、母料0.8kg(保溫劑、流滴劑、抗氧劑按照質(zhì)量比2:1:1混合)稱量得到混 合物ml;然后將二氧化錳納米片35g溶解在50ml水中配成二氧化錳納米片溶液m2;將混合物 ml加入噴霧式高混機(jī)中，同時(shí)利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在2200轉(zhuǎn)/分條件 下處理18分鐘至所有原料混合均勻，得到粉體m3;將粉體m3加入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到濃縮 母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混合，混合均勻后經(jīng)吹塑機(jī)處理得到含有二氧化錳納 米片的聚乙稀薄膜。
[0035]其中，上述二氧化錳納米片為具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片，采用下述步驟合 成:首先將雙碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑〇.6kg和高錳酸鉀2kg混合攪拌均勻，得到黑褐 色沉淀nl;然后將制得的黑褐色沉淀與烷基氫氧化銨、雙碳鏈烷胺基陽離子表面活性劑按 照質(zhì)量比1.5:1:1比例混合均勻，得到黑褐色沉淀n2;將十八烷基三甲基溴化銨陽離子表面 活性劑與二氧化錳按照質(zhì)量比1:1.5混合反應(yīng)，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐 色沉淀n3混合，靜置時(shí)間7小時(shí)得到具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片c。
[0036]表1實(shí)施例1-4制得的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜性能進(jìn)行檢測結(jié)果
[0039] 將實(shí)施例1-4制得的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測，結(jié)果 如表1所示。通過檢測數(shù)據(jù)可知，通過本發(fā)明制得的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜紫外 屏蔽能力明顯提高，薄膜拉伸強(qiáng)度相對于傳統(tǒng)薄膜來說也有所提高。
[0040] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實(shí)施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (a) 將聚乙烯粉體、母料按(5-10): 1的質(zhì)量比例稱量得到混合物ml; (b) 將二氧化錳納米片溶解在水中配成二氧化錳納米片溶液m2; (c) 將混合物ml加入噴霧式高混機(jī)中，同時(shí)利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2， 高速旋轉(zhuǎn)至混合均勻，得到粉體m3; (d) 將粉體m3加入造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到濃縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆?；?合，混合均勻后經(jīng)吹塑機(jī)處理得到含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，其特征在于， 所述二氧化錳納米片為具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片，所述具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納 米片采用下述步驟合成： (e) 將陽離子表面活性劑和高錳酸鉀混合攪拌，得到黑褐色沉淀nl; (f) 將黑褐色沉淀nl與烷基氫氧化銨、陽離子表面活性劑混合，得到黑褐色沉淀n2; (g) 將陽離子表面活性劑與二氧化錳混合反應(yīng)，得到黑褐色溶液n3; (h) 將步驟(f)中的黑褐色沉淀n2和步驟(g)中的黑褐色沉淀n3混合，靜置時(shí)間6-8小時(shí) 得到具有插層結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米片c。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，其特征 在于，所述步驟(c)中高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速為1500-2500轉(zhuǎn)/分，所述高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)間為15-25分 鐘。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，其特征 在于，所述步驟(d)中制得的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的厚度為80-120μπι。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，其特征 在于，所述步驟(e)、（f)中的陽離子表面活性劑單碳鏈、雙碳鏈以及三碳鏈的烷基銨陽離子 表面活性劑中的任意一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，其特征 在于，所述步驟(e)中陽離子表面活性劑和高錳酸鉀加入質(zhì)量比為1: (1-2)。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法，其特征 在于，所述步驟(g)中的陽離子表面活性劑為碳鏈長是十二、十四、十六、十八的烷基三甲基 溴化銨的任意一種。
【文檔編號】C01G45/02GK105968488SQ201610264277
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】郭鋒, 侯婷婷, 高亞曼, 武慶東
【申請人】聊城華塑工業(yè)有限公司