[发明专利]纳米材料改性聚乙烯农用薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种纳米材料技术领域的薄膜及其制备方法，具体是一种纳米材料改性聚乙烯农用薄膜及其制备方法。

背景技术

随着农业的发展，农用塑料已经成为促进农业更高效发展必不可少的重要生产资料。在我国北方寒冬至早春季节，日照时间短、大气温度低，为提高农作物产量，对性能优异的农用大棚薄膜的需求不断加大。传统农用大棚薄膜主要采用聚氯乙烯树脂为原料。聚氯乙烯薄膜虽然较耐气候老化，但由于含有大量增塑剂，加工及使用过程中增塑剂挥发加上聚氯乙烯树脂本身宜降解，会造成环境污染。而且聚氯乙烯低温性能不好，温度较高的时候又易于松弛，易吸附粉尘及薄膜密度较大，单位面积成本较高，不易存放，近年来已经逐渐被聚乙烯薄膜所取代。

但聚乙烯树脂因其分子链中存在双键，在紫外线作用下易氧化降解，导致它在储存、成型、使用过程中，随着时间的延长而发生结构变化，出现物理力学性质的劣化。目前国内外采用的制备耐候性农用薄膜的方法主要为加入光稳定添加剂，涂覆抗老化涂层，无机材料改性耐候性等。而现阶段本领域中加入光稳定剂的方法，例如添加抗氧剂和光稳定剂等是高分子材料防光老化最通用、最方便、最经济的方法。

经过对现有技术的检索发现：中国专利文献号CN1056696A中记载了利用由受阻胺类、三嗪类、二苯甲酮类光稳定剂配合组成的紫外光稳定剂以及酚类抗氧剂加入聚乙烯树脂中制备耐候性薄膜。虽然有机光稳定剂有很多优点，但其主要为有机物，不具有长效抗紫外光的能力；中国专利文献号CN101381469A记载了一种通过在薄膜的聚乙烯基层上涂覆一层厚度为1-1.2mm的涂料制成农用薄膜材料，涂料的成分包括PVA、磷酸、尿素和水，制成的薄膜有高强韧度以及很好的耐老化性。但该方法制备工艺较为复杂，制成的薄膜存在抗老化涂层容易脱落的缺点；中国专利文献号CN1502654A记载了一种聚乙烯材料，通过在聚乙烯树脂中添加纳米级碳酸钙，提高了聚乙烯地面覆盖薄膜的物理机械性能，并由于纳米碳酸钙所具有的光屏蔽作用改善了地膜的耐老化性能。但由于碳酸钙的加入使得薄膜的透明性降低，而且因未加入辅助的有机光稳定剂，使得薄膜的耐老化性能未能得到显著提高；中国专利文献号CN1718625A记载了一种纳米化处理方法，通过采用纳米SiO₂对聚烯烃棚膜进行改性处理，及茂金属线形低密度聚乙烯的加入，提高了棚膜的力学性能和耐老化性能。其采用的制备方法为先制备纳米SiO₂改性茂金属耐老化复合棚膜母料，再将其与聚烯烃树脂进行混合制备耐候性棚膜。其工艺较为复杂，且在制备过程中，纳米SiO₂容易团聚造成抗老化效果的降低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种纳米材料改性聚乙烯农用薄膜及其制备方法，具有优异物理机械性能、耐候性能，可制成优质的农用温室大棚膜。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及纳米材料改性聚乙烯农用薄膜，其组分及质量比依次为：聚乙烯树脂91.5-99.3份、无机纳米复合材料0.2-1.5份、抗氧剂0.1-1份、光稳定剂0.1-1份以及加工助剂0.3-5份。

所述的无机纳米复合材料是指经表面处理及复配制成的纳米二氧化钛复合材料或纳米二氧化硅复合材料或其组合。

所述的表面处理剂为硬脂酸及其盐、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种或其组合。

所述的抗氧剂的组分及其质量百分比含量为酚类抗氧剂25％-30％和亚磷酸酯类抗氧剂70％-75％；

所述的酚类抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯；

所述的亚磷酸酯类抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

所述的光稳定剂为受阻胺光稳定剂或苯并三唑类光稳定剂或其组合；

所述的受阻胺类光稳定剂为4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶；

所述的苯并三唑类光稳定剂为2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑。

所述的加工助剂的组分及其质量百分比含量为润滑剂17％-33％和加工改性剂67％-83％；

所述的润滑剂为硬脂酸酰胺、硬脂酸甘油酯、油酸酰胺、羟基硬脂酰胺或硬脂酸及其盐中的一种或其组合；

所述的加工改性剂为石蜡、液体石蜡或聚乙烯蜡中的一种或其组合。

本发明涉及上述纳米材料改性聚乙烯农用薄膜的制备方法，包括以下步骤：