[发明专利]一种黑色涂层的隔热塑料地膜及制备方法

说明书

本发明涉及农业膜领域，具体涉及一种黑色涂层的隔热塑料地膜及制备方法。通过在丙烯酸树脂形成的过程中加入碳纳米管/氧化石墨烯，将碳纳米管/氧化石墨烯分散在丙烯酸预聚合体中，进一步，以玻璃微珠为核，丙烯酸深度聚合包覆在玻璃微珠表面，从而使碳纳米管/氧化石墨烯以膜的形式分散包覆在玻璃微珠表面，得到的乳液喷涂于基膜表面，最大程度的展露碳纳米管/氧化石墨烯的吸光隔热效能。克服了传统在热熔塑料中难分散的缺陷，降低了碳纳米管/氧化石墨烯的用量，增强了红外隔热的效果，使得地膜隔热性能更加优异，适用于高温季节喜凉的菠菜种植。

技术领域

本发明涉及农业膜领域，具体涉及一种黑色涂层的隔热塑料地膜及制备方法。

背景技术

温室大棚的覆盖材料将作物与外界环境隔离，使作物处于一个相对封闭的、可控制的生长环境条件之中。通过温室覆盖材料，作物生长所处的室内或棚内环境与外界环境之间不断进行着能量(光、热)和物质(水、气肥等)的交换与流通，两者之间相互影响，相互作用。因此温室覆盖材料是温室中最重要的部件之一，温室覆盖材料品种及其特性直接影响着棚内作物的生长。选用适合作物生长发育需求的温室覆盖材料，能够提供适于作物生长的环境条件，利于土壤保墒和盐碱度控制，促进作物生长和早熟，提高作物产量，提高经济效益。

专利申请号CN201610407491.0公开了一种农用地膜的制备方法，通过静置压膜的方法制备了地膜，提高了地膜的抗菌性、耐候性，通过强压的搅拌设计杜绝了气泡的存在，使合成地膜具有较强的稳定性，但该地膜的隔热保温性能差，且制备工艺复杂，生产成本高昂。

专利申请号CN201610956019.2公开了一种易降解耐紫外线农用地膜，以聚乳酸为原料，掺杂抗紫外线和抗氧化性填料后熔融纺丝制备地膜骨架，再将细菌纤维素膜和骨架复配冷压制得制膜，易生物降解，但保温保水性能差、机械性能差、抗撕抗拉强度不高。

专利申请号CN201410569917.3O公开了一种抗氧化的农用地膜，以三聚甘油单硬脂酸酯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物等其它助剂制备了农用地膜，该地膜具有较强的抗氧化性，但抗光线能力差，易于造成大棚内植物水分流失。

为了提高地膜抗光线能力，利用碳纳米管、氧化石墨烯作为红外隔热选择性吸收剂，对地膜隔热具有显著的效果。然而，在地膜中直接分散碳纳米管、氧化石墨烯的难度较大，造成吸光隔热效果差，需要添加较多的碳纳米管、氧化石墨烯，致使地膜成本高，难以推广应用。

发明内容

针对现有碳纳米管、氧化石墨烯难以在地膜中高效分散、需要添加量大、成本高的缺陷，本发明提出一种黑色涂层的隔热塑料地膜及制备方法。通过在聚合乳液形成过程中加入碳纳米管、氧化石墨烯预分散，乳液中的胶粒子为表面分散丙烯酸树脂和碳纳米管、氧化石墨烯，内核为玻璃微珠；在基膜上涂层得到具有优异吸光隔热的地膜。克服了在热熔塑料中难以分散碳纳米管、氧化石墨烯的缺陷，而且碳纳米管、氧化石墨烯使用量少，大幅降低了隔热塑料地膜的成本。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种黑色涂层的隔热塑料地膜的制备方法，制备过程包括以下步骤：

（1）将碳纳米管、氧化石墨烯、分散剂加入带有搅拌器的反应釜中混合，高速搅拌至混合均匀，然后加入丙烯酸、过硫酸盐、亚硫酸氢纳、水混合,温度升至80-85℃，搅拌反应15min；然后加入玻璃微珠，温度升至100℃，搅拌反应60-120min，得到由丙烯酸树脂包覆碳纳米管和氧化石墨烯的乳液；

（2）将乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚碳酸亚丙酯、聚氯乙烯、光稳定剂、抗氧剂放入密炼机中混炼塑化，混炼均匀后通过单螺杆挤出机热熔流延得到基膜，在基膜上趁热喷涂步骤（1）得到的乳液，得到黑色隔热塑料地膜。

上述方案中，所述的碳纳米管为管径0.5～200nm、长度大于200nm的单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的一种。