含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方法
【專利摘要】本發明涉及化工領域，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加入噴霧式高混機中，同時利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2，高速旋轉至混合均勻，得到粉體m3；將粉體m3加入造粒機進行造粒，得到濃縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混合，吹塑機處理得到含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜。本項目公開了一步法合成MnO2納米片的方法，同時采用的噴霧方式實現了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比例混合，經吹塑制得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
技術領域
[0001] 本發明涉及化工領域，涉及聚乙烯薄膜制備領域，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】
[0002] Μη02納米片是一種新型的紫外屏蔽材料，具有屏蔽范圍廣、價格低廉，對環境友好 等優點，克服了傳統的紫外屏蔽劑屏蔽范圍窄、易揮發等問題，是具有潛在應用前景的紫外 屏蔽材料。紫外線是波長為180_400nm的電磁波。日本學者的研究結果證明，在阻隔紫外線 的環境下培育作物，葉片的同化組織發生了變化，可加速光合作用，并能抑制農作物的灰霉 病。阻隔380nm以下紫外線的棚膜對農作物有防病、促進生長、防止枝干老化、延長收獲期、 增加產量等效果。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，大幅度提高農作物的產量，并 大量減少農藥的使用量，生產出"綠色蔬菜"、"有機蔬菜"。
[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）、價格低廉，對環境友好等優點，是具有潛在應用前景的紫外屏蔽材料。將 其應用在聚乙烯薄膜上面，大大拓展了 Μη02納米片的應用領域，這對納米片材料的研究和 應用有重要的科學意義，并能加快我國阻隔紫外線棚膜的開發應用，具有重要的理論意義 和應用價值，前景極為廣闊。
【發明內容】
[0004] 本發明針對現有技術不足，提供一種含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜的制備方 法。為了達到上述目的，本發明的技術方案為：
[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加入噴霧式高混機中，同時利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶 液m2，高速旋轉至混合均勻，得到粉體m3;
[0009] (d)將粉體m3加入造粒機進行造粒，得到濃縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒 混合，混合均勻后經吹塑機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] 作為優選，所述二氧化錳納米片為具有插層結構的二氧化錳納米片，所述具有插 層結構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，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，靜置時間6-8 小時得到具有插層結構的二氧化錳納米片c。
[0016] 作為優選，所述步驟(c)中高速旋轉的轉速為1500-2500轉/分，所述高速旋轉的時 間為15-25分鐘。
[0017]作為優選，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] 作為優選，所述步驟(e)中陽離子表面活性劑和高錳酸鉀加入質量比為1: (1-2)。
[0020] 作為優選，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] 與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在于，
[0022] 一般比較常用的合成Μη02納米片的方法極為繁瑣，耗時較長，總共需要7-22天的 時間才能得到最終產物，不易實現生產放大。本項目公開了一步法合成Μη02納米片的方法， 同時采用的噴霧方式實現了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比例混合，經吹塑制得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，利用生態調控技術防止病蟲害對農作物的危害，減少農藥的使 用，生產綠色食品。
[0023]本發明使Μη02納米片/聚乙烯薄膜得到應有的增值，是提高我國大棚膜附加值，使 農業增效，農民增收的有效技術途徑，也是解決我國"三農"問題的重要舉措。本項目的實 施，可以解決當地現有富余人員就業，對于維護社會治安、穩定社會秩序、緩和富余人員安 置的矛盾，具有極大的社會意義。
[0024] 本發明的產品實現產業化生產，可大大加快我國屏蔽紫外線農用薄膜研究進度； 大幅度提高農作物的產量，并大量減少農藥使用量，生產出〃綠色蔬菜〃，〃有機蔬菜〃;取得 經濟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為具有插層結構的 二氧化錳納米片制備過程流程圖。
【具體實施方式】
[0026] 為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合具體實施例對 本發明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的 特征可以相互組合。
[0027] 在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可 以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明并不限于下面公開說明書的具體 實施例的限制。
[0028]實施例1，本實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加入噴霧式高混機中，同時利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在1500轉/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加入造粒機進行造粒，得到濃縮 母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混合，混合均勻后經吹塑機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構的二氧化錳納米片，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量比1:2混合反應，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐色沉 淀n3混合，靜置時間6小時得到具有插層結構的二氧化錳納米片c。
[0030] 實施例2,本實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加入噴霧式高混機中，同時利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在2500轉/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加入造粒機進行造粒，得到濃 縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混合，混合均勻后經吹塑機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構的二氧化錳納米片，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量比1:3混合反應，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐色沉 淀n3混合，靜置時間8小時得到具有插層結構的二氧化錳納米片c。
[0032]實施例3,本實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加入噴霧式高混機中，同時利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在2000轉/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加入造粒機進行造粒，得到濃 縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混合，混合均勻后經吹塑機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構的二氧化錳納米片，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量比1.5:3混合反應，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐 色沉淀n3混合，靜置時間7小時得到具有插層結構的二氧化錳納米片c。
[0034]實施例4,本實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加入噴霧式高混機中，同時利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2,在2200轉/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加入造粒機進行造粒，得到濃縮 母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混合，混合均勻后經吹塑機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構的二氧化錳納米片，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量比1:1.5混合反應，得到黑褐色溶液n3;將黑褐色沉淀n2和黑褐 色沉淀n3混合，靜置時間7小時得到具有插層結構的二氧化錳納米片c。
[0036]表1實施例1-4制得的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜性能進行檢測結果
[0039] 將實施例1-4制得的含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜各項性能進行檢測，結果 如表1所示。通過檢測數據可知，通過本發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，薄膜拉伸強度相對于傳統薄膜來說也有所提高。
[0040] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例應用于其它領域，但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
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加入噴霧式高混機中，同時利用噴霧裝置加入二氧化錳納米片溶液m2， 高速旋轉至混合均勻，得到粉體m3; (d) 將粉體m3加入造粒機進行造粒，得到濃縮母粒，然后將濃縮母粒與聚乙烯顆粒混 合，混合均勻后經吹塑機處理得到含有二氧化錳納米片的聚乙烯薄膜。2. 根據權利要求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構的二氧化錳納米片，所述具有插層結構的二氧化錳納 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，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，靜置時間6-8小時 得到具有插層結構的二氧化錳納米片c。3. 根據權利要求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)中高速旋轉的轉速為1500-2500轉/分，所述高速旋轉的時間為15-25分 鐘。4. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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量比為1: (1-2)。7. 根據權利要求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
【發明人】郭鋒, 侯婷婷, 高亞曼, 武慶東
【申請人】聊城華塑工業有限公司