CN103409021A - 聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料及其制备方法，所述聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料，包括以下重量百分比的原料：三乙醇胺脂肪酸酯1%～3%，成膜剂1%～5%，去离子水92%～98%，所述成膜剂为(甲基)丙烯酸酯与丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物。本发明提供的农用塑料棚膜用外涂型防雾流滴涂料具有防雾性能和流滴性能的双重功效，初滴时间与十滴时间优于国家标准值，防雾流滴持效时间长，可生物降解且对环境无污染，操作简单，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料及其制备方法。
背景技术
农用塑料棚膜一般为聚烯烃薄膜，其表面是疏水性的，当外界温度低于水蒸汽露点时，饱和水蒸汽即在棚膜内表面凝结成水滴而雾化形成白色反光液滴，导致透光率下降，影响植物的光合作用及正常生长。此外，棚膜内表面冷凝的液滴滴落在作物上，会造成作物腐烂或滋生病菌，降低作物产量和质量。因此农用塑料棚膜的防雾流滴技术已成为现代农业生产的一项重要技术。
农用塑料棚膜的防雾流滴技术主要有内添法和外涂法。内添法就是在塑料聚合或压延时将防雾流滴剂添加进去，此种方法生产的农膜防雾流滴持续期较短，难以与农膜寿命同步；此外防雾流滴剂等其它添加剂容易析出，会对棚内作物及土壤造成污染。外涂法就是将配制的防雾流滴涂料涂覆在棚膜的表面，使其具有防雾流滴功能；此种方法操作简单，可以弥补内添法中的不足。
中国专利CN201210553305公开了一种含有纳米SiO2的防雾剂的制备方法，即将纳米SiO2水溶胶、硅烷偶联剂、固化促进剂和稳定剂混合并反应充分后加入表面活性剂与醇类溶剂的混合物，再以无机酸调节pH值8～10即制得无机纳米防雾剂。
日本公开特许公报平5-331454公开了由糖苷型非离子表面活性剂与一般阳离子表面活性剂复配而成的外喷涂型防雾流滴剂。
日本公开特许公报平2-269176公开了聚醚磺酸盐和聚甲基丙烯酸乙醇葡萄糖酯与少量助剂、溶剂复配而成的外喷涂型防雾流滴剂。
以上现有技术虽然能弥补内添法中防雾流滴性能的不足，但是仍存在涂层与薄膜的粘合强度不够、抗冲刷能力较弱、持久性不能完全满足需要等问题，导致其不能很好地发挥应有的防雾流滴作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。
所述的聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
三乙醇胺脂肪酸酯 1%～3%
成膜剂 1%～5%
去离子水 92%～98%
优选为：
三乙醇胺脂肪酸酯 1%～2%
成膜剂 2%～3%
去离子水 95%～97%
所述的脂肪酸为硬脂酸、月桂酸或棕榈酸中的一种以上；
所述成膜剂为(甲基)丙烯酸酯与丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物；
所述(甲基)丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯中的一种以上。
所述的农用塑料棚膜用防雾流滴涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)三乙醇胺脂肪酸酯的制备：将三乙醇胺和熔融的脂肪酸加入反应釜中搅拌混合均匀，在N2保护条件下升温至130～180℃下反应4～12h，反应过程中持续通入N2带出反应中所产生的水；当反应釜中的酸值低于5mgKOH/g时，停止反应，冷却至室温即得到三乙醇胺脂肪酸酯。
所述三乙醇胺和脂肪酸的摩尔比为1：1～1.5。
(2)成膜剂的制备：在N2保护条件下，将(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯、水在反应釜中搅拌均匀，升温至60～80℃，加入重量浓度为10%～25%的引发剂过硫酸铵溶液，反应4～12h，冷却至室温，出料即得到成膜剂：(甲基)丙烯酸酯与丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物溶液，各种组分的重量份数为：
(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯 100份
水 1000～2000份
引发剂(重量浓度10%～25%) 5～6份
(甲基)丙烯酸酯与丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯单体的摩尔比为1：8～10。
(3)防雾流滴涂料的制备：将三乙醇胺脂肪酸酯、成膜剂和水混合搅拌分散均匀，即得到所述聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料。
我们惊奇地的发现，采用本发明所说的三乙醇胺脂肪酸酯，能使薄膜表面性能产生特异的变化。
本发明提供的农用塑料棚膜用外涂型防雾流滴涂料具有防雾性能和流滴性能的双重功效，初滴时间与十滴时间优于国家标准值，防雾流滴持效时间长，可生物降解且对环境无污染，操作简单，使用方便。
具体实施方式
实施例1
(1)将摩尔比为1：1的三乙醇胺和熔融的月桂酸加入反应釜中搅拌混合均匀，在N2保护条件下升温至130℃下反应8h，反应釜中的酸值低于5mgKOH/g，停止反应，冷却至室温，即得到三乙醇胺月桂酸酯。
(2)在N2保护条件下，将摩尔比为1：10的甲基丙烯酸羟乙酯和丙烯酸单体加入反应釜中，再加入去离子水使单体总量的重量百分比浓度为10%，搅拌混合均匀后，升温至70℃，然后加入单体总重量0.5%的引发剂过硫酸铵，反应6h后冷却至室温，即得到成膜剂。
(3)防雾流滴涂料的制备：按照重量，将步骤(1)的三乙醇胺月桂酸酯1份、步骤(2)的成膜剂5份和去离子水94份在30℃下搅拌混合均匀，即得到农用塑料棚膜用防雾流滴涂料。
实施例2
(1)将摩尔比为1：1.2的三乙醇胺和熔融的月桂酸加入反应釜中搅拌混合均匀，在N2保护条件下升温至140℃下反应6h，反应釜中的酸值低于5mgKOH/g，停止反应，冷却至室温即得到三乙醇胺月桂酸酯。
(2)在N2保护条件下将摩尔比为1：8的丙烯酸丁酯和丙烯酸单体加入反应釜中，再加入去离子水使单体总量的重量百分比浓度为20%，搅拌混合均匀后，升温至60℃，然后加入单体总重量1%的引发剂过硫酸铵，反应8h后冷却至室温，即得到成膜剂。
(3)防雾流滴涂料的制备：按照重量，将步骤(1)的三乙醇胺月桂酸酯2份、步骤(2)的成膜剂3份和去离子水95份在40℃下搅拌混合均匀，即得到农用塑料棚膜用防雾流滴涂料。
实施例3
(1)将摩尔比为1：1.5的三乙醇胺和熔融的月桂酸加入反应釜中搅拌混合均匀，在N2保护条件下升温至160℃下反应4h，反应釜中的酸值低于5mgKOH/g，停止反应，冷却至室温即得到三乙醇胺月桂酸酯。
(2)在N2保护条件下将摩尔比为1：9的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸单体加入反应釜中，再加入去离子水使单体总量的重量百分比浓度为30%，搅拌混合均匀后，升温至80℃，然后加入单体总重量1.5%的引发剂过硫酸铵，反应4h后冷却至室温，即得到成膜剂。
(3)防雾流滴涂料的制备：按照重量，将步骤(1)的三乙醇胺月桂酸酯3份、步骤(2)的成膜剂1份和去离子水96份在50℃下搅拌混合均匀，即得到农用塑料棚膜用防雾流滴涂料。
实施例4
(1)将摩尔比为1：1的三乙醇胺和熔融的硬脂酸加入反应釜中搅拌混合均匀，在N2保护条件下升温至170℃下反应7h，反应釜中的酸值低于5mgKOH/g，停止反应，冷却至室温即得到三乙醇胺硬脂酸酯。
(2)在N2保护条件下将摩尔比为1：9的甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸羟乙酯单体加入反应釜中，再加入去离子水使单体总量的重量百分比浓度为15%，搅拌混合均匀后，升温至65℃，然后加入单体总重量1.2%的引发剂过硫酸铵，反应7h后冷却至室温，即得到成膜剂。
(3)防雾流滴涂料的制备：按照重量，将步骤(1)的三乙醇胺硬脂酸酯1.5份、步骤(2)的成膜剂4份和去离子水94.5份在35℃下搅拌混合均匀，即得到农用塑料棚膜用防雾流滴涂料。
实施例5
(1)将摩尔比为1：1的三乙醇胺和熔融的棕榈酸加入反应釜中搅拌混合均匀，在N2保护条件下升温至150℃下反应5h，反应釜中的酸值低于5mgKOH/g，停止反应，冷却至室温，即得到三乙醇胺棕榈酸酯。
(2)在N2保护条件下将摩尔比为1：8的丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸羟乙酯单体加入反应釜中，再加入去离子水使单体总量的重量百分比浓度为25%，搅拌混合均匀后，升温至70℃，然后加入单体总重量0.8%的引发剂过硫酸铵，反应5h后冷却至室温，即得到丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物溶液。
(3)防雾流滴涂料的制备：按照重量，将步骤(1)的三乙醇胺棕榈酸酯2.5份、步骤(2)的成膜剂2份和去离子水95.5份在45℃下搅拌混合均匀，即得到农用塑料棚膜用防雾流滴涂料。
实施例6
分别取实施例1～5中的防雾流滴涂料3mL均匀喷涂在干净的聚烯烃薄膜(50mm×50mm)上，室温下自然晾干，然后对其防雾流滴性能、透光率和高温持效期进行测试。
下表为本发明实施例1～5中的测试对比数据。测试结果表明，采用本发明方法制备的聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料的初滴时间为270～350s，十滴时间为85～96s，分别优于国家标准的600s和120s及市售聚烯烃防雾流滴膜的380～410s和96～110s，透光率为76%～82%，优于市售聚烯烃防雾流滴膜的74%～76%。在60℃加速流滴试验，流滴持效期为28～36d，同等条件下市售流滴膜的流滴持效期为16～20d，具有很好的商业应用价值。
防雾流滴性能：初滴时间及十滴时间按GB/T19603-2004测试。
透光率：按照GB/T2401-2008测试。
高温持效期：即60℃加速流滴实验。将涂覆有防雾流滴剂的聚烯烃薄膜罩在盛有300mL水的400mL烧杯上，控制水浴温度60℃，压力膜面中心处，使得膜面与水平面夹角为15°，当薄膜表面覆盖水滴达到杯口面积的1/3时视为失效，从开始到失效所经历的时间即为持效期。
Claims (6)
1.聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
三乙醇胺脂肪酸酯 1%～3%
成膜剂 1%～5%
去离子水 92%～98%
所述成膜剂为(甲基)丙烯酸酯与丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯的共聚物。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
三乙醇胺脂肪酸酯 1%～2%
成膜剂 2%～3%
去离子水 95%～97%。
3.根据权利要求1或2所述的聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料，其特征在于，所述的脂肪酸为硬脂酸、月桂酸或棕榈酸中的一种以上。
4.根据权利要求1或2所述的聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料，其特征在于，所述(甲基)丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸甲酯或2-甲基丙烯酸乙酯中的一种以上。
5.根据权利要求1～4任一项所述的农用塑料棚膜用防雾流滴涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)三乙醇胺脂肪酸酯的制备：将三乙醇胺和熔融的脂肪酸在N2保护条件下反应，获得三乙醇胺脂肪酸酯；
(2)成膜剂的制备：在N2保护条件下，将(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸或甲基丙烯酸羟乙酯和水，升温至60～80℃，加入引发剂反应，得到成膜剂；
(3)防雾流滴涂料的制备：将三乙醇胺脂肪酸酯、成膜剂和水混合搅拌分散均匀，即得到所述聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料。
6.三乙醇胺脂肪酸酯在制备聚烯烃农用塑料棚膜用防雾流滴涂料中的应用。
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