CN104448459A

CN104448459A - 塑料大棚膜保温增温母料

Info

Publication number: CN104448459A
Application number: CN201310416127.7A
Authority: CN
Inventors: 刘永峰; 王恩信
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明塑料大棚膜保温增温母料技术要点包括：1、高岭土粉体处理技术，用高速混合器叶翅的动能打开超细粉体团聚的粒子，与粉体一起混入的硬脂酸熔融借助粉体磨檫生热恰好熔融，随即包覆粉体粒子。2、预改性料制造技术，配方：高岭土（1250目）、70%、硬脂酸3%、聚乙烯蜡14%、LDPE1F7B（熔体指数710%、乙烯-丙烯酸共聚物3%。先将高岭土和硬脂酸放入高速混合器，高速混合15分钟，完成第一步的粉体处理。然后将所有材料全放入高速混合器，进行高速混合，直到过程放热将聚乙烯蜡熔融将粉体包覆。完成了予改性料的制造技术。3、高岭土母料制造。机械加热，用双螺杆造粒机组造粒。热切造粒、拉条水冷造粒均可。

Description

塑料大棚膜保温增温母料

技术领域

本发明涉及一种对红外线有阻隔作用的塑料大棚膜保温增温超细高岭土母料。

背景技术

现在，在我国用塑料大棚生产蔬菜、水果、花卉等飞速发展，朝阳地区已成为我国大棚蔬菜基地，辽宁省大棚生产也发展很快，各省都在发展大棚生产，农民增收，也丰富了社会蔬菜物质。管理塑料大棚生产首要的问题是冬季保温，使棚内温度远高于棚外，使农作物得以发芽、成长、成熟，既使在冬季寒冷的季节，棚内作物也照样生长。为了保持大棚内温度，人们想了很多办法，如盖草帘、生火墙、加厚后墙或加厚大棚膜，但利弊掺半，收效有限。使大棚膜本身能够阻止温度外流（即阻隔红外线），特别是保持大棚内夜间温度，效果会更佳，一般经验可使大棚内夜间温度提高4～5℃。

在超细无机粉体中对红外线有阻隔作用的有高岭土、云母粉、滑石粉。据资料介绍，将它们分别添入聚乙烯、分别吹成薄膜，它们对7～14μm范围的红外线透过率下降到35%～38%。对于高岭极细粘土（粒径2μm）特殊处理后添入聚乙烯，吹成厚0.12mm薄膜可使7～14μm范围的红外线透过率下降到25%以下。因为，白天太阳光到达地球表面的辐射能量98%集中在0.3～3.0μm的波长范围内，分紫外光（波长0.3～0.4μm）可见光（波长0.4～0.8μm）红外光（波长0.8μm以上）夜晚从地球表面向大气散射的辐射能量90%集中在7～25μm的波长范围内，其峰值11～12μm波长。普通聚乙烯薄膜对这个波长范围内红外线光波阻隔很差，红外光透过率达到70%～80%，而耐老化无滴膜尽管其性能优于普通聚乙烯薄膜，但夜间棚内热量散失的速度比普通聚乙烯薄膜还要快，原因是普通聚乙烯薄膜在棚内面凝结着大量水滴，对热量从棚内向外散失起到了一定的阻隔作用。

超细高岭土母料是最不好生产的，加在塑料里它片状粒子分散亦难，它们的粒子形状不但是像滑石粉粒子是片状的，它的比表面积（m²/g）比滑石粉大（比表面积8～65，滑石粉2.6～35）表面能高，吸油量大（吸油量45～120，滑石粉22～57），吸油量是滑石粉的两倍多，若添入塑料，粉体粒子要先湿润然后才能被塑料包覆，由于吸油量大，湿润难，很难被包覆，因此，添入塑料或做成母料工艺都是很难的。因此，现在在国内外市场上还没有见到这种超细高岭土母料。

发明内容

本发明分三个部份，一是高岭土粉体的处理技术，二是予改性料制造技术，三 .高岭土母料制造。云母粉突出的性能是优良的电性能、价贵，选高岭土、滑石粉，超细滑石粉母料本人已有成果，而且超细滑石粉母料比超细高岭土母料易做，难做的东西的必有所长，故选超细高岭土。

1 高岭土粉体处理技术：

高岭土的组成化学试：Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O

SiO₂ 38.5% Al₂O₃ 23～44.5%

密度 2.58～2.63 g/Cm³ 硬度2.4～8

折光指数 1.56～1.62

高岭土由二氧化硅层和水含氧化铝层化学结合而成，具有六角形片状结构，

当粉碎、加工后的高岭土表面带有羟基和含氧基团，具有酸性（PH值5～8），用煅烧高岭土酸性更强，比表面积大、表面能高，表面活性大，有较强的结团倾向，市场上出售的超细高岭土多是团聚的粒子，团聚的粒子就不是超细粉了，因此必须打开那些团聚的粒子，并且使它不再团聚。

用矿石制造粉体是用机械磨组合粉碎，更高级是用气流磨粉碎，矿石被粉碎破坏了组合成矿石的化学键（共价键、离子键、金属键；非晶体长程无序、短程有序，晶体长程有序）成为粉体。粉体的结聚是靠粉体粒子的表面能结合的，物质的表面能远小于化学键能，因此可用高速混合器叶翅的动能打开这些团聚的粒子；当停机后，打开了团聚的粒子还要团聚，这就要在未停机时将粒子包覆，包覆的时间要恰到好处，在粒子团聚未打开前不能包覆，粒子团聚打开后要立即包覆，要达到这一点，可选用低熔点的固体、与高岭土粒子表面的羟基和含氧基团有作用、与基体树脂相容性好的物质，如硬脂酸（熔点69.6℃），在高速混合器里的粉体团聚的粒子被打开时，与粉体一起混入的硬脂酸借助粉体磨檫生热恰好熔融，随即包覆粉体粒子。完成了高岭土粉体的处理技术。

二，预改性料制造技术。

超细高岭土母料是最不好生产的，加在塑料里它片状粒子分散亦难，它们的粒子形状不但是像滑石粉粒子是片状的，它的比表面积（m²/g）比滑石粉大（比表面积8～65，滑石粉2.6～35）表面能高，吸油量大（吸油量45～120，滑石粉22～57），吸油量是滑石粉的两倍多，若添入塑料粒子要先湿润然后才能被塑料包覆，由于吸油量大，湿润难，很难被包覆。就是说这过程不能进行。

反应宇宙间过程变化条件的热力学第二定律：

PV=ΔU- ΔF-TΔS

PV 表示过程

TΔS 绝对温度T和熵变ΔS的乘积，熵是系统的调度员，ΔS > 0系统吸热，ΔS < 0系统放热。

ΔU 表内能的变化，U是系统的出纳员，ΔU是正时，表+ΔU是吸取热量的，ΔU是负时，表-ΔU是放出热量的

ΔF 表过程自由能的变化。ΔF=ΔU-PV-TΔS。

ΔF < 0是负时，过程自动进行；ΔF=0是零时，过程达到平衡不进行了；ΔF>0大于零时，过程向相反方向进行。我们要想过程自动进行，就要使ΔF为负。

按热力学第二定律公式-ΔF=-ΔU+PV+TΔS 制造预混料。其中-ΔU为负，过程是放热的。 ΔS < 0系统放热。

我们调解这个过程在高速混合器内进行，让过程放热，即-ΔU为负。

配方：高岭土（1250目） 70%、硬脂酸 3%、聚乙烯蜡 14%、

LDPE 1F7B（熔体指数7） 10%、乙烯-丙烯酸共聚物 3%。

先将高岭土和硬脂酸放入高速混合器，高速混合15分钟，完成第一步的粉体处理。然后将所有材料全放入高速混合器，进行高速混合，直到过程放热将聚乙烯蜡熔融将粉体包覆。完成了予改性料的制造。用此予改性料造粒极其容易，既使在单螺杆造粒机组，也能极其顺利地造粒。

三 .高岭土母料制造。只要用上面预改性料，符合热力学第二定律公式：

PV=ΔU- ΔF-TΔS ΔS > 0

系统吸热，只要加温，过程即可进行。

机械加热，用双螺杆造粒机组造粒。热切造粒、拉条水冷造粒均可。造粒是搞塑料的人人人皆知的常规技术，不再赘述。

配方中主要成份的作用：

·高岭土：由于高岭土的六角形片状晶体结构，使它具有优良的理化性质，高岭土作为一种优秀的无机粉体在塑料中没有得到广泛的应用，多是因为它的超细粉体往塑料理添加难和造成添加母料也难。超细高岭土粉是一种很好的塑料填料，它添入塑料的复合材料所测得的所有力学性能比碳酸钙复合材料要高得多，比滑石粉复合材料也要高些。特别是它加入低玻璃化温的塑料(如聚乙烯、聚丙烯），提高复合材料的拉伸强度和模量特别有效，同时又不显著降低延伸率和冲击强度。它添入电缆护套制品中，不仅可以提高胶料的模量和拉伸强度、改善耐磨性和抗切口延伸性，而且可获得在潮湿环境中的电性能，增大体积电阻；添入皮带制品，可以改进其耐磨性、增加抗撕裂强度；添入鞋底制品，可以增加鞋底的挠曲寿命，提高鞋底的耐磨性；高岭土还有一个突出特点，就是它添入塑料，能使复合材料具有对红外线的阻隔性，添入塑料大棚膜具有突出的对红外线的阻隔和保温作用。　地球上接受到的来自太阳的光其波长98％集中在0.3—3.0μm范围内,分为紫外光(O.3～0.4μm)、可见光(0.4～0.8μm)和红外光(0.8μm以上)三大部分．其中，白天供农作物进行光合作用的可见光主要是转化为地球上的热能。夜晚从地球表面向大气层散发热量即能量的90％的主要形式是以7～25μm的红外光辐射的．其峰值为11～13μm。用农用塑料薄膜扣成的大棚，主要是使棚内温度远高于棚外，使农作物得以早发芽、早成熟，即使在寒冷的季节里棚内作物也照样能够生长，而普通的不含红外光阻隔剂的聚乙烯薄膜对红外光的阻隔能力很差，不足25％，因此，在白天虽然太阳光能透过棚膜，将能量留在棚内转化成热能，使栅内温度升高；但在夜间，由于棚膜对红外光阻隔性差，大部分热量仍会以辐射形式散失到棚外，草帘是阻止不了红外线的。为此，只能增加棚膜的厚度，然而这种方法不仅对提高阻隔性很有限，而且受膜的成本的限制也不可能无限制地增加。唯一的办法就是，将对红外光有阻隔作用的物质加到塑料薄膜中，使红外光辐射到棚膜上时，不能穿透．而又重新反射回棚内，达到塑料大棚保温的效果。此外，在日用塑料、家用电器、汽车部件、建筑材料和通用工业塑料方面，高岭土作为填充剂往往是其它非金属矿物所无法代替的。高岭土除具有上述的功能外，还具有特别好的对香精的吸附性，添入塑料可以制造带香味的塑料制品。

·乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）是一种树脂，它含的羧酸基有如下作用：①增加配方中各组份的黏合性、相容性；②提高一些物理性能，如拉伸强度、冲击强度、耐环境应力开裂强度；③增加材料的柔曲性；④增加材料的耐油脂性。

实施例：

配方：高岭土（1250目） 70%、硬脂酸 3%、聚乙烯蜡 14%、 LDPE（熔体指数7） 10%、乙烯-丙烯酸共聚物 3%。

先将高岭土和硬脂酸放入高速混合器，高速混合15分钟，完成第一步的粉体处理。然后将所有材料全放入高速混合器，进行高速混合，直到聚乙烯蜡熔融将粉体包覆。再将予改性料放入双螺杆造粒机组造粒，完成造粒。

我们将本母料添入聚丙烯F401中，母料添加量20%（重量份），实测性能：

母料20%+聚丙烯F401复合材料实测性能

测试项目	国标单位	实测性能
			拉伸强度	Mpa	32.65
断裂伸长率	%	27
			悬臂梁缺口冲击强度	Kj/m²	7.21

Claims

1.塑料大棚膜保温增温母料，其技术特征在于：高岭土粉体处理技术，预改性料制造技术，高岭土母料制造。

2.根据权利要求1所述的高岭土粉体处理技术，其特征在于将高岭土用高速混合器叶翅的动能打开超细粉体团聚的粒子，与粉体一起混入的硬脂酸熔融借助粉体磨檫生热恰好熔融，随即包覆粉体粒子。

3.根据权利要求1所述的预改性料制造技术，其特征在于将高岭土（1250目）70%、硬脂酸3%、聚乙烯蜡14%、LDPE 1F7B（熔体指数7）10%、乙烯-丙烯酸共聚物3%中的高岭土和硬脂酸放入高速混合器，高速混合15分钟，然后将所有材料全放入高速混合器，进行高速混合，直到过程放热将聚乙烯蜡熔融将粉体包覆。

4.根据权利要求1所述的高岭土母料制造，其特征在于预改性料放入双螺杆造粒机组造粒，热切造粒、拉条水冷造粒均可。