CN112500763A - 一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法 - Google Patents

一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，将聚天冬氨酸溶于缓冲溶液中，加入硬脂酸钠湿法改性水滑石超声分散、磁力搅拌，离心、水洗后分散于六水合硝酸铈水溶液中，超声分散、磁力搅拌，离心、水洗得负载铈离子‑聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石；将氧化石墨烯粉体加入N‑甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体混合溶液中，超声分散，与表面有机改性的氧化钐浆料混合均匀，通氮气密封，置于辐照室内常温辐照后，真空抽滤，用四氢呋喃洗涤得功能化石墨烯‑氧化钐；将功能化石墨烯‑氧化钐分散液与负载铈离子‑聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石加入水性环氧树脂中搅拌，加入水性环氧固化剂搅匀，将所得涂层液均匀涂覆在遮阳网表面，自然干燥。

Description

一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法
技术领域
本发明属于遮阳网领域，具体涉及一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法。
背景技术
夏季覆盖遮阳网主要作用是防烈日的照射、防暴雨的冲击、高温的危害、病虫害的传播，尤其是对阻止虫害迁移起到很好的作用；夏季覆盖后起到一种挡光、挡雨、保湿、降温的作用；保湿原理：掩盖遮阳网后，因为降温防风效果，下降了掩盖区空气和外界的沟通速度，就明显进一步增加空气相对湿度，中午时，湿度增加值最大，一般达到13-17%，湿度高，土壤蒸发量下降，增加了土壤湿度。
遮阳网是采用聚乙烯、高密度聚乙烯、PE、 PB、PVC、回收料、全新料、聚乙丙等为原材料，经紫外线稳定剂及防氧化处理，具用抗拉力强、轻便等特点；主要用于蔬菜、香姑、花卉、食用菌、苗木、药材、人参、灵芝等作物的保护性栽培和水产家禽养殖业等，对提高产量等有明显的效果。
但是市售遮阳网大多存在耐辐射、耐老化腐蚀性能不足，本申请通过负载改性水滑石制备负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石，又通过辐照改性制备功能化石墨烯-氧化钐，然后将功能化石墨烯-氧化钐分散液和负载改性水滑石掺加到水性环氧树脂中，最后通过涂覆改性，所得遮阳网具有优异的耐辐射防辐射性能、耐老化腐蚀性能和耐磨性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，依照该方法涂覆改性的遮阳网具有优异的耐辐射防辐射性能、耐老化腐蚀性能和耐磨性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，包括如下步骤，下述原料按重量份计：
（1）水滑石的负载改性：
将0.2-0.4份聚天冬氨酸溶于200-400份缓冲溶液中，加入2-4份硬脂酸钠湿法改性水滑石超声分散5-10min，磁力搅拌30-40min，离心、水洗3-5次，将所得负载聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石分散于80-160份六水合硝酸铈水溶液中，超声分散5-10min，磁力搅拌1-2h，离心、水洗3-5次，得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石；
通过硬脂酸钠对水滑石进行表面有机改性，硬脂酸钠吸附于水滑石表面，使水滑石表面自由羟基基本消失，成功实现了对水滑石的表面改性；改性后硬脂酸钠并没有破坏水滑石的晶体结构，硬脂酸钠改性水滑石自由边缘增多，颗粒粗糙度及相邻颗粒间距增大，对紫外光的反射率高；利用静电作用在硬脂酸钠湿法改性水滑石表面沉积聚天冬氨酸，以其作为交联剂与缓蚀剂三价铈离子络合，完成对水滑石表面的改性；将改性后的水滑石分散在水性环氧树脂中，表面负载改性后的水滑石应用于环氧涂层中能够起到明显的自修复效果，并能提高涂层的耐老化腐蚀性能；
（2）辐照改性制备功能化石墨烯-氧化钐：
将0.75-1.5份氧化石墨烯粉体加入到750-1500份N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体混合溶液中，超声分散30-40min，与20-40份表面有机改性的氧化钐浆料混合均匀，通氮气密封，置于辐照室内进行常温辐照后，真空抽滤，用四氢呋喃洗涤3-5次，得到功能化石墨烯-氧化钐；
采用湿法球磨表面改性工艺，以硬脂酸为表面改性剂制备了改性氧化钐浆料，表面有机改性能使氧化钐颗粒表面同时具有亲水性和亲油性，保证氧化钐颗粒能先在N-甲基吡咯烷酮中均匀分散，之后能与水性环氧树脂之间形成较强的结合力；
采用γ射线辐照法改性制备功能化石墨烯-氧化钐，将石墨烯、表面有机改性氧化钐在N-甲基吡咯烷酮/苯乙烯单体混合溶液中辐照，可实现部分还原和插层修饰，大大提升其分散稳定性；功能化石墨烯-氧化钐可增强涂层的防腐性能，涂层的耐辐射防辐射性能佳；
（3）遮阳网的涂覆改性：
将（2）中所得功能化石墨烯-氧化钐1:10-20加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，强力机械搅拌30-40min，再超声5-10min，得到功能化石墨烯-氧化钐分散液；将其与（1）中所得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石加入100-200份水性环氧树脂中搅拌10-20min，加入25-50份水性环氧固化剂搅匀，将所得涂层液均匀涂覆在遮阳网表面，自然干燥；
通过添加功能化石墨烯-氧化钐、负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石制备了涂层液，添加石墨烯有利于提高涂层的耐磨耗性能及耐腐蚀性，功能化石墨烯-氧化钐改性涂层液具有优异的耐辐射防辐射性能。
进一步的，步骤（1）中水滑石的湿法改性方法：将2-4份水滑石加入30-60份去离子水中，加入0.12-0.24份硬脂酸钠，在80-85℃水浴中加热剪切搅拌1-2h，抽滤洗涤至中性，在80-85℃下干燥至恒重，得到硬脂酸钠湿法改性水滑石；
缓冲溶液是由0.05-0.1mol/L Tris-HCl和0.1-0.2mol/L NaCl组成的，pH为8-9；
六水合硝酸铈水溶液浓度为0.1-0.2mol/L。
进一步的，步骤（2）中N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体1:1混合；
氧化钐表面有机改性方法：向10-20份氧化钐中加入10-20份去离子水、0.2-0.4份表面改性剂硬脂酸，以400-500rpm的球磨转速球磨3-4h，得到表面有机改性的氧化钐浆料。
进一步的，步骤（2）中辐照剂量率为5-10kGy/h、总剂量为150-250kGy。
本发明相比现有技术具有以下优点：
（1）通过硬脂酸钠对水滑石进行表面有机改性，硬脂酸钠吸附于水滑石表面，使水滑石表面自由羟基基本消失，成功实现了对水滑石的表面改性；改性后硬脂酸钠并没有破坏水滑石的晶体结构，硬脂酸钠改性水滑石自由边缘增多，颗粒粗糙度及相邻颗粒间距增大，对紫外光的反射率高；
利用静电作用在硬脂酸钠湿法改性水滑石表面沉积聚天冬氨酸，以其作为交联剂与缓蚀剂三价铈离子络合，完成对水滑石表面的改性；将改性后的水滑石分散在水性环氧树脂中，表面负载改性后的水滑石应用于环氧涂层中能够起到明显的自修复效果，并能提高涂层的耐老化腐蚀性能。
（1）采用湿法球磨表面改性工艺，以硬脂酸为表面改性剂制备了改性氧化钐浆料，表面有机改性能使氧化钐颗粒表面同时具有亲水性和亲油性，保证氧化钐颗粒能先在N-甲基吡咯烷酮中均匀分散，之后能与水性环氧树脂之间形成较强的结合力；
采用γ射线辐照法改性制备功能化石墨烯-氧化钐，将石墨烯、表面有机改性氧化钐在N-甲基吡咯烷酮/苯乙烯单体混合溶液中辐照，可实现部分还原和插层修饰，大大提升其分散稳定性；功能化石墨烯-氧化钐可增强涂层的防腐性能，涂层的耐辐射防辐射性能佳。
（3）通过添加功能化石墨烯-氧化钐、负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石制备了涂层液，添加石墨烯有利于提高涂层的耐磨耗性能及耐腐蚀性，功能化石墨烯-氧化钐改性涂层液具有优异的耐辐射防辐射性能。
具体实施方式
实施例1
一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，其特征在于，包括如下步骤，下述原料按重量份计：
（1）水滑石的负载改性：
将0.2份聚天冬氨酸溶于200份缓冲溶液中，加入2份硬脂酸钠湿法改性水滑石超声分散5min，磁力搅拌30min，离心、水洗3次，将所得负载聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石分散于80份六水合硝酸铈水溶液中，超声分散5min，磁力搅拌1h，离心、水洗3次，得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石；
其中，水滑石的湿法改性方法：将2份水滑石加入30份去离子水中，加入0.12份硬脂酸钠，在80℃水浴中加热剪切搅拌2h，抽滤洗涤至中性，在80℃下干燥至恒重，得到硬脂酸钠湿法改性水滑石；
缓冲溶液是由0.05mol/L Tris-HCl和0.1mol/L NaCl组成的，pH为8；六水合
硝酸铈水溶液浓度为0.1mol/L；
（2）辐照改性制备功能化石墨烯-氧化钐：
将0.75份氧化石墨烯粉体加入到750份N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体混合溶液中，超声分散30min，与20份表面有机改性的氧化钐浆料混合均匀，通氮气密封，置于辐照室内进行常温辐照后，真空抽滤，用四氢呋喃洗涤3次，得到功能化石墨烯-氧化钐；
其中，N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体1:1混合；
氧化钐表面有机改性方法：向10份氧化钐中加入10份去离子水、0.2份表面改性剂硬脂酸，以400rpm的球磨转速球磨4h，得到表面有机改性的氧化钐浆料；
辐照剂量率为5kGy/h、总剂量为150kGy；
（3）遮阳网的涂覆改性：
将（2）中所得功能化石墨烯-氧化钐1:10加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，强力机械搅拌30min，再超声5min，得到功能化石墨烯-氧化钐分散液；将其与（1）中所得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石加入100份水性环氧树脂中搅拌10min，加入25份水性环氧固化剂搅匀，将所得涂层液均匀涂覆在遮阳网表面，自然干燥。
实施例2
一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，其特征在于，包括如下步骤，下述原料按重量份计：
（1）水滑石的负载改性：
将0.4份聚天冬氨酸溶于400份缓冲溶液中，加入4份硬脂酸钠湿法改性水滑石超声分散10min，磁力搅拌40min，离心、水洗5次，将所得负载聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石分散于160份六水合硝酸铈水溶液中，超声分散10min，磁力搅拌2h，离心、水洗5次，得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石；
其中，水滑石的湿法改性方法：将4份水滑石加入60份去离子水中，加入0.24份硬脂酸钠，在85℃水浴中加热剪切搅拌1h，抽滤洗涤至中性，在85℃下干燥至恒重，得到硬脂酸钠湿法改性水滑石；
缓冲溶液是由0.1mol/L Tris-HCl和0.2mol/L NaCl组成的，pH为9；六水合
硝酸铈水溶液浓度为0.2mol/L；
（2）辐照改性制备功能化石墨烯-氧化钐：
将1.5份氧化石墨烯粉体加入到1500份N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体混合溶液中，超声分散40min，与40份表面有机改性的氧化钐浆料混合均匀，通氮气密封，置于辐照室内进行常温辐照后，真空抽滤，用四氢呋喃洗涤5次，得到功能化石墨烯-氧化钐；
其，中N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体1:1混合；
氧化钐表面有机改性方法：向20份氧化钐中加入20份去离子水、0.4份表面改性剂硬脂酸，以500rpm的球磨转速球磨3h，得到表面有机改性的氧化钐浆料；
辐照剂量率为10kGy/h、总剂量为250kGy；
（3）遮阳网的涂覆改性：
将（2）中所得功能化石墨烯-氧化钐1:20加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，强力机械搅拌40min，再超声10min，得到功能化石墨烯-氧化钐分散液；将其与（1）中所得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石加入200份水性环氧树脂中搅拌20min，加入50份水性环氧固化剂搅匀，将所得涂层液均匀涂覆在遮阳网表面，自然干燥。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例1相比，在步骤（1）中未用硬脂酸钠对水滑石进行湿法改性，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在步骤（2）中未对表面有机改性的氧化钐浆料进行辐照改性，除此外的方法步骤均相同。
对照组 未经任何改性处理的空白遮阳网
为了对比本发明制备的改性遮阳网的性能，对上述实施例1、实施例2、对比实施例1、对比实施例2方法对应制得的改性遮阳网，以及对照组对应的未经任何改性处理的空白遮阳网，按照行业标准进行性能检测，具体对比数据如下表1所示：
耐磨耗性能：参照ASTM D 4060-14号标准，测试条件设定为750g/1000r，转盘转速为72r/min，用分析天平称取涂覆改性遮阳网质量为m1，再将其置于固定盘上，设定旋转速和圈数，放下摇臂，使砂轮与涂层良好接触，仪器运转结束后，再次称重遮阳网质量为m2，m1和m2之差表征遮阳网的磨耗损失；
耐老化腐蚀性能：热氧老化试验：遮阳网试样质量为50g，试样盘的直径为 140mm，遮阳网涂层膜厚度约为2.2mm，试验温度为160℃，老化时间24小时；
X射线屏蔽性能测试：按GBZ/T 147-2002中建议条件测定，X射线管电压120kV，压膜条件为温度100℃，时间10min，试样尺寸10cm×10cm×0.5cm，计算铅当量；
本申请实施例所用遮阳网为华南塑料制品有限公司生产的；
表1
项目 耐老化腐蚀等级 铅当量mmPb
实施例1 无腐蚀 0.52
实施例2 无腐蚀 0.53
对比实施例1 弱腐蚀 0.52
对比实施例2 无腐蚀 0.16
对照组 中等腐蚀 0.03
按照本发明实施例方法涂覆改性的遮阳网具有优异的耐老化腐蚀性能和耐辐射防辐射性能，遮阳网铅当量高、X射线屏蔽性能优，磨耗损失的质量差平均为0.012g，涂覆改性的遮阳网具有优异的耐磨性能；
在对比实施例1中未用硬脂酸钠对水滑石进行湿法改性，导致遮阳网的耐老化腐蚀性能变差，但是仍然优于对照组未经任何改性处理的空白遮阳网的耐老化腐蚀性能；在对比实施例2中未对表面有机改性的氧化钐浆料进行辐照改性，导致遮阳网涂层的铅当量降低，但是仍然优于对照组未经任何改性处理的空白遮阳网的耐辐射防辐射性能。

Claims (4)

1.一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，其特征在于，包括如下步骤，下述原料按重量份计：
（1）水滑石的负载改性：
将0.2-0.4份聚天冬氨酸溶于200-400份缓冲溶液中，加入2-4份硬脂酸钠湿法改性水滑石超声分散5-10min，磁力搅拌30-40min，离心、水洗3-5次，将所得负载聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石分散于80-160份六水合硝酸铈水溶液中，超声分散5-10min，磁力搅拌1-2h，离心、水洗3-5次，得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石；
（2）辐照改性制备功能化石墨烯-氧化钐：
将0.75-1.5份氧化石墨烯粉体加入到750-1500份N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体混合溶液中，超声分散30-40min，与20-40份表面有机改性的氧化钐浆料混合均匀，通氮气密封，置于辐照室内进行常温辐照后，真空抽滤，用四氢呋喃洗涤3-5次，得到功能化石墨烯-氧化钐；
（3）遮阳网的涂覆改性：
将（2）中所得功能化石墨烯-氧化钐1:10-20加入到N-甲基吡咯烷酮溶液中，强力机械搅拌30-40min，再超声5-10min，得到功能化石墨烯-氧化钐分散液；将其与（1）中所得负载铈离子-聚天冬氨酸的硬脂酸钠湿法改性水滑石加入100-200份水性环氧树脂中搅拌10-20min，加入25-50份水性环氧固化剂搅匀，将所得涂层液均匀涂覆在遮阳网表面，自然干燥。
2.根据权利要求1所述的一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，其特征在于，步骤（1）中水滑石的湿法改性方法：将2-4份水滑石加入30-60份去离子水中，加入0.12-0.24份硬脂酸钠，在80-85℃水浴中加热剪切搅拌1-2h，抽滤洗涤至中性，在80-85℃下干燥至恒重，得到硬脂酸钠湿法改性水滑石；
缓冲溶液是由0.05-0.1mol/L Tris-HCl和0.1-0.2mol/L NaCl组成的，pH为8-9；
六水合硝酸铈水溶液浓度为0.1-0.2mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，其特征在于，步骤（2）中N-甲基吡咯烷酮与苯乙烯单体1:1混合；
氧化钐表面有机改性方法：向10-20份氧化钐中加入10-20份去离子水、0.2-0.4份表面改性剂硬脂酸，以400-500rpm的球磨转速球磨3-4h，得到表面有机改性的氧化钐浆料。
4.根据权利要求1所述的一种遮阳网的耐辐射防辐射改性方法，其特征在于，步骤（2）中辐照剂量率为5-10kGy/h、总剂量为150-250kGy。
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