CN112961519B - 一种长效农用塑料棚膜防雾流滴涂覆液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长效农用塑料棚膜透明防雾流滴涂覆液及其制备方法。所述透明长效农用塑料棚膜防雾流滴涂覆液，包括硅酸盐10％‑20％，改性乳胶粘结剂1％‑10％，椰子油酸二乙醇酰胺1％‑10％，水60％‑88％。所述硅酸盐为金属硅酸盐的化合物，改性乳胶为改性丙烯酸酯系列乳液。本发明提供的农用塑料棚膜外涂型防雾流滴涂料，具有良好的防雾和流滴双重功效，初滴时间与十滴时间均优于国家标准值，具有防雾流滴持效时间长，可生物降解，对环境无污染，使棚膜具有自修复性等优点。

Description

一种长效农用塑料棚膜防雾流滴涂覆液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防雾流滴涂覆液及其制备方法，特别是用于农用塑料棚膜的长效防雾流滴涂覆液。

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，饱和水蒸汽会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。更严重的是，棚膜内表面冷凝的液滴会滴落在作物上，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。内添法就是吹膜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。外涂法则是将配制的防雾流滴涂覆液涂在在棚膜的表面，使其具有防雾流滴功能，此种方法通常粘结能力差，涂层易与凝结在薄膜上的水分一起流失，不耐水冲刷，防雾持效期短；涂覆不均匀导致初滴时间和10滴时间长；膜的寿命短。

近年来，市面上出现各种专利技术来解决上述问题，如专利EP0732387A“防雾剂及用它涂覆的农膜”公开了一种由胶体氧化铝、胶体氧化硅、阴离子表面活性剂和无机层化合物组成的喷涂型防雾剂，涂覆的农膜具有防雾性、保温性和耐候性的特点。专利CN101037559A“一种防雾滴涂覆组合物及其制备方法”公开了一种防雾滴持效期长的涂覆组合物；涂覆组合物由A、B、C和水四种成份组成，A为胶体氧化铝，含量0.9～3.6％；B为非离子表面活性剂，含量0.1～0.5％；C为水溶性纤维素衍生物粘合剂，含量0.01～0.04％；余量为水。上述专利在一定程度上延长了防雾持效期，但是仍难以克服初滴时间和10滴时间长、薄膜使用寿命短的问题，这也是目前制备农用塑料棚膜防雾流滴涂覆液的技术难点。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明专利目的是提供长效农用塑料棚膜防雾流滴涂覆液，改善现有技术涂覆液的附着力差、透明度差、防雾流滴持效时间短、耐磨性差和成本高等缺点，本发明的涂覆液各项指标都超过了市面上的产品；同时还使膜具有自我修复能力，延长使用寿命。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种农用塑料棚膜防雾流滴涂覆液，包括以下重量百分比的原料：

所述硅酸盐，为金属硅酸盐化合物，至少包含一种金属离子，优选硅酸镁、硅酸锂、硅酸铝、硅酸镁铝、硅酸镁锂。

所述改性乳胶由乳化剂1-5％、胶体保护剂1-10％、单体30-70％、引发剂0.01-1％、余量为水合成；所述乳化剂为OP乳化剂，所述胶体保护剂为聚乙烯醇，所述单体选自丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸全氟烷基酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯中的一种或多种。

所述表面活性剂选自椰子油酸二乙醇酰胺、单硬脂酸甘油酯、油酸三乙醇胺、油酸二乙醇胺、三乙醇胺月桂酸酯、异构脂肪十醇聚氧乙烯醚、三乙醇胺硬脂酸酯、烯丙基聚乙二醇、硬脂酸钠中的一种或多种的混合物。

本发明通过使用硅酸盐成膜剂和改性乳胶粘合剂，可将无机硅酸盐成膜剂与表面活性剂牢固地粘合起来。本发明所使用的改性乳胶为高分子乳液，主要成份为聚丙烯酸及聚丙烯酸酯类单聚或共聚乳液。当涂在塑料棚膜上时，随着水分的蒸发，高分子乳胶从原来的胶束状延展为平面高分子膜，与无机硅酸盐成膜剂一起牢固地接合在棚膜表面。无机硅酸盐的使用大大增强了其在棚膜表面的附着力。另一方面，丙烯酸类高分子与表面活性剂的疏水端紧密地缠绕再一起，将亲水端裸露在膜的表面，起到防雾和流滴的作用。同时，当棚膜被破坏时，周边的改性乳胶粘合剂可以迁移到被破坏处，从而起到棚膜自我修复的作用。

上述长效农用塑料棚膜透明防雾流滴涂覆液的制备方法：

(1)改性乳胶的制备：在乳化剂水溶液里，加入胶体保护剂和单体，升温至60～80℃，加入引发剂反应，得到胶乳。

(2)防雾流滴涂覆液的制备

将金属硅酸盐、改性乳胶、表面活性剂和去离子水混合加热到60-70℃，搅拌一定时间，即得所述的透明防雾流滴持久长效农用塑料棚膜涂覆液。

本发明的技术方案具有如下优点：

(1)具有良好的防雾和流滴双重功效。

(2)初滴时间与十滴时间均优于国家标准值。

(3)具有防雾流滴持效时间长。

(4)可生物降解，对环境无污染。

(5)使棚膜具有自修复性。

具体实施方式

下面通过实施例和对比例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实验例是本发明一部分实验例，而不是全部的实验例。基于本发明中的实验例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实验例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

1、乳胶的制备：

①、把OP-10乳化剂溶液(3％)500ml加入烧杯中。再搅拌下慢慢加入聚乙烯醇34g，升温至80℃，至聚乙烯醇完全溶解为止(溶解时间约1小时)。

②、停止加热，降温至65℃左右，并一次性将8克丙烯酸丁酯、8克丙烯酸全氟烷基酯和20克甲基丙烯酸羟乙酯加入乳液中，加热到75-85度，搅拌10分钟。

③、将1.2％过硫酸胺溶液40ml，慢慢滴滴加入反应体系中(约15分钟)，维持反应温度80-85℃，至止出现白色乳胶状结束。

2、涂覆液的制备

取10克硅酸镁，85ml乳胶液体和5克椰子油酸二乙醇酰胺加入，加热到60度，搅拌2-3小时，即得所需的涂覆液。使用时按1:15加离子水搅拌均匀使用。

实施例2

1、乳胶的制备

①、把OP-10乳化剂溶液(3％)500ml加入烧杯中。再搅拌下慢慢加入聚乙烯醇34g，升温至80℃，至聚乙烯醇完全溶解为止(溶解时间约1小时)。

②、停止加热，降温至65℃左右，并一次性加入苯乙烯8克、丙烯酸全氟烷基酯34克、丙烯酸丁酯8克和苯乙烯8克单体搅拌，重新开始加热至80-85℃(搅拌约15分钟)。

③、将1.5过硫酸胺溶液40ml，慢慢滴滴加入反应体系中(约15分钟)，维持反应温度80-85℃，至止出现白色乳胶状结束。

2、硅酸铝的制备：

将硅酸钠12克溶解于500ml水中，将硫酸铝13.6克溶化于500毫升水中。伴随搅拌将硫酸铝逐渐加入至硅酸钠溶液中，生成白色悬浮乳状液，加完后，继续搅拌反应15～30分钟。静置1～2小时析出白色沉淀，虹吸去上层清液，吸滤，至洗涤液中没有硫酸根为止(用氯化钡溶液试验)。再吸滤、烘干、粉碎得无机粉末。

3、涂覆液的制备

将10克硅酸铝，80ml乳胶液体和10克椰子油酸二乙醇酰胺加入，加热到60度，搅拌2-3小时。即得所需的涂覆液。使用时按1:15加水搅拌均匀使用。

实施例3

1、乳胶的制备

①、把OP-10乳化剂溶液(3％)500ml加入烧杯中。在搅拌下慢慢加入聚乙烯醇34g，升温至80℃，至聚乙烯醇完全溶解为止(溶解时间约1小时)。

②、停止加热，降温至65℃左右，一次性加甲基丙烯酸甲酯8克、丙烯酸全氟烷基酯8克和甲基丙烯酸羟乙酯30克单体搅拌，重新开始加热至80-85℃(搅拌约15分钟)。

③、将1.5％过硫酸胺溶液40ml，慢慢滴滴加入反应体系中(约15分钟)，维持反应温度80-85℃，至止出现白色乳胶状结束

2、涂覆液的制备

将硅酸锂20克，85ml乳胶液体和5克椰子油酸二乙醇酰胺混合，加热到60度，搅拌2-3小时。即得所需的涂覆液。用时按1:15加离子水搅拌均匀使用。

实施例4

步骤1乳胶的制备同实施例1，步骤2硅酸镁替换为硅酸镁铝

实施例5

步骤1乳胶的制备同实施例1，步骤2硅酸镁替换为硅酸镁锂

对比例1

步骤1乳胶的制备同实施例1，

2、涂覆液的制备

取10克胶体氧化铝(Al₂O₃含量为25％)，80ml乳胶液体和10克椰子油酸二乙醇酰胺加入，加热到60度，搅拌2-3小时，即得所需的涂覆液。使用时按1:15加离子水搅拌均匀使用。

对比例2

步骤1乳胶的制备同实施例1，

2、涂覆液的制备

取10克胶体氧化硅(SiO₂含量为25％)，80ml乳胶液体和10克椰子油酸二乙醇酰胺加入，加热到60度，搅拌2-3小时，即得所需的涂覆液。使用时按1:15加离子水搅拌均匀使用。

对比例3

步骤1乳胶的制备同实施例1，

2、涂覆液的制备

取5克胶体氧化硅(SiO₂含量为25％)，5克胶体氧化铝(Al₂O₃含量为25％)，80ml乳胶液体和10克椰子油酸二乙醇酰胺加入，加热到60度，搅拌2-3小时，即得所需的涂覆液。使用时按1:15加离子水搅拌均匀使用。

对比例4

1、粘合剂的制备

取500ml水、10g羧乙基纤维素加入烧杯中，加热至40℃溶解成粘合剂溶液。

2、涂覆液的制备

取10克硅酸镁，80ml粘合剂溶液和10克椰子油酸二乙醇酰胺加入，加热到60度，搅拌2-3小时，即得所需的涂覆液。使用时按1:15加离子水搅拌均匀使用。

实施例1-5与对比例1-4涂覆液的性能测试

取市售LDPE农用塑料棚膜(淄博益久塑胶有限公司，益久牌LDPE膜，规格：8丝)，分别涂覆实施例1-5与对比例1-4涂覆液，在90℃下干燥1.5分钟后即制得防雾滴膜。

(1)涂覆膜防雾性

200ml烧杯中加入80℃的热水，至离烧杯口边缘约3cm处。将涂覆膜涂层面扣在烧杯口上，展平扎紧，1分钟时观察膜内壁表面成雾及水珠出现的情况。实验结果显示：我们涂覆液涂覆的棚膜实施例1-5，观察不到成雾，只见呈平铺的水膜，膜透明。与之相反，对比例4附着小水珠的雾，对比例1-3膜面不透明。

(2)粘合强度测试

用透明胶带粘贴于涂覆膜面上，以最小角度撕下胶带，肉眼观察涂膜的剥离状况。

表1粘结牢固性评价

评价标准：

[○]..涂膜完全不剥离，膜面完好

..涂膜2/3以上不剥离而保留下来

[×]..涂膜1/2以上剥离

(3)涂覆膜防滴持久性评价(农田大棚覆盖观测)棚膜内表面鳞片状水滴的分布面积达到50％的天数。

表2农田试验大棚防滴持效期评价

○棚膜内表面鳞片状水滴的分布面积达到50％以上，透明性差。

◎棚膜内表面鳞片状水滴的分布面积达到50％以下，膜透明性好。

(4)其它性能测试

显然，上述实验例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种缩短农用塑料棚膜初滴时间和十滴时间的方法，包括如下步骤：

（1）制备农用塑料棚膜防雾流滴涂覆液，步骤如下：

A、乳胶的制备：

①、把3％的OP-10乳化剂溶液500mL加入烧杯中，在搅拌下慢慢加入聚乙烯醇34g，升温至80℃，至聚乙烯醇完全溶解为止；

②、停止加热，降温至65℃，并一次性将8克丙烯酸丁酯、8克丙烯酸全氟烷基酯和20克甲基丙烯酸羟乙酯加入乳液中，加热到75-85度，搅拌10分钟；

③、将1.2％过硫酸铵溶液40mL，慢慢滴加入反应体系中，维持反应温度80-85℃，至止出现白色乳胶状结束；

B、涂覆液的制备：

取10克硅酸镁锂，85mL乳胶液体和5克椰子油酸二乙醇酰胺，加热到60℃，搅拌2-3小时，即得所需的涂覆液；使用时按1:15加离子水搅拌均匀使用；

（2） 取市售LDPE农用塑料棚膜，涂覆步骤（1）制备的涂覆液，在90℃下干燥1.5 分钟后即制得防雾滴膜；

步骤（2）制备的防雾滴膜初滴时间为230秒，十滴时间为150秒。