CN117757178B - 一种温感自调节农用薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种温感自调节农用薄膜的制备方法，属于高分子化合物领域，所述制备方法包括制备热敏色粉微胶囊、制备薄膜。本发明制备的薄膜耐老化性能好，老化实验200h后30℃透光率为61.2‑62.3%，雾度为30.79‑31.55%，老化实验500h后30℃透光率为59.3‑60.4%，雾度为32.08‑34.15%。
Description
技术领域
本发明涉及一种温感自调节农用薄膜的制备方法，属于高分子化合物领域。
背景技术
温感调节薄膜是一种由环境温度和太阳辐照强度双重条件来控制或调节紫外线、可见光、红外线透过率的材料，环境温度升高，太阳辐照强度强时，薄膜由透明转变为不透明，环境温度降低，太阳辐照弱时，薄膜由不透明转变为透明，因此，温感调节薄膜在温室大棚中，可以用来调节棚内光透过率，起到自动调节棚内温度，防止作物灼伤的作用。
温感调节的原理是利用热敏材料随温度变化而变色的机制，这种变化是可逆的，在一定温度区间内，可以重复实现变色到复原的循环过程，热敏色粉是一种热敏材料，主要物质为电子转移型有机化合物，这是一类具有特殊化学结构的有机发色体系，通过电子转移使分子结构发生变化，从而实现颜色转变，热敏色粉通常被包裹在高分子外壳内，以微胶囊的形式添加至材料中。
热敏色粉本身属于一种不稳定体系，耐光照和耐热性远不及普通颜料，通常应该避免强烈阳光和紫外线的照射，所以将其添加并制备薄膜材料后，特别是应用于温室大棚的覆盖膜时，会导致其耐用性变差，长时间使用后，温感特性变差，甚至消失，失去对光线透过率的调节作用，在实际生产中尝试对微胶囊壁的厚度进行加厚，但是对其耐用性的改善仍不明显，如果对薄膜的厚度进行加厚，可以一定程度上改善耐用性，但是厚度的增加会造成膜的初始透光率下降，膜单位面积的重量和单位面积的使用成本也会相应增加。
综上所述，现有技术中，为了解决温感调节膜耐用性差的问题，可以对膜的厚度进行加厚处理，但是这样会增加膜单位面积的重量，增加了使用成本，同时会导致膜的初始透光率下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过对气相白炭黑进行浸渍、混合煅烧，再将其与热敏色粉混合薄膜，并进一步制备薄膜，在不增加薄膜厚度的情况下，保持薄膜低温下的初始光透过率较高，并且使得薄膜耐用性得到提高，具体表现为老化实验后，在高温下仍然可以保持较低的光透过率，实现自调节作用。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种温感自调节农用薄膜的制备方法，所述制备方法包括制备热敏色粉微胶囊、制备薄膜。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述制备热敏色粉微胶囊的步骤包括气相法白炭黑浸渍、混合煅烧、包膜；
所述气相法白炭黑浸渍的方法为，将气相法白炭黑分散于硫酸过氧化氢混合液中，控制温度为65-69℃，进行搅拌，搅拌的时间为170-180min，搅拌后经过滤、干燥，得到初浸白炭黑，将初浸白炭黑分散于硝酸盐混合液中，控制温度为42-45℃，进行搅拌，搅拌的时间为100-115min，搅拌后经过滤、干燥，得到再浸白炭黑；
所述气相法白炭黑与硫酸过氧化氢混合液的质量比为5:31--35；
所述气相法白炭黑的纯度为99.75wt%，原生粒子粒径为15nm，比表面积为155m2/g；
所述硫酸过氧化氢混合液中硫酸的浓度为14-16wt%，过氧化氢的浓度为9-11wt%，溶剂为去离子水；
所述初浸白炭黑与硝酸盐混合液的质量比为10:25-30；
所述硝酸盐混合液中硝酸铜的浓度为2.3-2.7wt%，硝酸钼的浓度为1.5-1.9wt%，溶剂为去离子水；
所述混合煅烧的方法为，将再浸白炭黑、柠檬酸铵混合，控制温度为470-490℃，进行煅烧，煅烧的时间为6.0-7.0h，得到煅烧白炭黑；
所述再浸白炭黑与柠檬酸铵的质量比为250:2.5-3.5；
所述包膜的方法为，将煅烧白炭黑与热敏色粉通过气流混合，得到芯材，将芯材均匀分散于十四醇中，加入十二烷基硫酸钠、去离子水，控制转速为1150-1350r/min，进行搅拌，搅拌时间为20-30min，得到乳液，将乳液的pH调节为4.1-4.3，然后向乳液缓慢滴加密胺树脂预聚体溶液，滴加时间为145-155min，滴加过程中保持温度为62-67℃，滴加完成后加入亚甲基双萘磺酸钠，得到微胶囊溶液，将微胶囊溶液经过抽滤、水洗、干燥得到热敏色粉微胶囊；
所述煅烧白炭黑、热敏色粉、十四醇、十二烷基硫酸钠、去离子水的质量比为9-11:20-30:175-225:12-14:300-400；
所述热敏色粉型号为Ranbar BLACK WS0066，温度＜30℃时为无色，温度≥30℃时变黑色；
所述乳液、密胺树脂预聚体溶液、亚甲基双萘磺酸钠的质量比为120-140:45-55:0.8-1.2；
所述密胺树脂预聚体溶液的浓度为23-27wt%。
所述制备薄膜的方法为，分别将上外膜料、下外膜料、内膜料混合均匀，分别加入对应于上外膜、下外膜、内膜的三台挤出机中，设定上外膜、下外膜螺杆挤出工作温度为170-180℃，内膜螺杆挤出工作温度为150-160℃，依次进行熔融、混炼、塑化，再将三台挤出机中塑化后的物料挤入同一个三层共挤吹膜机的模头中融合，并经模口呈管状挤出，吹塑成型，冷却，收卷，得到温感自调节农用薄膜；
农用薄膜的结构自上而下分别为上外膜、内膜、下外膜三层结构，上外膜厚度为0.004-0.006mm，内膜厚度为0.006-0.008mm，下外膜厚度为0.003-0.005mm，农用薄膜的总厚度为0.015-0.017mm；
所述上外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯17-23份、低密度聚乙烯25-35份、线性低密度聚乙烯35-45份、茂金属聚乙烯8-12份、抗氧剂0.8-1.2份、氯化石蜡2.5-3.5份、光稳定剂0.8-1.2份；
所述下外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯13-17份、低密度聚乙烯25-35份、线性低密度聚乙烯30-40份、茂金属聚乙烯18-22份、抗氧剂0.8-1.2份、氯化石蜡2.5-3.5份、光稳定剂0.8-1.2份；
所述内膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯18-22份、低密度聚乙烯18-25份、线性低密度聚乙烯35-45份、茂金属聚乙烯8-12份、热敏色粉微胶囊12-17份、抗氧剂0.8-1.2份、氯化石蜡2.5-3.5份、光稳定剂1.8-2.2份；
所述上外膜料、下外膜料、内膜料中抗氧剂为抗氧剂1010，光稳定剂为巴斯夫光稳定剂2020。
与现有技术相比，本发明取得以下有益效果：
本发明制备的薄膜物理性能优异，按照GB/T1040.3-2006中的方法，检测薄膜的拉伸强度、断裂伸长率，按照GB/T16578.1-2008中的方法，检测薄膜的耐撕裂性能，按照GB/T9639.1-2008中的方法，检测薄膜的抗冲击性能，拉伸强度为34.8-35.6MPa，断裂伸长率为537-544%，撕裂强度为150-155kN/m，冲击破损质量为190-195g；
本发明制备的薄膜拥有温感自调节性能，按照GB/T2410-2008中的方法，分别检测薄膜在25℃、30℃下的透光率、雾度，25℃透光率为90.8-91.2%，雾度为3.56-4.25%，30℃透光率为62.4-63.1%，雾度为28.67-30.72%；
本发明制备的薄膜耐老化性能好，老化实验后，仍然可以保持较好的温感自调节性能，在温度为40℃，相对湿度为50%，辐照波长为340nm，辐照强度为0.50W/m2的老化条件下，200h后30℃透光率为61.2-62.3%，雾度为30.79-31.55%，500h后30℃透光率为59.3-60.4%，雾度为32.08-34.15%。
具体实施方式
实施例1
（1）制备热敏色粉微胶囊
a、气相法白炭黑浸渍
将气相法白炭黑分散于硫酸过氧化氢混合液中，控制温度为67℃，进行搅拌，搅拌的时间为175min，搅拌后经过滤、干燥，得到初浸白炭黑，将初浸白炭黑分散于硝酸盐混合液中，控制温度为43℃，进行搅拌，搅拌的时间为105min，搅拌后经过滤、干燥，得到再浸白炭黑；
所述气相法白炭黑与硫酸过氧化氢混合液的质量比为5:33；
所述气相法白炭黑的纯度为99.75wt%，原生粒子粒径为15nm，比表面积为155m2/g；
所述硫酸过氧化氢混合液中硫酸的浓度为15wt%，过氧化氢的浓度为10wt%，溶剂为去离子水；
所述初浸白炭黑与硝酸盐混合液的质量比为10:27；
所述硝酸盐混合液中硝酸铜的浓度为2.5wt%，硝酸钼的浓度为1.7wt%，溶剂为去离子水；
b、混合煅烧
将再浸白炭黑、柠檬酸铵混合，控制温度为475℃，进行煅烧，煅烧的时间为6.5h，得到煅烧白炭黑；
所述再浸白炭黑与柠檬酸铵的质量比为250:3；
c、包膜
将煅烧白炭黑与热敏色粉通过气流混合，得到芯材，将芯材均匀分散于十四醇中，加入十二烷基硫酸钠、去离子水，控制转速为1250r/min，进行搅拌，搅拌时间为25min，得到乳液，将乳液的pH调节为4.2，然后向乳液缓慢滴加密胺树脂预聚体溶液，滴加时间为150min，滴加过程中保持温度为65℃，滴加完成后加入亚甲基双萘磺酸钠，得到微胶囊溶液，将微胶囊溶液经过抽滤、水洗、干燥得到热敏色粉微胶囊；
所述煅烧白炭黑、热敏色粉、十四醇、十二烷基硫酸钠、去离子水的质量比为10:25:200:13:350；
所述热敏色粉型号为Ranbar BLACK WS0066，温度＜30℃时为无色，温度≥30℃时变黑色；
所述乳液、密胺树脂预聚体溶液、亚甲基双萘磺酸钠的质量比为130:50:1；
所述密胺树脂预聚体溶液的浓度为25wt%。
（2）制备薄膜
分别将上外膜料、下外膜料、内膜料混合均匀，分别加入对应于上外膜、下外膜、内膜的三台挤出机中，设定上外膜、下外膜螺杆挤出工作温度为175℃，内膜螺杆挤出工作温度为155℃，依次进行熔融、混炼、塑化，再将三台挤出机中塑化后的物料挤入同一个三层共挤吹膜机的模头中融合，并经模口呈管状挤出，吹塑成型，冷却，收卷，得到温感自调节农用薄膜；
农用薄膜的结构自上而下分别为上外膜、内膜、下外膜三层结构，上外膜厚度为0.005mm，内膜厚度为0.007mm，下外膜厚度为0.004mm，农用薄膜的总厚度为0.016mm；
所述上外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯20份、低密度聚乙烯30份、线性低密度聚乙烯40份、茂金属聚乙烯10份、抗氧剂1份、氯化石蜡3份、光稳定剂1份；
所述下外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯15份、低密度聚乙烯30份、线性低密度聚乙烯35份、茂金属聚乙烯20份、抗氧剂1份、氯化石蜡3份、光稳定剂1份；
所述内膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯20份、低密度聚乙烯30份、线性低密度聚乙烯40份、茂金属聚乙烯10份、热敏色粉微胶囊15份、抗氧剂1份、氯化石蜡3份、光稳定剂2份；
所述上外膜料、下外膜料、内膜料中抗氧剂为抗氧剂1010，光稳定剂为巴斯夫光稳定剂2020。
实施例2
（1）制备热敏色粉微胶囊
a、气相法白炭黑浸渍
将气相法白炭黑分散于硫酸过氧化氢混合液中，控制温度为65℃，进行搅拌，搅拌的时间为180min，搅拌后经过滤、干燥，得到初浸白炭黑，将初浸白炭黑分散于硝酸盐混合液中，控制温度为42℃，进行搅拌，搅拌的时间为115min，搅拌后经过滤、干燥，得到再浸白炭黑；
所述气相法白炭黑与硫酸过氧化氢混合液的质量比为5:31；
所述气相法白炭黑的纯度为99.75wt%，原生粒子粒径为15nm，比表面积为155m2/g；
所述硫酸过氧化氢混合液中硫酸的浓度为14wt%，过氧化氢的浓度为9wt%，溶剂为去离子水；
所述初浸白炭黑与硝酸盐混合液的质量比为10:25；
所述硝酸盐混合液中硝酸铜的浓度为2.3wt%，硝酸钼的浓度为1.5wt%，溶剂为去离子水；
b、混合煅烧
将再浸白炭黑、柠檬酸铵混合，控制温度为470℃，进行煅烧，煅烧的时间为7.0h，得到煅烧白炭黑；
所述再浸白炭黑与柠檬酸铵的质量比为250:2.5；
c、包膜
将煅烧白炭黑与热敏色粉通过气流混合，得到芯材，将芯材均匀分散于十四醇中，加入十二烷基硫酸钠、去离子水，控制转速为1150r/min，进行搅拌，搅拌时间为30min，得到乳液，将乳液的pH调节为4.1，然后向乳液缓慢滴加密胺树脂预聚体溶液，滴加时间为145min，滴加过程中保持温度为62℃，滴加完成后加入亚甲基双萘磺酸钠，得到微胶囊溶液，将微胶囊溶液经过抽滤、水洗、干燥得到热敏色粉微胶囊；
所述煅烧白炭黑、热敏色粉、十四醇、十二烷基硫酸钠、去离子水的质量比为9:20:175:12:300；
所述热敏色粉型号为Ranbar BLACK WS0066，温度＜30℃时为无色，温度≥30℃时变黑色；
所述乳液、密胺树脂预聚体溶液、亚甲基双萘磺酸钠的质量比为120:45:0.8；
所述密胺树脂预聚体溶液的浓度为23wt%。
（2）制备薄膜
分别将上外膜料、下外膜料、内膜料混合均匀，分别加入对应于上外膜、下外膜、内膜的三台挤出机中，设定上外膜、下外膜螺杆挤出工作温度为170℃，内膜螺杆挤出工作温度为150℃，依次进行熔融、混炼、塑化，再将三台挤出机中塑化后的物料挤入同一个三层共挤吹膜机的模头中融合，并经模口呈管状挤出，吹塑成型，冷却，收卷，得到温感自调节农用薄膜；
农用薄膜的结构自上而下分别为上外膜、内膜、下外膜三层结构，上外膜厚度为0.006mm，内膜厚度为0.006mm，下外膜厚度为0.003mm，农用薄膜的总厚度为0.015mm；
所述上外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯17份、低密度聚乙烯25份、线性低密度聚乙烯35份、茂金属聚乙烯8份、抗氧剂0.8份、氯化石蜡2.5份、光稳定剂0.8份；
所述下外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯13份、低密度聚乙烯25份、线性低密度聚乙烯30份、茂金属聚乙烯18份、抗氧剂0.8份、氯化石蜡2.5份、光稳定剂0.8份；
所述内膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯18份、低密度聚乙烯25份、线性低密度聚乙烯35份、茂金属聚乙烯8份、热敏色粉微胶囊12份、抗氧剂0.8份、氯化石蜡2.5份、光稳定剂1.8份；
所述上外膜料、下外膜料、内膜料中抗氧剂为抗氧剂1010，光稳定剂为巴斯夫光稳定剂2020。
实施例3
（1）制备热敏色粉微胶囊
a、气相法白炭黑浸渍
将气相法白炭黑分散于硫酸过氧化氢混合液中，控制温度为69℃，进行搅拌，搅拌的时间为170min，搅拌后经过滤、干燥，得到初浸白炭黑，将初浸白炭黑分散于硝酸盐混合液中，控制温度为45℃，进行搅拌，搅拌的时间为100min，搅拌后经过滤、干燥，得到再浸白炭黑；
所述气相法白炭黑与硫酸过氧化氢混合液的质量比为5:35；
所述气相法白炭黑的纯度为99.75wt%，原生粒子粒径为15nm，比表面积为155m2/g；
所述硫酸过氧化氢混合液中硫酸的浓度为16wt%，过氧化氢的浓度为11wt%，溶剂为去离子水；
所述初浸白炭黑与硝酸盐混合液的质量比为10:30；
所述硝酸盐混合液中硝酸铜的浓度为2.7wt%，硝酸钼的浓度为1.9wt%，溶剂为去离子水；
b、混合煅烧
将再浸白炭黑、柠檬酸铵混合，控制温度为490℃，进行煅烧，煅烧的时间为6.0h，得到煅烧白炭黑；
所述再浸白炭黑与柠檬酸铵的质量比为250:3.5；
c、包膜
将煅烧白炭黑与热敏色粉通过气流混合，得到芯材，将芯材均匀分散于十四醇中，加入十二烷基硫酸钠、去离子水，控制转速为1350r/min，进行搅拌，搅拌时间为20min，得到乳液，将乳液的pH调节为4.3，然后向乳液缓慢滴加密胺树脂预聚体溶液，滴加时间为155min，滴加过程中保持温度为67℃，滴加完成后加入亚甲基双萘磺酸钠，得到微胶囊溶液，将微胶囊溶液经过抽滤、水洗、干燥得到热敏色粉微胶囊；
所述煅烧白炭黑、热敏色粉、十四醇、十二烷基硫酸钠、去离子水的质量比为11:30:225:14:400；
所述热敏色粉型号为Ranbar BLACK WS0066，温度＜30℃时为无色，温度≥30℃时变黑色；
所述乳液、密胺树脂预聚体溶液、亚甲基双萘磺酸钠的质量比为140:55:1.2；
所述密胺树脂预聚体溶液的浓度为27wt%。
（2）制备薄膜
分别将上外膜料、下外膜料、内膜料混合均匀，分别加入对应于上外膜、下外膜、内膜的三台挤出机中，设定上外膜、下外膜螺杆挤出工作温度为180℃，内膜螺杆挤出工作温度为160℃，依次进行熔融、混炼、塑化，再将三台挤出机中塑化后的物料挤入同一个三层共挤吹膜机的模头中融合，并经模口呈管状挤出，吹塑成型，冷却，收卷，得到温感自调节农用薄膜；
农用薄膜的结构自上而下分别为上外膜、内膜、下外膜三层结构，上外膜厚度为0.004mm，内膜厚度为0.008m，下外膜厚度为0.005mm，农用薄膜的总厚度为0.017mm；
所述上外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯23份、低密度聚乙烯35份、线性低密度聚乙烯45份、茂金属聚乙烯12份、抗氧剂1.2份、氯化石蜡3.5份、光稳定剂1.2份；
所述下外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯17份、低密度聚乙烯35份、线性低密度聚乙烯40份、茂金属聚乙烯22份、抗氧剂1.2份、氯化石蜡3.5份、光稳定剂1.2份；
所述内膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯22份、低密度聚乙烯35份、线性低密度聚乙烯45份、茂金属聚乙烯12份、热敏色粉微胶囊17份、抗氧剂1.2份、氯化石蜡3.5份、光稳定剂2.2份；
所述上外膜料、下外膜料、内膜料中抗氧剂为抗氧剂1010，光稳定剂为巴斯夫光稳定剂2020。
对比例1
与实施例1不同的是，制备热敏色粉微胶囊步骤中，省去气相法白炭黑浸渍步骤，直接使用未处理的气相白炭黑代替再浸白炭黑，用量不变，进行混合煅烧步骤，其余步骤相同，制备薄膜。
对比例2
与实施例1不同的是，制备热敏色粉微胶囊步骤中，省去混合煅烧步骤，使用气相法白炭黑浸渍步骤中得到的再浸白炭黑代替煅烧白炭黑，用量不变，直接进行包膜步骤，其余步骤相同，制备薄膜。
实施例4物理性能测试
将实施例1-3、对比例1-2制备的薄膜，结果见表1。
表1
实施例5透光性能测试
将实施例1-3、对比例1-2制备的薄膜按照GB/T2410-2008中的方法，分别检测薄膜在25℃、30℃下的透光率、雾度，结果见表2。
表2
实施例1-3通过对气相白炭黑进行浸渍、混合煅烧，再将其与热敏色粉混合薄膜，并进一步制备薄膜，制得的薄膜在25℃时，拥有高透光率和低雾度，在30℃时，具有低透光率和高雾度，实现温感自调节功能；
对比例1省去了气相白炭黑进行浸渍步骤，使得气相白炭黑与热敏色粉之间的结合受到影响，由于气相白炭黑有对光线有一定程度的遮蔽作用，两者结合受影响后，25℃时薄膜在未发生变色的情况下，透光效果较差，透光率较低，雾度较高，对光线的遮蔽作用过大，此温度下，需要薄膜具有高透光性和低雾度，因此低温下不能使光线很好的透过薄膜，对棚内提温的作用较差，30℃时需要薄膜具有合适的遮光性能，但是薄膜在变色后透光率降低程度过大，雾度升高程度大，高温下遮蔽了过多的光线，此温度下，需要薄膜具有一定程度的遮光作用，但是不能过多的遮蔽阳光，否则会使高温下棚内光照不足，所以不适合作为棚膜使用；
对比例2省去了混合煅烧步骤，对气相白炭黑与热敏色粉之间的结合也有一定程度的影响，由于气相白炭黑有对光线有一定程度的遮蔽作用，两者结合受影响后，25℃时薄膜在未发生变色的情况下，透光效果较差，透光率较低，雾度较高，对光线的遮蔽作用过大，此温度下，需要薄膜具有高透光性和低雾度，因此低温下不能使光线很好的透过薄膜，对棚内提温的作用较差，30℃时需要薄膜具有合适的遮光性能，但是薄膜在变色后透光率降低程度过大，雾度升高程度大，高温下遮蔽了过多的光线，此温度下，需要薄膜具有一定程度的遮光作用，但是不能过多的遮蔽阳光，否则会使高温下棚内光照不足，所以也不适合作为棚膜使用。
实施例6耐老化性能测试
将实施例1-3、对比例1-2制备的薄膜进行老化实验，老化实验的条件为，温度为40℃，相对湿度为50%，辐照波长为340nm，辐照强度为0.50W/m2，分别检测老化时间在200h、500h时，薄膜在30℃的透光率和雾度，结果见表3。
表3
实施例1-3通过对气相白炭黑进行浸渍、混合煅烧，再将其与热敏色粉混合薄膜，并进一步制备薄膜，经过特殊处理的气相白炭黑，可以在不降低薄膜初始透光度的同时，可以很大程度上保持热敏色粉的寿命，制得的薄膜在老化实验后，在30℃仍然可以保持较高的雾度，并且仍然可以保持较低的透光率，能有效的对阳光进行遮蔽；
对比例1省去了气相白炭黑进行浸渍步骤，使得气相白炭黑与热敏色粉之间的结合受到影响，导致气相白炭黑对热敏色粉的保护作用下降，最终导致薄膜的温感自调节功能受到影响，在高温下不能有效的对阳光进行遮蔽，制得的薄膜在老化实验后，在温度为30℃时，薄膜需要在变色后对阳光有合适的遮蔽性能，但是老化后的薄膜在变色后透光率上升程度过大，遮蔽性能变差，导致高温下过多的光线透过薄膜，同时雾度降低，不能有效阻挡光线进入棚内，可能对棚内作物造成灼伤，调节功能变差；
对比例2省去了混合煅烧步骤，对气相白炭黑与热敏色粉之间的结合也有一定程度的影响，导致气相白炭黑对热敏色粉的保护作用下降，最终导致薄膜的温感自调节功能受到影响，在高温下不能有效的对阳光进行遮蔽，制得的薄膜在老化实验后，在温度为30℃时，薄膜需要在变色后对阳光有合适的遮蔽性能，但是老化后的薄膜在变色后透光率上升程度过大，遮蔽性能变差，导致高温下过多的光线透过薄膜，同时雾度降低，不能有效阻挡光线进入棚内，可能对棚内作物造成灼伤，调节功能变差。
Claims (5)
1.一种温感自调节农用薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制备热敏色粉微胶囊、制备薄膜；
所述制备热敏色粉微胶囊的步骤包括气相法白炭黑浸渍、混合煅烧、包膜；
所述气相法白炭黑浸渍的方法为，将气相法白炭黑分散于硫酸过氧化氢混合液中，控制温度为65-69℃，进行搅拌，搅拌的时间为170-180min，搅拌后经过滤、干燥，得到初浸白炭黑，将初浸白炭黑分散于硝酸盐混合液中，控制温度为42-45℃，进行搅拌，搅拌的时间为100-115min，搅拌后经过滤、干燥，得到再浸白炭黑；
所述气相法白炭黑与硫酸过氧化氢混合液的质量比为5:31--35；
所述硫酸过氧化氢混合液中硫酸的浓度为14-16wt%，过氧化氢的浓度为9-11wt%，溶剂为去离子水；
所述初浸白炭黑与硝酸盐混合液的质量比为10:25-30；
所述硝酸盐混合液中硝酸铜的浓度为2.3-2.7wt%，硝酸钼的浓度为1.5-1.9wt%，溶剂为去离子水；
所述混合煅烧的方法为，将再浸白炭黑、柠檬酸铵混合，控制温度为470-490℃，进行煅烧，煅烧的时间为6.0-7.0h，得到煅烧白炭黑；
所述再浸白炭黑与柠檬酸铵的质量比为250:2.5-3.5；
所述包膜的方法为，将煅烧白炭黑与热敏色粉通过气流混合，得到芯材，将芯材均匀分散于十四醇中，加入十二烷基硫酸钠、去离子水，控制转速为1150-1350r/min，进行搅拌，搅拌时间为20-30min，得到乳液，将乳液的pH调节为4.1-4.3，然后向乳液缓慢滴加密胺树脂预聚体溶液，滴加时间为145-155min，滴加过程中保持温度为62-67℃，滴加完成后加入亚甲基双萘磺酸钠，得到微胶囊溶液，将微胶囊溶液经过抽滤、水洗、干燥得到热敏色粉微胶囊；
所述煅烧白炭黑、热敏色粉、十四醇、十二烷基硫酸钠、去离子水的质量比为9-11:20-30:175-225:12-14:300-400；
所述乳液、密胺树脂预聚体溶液、亚甲基双萘磺酸钠的质量比为120-140:45-55:0.8-1.2；
所述密胺树脂预聚体溶液的浓度为23-27wt%；
所述制备薄膜的方法为，分别将上外膜料、下外膜料、内膜料混合均匀，分别将上外膜、下外膜、内膜挤出，设定上外膜、下外膜挤出温度为170-180℃，内膜挤出温度为150-160℃，依次进行熔融、混炼、塑化，再将挤出后的上外膜料、下外膜料、内膜料进行共挤吹膜，经吹塑成型，冷却，收卷，得到温感自调节农用薄膜；
所述上外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯17-23份、低密度聚乙烯25-35份、线性低密度聚乙烯35-45份、茂金属聚乙烯8-12份、抗氧剂0.8-1.2份、氯化石蜡2.5-3.5份、光稳定剂0.8-1.2份；
所述下外膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯13-17份、低密度聚乙烯25-35份、线性低密度聚乙烯30-40份、茂金属聚乙烯18-22份、抗氧剂0.8-1.2份、氯化石蜡2.5-3.5份、光稳定剂0.8-1.2份；
所述内膜料按质量份计，包括以下组分：高密度聚乙烯18-22份、低密度聚乙烯18-25份、线性低密度聚乙烯35-45份、茂金属聚乙烯8-12份、热敏色粉微胶囊12-17份、抗氧剂0.8-1.2份、氯化石蜡2.5-3.5份、光稳定剂1.8-2.2份。
2.根据权利要求1所述的一种温感自调节农用薄膜的制备方法，其特征在于：
所述气相法白炭黑浸渍步骤中，气相法白炭黑的纯度为99.75wt%，原生粒子粒径为15nm，比表面积为155m2/g。
3.根据权利要求1所述的一种温感自调节农用薄膜的制备方法，其特征在于：
所述包膜步骤中，热敏色粉型号为Ranbar BLACK WS0066，温度＜30℃时为无色，温度≥30℃时变黑色。
4.根据权利要求1所述的一种温感自调节农用薄膜的制备方法，其特征在于：
所述制备薄膜步骤中，农用薄膜的结构自上而下分别为上外膜、内膜、下外膜三层结构，上外膜厚度为0.004-0.006mm，内膜厚度为0.006-0.008mm，下外膜厚度为0.003-0.005mm，农用薄膜的总厚度为0.015-0.017mm。
5.根据权利要求1所述的一种温感自调节农用薄膜的制备方法，其特征在于：
所述制备薄膜步骤中，上外膜料、下外膜料、内膜料中抗氧剂为抗氧剂1010，光稳定剂为巴斯夫光稳定剂2020。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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