[发明专利]一种制造农用棚膜用聚合物无机纳米复合组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及了一种含有无机纳米材料的树脂基组合物及其制备方法，特别涉及一种用于制造农用棚膜的纳米复合树脂组合物及其制备方法。

纳米材料被誉为21世纪的新材料，具有广阔的应用领域。

农用棚膜是运用现代科学技术，促进农业增产，种植经济作物、名优花木和反季节蔬菜水果的一种重要的设施材料。近几年，我国设施园艺面积不断扩大，1998-1999年已达140余万公亩，各类棚膜年使用量130多万吨，年需求量约65万吨。

使用无机填料，如碳酸钙、高岭土、氢氧化钙、滑石粉、白碳黑、叶蜡石、云母粉、硅藻土、绢云母、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸镁、硅酸镁和玻璃微珠等，对农用棚膜进行改性，提高其红外阻隔性能(特别是7-11μm波长)，从而提高农用棚膜的保温性能，使农作物生产增产增收，已有研究和应用(塑料科技，1997，(6)，40)。但以往所使用的这些无机填料的粒径相对较大，一般大于0.5μm，常见的为大于2μm。所以，尽管加入这些无机填料可提高农用棚膜的保温性能，但对棚膜的综合使用性能有不良影响，如棚膜的可见光透过率降低不利于农作物光合作用，无机填料也常造成棚膜力学机械强度的下降。

住友化学公司公开了“透明性改进的红外吸收膜”的专利(EP91116844.1)，报道了添加2-25％以水下研磨制备的粒径为1-4μm、比表面积不大于20m²/g的二氧化硅微粒，可提高合成树脂膜的红外吸收特性，同时仍保证其良好的可见光透光率。富士化学工业公司公开了高红外吸收性的农膜专利(EP95116359.1)，所用的无机添加剂为合成的具有层状结构的水滑石，平均次级粒子大小为0.05-2μm，比表面积1-30m²/g。

本发明选用了纳米材料，并用偶联剂和分散剂包覆无机纳米材料的表面，增强其与树脂的相容性，使其均匀的分散于树脂中，提高了保温、增温的效果，同时解决了传统无机保温剂颗粒大，对直射光透过率低的问题。使用纳米材料复合后，保持和提高了棚膜的力学性能，此外，该棚膜对紫外线有部分阻隔作用，不但利于植物生长，也有抗老化作用，有益于棚膜的使用寿命的延长。所研制的聚合物无机纳米复合组合物及其农用棚膜的综合使用性能优于所用的相应基体树脂。

本发明提供了一种聚合物无机纳米复合组合物，包括50-98重量份的热塑性树脂，优选75-98重量份；1-15重量份的无机纳米粉，优选1-10重量份；0.1-6重量份的偶联剂；0.1-6重量份的分散剂；0-30重量份的其它助剂，优选0-15重量份。

上述的树脂为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚氯乙烯(PVC)，或它们其中的两种或两种以上混合物，或它们与其它树脂如聚烯烃类、离子聚合物的混合物。

上述无机纳米粉为碳酸镁、硅酸镁、硫酸钡、硫酸钙、二氧化硅、氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、硅酸盐、磷酸盐，或它们其中的两种或两种以上的混合物，无机纳米粉的粒径为小于100nm；比表面积为10-800m²/g。

上述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂，或它们其中的两种或两种以上的混合物；如氯丙基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、甲基丙烯酸酯基硅烷偶联剂、胺基硅烷偶联剂、阳离子型硅烷偶联剂，或它们其中的两种或多种混合物，异丙基三异酞酰钛酸酯、异丙基十二烷基苯磺酰钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四辛基双(二(十二烷基)亚磷酸酯)钛酸酯、四(2，2-二烯丙氧基-1-丁基)双(二(十三烷基)亚磷酸酯)钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)乙撑钛酸酯、异丙基三辛酰钛酸酯、异丙基二甲基丙烯酸异硬脂酰钛酸酯、异丙基异硬脂酰二丙烯酰钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酯)钛酸酯、异丙基三枯草苯基钛酸酯、异丙基三(N-氨乙基-氨乙基)钛酸酯、二枯草苯基氧乙酸酯钛酸酯、二硬脂酰乙撑钛酸酯、异丙基三(月桂基-肉豆蔻基)钛酸酯、异丙基二(十二烷基苯磺酰)-4-氨基-苯磺酰钛酸酯、异丙基三(甲基丙烯酰)钛酸酯、二月桂基亚磷酸酯型钛酸酯、异丙基异硬脂酰二(4-氨基苯甲酰)钛酸酯、异丙基三丙烯酰钛酸酯，或它们其中的两种或多种混合物。

上述分散剂为液体石蜡、非离子表面活性剂、偶联分散剂等，如硬脂酸钙、硬脂酸锌、Hidis、Co-977、山梨醇硬脂酸酯、硬脂酸单甘油酯等。