一种PO膜流滴剂涂覆液及其生产工艺的制作方法

一种po膜流滴剂涂覆液及其生产工艺
技术领域
1.本技术涉及涂料技术领域，更具体而言涉及一种po膜流滴剂涂覆液及其生产工艺。


背景技术：

2.温室大棚能够透光、保温，是主要用于栽培植物的设施，在不适宜植物生长的季节，能够提供温室生育期和增加产量，同时也用于低温季节蔬菜、花卉和林木等植物的栽培或育苗，因此，温室大棚成为现代农业的重要设施之一。
3.现有国内外技术的po膜涂布液，能基本满足高透明多功能农用大棚膜的使用要求，po是聚烯烃材料的泛指，包含pe、pp、eppe、poe、eva 等多种高分子聚合物，po膜是通过外喷涂烘干工艺而产生的一种大棚膜，其透明性、保温性能和持续消雾、流滴能力比较突出，但经过一段时间使用后，由于外涂覆的流滴剂与基础树脂的极性不同，在薄膜表面很难充分结合，存在水的冲刷下容易脱落的问题，进而造成po膜挂水珠情况比较严重，有时还会出现膜发白、涂层脱流的现象。
4.因此，仍然需要一种能够提高流滴剂与薄膜之间的粘结性的po膜流滴剂涂覆液。


技术实现要素：

5.为了改善po膜挂水珠情况比较严重的问题，本技术提供一种po膜流滴剂涂覆液及其生产工艺。
6.第一方面，本技术提供的一种po膜流滴剂涂覆液，采用如下的技术方案：一种po膜流滴剂涂覆液，以重量百分比计，由以下组分组成：纳米铝溶胶15-45%、纳米二氧化硅12-15%、海藻酸钠11-13%、聚乙烯吡咯烷酮8-12%、成膜剂2-8%、抗氧剂0.5-2%、紫外吸收剂1.5-3.5%、分散剂3-5%、余量的纯水。
7.通过采用上述技术方案，纳米铝溶胶具有较大的比表面积，本身粘度较低，海藻酸钠具有较高的粘度和很强的亲水性，纳米铝溶胶和海藻酸钠混合能够增强涂覆液的黏性，而且纳米二氧化硅同样具有较大的比表面，因而有很强的吸附和承载能力，不仅能够均匀的分散在涂覆液中，而且增强了涂覆液的分散性和渗透性。另外，分散剂能够增强涂覆液的液体稳定性，防止涂覆液中的颗粒沉降和凝聚，纳米铝溶胶、聚乙烯吡咯烷酮和分散剂配合，共同提高po膜涂覆液的分散性能、亲水性能和强度，从而使po膜上附着的水在po膜表面铺展并沿膜壁向下流滴，减少水珠的形成而对农作物造成伤害。
8.当铝溶胶水分蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成铝氧结合，极大的提高硬度，同时纳米二氧化硅具有较强的吸收紫外线的作用，配合紫外吸收剂，能够较好的吸收和屏蔽作用，增大po膜透光性，纳米二氧化硅会与抗氧化剂和光稳定剂共同作用，使po膜的耐老化性提高，进而延长了po膜的使用寿命。
9.而且，海藻酸钠具有良好的流动性，海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和成膜剂配合使用，能够提高po膜涂覆液的分散性能、稳定性能，海藻酸钠与聚乙烯吡咯烷酮共同配合，提
高成膜剂的分散性，使得po膜的流滴效果均匀分布，进而提高po膜的流滴功能和流滴功能的持久性。
10.优选的，所述聚乙烯吡咯烷酮、纳米二氧化硅和海藻酸钠的重量比为1:1-1.8:1-1.5通过采用上述技术方案，聚乙烯吡咯烷酮极性高聚物分子结构，具有较好的成膜性和吸湿性，能够较好的吸附膜表面的水分，由于纳米二氧化硅表面多含有极性基团，可对聚乙烯吡咯烷酮产生吸附作用，从而减小po膜中聚乙烯吡咯烷酮的迁移和流失速率，进而增强po膜的无滴持效性。
11.特别是纳米二氧化硅因其具有较高比表面积，海藻酸钠具有一定的黏性，配合使用可以更多地承载聚乙烯吡咯烷酮，一方面可提高聚乙烯吡咯烷酮的使用效率，另一方面可改善聚乙烯吡咯烷酮的迁移速率，进而延长膜的防雾流滴寿命。同时，纳米二氧化硅还可使膜对夜间地面放射的红外线产生阻透作用，能够很好地控制膜表面红外线发射，从而提高棚膜的保温性能。
12.可选的，所述纳米铝溶胶的粒径为40-80nm。
13.通过采用上述技术方案，通过将纳米铝溶胶的粒径控制在40-80nm，具有较大的比表面积，降低po膜的雾度，并与纳米二氧化硅、聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸钠更好的相溶配合，提高成膜剂的分散性和涂覆液的稳定性，进而提高po膜涂覆液的流滴效果。同时当纳米铝溶胶的水分蒸发后，通过纳米铝溶胶粒子之间的配合，使得po膜的膜层表面排列规则、致密，通过po膜的光也较多。
14.可选的，所述紫外线吸收剂由 uv531、uvp-327、uv-9 中的一种或几种组成。
15.通过采用上述技术方案，紫外吸收剂能够较好的吸收紫外线，耐热升华性，耐洗涤性，耐气体褪色性和机械性能保持性，与抗氧剂并用具有显著的协同效应，能够较好的改善po膜的热氧稳定性和保温性能。
16.可选的，所述抗氧剂为抗氧剂 1010、1076、kw-1、kw-2中的至少两种。
17.通过采用上述技术方案，通过至少使用两种抗氧剂比单独使用一种的效果好，使得抗氧剂之间的复配存在协同效应，抗氧剂具有较好的耐水解能力、耐迁移性和耐热性能，抗氧剂的加入，配合光稳定剂的使用，进而提高了po膜热稳定性、耐迁移性等综合性能。
18.可选的，所述成膜剂为聚丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂和聚乙烯醇树脂中的一种或几种。
19.通过采用上述技术方案，聚丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯醇树脂所形成的膜均有较好的粘结能力和成膜效果，与海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮的配合效果较好，从而提高po膜的流滴效果，使在po膜上的水在po膜表面铺展并沿膜壁向下流滴，减少水珠的形成而对农作物造成伤害。
20.可选的，所述分散剂是氧化聚乙烯蜡、低分子量聚乙烯蜡、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸三苯酯中的一种或几种。
21.通过采用上述技术方案，分散剂具有较好的润滑性和透明性，配合纳米铝溶胶、聚乙烯吡咯烷酮和成膜剂，在体系中具有较好的润湿性和分散性，提高体系的稳定性，进而提高po膜的均匀性和吸湿性。
22.第二方面，本技术提供上述po膜流滴剂涂覆液的生产工艺，采用如下的技术方案：
一种po膜流滴剂涂覆液的生产工艺，包括以下步骤：s1:将聚乙烯吡咯烷酮、抗氧剂、纳米铝溶胶、海藻酸钠、紫外吸收剂混合均匀，得到混合液a；s2:将步骤s1得到的混合液a与纳米二氧化硅、分散剂和余量的纯水混合均匀，得到混合液b；s3: 将步骤s2得到的混合液b与成膜剂混合，混合后得到po膜流滴剂涂覆液。
23.通过采用上述技术方案，聚乙烯吡咯烷酮、纳米铝溶胶、海藻酸钠混合，具有较好的相溶性，配合纳米二氧化硅和成膜剂，最后得到po膜流滴剂涂覆液，整个制备工艺较为简单，同时能够提高聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠和纳米二氧化硅之间的配合效果，获得稳定均匀的po膜流滴剂涂覆液，进而提高po膜流滴剂涂覆液流滴效果。
24.可选的，所述步骤s1中的混合温度为60-80℃，混合时间为30-45min。
25.通过采用上述技术方案，通过控制混合温度和时间，使聚乙烯吡咯烷酮、纳米铝溶胶和海藻酸钠混合均匀，进一步提高涂覆液中各组分的稳定性以及各组分之间的配合效果，抗氧剂与紫外吸收剂配合，提高对涂覆液的热稳定性。
26.可选的，所述步骤s3中的混合温度为50-70℃，混合时间为15-35min。
27.通过采用上述技术方案，成膜剂的加入，同时控制混合的温度和时间，进行搅拌进一步提高混合液的均匀性，进而提高配合效果，获得稳定均匀的po膜流滴剂涂覆液，并获得较稳定的流滴效果。
28.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、由于本技术的纳米铝溶胶和海藻酸钠混合能够增强涂覆液的黏性，而且纳米二氧化硅同样具有较大的比表面，因而有很强的吸附和承载能力，不仅能够均匀的分散在涂覆液中，而且增强了涂覆液的分散性和渗透性。另外，分散剂能够增强涂覆液的液体稳定性，防止涂覆液中的颗粒沉降和凝聚，纳米铝溶胶、聚乙烯吡咯烷酮和分散剂配合，共同提高po膜涂覆液的分散性能、亲水性能和强度，从而使po膜上附着的水在po膜表面铺展并沿膜壁向下流滴，减少水珠的形成而对农作物造成伤害。
29.2、本技术中的海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮和成膜剂配合使用，能够提高po膜涂覆液的分散性能、稳定性能，海藻酸钠与聚乙烯吡咯烷酮共同配合，提高成膜剂的分散性，使得po膜的流滴效果均匀分布，进而提高po膜的流滴功能和流滴功能的持久性。
30.3、本技术的聚乙烯吡咯烷酮极性高聚物分子结构，具有较好的成膜性和吸湿性，能够较好的吸附膜表面的水分，由于纳米二氧化硅表面多含有极性基团，可对聚乙烯吡咯烷酮产生吸附作用，从而减小po膜中聚乙烯吡咯烷酮的迁移和流失速率，进而增强po膜的无滴持效性。
具体实施方式
31.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
32.实施例中所使用的原料均可通过市售获得。
33.实施例1-3实施例1：一种po膜流滴剂涂覆液，所含有的具体组分以及重量如表1所示，po膜流滴剂涂覆液的生产工艺，包括如下步骤：
s1:将聚乙烯吡咯烷酮、抗氧剂1010、1076、纳米铝溶胶、海藻酸钠、uv531在温度为70℃混合40min，得到混合液a；s2:将步骤s1得到的混合液a与纳米二氧化硅、氧化聚乙烯蜡和余量的纯水混合均匀，得到混合液b；s3: 将步骤s2得到的混合液b与聚丙烯酸酯树脂在温度为60℃混合25min，混合后得到po膜流滴剂涂覆液。
34.实施例2-3：一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，各成分及重量不同，所包括的各成分及其重量如表1所示。
35.以下以实施例1为例进行说明，其中纳米铝溶胶的粒径为60nm。
36.表1实施例1-3中的各成分及其重量实施例4一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，聚乙烯吡咯烷酮、纳米二氧化硅和海藻酸钠的重量比为1:1:1.5。
37.实施例5一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，聚乙烯吡咯烷酮、纳米二氧化硅和海藻酸钠的重量比为1:1.8:1。
38.实施例6
一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，聚乙烯吡咯烷酮、纳米二氧化硅和海藻酸钠的重量比为1:0.5:2。
39.实施例7一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，纳米铝溶胶的粒径为40nm。
40.实施例8一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，纳米铝溶胶的粒径为80nm。
41.实施例9一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，纳米铝溶胶的粒径为20nm。
42.实施例10一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，纳米铝溶胶的粒径为100nm。
43.实施例11一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，步骤s1中的混合温度为60℃，混合时间为45min。
44.实施例12一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，步骤s1中的混合温度为80℃，混合时间为30min。
45.实施例13一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，步骤s3中的混合温度为50℃，混合时间为35min。
46.实施例14一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，步骤s3中的混合温度为70℃，混合时间为15min。
47.对比例对比例1一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，由以下组分组成：纳米铝溶胶10%、纳米二氧化硅10%、海藻酸钠15%、聚乙烯吡咯烷酮6%、成膜剂10%、抗氧剂0.2%、紫外吸收剂5%、分散剂2%、纯水41.8%。
48.对比例2一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，由以下组分组成：纳米铝溶胶50%、纳米二氧化硅16%、海藻酸钠3%、聚乙烯吡咯烷酮15%、成膜剂1%、抗氧剂2.5%、紫外吸收剂1%、分散剂6%、纯水5.5%。
49.对比例3一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，用等量的纯水替代纳米二氧化硅。
50.对比例4一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，用等量的纯水替代海藻酸钠。
51.对比例5一种po膜流滴剂涂覆液，与实施例1的区别在于，用等量的纯水替代聚乙烯吡咯烷酮。
52.性能检测试验po膜流滴剂涂覆液的静态接触角测量实验实验样品：将实施例1-14以及对比例1-5制备的涂覆液分别均匀涂覆于po基础膜上，使得形成的po膜厚度为0.15mm，并将po膜剪成2cm
×
3cm的长方形，取改性接枝pe膜、纯pe膜分别作为对照样品1和对照样品2。
53.实验仪器：sdc-200s接触角测量仪(东莞市晟鼎精密仪器有限公司sindin)，数显恒温水浴锅(品牌为江阴市保利科研器材有限公司，型号为bhs-1)。
54.实验方法：将实施例1-14、对比例1-5以及对照样品1-2分别泡入60℃、100ml的水中，每过一小时换一次水并取一次样，用pg-x型动静态表面接触角仪测量并记录各实验样品在0h、3h、9h、24h、9d、27d、60d、90d、120d的接触角数值。
55.实验结果：实验样品1-14、对比样品1-5以及对照样品1-2的静态接触角检测结果如表2所示。
56.表2 实施例1-14、对比例1-5以及对照样品1-2的静态接触角检测结果
由表2数据可知，实验样品1-14、对比样品1-5以及对照样品1-2的静态接触角随着时间的推移逐渐增大，静态接触角在0-3h左右变化较快，后期的静态接触角变化较小，逐渐
达到稳定。一般情况，经过8h左右的静态接触角测试，即可看出po膜的流滴效果和质量情况，静态接触角在50
°
的流滴效果较好。而本技术实验样品1-14的静态接触角在120d时具有较低的静态接触角，静态接触角为43.1-43.3
°
，表明实验样品1-14的表面张力较低，亲水性稳定性较好。而对比例1-5初始的静态接触角较大，0-3h时的静态接触角为50.2-60.4
°
；对照样品1-2中的改性接枝pe膜、纯pe膜120h的静态接触角均接近100
°
，静态接触角较大，基本不随时间变化。
57.另外，实施例1-3中的各组分含量不同，实施例1中在3h的静态接触角为39.1
°
，表明实施例1制备的po膜的流滴性能较好，实施例4-6为聚乙烯吡咯烷酮、纳米二氧化硅和海藻酸钠之间的重量比不同，实施例6的比例下po膜的流滴性能差于实施例4-5的流滴性能；表明聚乙烯吡咯烷酮、纳米二氧化硅和海藻酸钠之间的比例影响膜的流滴性能，实施例7-10为纳米铝溶胶的粒径不同，纳米铝溶胶采用粒径为40-80nm的纳米铝溶胶时，纳米铝溶胶的比表面积较大，与聚乙烯吡咯烷酮混合时，分散性和渗透性较好；当纳米铝溶胶的粒径为20nm和100nm时，在3h的静态接触角分别为39.5
°
和40.1
°
，表明纳米铝溶胶的粒径对于膜的流滴性能有一定的影响，实施例11-14为不同温度和时间，在3h的静态接触角为39.6-39.7
°
，表明制备工艺中的温度和时间对于膜的流滴性能有一定的影响。
58.对比例1-2中各组分的数值含量均不同于实施例1，但是在3h的静态接触角为50.2-50.3
°
，远大于实施例1中的静态接触角，表明各组分的含量变化影响膜的流滴性能，对比例3-5分别相对于实施例1不添加纳米二氧化硅、海藻酸钠和聚乙烯吡咯烷酮，但是在3h的静态接触角为54.2-60.4
°
，表明单一组分的纳米二氧化硅、海藻酸钠和聚乙烯吡咯烷酮的含量影响膜的流滴性能。
59.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。