含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法
【专利摘要】本发明涉及化工领域，尤其涉及一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法。将聚乙烯粉体、母料按比例称量得到混合物m1；将二氧化锰纳米片溶解在水中配成溶液m2；将混合物m1加入喷雾式高混机中，同时利用喷雾装置加入二氧化锰纳米片溶液m2，高速旋转至混合均匀，得到粉体m3；将粉体m3加入造粒机进行造粒，得到浓缩母粒，然后将浓缩母粒与聚乙烯颗粒混合，吹塑机处理得到含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜。本项目公开了一步法合成MnO2纳米片的方法，同时采用的喷雾方式实现了MnO2纳米片在聚乙烯中的均匀分散，并将含有MnO2纳米片的高浓度浓缩母粒与聚乙烯以适当比例混合，经吹塑制得MnO2纳米片/聚乙烯薄膜。
【专利说明】
含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及化工领域，涉及聚乙烯薄膜制备领域，尤其涉及一种含有二氧化锰纳 米片的聚乙烯薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] Μη02纳米片是一种新型的紫外屏蔽材料，具有屏蔽范围广、价格低廉，对环境友好 等优点，克服了传统的紫外屏蔽剂屏蔽范围窄、易挥发等问题，是具有潜在应用前景的紫外 屏蔽材料。紫外线是波长为180_400nm的电磁波。日本学者的研究结果证明，在阻隔紫外线 的环境下培育作物，叶片的同化组织发生了变化，可加速光合作用，并能抑制农作物的灰霉 病。阻隔380nm以下紫外线的棚膜对农作物有防病、促进生长、防止枝干老化、延长收获期、 增加产量等效果。因此紫外线是很多病虫害赖以生存的光波波段。如果能优化自然界的光 波波段，屏蔽掉有害紫外线，就可以抑制害虫的生存和生长，大幅度提高农作物的产量，并 大量减少农药的使用量，生产出"绿色蔬菜"、"有机蔬菜"。
[0003] Μη02纳米片紫外屏蔽材料是一种新型的紫外屏蔽材料，具有屏蔽范围广（200-400nm的紫外区）、价格低廉，对环境友好等优点，是具有潜在应用前景的紫外屏蔽材料。将 其应用在聚乙烯薄膜上面，大大拓展了 Μη02纳米片的应用领域，这对纳米片材料的研究和 应用有重要的科学意义，并能加快我国阻隔紫外线棚膜的开发应用，具有重要的理论意义 和应用价值，前景极为广阔。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术不足，提供一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方 法。为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
[0005] -种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，所述含有二氧化锰纳米片的 聚乙烯薄膜采用下述步骤制备而成：
[0006] (a)将聚乙烯粉体、母料按(5-10):1比例称量得到混合物ml;
[0007] (b)将二氧化锰纳米片溶解在水中配成二氧化锰纳米片溶液m2;
[0008] (c)将混合物ml加入喷雾式高混机中，同时利用喷雾装置加入二氧化锰纳米片溶 液m2，高速旋转至混合均匀，得到粉体m3;
[0009] (d)将粉体m3加入造粒机进行造粒，得到浓缩母粒，然后将浓缩母粒与聚乙烯颗粒 混合，混合均匀后经吹塑机处理得到含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜。
[0010] 其中保温剂、流滴剂和抗氧化剂为母料：
[0011] 作为优选，所述二氧化锰纳米片为具有插层结构的二氧化锰纳米片，所述具有插 层结构的二氧化锰纳米片采用下述步骤合成：
[0012] (e)将阳离子表面活性剂和高锰酸钾混合搅拌，得到黑褐色沉淀nl;
[0013] (f)将黑褐色沉淀nl与烷基氢氧化铵、阳离子表面活性剂混合，得到黑褐色沉淀 n2；
[0014] (g)将阳离子表面活性剂与二氧化锰混合反应，得到黑褐色溶液n3;
[0015] (h)将步骤(f)中的黑褐色沉淀n2和步骤(g)中的黑褐色沉淀n3混合，静置时间6-8 小时得到具有插层结构的二氧化锰纳米片c。
[0016] 作为优选，所述步骤(c)中高速旋转的转速为1500-2500转/分，所述高速旋转的时 间为15-25分钟。
[0017]作为优选，所述步骤(d)中制得的含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的厚度为80-120μηι〇
[0018] 作为优选，所述步骤(e)、（f)中的阳离子表面活性剂单碳链、双碳链以及三碳链的 烷基铵阳离子表面活性剂中的任意一种。
[0019] 作为优选，所述步骤(e)中阳离子表面活性剂和高锰酸钾加入质量比为1: (1-2)。
[0020] 作为优选，所述步骤(g)中的阳离子表面活性剂为碳链长是十二、十四、十六、十八 的烷基三甲基溴化铵的任意一种。
[0021] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
[0022] 一般比较常用的合成Μη02纳米片的方法极为繁琐，耗时较长，总共需要7-22天的 时间才能得到最终产物，不易实现生产放大。本项目公开了一步法合成Μη02纳米片的方法， 同时采用的喷雾方式实现了Μη0 2纳米片在聚乙烯中的均匀分散，并将含有Μη02纳米片的高 浓度浓缩母粒与聚乙烯以适当比例混合，经吹塑制得Μη0 2纳米片/聚乙烯薄膜。所得薄膜具 有良好的紫外线屏蔽作用，利用生态调控技术防止病虫害对农作物的危害，减少农药的使 用，生产绿色食品。
[0023]本发明使Μη02纳米片/聚乙烯薄膜得到应有的增值，是提高我国大棚膜附加值，使 农业增效，农民增收的有效技术途径，也是解决我国"三农"问题的重要举措。本项目的实 施，可以解决当地现有富余人员就业，对于维护社会治安、稳定社会秩序、缓和富余人员安 置的矛盾，具有极大的社会意义。
[0024] 本发明的产品实现产业化生产，可大大加快我国屏蔽紫外线农用薄膜研究进度； 大幅度提高农作物的产量，并大量减少农药使用量，生产出〃绿色蔬菜〃，〃有机蔬菜〃;取得 经济效益和社会效益双丰收。
【附图说明】
[0025] 图1为含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜制备过程流程图，图2为具有插层结构的 二氧化锰纳米片制备过程流程图。
【具体实施方式】
[0026] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对 本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的 特征可以相互组合。
[0027] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体 实施例的限制。
[0028]实施例1，本实施例提供一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法。首先 将聚乙烯粉体5kg、母料lkg(保温剂、流滴剂、抗氧剂按照质量比1:1:1混合)称量得到混合 物ml;然后将二氧化锰纳米片50g溶解在100ml水中配成二氧化锰纳米片溶液m2;将混合物 ml加入喷雾式高混机中，同时利用喷雾装置加入二氧化锰纳米片溶液m2,在1500转/分条件 下处理15分钟至所有原料混合均匀，得到粉体m3;将粉体m3加入造粒机进行造粒，得到浓缩 母粒，然后将浓缩母粒与聚乙烯颗粒混合，混合均匀后经吹塑机处理得到含有二氧化锰纳 米片的聚乙稀薄膜。
[0029] 其中，上述二氧化锰纳米片为具有插层结构的二氧化锰纳米片，采用下述步骤合 成:首先将单碳链烷胺基阳离子表面活性剂〇.5kg和高锰酸钾lkg混合搅拌均匀，得到黑褐 色沉淀nl;然后将制得的黑褐色沉淀与烷基氢氧化铵、单碳链烷胺基阳离子表面活性剂按 照质量比1:1:2比例混合均匀，得到黑褐色沉淀n2;将十二烷基三甲基溴化铵阳离子表面活 性剂与二氧化锰按照质量比1:2混合反应，得到黑褐色溶液n3;将黑褐色沉淀n2和黑褐色沉 淀n3混合，静置时间6小时得到具有插层结构的二氧化锰纳米片c。
[0030] 实施例2,本实施例提供一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法。首先 将聚乙烯粉体8kg、母料lkg(保温剂、流滴剂、抗氧剂按照质量比1:3:5混合)称量得到混合 物ml;然后将二氧化锰纳米片60g溶解在500ml水中配成二氧化锰纳米片溶液m2;将混合物 ml加入喷雾式高混机中，同时利用喷雾装置加入二氧化锰纳米片溶液m2,在2500转/分条 件下处理25分钟至所有原料混合均匀，得到粉体m3;将粉体m3加入造粒机进行造粒，得到浓 缩母粒，然后将浓缩母粒与聚乙烯颗粒混合，混合均匀后经吹塑机处理得到含有二氧化锰 纳米片的聚乙稀薄膜。
[0031] 其中，上述二氧化锰纳米片为具有插层结构的二氧化锰纳米片，采用下述步骤合 成:首先将双碳链烷胺基阳离子表面活性剂〇.6kg和高锰酸钾lkg混合搅拌均匀，得到黑褐 色沉淀nl;然后将制得的黑褐色沉淀与烷基氢氧化铵、双碳链烷胺基阳离子表面活性剂按 照质量比2:5:2比例混合均匀，得到黑褐色沉淀n2;将十八烷基三甲基溴化铵阳离子表面活 性剂与二氧化锰按照质量比1:3混合反应，得到黑褐色溶液n3;将黑褐色沉淀n2和黑褐色沉 淀n3混合，静置时间8小时得到具有插层结构的二氧化锰纳米片c。
[0032]实施例3,本实施例提供一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法。首先 将聚乙烯粉体4kg、母料2.5kg(保温剂、流滴剂、抗氧剂按照质量比1:2:3混合)称量得到混 合物ml;然后将二氧化锰纳米片50g溶解在300ml水中配成二氧化锰纳米片溶液m2;将混合 物ml加入喷雾式高混机中，同时利用喷雾装置加入二氧化锰纳米片溶液m2,在2000转/分条 件下处理20分钟至所有原料混合均匀，得到粉体m3;将粉体m3加入造粒机进行造粒，得到浓 缩母粒，然后将浓缩母粒与聚乙烯颗粒混合，混合均匀后经吹塑机处理得到含有二氧化锰 纳米片的聚乙稀薄膜。
[0033]其中，上述二氧化锰纳米片为具有插层结构的二氧化锰纳米片，采用下述步骤合 成:首先将双碳链烷胺基阳离子表面活性剂〇. 7kg和高锰酸钾3kg混合搅拌均匀，得到黑褐 色沉淀nl;然后将制得的黑褐色沉淀与烷基氢氧化铵、双碳链烷胺基阳离子表面活性剂按 照质量比1:5:4比例混合均匀，得到黑褐色沉淀n2;将十八烷基三甲基溴化铵阳离子表面 活性剂与二氧化锰按照质量比1.5:3混合反应，得到黑褐色溶液n3;将黑褐色沉淀n2和黑褐 色沉淀n3混合，静置时间7小时得到具有插层结构的二氧化锰纳米片c。
[0034]实施例4,本实施例提供一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法。首先 将聚乙烯粉体lkg、母料0.8kg(保温剂、流滴剂、抗氧剂按照质量比2:1:1混合)称量得到混 合物ml;然后将二氧化锰纳米片35g溶解在50ml水中配成二氧化锰纳米片溶液m2;将混合物 ml加入喷雾式高混机中，同时利用喷雾装置加入二氧化锰纳米片溶液m2,在2200转/分条件 下处理18分钟至所有原料混合均匀，得到粉体m3;将粉体m3加入造粒机进行造粒，得到浓缩 母粒，然后将浓缩母粒与聚乙烯颗粒混合，混合均匀后经吹塑机处理得到含有二氧化锰纳 米片的聚乙稀薄膜。
[0035]其中，上述二氧化锰纳米片为具有插层结构的二氧化锰纳米片，采用下述步骤合 成:首先将双碳链烷胺基阳离子表面活性剂〇.6kg和高锰酸钾2kg混合搅拌均匀，得到黑褐 色沉淀nl;然后将制得的黑褐色沉淀与烷基氢氧化铵、双碳链烷胺基阳离子表面活性剂按 照质量比1.5:1:1比例混合均匀，得到黑褐色沉淀n2;将十八烷基三甲基溴化铵阳离子表面 活性剂与二氧化锰按照质量比1:1.5混合反应，得到黑褐色溶液n3;将黑褐色沉淀n2和黑褐 色沉淀n3混合，静置时间7小时得到具有插层结构的二氧化锰纳米片c。
[0036]表1实施例1-4制得的含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜性能进行检测结果
[0039] 将实施例1-4制得的含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜各项性能进行检测，结果 如表1所示。通过检测数据可知，通过本发明制得的含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜紫外 屏蔽能力明显提高，薄膜拉伸强度相对于传统薄膜来说也有所提高。
[0040] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任 何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等 效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质 对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (a) 将聚乙烯粉体、母料按(5-10): 1的质量比例称量得到混合物ml; (b) 将二氧化锰纳米片溶解在水中配成二氧化锰纳米片溶液m2; (c) 将混合物ml加入喷雾式高混机中，同时利用喷雾装置加入二氧化锰纳米片溶液m2， 高速旋转至混合均匀，得到粉体m3; (d) 将粉体m3加入造粒机进行造粒，得到浓缩母粒，然后将浓缩母粒与聚乙烯颗粒混 合，混合均匀后经吹塑机处理得到含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜。2. 根据权利要求1所述的含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征在于， 所述二氧化锰纳米片为具有插层结构的二氧化锰纳米片，所述具有插层结构的二氧化锰纳 米片采用下述步骤合成： (e) 将阳离子表面活性剂和高锰酸钾混合搅拌，得到黑褐色沉淀nl; (f) 将黑褐色沉淀nl与烷基氢氧化铵、阳离子表面活性剂混合，得到黑褐色沉淀n2; (g) 将阳离子表面活性剂与二氧化锰混合反应，得到黑褐色溶液n3; (h) 将步骤(f)中的黑褐色沉淀n2和步骤(g)中的黑褐色沉淀n3混合，静置时间6-8小时 得到具有插层结构的二氧化锰纳米片c。3. 根据权利要求1所述的一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征 在于，所述步骤(c)中高速旋转的转速为1500-2500转/分，所述高速旋转的时间为15-25分 钟。4. 根据权利要求1所述的一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征 在于，所述步骤(d)中制得的含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的厚度为80-120μπι。5. 根据权利要求2所述的一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征 在于，所述步骤(e)、（f)中的阳离子表面活性剂单碳链、双碳链以及三碳链的烷基铵阳离子 表面活性剂中的任意一种。6. 根据权利要求2所述的一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征 在于，所述步骤(e)中阳离子表面活性剂和高锰酸钾加入质量比为1: (1-2)。7. 根据权利要求2所述的一种含有二氧化锰纳米片的聚乙烯薄膜的制备方法，其特征 在于，所述步骤(g)中的阳离子表面活性剂为碳链长是十二、十四、十六、十八的烷基三甲基 溴化铵的任意一种。
【文档编号】C01G45/02GK105968488SQ201610264277
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】郭锋, 侯婷婷, 高亚曼, 武庆东
【申请人】聊城华塑工业有限公司