专利名称：外涂防雾膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种防雾膜及其制备方法，具体涉及一种外涂型防雾膜的制备方法。
背景技术：
塑料薄膜表面由于其疏水性，作为农膜使用当其表面温度达到露点以下，或空气中的水汽达到过饱和时，会凝结水滴或雾化。雾和水滴的存在导致光的反射、漫反射和透镜效应，从而直接影响农用棚膜的透光性。另外水滴滴落在植物上易产生病害和腐烂。
在棚膜生产中，通常采用防雾滴剂(长碳链亲油基和亲水基团构成的多种非离子表面活性剂及其复配物)，或者采用薄膜表面喷涂流滴剂法。以上两种传统方法都有其一定的缺陷。因为防雾剂在水油两相中存在一定的比例，防雾滴剂从薄膜中迁移出来，溶于水中流失，使薄膜内和薄膜表面的防雾滴剂含量逐渐减少，缩短了膜的防雾滴有效期，同时，含有有机基团的大分子的流失，对于土壤环境影响也是不容忽视的。但这两种方法规模化产业工艺成熟，目前人们正在研究新的流滴剂品种，以控制流滴剂的迁移流失速率。
第三种方法是采用塑料薄膜的表面辐射接枝。它的优点是可以通过紫外光、电子加速器、γ射线辐射等方法在薄膜表面引入亲水性接枝链，这层接枝层由于是以化学键与膜表面连结，理论上具有长效性，但它对薄膜种类有选择，而且有机接枝单体的逸出对环境同样有影响。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种新的外涂防雾膜及其制备方法，即在塑料薄膜表面引入无机-有机涂层法制备防雾膜。
有益效果本发明提供的外涂防雾膜及其制备方法具有如下优点1.涂布方法简单易行。
2.固化方法简便(国外的方法涉及低温等离子体涂布，设备要求高)。
3.涂层以化学键与基膜连接，并且涂层内形成三维网状结构，有一定的硬度、长效坚固。
4.涂层中的组分主要为SiO2、TiO2，是一种环境友好的方法。
5.涂布层损坏后，可以回收利用重新涂布。
本发明是由以下技术方案实现的本发明提供一种外涂防雾膜，其特征在于，所述的防雾膜为双涂层结构，包括基膜、涂布在基膜上的第一、第二层多组分涂层，其涂层的组分重量配比如下，各组分以硅烷偶联剂为基准一.第一涂层
二.第二涂层
基膜为为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯、不饱和聚酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚砜中的一种，膜中可以有适量的防老化剂和抗紫外添加剂；涂布配方中的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷(KH-20)、乙烯基三甲氧基硅烷(KH-30)、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(KH-40)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-50)、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-60)、γ-(甲基丙基酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-70)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(JH-602)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(JH-792)、苯胺甲基三乙氧基硅烷(JH-42)其中任意一种或其混合物；涂布配方中的光引发剂为二苯甲酮、安息香乙醚、安息香甲醚、安息香丁醚、苯偶酰、安息香酮酯醚、二芳基碘翁盐等其中一种或多种复配使用。
本发明还提供一种外涂防雾膜的制备方法本发明的涂层法是由第一涂层配方中，硅烷偶联剂与少量酸或碱混合水解，调节pH值为2.0-7.5，水解液中添加适量化学添加助溶剂。正硅酸乙酯、钛酸丁酯或两者混合物与少量酸混合水解，调节pH值为2.0-7.0。将上述两种水解液混合，搅拌1-24hr。以任何一种形式的涂布机涂布到塑料薄膜上，控制涂膜厚度为1-25μm。自然干燥1-24hr，再以60-80℃热风干燥0.5-1小时和/或置于波长270-420nm，光强5-35mw/cm2的紫外灯下辐照1-5min(对于需要紫外光辐照的情况，预先在涂布混合液中添加适量光引发剂)，备用。
第二涂层配方中，硅烷偶联剂与少量酸或碱混合，调节pH值为2-7.5，正硅酸乙酯、钛酸丁酯(或两者的混合物)与少量酸混合水解，调节pH值为2-7.0。将上述水解物混合并加入少量化学添加助剂，涂布于前述备用的已涂层膜表面，控制厚度为1-25μm。自然干燥1-24hr，60℃-120℃热风干燥0.5-1hr，和/或置于波长270-420nm，光强5-35mw/cm2的紫外灯下辐照1-5min(对于需要紫外光辐照的情况，预先在涂布混合液中添加适量光引发剂)，得到以化学键连接的防雾膜。
下面通过具体实施方式
对本发明作进一步阐述本发明采用的防雾性及硬度，粘合力测定1.防雾性测定250ml烧杯，口沿为15度倾斜，装水至离烧杯口1cm。置于80℃水浴中。一大于烧杯口的防雾滴膜试样盖住杯口，涂层朝下。用目测法读取水滴情况。具体为A.100％水滴及雾层B.50％大水滴及雾层C.20％大水滴D.10％小水滴及雾层E.基本无水滴及雾。
2.硬度测试GB6739-86，涂膜硬度铅笔硬度法。
3.粘合性测试在膜样涂层上用刀片刻画出10×10个方格，每格2×5mm。注意刻画时不能将基膜划穿。用一片压敏胶带粘到方格上，然后从一侧将胶带以180度角按约200mm/min速度剥离。读取涂层被剥离的方格数，定为剥离率，每片膜取8个试样平均。
配方2(涂层2)γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-60)，3.0克，少量盐酸水解，同时加入丙二酸2.0克，调节pH＝3.5左右。一边搅拌一边加入正硅酸乙酯水解物7.5克，钛酸丁酯水解物5.0克，用高速分散机高速搅拌分散，可成均一透明溶液。作为第二层涂布液。将其涂布于膜上，空气室温放置24hr，60℃烘干0.2hr。干燥后以波长270-420nm，光强20mw/cm2紫外汞灯辐照5min。
经我们对以上方法制备的膜进行防雾滴性测定结果如表1
权利要求
1.一种外涂防雾膜，其特征在于，所述的防雾膜为双涂层结构，包括基膜、涂布在基膜上的第一、第二层多组分涂层，其涂层的组分重量配比如下，各组分以硅烷偶联剂为基准第一涂层硅烷偶联剂 10份水 10-50份，正硅酸乙酯 1-20份，钛酸丁酯 1-10份，溶剂 少量化学添加助剂 0.1-5份，盐酸 1-5份，光引发剂 0.01-2份，第二涂层硅烷偶联剂 10份水 10-50份，正硅酸乙酯 1-30份，钛酸丁酯 1-25份，化学添加助剂 0.1-5份，盐酸 1-5份，光引发剂 0.01-2份。
2.如权利要求1所述的外涂防雾膜，其特征在于，其涂层的组分重量配比如下，各组分以硅烷偶联剂为基准第一涂层硅烷偶联剂 10份水 30-50份正硅酸乙酯 5-15份钛酸丁酯 3-6份溶剂 少量化学添加助剂 2-5份盐酸 1-3份光引发剂 0.1-1份第二涂层硅烷偶联剂 10份水 30-50份正硅酸乙酯 10-25份钛酸丁酯 5-20份化学添加助剂 2-5份盐酸 1-3份光引发剂 0.1-1份。
3.如权利要求1或2所述的外涂防雾膜，其特征在于，基膜为为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯、不饱和聚酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚醚砜中的一种，膜中可以有适量的防老化剂和抗紫外添加剂。
4.如权利要求1或2所述的外涂防雾膜，其特征在于，其中的硅烷偶联剂采用乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙基酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷)、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
5.如权利要求1或2所述的外涂防雾膜，其特征在于，所述的化学添加助剂采用甲酸乙酯、乙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、甲酰胺、乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或多种的混合物。
6.如权利要求1或2所述的外涂防雾膜，其特征在于，所述的光引发剂采用二苯甲酮、安息香乙醚、安息香甲醚、安息香丁醚、苯偶酰、安息香酮酯醚、二芳基碘翁盐其中的一种或多种混合物。
7.如权利要求1或2所述的外涂防雾膜的制备方法，其特征在于，以聚合物塑料为基膜，在基膜上涂布第一、第二层多组分涂层，用加热或紫外光固化；其涂层的组分重量配比如下，各组分以硅烷偶联剂为基准第一涂层硅烷偶联剂10份水10-50份，正硅酸乙酯1-20份，钛酸丁酯 1-10份，溶剂 少量化学添加助剂 0.1-5份，盐酸 1-5份，光引发剂 0.01-2份，第二涂层硅烷偶联剂10份水10-50份，正硅酸乙酯1-30份，钛酸丁酯 1-25份，化学添加助剂 0.1-5份，盐酸 1-5份，光引发剂 0.01-2份。在第一涂层中按上述比例，使硅烷偶联剂与少量酸或碱混合水解，调节PH值到2.0-7.5，水解液中添加化学添加助剂，正硅酸乙酯、钛酸丁酯或两者混合物与少量酸混合水解，调节pH值为2.0-7.0，将上述两种水解液混合，搅拌1-24hr，以任何一种形式的涂布机涂布到塑料薄膜上，控制涂膜厚度为1-25μm，自然干燥1-24hr，再以60-80℃热风干燥0.5-1小时和/或置于波长270-420nm，光强5-35mw/cm2的紫外灯下辐照1-5min，对于需要紫外光辐照的情况，预先在涂布混合液中添加适量光引发剂，备用；在第二涂层中按上述比例，使硅烷偶联剂与少量酸或碱混合，调节pH值为2-7.5，正硅酸乙酯、钛酸丁酯(或两者的混合物)与少量酸混合水解，调节pH值为2-7.0，将上述水解物混合并加入化学添加助剂，涂布于前述备用的已涂层膜表面，控制厚度为1-25μm，自然干燥1-24hr，60℃-120℃热风干燥0.5-1hr，和/或置于波长270-420nm，光强5-35mw/cm2的紫外灯下辐照1-5min，对于需要紫外光辐照的情况，预先在涂布混合液中添加适量光引发剂，得到以化学键连接的防雾膜。
全文摘要
本发明提供一种新的外涂防雾膜及其制备方法，即在塑料薄膜表面引入无机－有机涂层法制备防雾膜。所述的防雾膜为双涂层结构，基膜上涂布第一层涂层，它是硅烷偶联剂与正硅酸乙酯、钛酸丁酯其中一种或两种的水解反应混合物，用加热或紫外光辐照的方法使其固化；在这层固化膜上再涂布第二层涂层，它是由硅烷偶联剂与正硅酸乙酯、钛酸丁酯其中一种或两种的水解反应混合物组成涂布，同样用加热或紫外光辐照的方法使其固化。得到化学键合的外涂农用长效防雾滴膜，产品防雾滴测试与表面硬度测试均接近进口膜。
文档编号C08J7/00GK1687199SQ20051002518
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月19日 优先权日2005年4月19日
发明者赵敏, 张振峰, 徐亦秋, 李志祥, 罗小伟 申请人:华东理工大学