一种具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种十溴二苯乙烷、三氧化二锑或其组合在提高改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料中反射太阳光谱及降温性能中的应用。即在不影响目前现有材料基本性能的基础上，在添加十溴二苯乙烷或三氧化二锑或其组合时，即可得到具有反射太阳光谱和更显著降温效果的改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料。本发明专利技术的具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料，其由以下质量配比的原料制成：EVA树脂50～80份、POE树脂5～20份、LDPE树脂0～5份、硬脂酸锌0.5～1份、三氧化二锑0～10份、二氧化钛0～5份、十溴二苯乙烷3～30份、表面改性聚四氟乙烯0.5～1份抗氧剂0.2～0.5份。

A reflective solar spectrum modified polyolefin elastomer functional film material and preparation method thereof

The invention discloses the application of decabromodiphenylethane, antimony trioxide or their combination in improving the reflective solar spectrum and cooling performance of the modified polyolefin elastomer functional film material. That is, on the basis of not affecting the basic properties of existing materials, when adding decabromodiphenylethane or antimony trioxide or their combination, the modified polyolefin elastomer functional film materials with reflective solar spectrum and more significant cooling effect can be obtained. The polyolefin elastomer functional film material with reflective solar spectrum modification is prepared from the following raw materials: EVA resin 50-80 phr, POE resin 5-20 phr, LDPE resin 0-5 phr, zinc stearate 0.5-1 phr, antimony trioxide 0-10 phr, titanium dioxide 0-5 phr, decabromodiphenylethane 3-30 phr, and surface. Modified polytetrafluoroethylene contains 0.5 to 1 antioxidants 0.2 to 0.5 parts.

【技术实现步骤摘要】
一种具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料及制备方法
本专利技术涉及一种功能型聚合物材料及制备方法，更具体地说涉及一种具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料及制备方法。
技术介绍
聚烯烃通常是指由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃通过均聚合反应或共聚合反应而得到的一类热塑性树脂的总称。由于聚烯烃的原料来源丰富、价格相对低廉、综合性能优良以及可以采用挤出成型、注射成型、压延成型、吹塑成型等热塑性树脂常用的加工方法成型，因此近年来发展迅速，已经成为产量最大、应用广泛的通用高分子材料。聚烯烃的主要品种包括聚乙烯树脂和聚丙烯树脂，其产量分列五大通用树脂的第一位和第二位。聚乙烯和聚丙烯均为结晶型树脂，并具有比重小、无毒、易加工、抗冲击、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点，在包装薄膜、合成纤维、家用电器、汽车工业等方面具有广泛的应用。例如聚乙烯薄膜无毒，尤其是低密度聚乙烯薄膜还具有较好的透明性、延伸率和力学强度，在食品、电子、电器等产品包装领域已经使用多年。聚乙烯树脂的结晶性使得聚乙烯薄膜具有较高的力学强度，但同时也使得聚乙烯薄膜弹性不佳，尤其是制备一定厚度的薄膜(厚度大于200μm)时尤为明显，结果导致采用聚乙烯树脂制备的较厚薄膜因弹性不足和手感较差在特定的应用领域受到限制。目前针对聚乙烯薄膜的不足，实际应用中的弹性薄膜主要有热塑性聚氨酯(TPU)薄膜和增塑聚氯乙烯(PVC)薄膜。增塑PVC弹性薄膜具有弹性好、价格低廉和易于加工等特点，在许多领域获得应用。但增塑PVC弹性薄的不足之处是配方和组成中除了PVC树脂以外，还含有大量的增塑剂和一定量稳定剂、润滑剂等助剂，尤其是增塑剂在使用过程中易向表面迁移，在食品、特殊电子产品包装领域的应用受到限制。TPU弹性薄膜虽然不含有增塑剂，但是其较高的价格也使得其应用受到一定的限制。近年来，随着许多聚烯烃合成树脂新品种的出现，使得制备聚烯烃弹性体薄膜或改性聚乙烯弹性薄膜成为可能，例如乙烯-醋酸乙烯共聚物(简称EVA树脂)和聚烯烃类弹性体等。EVA树脂是乙烯与醋酸乙烯的无规共聚物，共聚物中醋酸乙烯(VA)的含量通常在5～40wt％。与聚乙烯树脂相比，由于在分子链中引入醋酸乙烯单体并进行无规共聚合，从而降低了聚乙烯主链的规整性和对称性，导致其结晶度下降，透明性和弹性变好、延伸率提高。和聚乙烯相比，共聚物的力学强度随共聚单体醋酸乙烯含量的升高而下降，而透明性和弹性则随共聚单体醋酸乙烯含量的升高变好。聚烯烃类弹性体是由乙烯与丙烯或其他α-烯烃(如1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)共聚而成的一类聚烯烃材料。与聚乙烯、聚丙烯树脂相比，聚烯烃类弹性体分子链组成中共聚单体的比例更高，其结果是后者的结晶度下降、弹性和手感变好；同时聚烯烃类弹性体由于采用共聚合的方法使其结晶度下降后导致树脂的力学强度也会降低，但延伸率上升。由上面的分析还可以知道，EVA树脂和聚烯烃类弹性体的结晶度相对较低，弹性与手感较聚乙烯明显改善；同时主链均由稳定的饱和单键组成，因而具有优良的耐老化性，适合在户外长期使用。众所周知，太阳电磁辐射中99.9％的能量集中在红外区、可见光区和紫外区。太阳辐射通过大气，一部分到达地面，称为直接太阳辐射；另一部分为大气的分子、大气中的微尘、水汽等吸收、散射和反射。太阳辐射通过大气后，其强度和光谱能量分布都发生变化。在地面上观测的太阳辐射的波段范围大约为295nm～2500nm。小于295nm和大于2500nm波长的太阳辐射，因地球大气中臭氧、水气和其他大气分子的强烈吸收，不能到达地面。到达地面的太阳辐射主要分布在紫外区、可见光区和红外区，其中红外区占太阳辐射总能量中最多，约52％；其次是可见光区，占太阳辐射总能量的约43％；紫外区占太阳辐射总能量的比例最小，约5％。太阳能是一种绿色可再生能源，具有普遍性、无害性、长久性等优点。太阳能作为绿色能源，除了其有益性以外，有时也会带给人类生活不便的另一面。例如，在夏季天气较为晴朗的情况下，强烈的太阳辐射直接导致夏季炎热的天气，这给室外和室内人们的工作、学习和生活均造成影响。为此，在炎热的夏季人们，需要使用空调、风扇等降温设备。大量使用降温设备会消耗大量能源，给人类的可持续发展带来威胁和挑战。为了应对这种现况，研究人员不断探索新型功能材料，例如太阳光谱全反射材料、太阳光谱选择性吸收材料、太阳光谱选择性透过材料等。其中的太阳光谱全反射材料的制备原理，就是利用聚合物-无机复合材料中无机粒子具有非常强的反射太阳光谱作用实现聚合物-无机复合材料降温作用。换句话说，如果在建筑物的外墙或屋顶铺设这种聚合物-无机复合材料，能够有效地反射太阳光谱，避免了因太阳光谱辐照而引起的室内环境温度升高，减少空调、风扇等降温设备的使用达到节约能源的目的。除此之外，这种聚合物-无机复合材料在建筑领域使用时，还应该具有阻燃性能、疏水和自清洁功能。因此需要研发一种新的环境友好、阻燃和具有太阳能反射降温等多功能改性聚烯烃弹性体功能薄膜和相应的制备方法以满足工程材料日益发展的需要。目前为了提高聚合物-无机复合材料对太阳光谱的反射性能，主要通过添加二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)等无机非金属反射太阳光谱实现降温功能。此外，由于聚乙烯、聚丙烯、EVA树脂、聚烯烃弹性体树脂等结构中主要由C、H、O等元素构成，其自身不具有阻燃性，例如聚烯烃树脂的极限氧指数约为18％。工程上为了解决聚烯烃树脂(包括聚乙烯、聚丙烯、EVA等树脂)的阻燃性，满足实际工程需要，早期通过添加阻燃剂十溴联苯醚和阻燃协效剂三氧化二锑(Sb2O3)来实现。随着欧盟RoHS指令中限制使用铅、汞、镉、六价铬等重金属以及多溴联苯、多溴二苯醚等有毒有害物质，取而代之的是使用十溴二苯乙烷与三氧化二锑组成的阻燃-协效剂体系实现对苯乙烯类树脂的阻燃。基于十溴二苯乙烷与三氧化二锑组成的阻燃-协效剂的基本性质和用途，其十溴二苯乙烷或三氧化二锑或其组合无法与反射太阳光谱并实现其降温功能联系在一起，现有技术中也从没有报道，也没有人研究使用十溴二苯乙烷或三氧化二锑甚至其组合来改性苯乙烯类功能材料可以得到具有反射太阳光谱并实现其降温功能的材料，本专利技术创造性地发现了十溴二苯乙烷或三氧化二锑或其组合的新用途，即在不影响目前现有材料基本性能的基础上，在添加十溴二苯乙烷或三氧化二锑或其组合时，即可得到具有反射太阳光谱和更显著的降温效果多功能改性聚烯烃弹性体功能薄膜，从而解决了现有技术中存在问题与不足。
技术实现思路
本专利技术解决了上述现有技术中存在的不足和问题，提一种具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料，该功能薄膜材料具有许多功能，如其环境友好、力学性能优异、阻燃性能等，尤其是其优异的反射太阳能性能使其显著的降温作用。同时如果在改性聚烯烃弹性体功能薄膜体系中加入十溴二苯乙烷与三氧化二锑组成的阻燃-协效剂，同时加入二氧化钛，在保证阻燃性的条件下，可以进一步提高该弹性薄膜材料的太阳光谱反射率和降温性能。该具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料利用有机-无机反射太阳光谱的协同作用，能将到达地面的太阳辐射能量(主要是紫外区、可见光区和红外区)中的70％产生反射。如果炎热的夏季在建筑物外墙(屋顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种十溴二苯乙烷、三氧化二锑或其组合在提高改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料中反射太阳光谱及降温性能中的应用。

【技术特征摘要】
1.一种十溴二苯乙烷、三氧化二锑或其组合在提高改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料中反射太阳光谱及降温性能中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述的聚烯烃弹性体功能薄膜材料为EVA树脂与POE树脂的组合或EVA树脂、POE树脂与LDPE树脂的组合。3.一种具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料，其特征在于由以下质量配比的原料制成：4.一种具有反射太阳光谱改性聚烯烃弹性体功能薄膜材料，其特征在于由以下质量配比的原料制成：5.根据权利要求3或4所述的功能薄膜材料，其特征在于所述的EVA树脂为醋酸乙烯酯质量含量为15～30％、熔体质量流动速率MFR为1～3g/10min的一种或其组合；其特征在于所述的POE树脂为辛烯质量含量为10～30％、熔体质量流动速率为0.5～3g/10min的一种或其组合；其特征在于所述LDPE树脂为熔体质量流动速率为0.5～2g/10min的一种或其组合；其中熔体质量流动速率MFR测试条件为：温度190℃、负荷2.16千克。6.根据权利要求3或4所述的功能薄膜材料，其特征在于所述的三氧化二锑为表面改性三氧化二锑、且粒径的最可几分布为0.5μm和1.0μm两种三氧化二锑的组合，通过溶液包覆处理的方法在三氧化二锑表面包覆质量含量1％的双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物即偶联剂KH845-4，其中未改性三氧化二锑原料纯度≥99.8％，用量为2.5～7份。7.根据权利要求3或4所述的功能薄膜材料，其特征在于所述的十溴二苯乙烷纯度≥99％、且粒径的最可几分布为1.5μm和2.0μm两种的组合，用量为5～20份。8.根据权利要求3或4所述的功能薄膜材料，其特征在于所述的二氧化钛为采用二氧化硅表面包覆的金红石型二氧化钛，二氧化钛的质量含量为98％，其粒径的最可几分布0.5μm和2.0μm两种粒子，其用量为1-5份。9.根据权利要求3或4所述的功能薄膜材料，其特征在于所述的表面改性聚四氟乙烯是数均分子量为4.5×106、粒径为400～500μm的超高分子量聚四氟乙烯，通过乳液聚合的方法在其表面包覆PS，其中PS树脂质量含量30wt％。10.一种如权利要求3-9任一所述的具有反射太阳光谱改性聚烯烃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，顾浦中，江天凯，杨张滨，沈祁峰，沈一明，徐建，陈卫华，郭洪春，丁丽华，
申请(专利权)人：南京工业大学，江苏大海塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32