CN101153087A

CN101153087A - 一种改良的转光农膜及其加工方法

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Publication number: CN101153087A
Application number: CNA2007101320488A
Authority: CN
Inventors: 钱维均
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2008-04-02

Abstract

本发明提供了一种改良的转光农膜及其加工方法，通过该方法制作的农膜流滴性能好，保温增温性效果优越，透光率高，可转光的颜色较多，转光期长，农膜使用寿命较长。一种改良的转光农膜，其特征在于：其包括以下重量百分含量的成分：流滴、长寿功能母料8％～12.5％、稀土纳米多波段转光母料8％～12.5％、基料75.5％～83％；转光农膜的加工方法，按百分比称量各组份，按给定比例将浓缩流滴、长寿功能母料、稀土纳米多波段转光母料、基料，加入拌料机中搅拌均匀，时间5分钟～10分钟，然后送入吹塑薄膜挤出机中，长径比30∶1，模头为中心进料型，挤出膜管吹胀、冷却、人字收缩架导引入上牵引夹辊、下牵引辊、计米、双工位磨擦收卷，检验、称量、包装、入库。

Description

一种改良的转光农膜及其加工方法

(一)技术领域

本发明涉及一种改良的转光农膜，本发明还涉及转光农膜的加工方法。

(二)背景技术

植物生长与光合作用密切相关。太阳光中的蓝紫光(400～500nm)主要促进植物维生素、角质层、色素的形成，并直接影响植物对磷、微量金属元素的吸收；红橙光(580～650nm)促进植物光合作用，促进植物生殖、生长。充分利用太阳光能，尽可能将太阳光谱中对植物生长无用或不利的紫外线，黄、绿光谱转换成蓝紫光和红橙光，以提高农产品的质量和产量。现在业内将转光剂加到农膜材料中制成转光农膜，用于大棚覆盖，达到了转光作用。但该产品不同程度的存在以下缺点：转光颜色单一(主要是红光)，热稳定性低，光衰严重，寿命一般4～6个月，农膜透光率低、成本较高；此外转光剂与农膜中添加的功能助剂之间有相互影响，协同作用效果不够理想。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种改良的转光农膜，其流滴性能好，保温增温性效果优越，透光率高，可转光的颜色较多，转光期长，农膜使用寿命较长，为此，本发明还提供了转光农膜的加工方法。

本发明的技术方案是这样的：

一种改良的转光农膜，其特征在于：其包括以下重量百分含量的成份：流滴、长寿功能母料8％～12.5％、稀土纳米多波段转光母料8％～12.5％、基料75.5％～83％，其中

流滴、长寿功能母料配方的重量份比

聚乙烯高聚物75份受阻胺光稳定剂1.5份～2份

流滴剂15份～18份复合抗氧剂0.5份～1份缓释剂6份～8份

稀土纳米多波段转光母料配方的重量份比

聚乙烯高聚物98份～98.85份液体分散剂0.05份～0.08份

稀土纳米多波段复合转光剂1份～2份润滑剂0.1份～0.2份

其进一步特征在于：所述基料为聚乙烯高聚物、MLDPE或EVA或之间的混合物；所述聚乙烯高聚物为低密度聚乙烯；所述聚乙烯高聚物为线性低密度聚乙烯或低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合物；

一种改良的转光农膜的加工方法，

流滴、长寿功能母料的制备按份比称量各组份

将聚乙烯高聚物加入高速搅拌机中，然后按下列顺序加入助剂，缓释剂→流滴剂→受阻胺光稳定剂→复合抗氧剂，高速搅拌10分钟～15分钟，搅拌速度每分钟500转～800转，出料冷却，再加入塑化挤出机中拉条造粒；

稀土纳米多波段转光母料的制备按份比称量各组份

将聚乙烯高聚物加入搅拌机中搅拌5分钟，待料温升到50％～60％时，加入液体分散剂，再搅拌2分钟～3分钟，然后加入稀土纳米多波段复合转光剂、润滑剂再搅拌8分钟～10分钟，出料冷却，然后送到挤出塑化造粒机中拉条造粒；

稀土纳米多波段转光功能农膜制造

按百分比称量各组份，按给定比例将浓缩流滴、长寿功能母料、稀土纳米多波段转光母料、基料，加入拌料机中搅拌均匀，时间5分钟～10分钟，然后送入吹塑薄膜挤出机中，长径比30∶1，模头为中心进料型，挤出膜管吹胀、冷却、人字收缩架导引入上牵引夹辊、下牵引辊、计米、双工位磨擦收卷，检验、称量、包装、入库；

本发明选用的添加剂如下：

受阻胺光稳定剂

化学名称：聚-{[6-(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基丁-1，3，5-三嗪-2，4-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-次氨基]-六亚甲基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)一次氨基]}

此为白色或淡黄色粉末，也可做成粒状物，分子量在2000-3000左右，属高分子量光稳定剂；

主要功能：是在聚乙烯薄膜受热或紫外线辐照条件下，会产生氮氧自由基(＞N-0)，它能

捕获高聚物降解所产生的具有破坏的活性基团-R·、R0·、RO0·等自由基，使其转变为相对稳定的化学物质，也就是抑制高聚物的降解，起到抗光氧老化作用；

流滴剂

此系脂肪多元醇酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，聚氧乙烯烷基烷的复配物，属高碳链亲油基和亲水基团组成的非离子型表面活性剂。固体，淡黄色片状物，溶点48℃-55℃，总胺价45Mg_KOH/g-60Mg_KOH/g。

主要功能：加入聚乙烯薄膜中的流滴剂，逐步慢性地析到膜的表面，从而降低水滴与聚乙烯膜面的表面能力，提高湿润性，从而使凝结在膜面的水滴散开，沿着膜面流下，这样既保证了膜面的透光性，又防止水滴滴在作物上，造成腐烂和疾病；

复合抗氧剂

此系受阻酚类抗氧剂和磷酸酯类抗氧剂的复配物；

化学名称：四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2，4二叔丁基苯基)酯；

主要功能：可有效防止聚乙烯高聚物在挤出生产中或储存过程中产生热氧降解；

缓释剂

化学名称：水合硅酸铝，属无机矿物粉料，这里选用的是超细煅烧高磷土，细度在2500-3000目；

主要功能：1.能吸附流滴剂等功能助剂，使之在母料加工中混合均匀，也能使流滴剂的析出缓慢均匀。

2.有红外阻隔作用，从而使薄膜的保温作用得到提高；

液体分散剂

化学名称：白油，液体石腊中的一个品种，无色透明液体；

主要功能：在这里主要促进功能助剂之间的润滑分散；

润滑剂

化学名称：N，N′-乙撑双硬酯酰胺，由乙二胺和硬脂酰氯反应而得；

主要功能：具有良好的内部润滑和外部润滑作用，减少纳米级材料的团聚。稀土纳米多波段复合转光剂

此系专门生产的稀土纳米级复合转光材料；

主要成份：稀土碱金属硅酸盐纳米级转光剂(EU₂M×MOSiO₃)-SiO₂；经过有机高分子表面包复；白色或红色粉末，粒径60nm-80nm，密度0.2g/cm³，PH值6.2；

主要功能：吸收太阳光谱中200nm-400nm紫外线或500nm-560nm黄绿光，激发转化成425nm/580-620nm强蓝光或红橙光，从而明显促进光合作用，促进作物生长发育和养分吸收，提高作物产量和质量；

通过上述改良的配方和工艺制作的所制得的农膜，其具有以下优点：

①能充分利用透过农膜的太阳光，能在很宽光谱范围内有效吸收太阳光中的紫外光，黄绿光，从而转换发射出橙红光或蓝光，发光强度明显高于目前市场上已有的由稀土配合物生产的转光膜。且经过20个月日光照射试验，转光功能光衰减小于30％，光衰期2年以上，可以和农膜同寿命。

②发挥了纳米材料的特性，较好地调控材料的激发与发射光谱，纳米材料的体积效应，表面(或界面)效应，以及宏观量子遂道效应使农膜中各功能助剂性能互补，适当提高农膜的强度，以及抗紫外老化性能，能延长流滴性能有效时间。

③本发明农膜集流滴、长寿、保温、转光于一身，且优化，性能效果最大化，用本农膜覆盖的作物增强植物的光合作用，促进植株生长发育和养分吸收，改善作物品质，提高产量和质量。

(四)附图说明

图1为流滴、长寿功能母料工艺流程方框图；

图2为稀土纳米多波段转光母料工艺流程方框图；

图3为本发明工艺流程图。

(五)具体实施方式

一种改良的转光农膜，其包括以下重量百分含量的成份：流滴、长寿功能母料8％～12.5％、稀土纳米多波段转光母料8％～12.5％、基料为75.5％～83％，其中

流滴、长寿功能母料配方的重量份比

聚乙烯高聚物75份受阻胺光稳定剂1.5份～2份

流滴剂15份～18份复合抗氧剂0.5份～1份缓释剂6份～8份

稀土纳米多波段转光母料配方的重量份比

聚乙烯高聚物98份～98.85份液体分散剂0.05份～0.08份

稀土纳米多波段复合转光剂1份～2份润滑剂0.1份～0.2份

所述基料为聚乙烯高聚物、MLDPE或EVA或之间的混合物；所述聚乙烯高聚物为低密度聚乙烯；所述聚乙烯高聚物为线性低密度聚乙烯；所述聚乙烯高聚物为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合物；

下面结合实施例描述转光农膜的加工方法，

实施例1：

流滴、长寿功能母料配方

聚乙烯高聚物75份受阻胺光稳定剂聚-{[6-(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基丁-1，3，5-三嗪-2，4-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-次氨基]-六亚甲基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-次氨基]} 1.5份

流滴剂取15份复合抗氧剂采用四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.5份缓释剂水合硅酸铝高磷土8份

将聚乙烯高聚物加入高速搅拌机中，然后按下列顺序加入功能助剂，缓释剂→流滴剂→受阻胺光稳定剂→复合抗氧剂，高速搅拌10分钟～15分钟，最佳时间为12.5分钟，搅拌速度每分钟500转～800转，最佳速度650转，出料冷却，再加入专用高效率塑化挤出机中拉条造粒；

稀土纳米多波段转光母料

聚乙烯高聚物98.85份液体分散剂取白油0.05份

稀土纳米多波段复合转光剂1份润滑剂取N，N′-乙撑双硬酯酰胺0.1份

将聚乙烯高聚物加入高速搅拌机中搅拌5分钟，待料温升到50～60％时，加入液体分散剂，再搅拌2分钟～3分钟，然后加入稀土纳米多波段复合转光剂、润滑剂，再搅拌8分钟～10分钟，出料冷却，然后送到专用高效挤出塑化造粒机中拉条造粒。

稀土纳米多波段转光功能农膜制造

取浓缩流滴、长寿功能母料、稀土纳米多波段转光母料、聚乙烯高聚物加入拌料机中搅拌，其中流滴、长寿功能母料8％，稀土纳米多波段转光母料8％、聚乙烯高聚物83％，搅拌时间5分钟-10分钟，然后送入挤出机中，长径比30∶1，挤出膜管吹胀、冷却、人字收缩架导引入上牵引夹辊、下牵引辊、计米、双工位磨擦收拢，检验、称量、包装、入库。所制得的农膜即为多波段转光膜。并具备流滴、长寿、高保温、高透光等综合性能。

实施例2：

A、流滴、长寿功能母料配方

聚乙烯高聚物 75份

流滴剂 18份

受阻胺光稳定剂 2份

复合抗氧剂取亚磷酸三(2，4二叔丁基苯基)酯 0.75份

缓释剂水合硅酸铝 6份

B、稀土纳米多波段转光母料配方

聚乙烯高聚物 98份

液体分散剂白油 0.08份

稀土纳米多波段复合转光剂 2份

润滑剂N，N′-乙撑双硬酯酰胺 0.2份

C、稀土纳米多波段转光功能农膜制造

浓缩流滴、长寿功能母料12.5％

稀土纳米多波段转光母料12.5％

MLDPE或MLDPE与聚乙烯高聚物的混合物 79.1％

实施例3：

A、流滴、长寿功能母料配方

聚乙烯高聚物 75份

流滴剂 16.5份

受阻胺光稳定剂 1.75份

复合抗氧剂四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯 0.75份

缓释剂水合硅酸铝 7份

B、稀土纳米多波段转光母料配方

聚乙烯高聚物 98.45份

液体分散剂白油 0.065份

稀土纳米多波段复合转光剂 1.5份

润滑剂N，N′-乙撑双硬酯酰胺 0.15份

C、稀土纳米多波段转光功能农膜制造

浓缩流滴、长寿功能母料10.25％

稀土纳米多波段转光母料10.25％

EVA或EVA与MLDPE的混合物75.5％

实施例2、3中母料的加工工艺以及农膜制造工艺采用实施例1的方法。通过上述工艺制得农膜能多波段转光，如厚度在0.12～0.15mm则寿命在24～36个月，转光性能基本与膜同寿命；本发明中的基料选用低密度聚乙稀、线性低密度聚乙稀、MLDPE或EVA，或之间任意两种或三种的混合，具体示不同规格品种选定配比，EVA为乙烯、醋酸乙烯共聚物(透明性、韧性、保温性好)，MLDPE为茂金属催化剂催化合成的聚乙烯树脂(高性能树脂)。

本发明制得的农膜其功能效果和同类技术比较

①国内外同类转光农膜的光吸收范围一般＜300nm，本农膜能在200-400nm紫外光或在500-560左右黄绿光范围内有效吸收太阳光能，明显提高太阳光能利用率。

②国内外同类转光农膜的发射光谱范围580～630nm，而本发明农膜能在425nm/580～620nm范围内发射强蓝光或红橙光，与植物光合作用相匹配，能明显促进植物光合作用，发射强度明显高于稀土配合物转光材料。

③国内外转光农膜其转光寿命一般在4～6个月，本发明转光农膜能将太阳光中的紫外光或黄绿光转换成蓝光、红光及红蓝光，经20个月的日光照射试验，光衰减小于30％。

3、本发明产品的应用效果

通过上述工艺生产稀土纳米转光功能农膜100多吨，经统计增产效果达8％～15％且提高了产品质量，如瓜果还可以增加糖度和维生素C等，是一种绿色无污染、综合效能的“光肥”，同时集流滴、高保温于一身，综合性能优良，综合成本增加不高，投入产出比可达1∶5～1∶10有重大的经济社会效益和广阔的应用前景。

Claims

1.一种改良的转光农膜，其特征在于：其包括以下重量百分含量的成份：流滴、长寿功能母料8％～12.5％、稀土纳米多波段转光母料8％～12.5％、基料75.5％～83％，其中

流滴、长寿功能母料配方的重量份比

聚乙烯高聚物75份受阻胺光稳定剂1.5份～2份

流滴剂15份～18份复合抗氧剂0.5份～1份缓释剂6份～8份

稀土纳米多波段转光母料配方的重量份比

聚乙烯高聚物98份～98.85份液体分散剂0.05份～0.08份

稀土纳米多波段复合转光剂1份～2份润滑剂0.1份～0.2份

2.根据权利要求1所述一种改良的转光农膜，其特征在于：所述基料为聚乙烯高聚物、MLDPE或EVA或之间的混合物。

3.根据权利要求2所述一种改良的转光农膜，其特征在于：所述聚乙烯高聚物为低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或为两者的混合物。

4.一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：其包括以下步骤，

流滴、长寿功能母料的制备按份比称量各组份

稀土纳米多波段转光母料的制备按份比称量各组份

将聚乙烯高聚物加入高速搅拌机中搅拌5分钟，待料温升到50％～60％时，加入液体分散剂，再搅拌2分钟～3分钟，然后加入稀土纳米多波段复合转光剂、润滑剂再搅拌8分钟～10分钟，出料冷却，然后送到挤出塑化造粒机中拉条造粒；

稀土纳米多波段转光功能农膜制造

按百分比称量各组份，按给定比例将浓缩流滴、长寿功能母料、稀土纳米多波段转光母料、基料，加入拌料机中搅拌均匀，时间5分钟～10分钟，然后送入吹塑薄膜挤出机中，长径比30∶1，模头为中心进料型，挤出膜管吹胀、冷却、人字收缩架导引入上牵引夹辊、下牵引辊、计米、双工位磨擦收卷，检验、称量、包装、入库。

5.根据权利要求4所述一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：所述受阻胺光稳定剂为聚-{[6-(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基丁-1，3，5-三嗪-2，4-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-次氨基]-六亚甲基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-次氨基]}。

6.根据权利要求4所述一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：所述流滴剂为脂肪多元醇酯，脂肪酸聚氧乙烯酯，聚氧乙烯烷基烷的复配物。

7.根据权利要求4所述一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：所述复合抗氧剂为四[3-(3′，5′-二叔丁基-4′-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或亚磷酸三(2，4二叔丁基苯基)酯。

8.根据权利要求4所述一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：所述缓释剂为水合硅酸铝。

9.根据权利要求4所述一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：所述液体分散剂为白油。

10.根据权利要求4所述一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：润滑剂为N，N′-乙撑双硬酯酰胺，由乙二胺和硬脂酰氯反应而得。

11.根据权利要求4所述一种改良的转光农膜的加工方法，其特征在于：稀土纳米转光剂其主要成份：稀土碱金属硅酸盐纳米级转光剂(EU₂M×MOSiO₃)-SiO₂；经过有机高分子表面包复；白色或红色粉末，粒径60nm-80nm，密度0.2g/cm³，PH值6.2。