CN101230147B - 聚氯乙烯果树专用膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够调节太阳光的温室大棚内的透射光谱，促进果树光合作用，提高果实品质和产量的农用聚氯乙烯果树专用棚膜。该聚氯乙烯果树专用棚膜是以聚氯乙烯树脂为基体，在其中加入增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、复合无滴剂、有机硅防雾剂、受阻胺类光稳定剂和转光剂等，经过压延、拉幅等生产工艺步骤制备而成，它能克服使用紫外线吸收剂作为光稳定剂生产的聚氯乙烯薄膜的不足，在新型聚氯乙烯功能棚膜生产中，采用添加合理配比的受阻胺类光稳定剂和转光剂的方法，使薄膜在一定波长范围内的光的透过率提高，起到促进棚内果树果实着色的效果。

Description

聚氯乙烯果树专用膜
技术领域
本发明涉及一种农用棚膜及其制造方法，具体的说是一种能够调节太阳光的温室大棚内的透射光谱，促进果树光合作用，提高果实品质和产量的农用聚氯乙烯果树专用棚膜。
背景技术
光对植物光合作用的重要性无庸讳言，但不是太阳光谱中的各个波段的光对植物生长都有利，光对植物的作用与太阳光谱组成有着密切的关系，植物只有在其特定的最佳光谱环境下才能健康成长。
目前国内生产的聚氯乙烯农用棚膜大多是使用紫外线吸收剂作为光稳定剂，由于紫外线吸收剂在日光透过时吸收了290nm-400nm的紫外光，使透过薄膜进入温室内的这部分光减少，当用这种棚膜覆盖温室大棚时，棚内果树果实着色慢、上色不均匀、品质不佳，影响销售价格。
近年来我国出现了很多有关转光剂的研究和应用报道，这些研究证明转光剂的转光性能能够改善作物的光合作用，提高作物的品质和产量。随着我国日光温室栽培面积的迅速扩大，农用棚膜逐渐走向专用化，这一领域已成为农用薄膜功能化技术的重要发展方向。使用聚氯乙烯棚膜种植果树的温室数量的增加，对专用于果树种植的聚氯乙烯棚膜的性能提出了新的要求，因此适时开发出聚氯乙烯果树专用膜，正好迎合了市场需求。
发明内容
本发明的目的是要提供一种聚氯乙烯果树专用膜，它能克服使用紫外线吸收剂作为光稳定剂生产的聚氯乙烯薄膜的不足，可使棚内果树果实有明显的上色早、颜色好的着色的效果，提高果实品质和产量。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明产品聚氯乙烯果树专用膜的原料组成及配比如下：
  组分   原料份数(重量份数)
  聚氯乙烯树脂PVC   100.00
  邻苯二甲酸二辛酯DOP   40.00～46.00
  己二酸二辛酯DOA   3.00～10.00
  环氧大豆油   2.00～8.00
  钡镉锌复合稳定剂   2.00～5.00
  受阻胺类光稳定剂   0.30～0.80
  双酚A   0.40～1.00
  亚磷酸三苯酯TPP   0.50～1.50
  白碳黑SiO2   0.20～1.00
  有机硅防雾剂   0.50～1.50
  复合无滴剂   2.00～5.00
  转光剂   0.08～1.00
  着色剂   0.01～0.05
本发明使用上述配方经过塑化、压延、拉幅等生产工艺制造出聚氯乙烯防雾无滴棚膜。首先将PVC树脂经过筛选工序振动筛筛选，振动筛网为40-60目；在研磨工序中DOP、DOA、环氧大豆油、受阻胺类光稳定剂、转光剂、双酚A、亚磷酸三苯酯、白碳黑经过三辊研磨机研磨混合后，研磨浆通过80-100目铜网过滤，配制成混合浆；按配方比例将PVC树脂、混合浆、复合无滴剂、有机硅防雾剂、钡镉锌复合稳定剂、着色剂一起投入到捏合工序的高速混合机中高速捏合，捏合时间3-8分钟，蒸气压为0.2-0.5Mpa，捏合好的物料经过密炼、开炼、挤滤、四辊压延、拉幅、冷却、收卷、包装入库。
主要工序工艺参数如下：
密炼工序：蒸气压为0.8-1.0MPa；
开炼工序：蒸气压0.7-1.1MPa；
挤滤工序：过滤网为80-100目铜网；
四辊压延：1#、2#辊筒温度为170-180℃，
3#、4#辊筒温度为180-195℃。
所述的PVC树脂为SG2或SG3型树脂；
所述的钡镉锌复合稳定剂是以十六碳脂肪酸或十八碳脂肪酸，经皂化、复分解反应而制成的片状钡镉锌复合稳定剂，其中Ba2+含量为8.0～9.8％，Cd2+含量为2.0～2.7％，Zn2+含量为0.22～0.36％；
所述的受阻胺类光稳定剂为622或944。
所述的复合无滴剂是以不同碳链长度的脂肪酸多元醇酯类的非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂按比例复合配制而成的，复合无滴剂及其制造方法记载公开在申请人的在先申请中，发明专利申请号为200610170808.X，其各组分和配比如下：
失水山梨醇酐硬脂酸倍半酯  4～6份
失水山梨醇酐棕榈酸倍半酯  4～6份
二聚甘油不饱和脂肪酸酯    6～10份
阴离子表面活性剂          0～2份。
所述的着色剂为永固紫RL或酞菁蓝BGS；
所述的有机硅防雾剂是一种有机硅表面活性剂，其分子结构如下：
Figure G07155284420070225D000031
其中R为甲基或其它烷基；
R’为亲水基团；
R”可为环氧基、丙烯酸酯等改性基团；
x、y、z为结构单元聚合数。
所述的转光剂是一种以碱土金属硫化物为基质、稀土离子Eu2+和过渡金属离子Cu+为共激活剂，其它金属离子为敏化剂的单基双能转光剂，其最大激发波长在300-350nm和480-580nm，最大发射波长在420-450nm和620-680nm区域。其光转换机理是通过稀土离子和过渡金属离子在碱土金属硫化物的发光与敏化作用，将近紫外线一部分转换成蓝色光，另一部分转换成红光，同时将绿光转换成红光。单基双能转光剂及其制造方法和应用方法记载已公开，发明专利申请号为01106863.9。
本发明新型聚氯乙烯功能棚膜生产中，采用添加受阻胺类光稳定剂和单基双能转光剂的方法，受阻胺类光稳定剂本身没有吸收紫外线的能力，但可以捕捉聚合物降解所产生的活性自由基，分解氢过氧化合物和传递激发态分子的能量等。而采用的单基双能转光剂是可以把以330nm为中心的紫外光转换成以430nm为中心的蓝光和650nm为中心的红光，以550nm为中心的绿光转换成以650nm为中心的红光。单基双能转光剂用于农膜中，可将太阳光中的紫外光转换为对农作物光合作用有益的光，使果树的产量、品质都能得到改善，并且病虫害有明显下降，果树可增产8％-20％，通过实际应用表明，采用受阻胺类光稳定剂和单基双能转光剂合理配比的聚氯乙烯棚膜比普通添加紫外线吸收剂作为光稳定剂的聚氯乙烯棚膜在可见光波段的蓝光和红橙光照射强度明显增强，这在日照强度较低，日照时间较短的早春、秋冬季节的北方地区，对改善棚内种植条件是非常重要的。这些波段的光透过率的提高可使棚内果树果实有明显的上色早、颜色好的着色的效果，提高了果实品质和产量。
本发明具有以下优点：
1、本发明果树专用膜兼具流滴、防雾、保温、耐老化等多种功能。适用于北方地区越冬温室果树的种植，能够有效提高果实的品质和产量。
2、本发明采用的受阻胺类光稳定剂不吸收290nm-400nm的紫外光，可以使其有效透过，单基双能转光剂可以将部分近紫外光和绿光转成可有效促进植物生长的蓝光和红橙光，可明显改善果实的着色，起到增产增收的作用。
3、本发明采用受阻胺类光稳定剂和单基双能光转换剂的聚氯乙烯棚膜配方能够很好的应用于压延拉幅工艺，与聚氯乙烯棚膜配方相容性好，易于加工成型。
4、本发明聚氯乙烯果树专用膜采用的受阻胺类光稳定剂和单基双能光转换剂的聚氯乙烯棚膜配方成本略增加，性能价格比高，有利于专用棚膜推广和应用。
5、本发明聚氯乙烯果树专用膜与普通聚氯乙烯棚膜的对比应用试验结果如下：
Figure G07155284420070225D000051
附图说明
图1为聚氯乙烯果树专用膜制造工艺流程图
具体实施方式
实施例1：
原料组成及配比如下：表格1
  组分   重量kg
  PVC树脂   100.00
  DOP   41.00
  DOA   7.00
  环氧大豆油   5.50
  钡镉锌复合稳定剂   3.20
  622   0.35
  双酚A   0.40
  亚磷酸三苯酯TPP   0.60
  SiO2   0.30
  有机硅防雾剂   0.65
  复合无滴剂   3.50
  单基双能转光剂   0.10
  酞菁蓝BGS   0.02
一、复合无滴剂的制备：
(1)、失水山梨醇酐硬脂酸倍半酯
将600k g硬脂酸和400kg山梨醇(100％纯度)以及15kg烧碱投入到反应釜中，待物料熔化后继续加热搅拌进行酯化反应，保持真空度-0.5MPa以下，反应温度保持在210-220℃范围内，反应时间一般9个小时左右。测定酸值为8mgKOH/g，之后加入了20kg硫酸(浓度为70％)并保温2小时，生成失水山梨醇酐硬脂酸倍半酯，其分子结构如下：
Figure G07155284420070225D000061
(2)、失水山梨醇酐棕榈酸倍半酯
将550kg棕榈酸和450kg山梨醇(100％纯度)以及少18kg烧碱投入到反应釜中，待物料熔化后继续加热搅拌进行酯化反应，反应工艺与上述失水山梨醇酐硬脂酸倍半酯的反应条件相同，反应时间为8小时。测定酸值为6mgKOH/g，之后加入了18kg硫酸(浓度为70％)并保温2小时，生成失水山梨醇酐棕榈酸倍半酯，其分子结构如下：
Figure G07155284420070225D000062
(3)、二聚甘油半饱和脂肪酸酯
A、首先是二聚甘油的制备：将500kg甘油加入到反应釜中，在15kg烧碱作用下进行缩聚反应，加热搅拌，保持真空度-0.5MPa以下，反应时间为20个小时左右。测定二聚甘油的羟值在1380mgKOH/g为反应终点，得到二聚甘油备用。分子结构如下：
CH2OHCHOHCH2-OCH2CHOHCH2OH
B、将630kg二聚甘油和350kgC10-C18的半饱和脂肪酸RCOOH(碘值控制在小于45mgKOH/g，)加入到反应釜中，在15kg碱性催化剂烧碱作用下进行酯化反应，加热搅拌，保持真空度-0.5MPa以下，酯化温度200℃，反应时间为8个小时。测定半饱和脂肪酸二聚甘油酯的酸值，酸值3mgKOH/g以下为反应终点，得到半饱和脂肪酸二聚甘油酯。分子结构如下：
CH2OHCHOHCH2-OCH2CHOHCH2OOR
(4)、在熔融状态下将上述中间产物失水山梨醇酐硬脂酸倍半酯600kg、失水山梨醇酐棕榈酸倍半酯400kg、半饱和脂肪酸二聚甘油酯800kg以及十二烷基硫酸钠200kg，在熔融状态下按比例均匀混和，即可得到农用聚氯乙烯棚膜复合无滴剂。
复合无滴剂制备完毕待用。
二、本发明产品的制备使用上述表格1中的配方原料，首先将SG3型PVC树脂经过筛选工序振动筛筛选，振动筛网为60目；在研磨工序中将DOP、DOA、环氧大豆油、受阻胺光稳定剂622、单基双能转光剂、双酚A、亚磷酸三苯酯TPP、白碳黑SiO2经过三辊研磨机研磨混合后，研磨浆通过100目铜网过滤，配制成混合浆；按配方比例将PVC树脂、混合浆、复合无滴剂、有机硅防雾剂、钡镉锌复合稳定剂、酞菁蓝BGS一起投入到捏合工序的高速混合机中高速混合捏合时间5分钟，蒸气压为0.5MPa；捏合好的物料经过密炼(蒸气压为0.8Mpa)、开炼(蒸气压为1.0MPa)、挤滤(过滤网为100目铜网)、四辊压延(1#、2#辊筒温度为180℃，3#、4#辊筒温度为188。)、拉幅、冷却、收卷、包装入库。
实施例2：
原料组成及配比如下：表格2
  组分   重量kg
  PVC   100.00
  DOP   44.00
  DOA   4.00
  环氧大豆油   3.50
  钡镉锌复合稳定剂   3.80
  944   0.35
  双酚A   0.80
  亚磷酸三苯酯TPP   1.20
  SiO2   0.70
  有机硅防雾剂   0.95
  复合无滴剂   5.50
  单基双能转光剂   0.45
  永固紫RL   0.01
一、复合无滴剂的制备：
制备方法同实施例1，复合无滴剂制备完毕待用。
二、本发明产品的制备使用上述表格2中的配方原料，首先将SG3型PVC树脂经过筛选工序振动筛筛选振动筛网为60目；在研磨工序中DOP、DOA、环氧大豆油、受阻胺光稳定剂944、单基双能转光剂、双酚A、亚磷酸三苯酯TPP、白碳黑SiO2经过三辊研磨机研磨混合后，研磨浆通过100目铜网过滤，配制成混合浆；按配方比例将PVC树脂、混合浆、复合无滴剂、有机硅防雾剂、钡镉锌复合稳定剂、永固紫RL一起投入到捏合工序的高速混合机中高速捏合，捏合时间8分钟，蒸气压为0.3MPa；捏合好的物料经过密炼(蒸气压为0.8MPa)、开炼(蒸气压为0.9MPa)、挤滤(过滤网为100目铜网)、四辊压延(1#、2#辊筒温度为178℃，3#、4#辊筒温度为192℃)、拉幅、冷却、收卷、包装入库。

Claims (3)

1.一种聚氯乙烯果树专用膜，其特征在于：该聚氯乙烯果树专用膜的原料组成及重量配比如下：
聚氯乙烯树脂PVC           100.00份
邻苯二甲酸二辛酯DOP       40.00～46.00份
己二酸二辛酯DOA           3.00～10.00份
环氧大豆油                2.00～8.00份
钡镉锌复合稳定剂          2.00～5.00份
受阻胺类光稳定剂          0.30～0.80份
双酚A                     0.40～1.00份
亚磷酸三苯酯              0.50～1.50份
白碳黑SiO2                0.20～1.00份
有机硅防雾剂              0.50～1.50份
复合无滴剂                2.00～5.00份
转光剂                    0.08～1.00份
着色剂                    0.01～0.05份；
所述的钡镉锌复合稳定剂是以十六碳脂肪酸或十八碳脂肪酸，经皂化、复分解反应而制成的片状钡镉锌复合稳定剂，其中Ba2+含量为8.0～9.8％，Cd2+含量为2.0～2.7％，Zn2+含量为0.22～0.36％；
所述的复合无滴剂是以不同碳链长度的脂肪酸多元醇酯类的非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂按比例复合配制而成的，其各组分和重量配比如下：
失水山梨醇酐硬脂酸倍半酯    4～6份
失水山梨醇酐棕榈酸倍半酯    4～6份
二聚甘油不饱和脂肪酸酯      6～10份
阴离子表面活性剂            0～2份；
所述的着色剂为永固紫RL或酞菁蓝BGS。
2.如权利要求1所述的一种聚氯乙烯果树专用膜的制备方法，其特征在于：制备工艺过程如下：首先将PVC树脂经过筛选工序振动筛筛选，振动筛网为40-60目；在研磨工序中DOP、DOA、环氧大豆油、受阻胺类光稳定剂、转光剂、双酚A、亚磷酸三苯酯、白碳黑经过三辊研磨机研磨混合后，研磨浆通过80-100目铜网过滤，配制成混合浆；按配方比例将PVC树脂、混合浆、复合无滴剂、有机硅防雾剂、钡镉锌复合稳定剂、着色剂一起投入到捏合工序的高速混合机中高速捏合，捏合时间3-8分钟，蒸气压为0.2-0.5MPa；捏合好的物料经过密炼、开炼、挤滤、四辊压延、拉幅、冷却、收卷、包装入库。
3.根据权利要求2所述的一种聚氯乙烯果树专用膜的制备方法，其特征在于：
a、所述的密炼工序中蒸气压为0.8-1.0MPa；
b、所述的开炼工序中蒸气压为0.7-1.1MPa；
c、所述的挤滤工序中过滤网为80-100目铜网；
d、所述的四辊压延工序中1#、2#辊筒温度为170-180℃，3#、4#辊筒温度为180-195℃。
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