CN101418094B

CN101418094B - 常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜及其生产方法

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Publication number: CN101418094B
Application number: CN2008101869080A
Authority: CN
Inventors: 严涛; 唐文浩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: CN101418094A

Abstract

本发明公开了一种常温可逆温致变色多功能农膜与生产方法，包括：在聚乙烯树脂粒料中加入至少一种可逆温变颜料MC粉制成变色母料，按通用农膜配方和吹塑工艺吹制成防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农膜或单层农膜；或在无色普通油墨的基础上加入至少一种可逆温变颜料MC粉制成温变油墨，用激光整面刻蚀法对基底防老化/或防液滴膜面进行处理后，采用丝网印刷法将温致变色油墨薄层涂覆于基底膜上后再将防液滴/或防老化膜热粘压于膜上制成防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农膜。本发明生产的多功能可逆温变农膜能随环境温度条件变化而反复可逆改变农膜的颜色及透光性、吸热性和反光性，可用于农业、工业、国防、生活等方面。

Description

常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种常温可逆温致变色农用塑料薄膜及其生产方法，尤其是涉及一种在常温下通过可逆温致变色来调温、调光、调湿、抑制杂草、防老化、防液滴等多功能变色农膜的生产方法。

技术背景

农膜主要是指棚膜、地膜、其它用膜等，在农业增产增收中发挥着不可替代的巨大作用，是当今农业生产不可缺少的生产资料。据农业部门的测算，全国农用薄膜年使用量为244.4万吨，其中，棚膜148.4万吨，地膜96万吨。随着科技的发展和不同农作物生长的需要和功能不同，农用薄膜的生产要求越来越高，应用范围正在逐步扩大。

设施农业如温室大棚和和地膜栽培都有利用和调节太阳辐射能以及为生物营造适宜温度的要求，常用的调节方式有吸热保温、通风降温或遮阳网降温。近几年来，耐老化、防雾滴、保温、调光、除草、驱虫、防病等科技含量高、附加值高的新型功能性农膜不断涌现，膜产品向多层复合和多功能化发展。欧美、韩国、日本等发达国家对地膜覆盖材料的研究开发取得重要进展，黑色膜、绿色膜、除草膜、蓝色膜、黄色膜、反光铝箔膜、黑白双面膜、、银黑双面膜、黑白配色膜等都已研制成功并使用。中国专利93114633.X提供了一种不能变色的有色农膜的生产方法，中国专利94114161.6提供了一种转光薄膜的生产方法，中国专利200480004044.6提供了一种光致变色薄膜的生产方法。但目前的农用有色塑料薄膜中还没有一种能随着环境光温条件的变化、并可通过温控变色来调节温度和光质的多功能变色农膜出现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有农用有色塑料薄膜在调温、调光和调湿等方面的不足，提供一种在生物适宜生长温度范围内、能随自然环境温度条件变化而反复可逆改变塑料薄膜颜色及透光性、吸热性和反光性，同时具有防老化和/或防液滴的多功能常温可逆变色农膜及其制造方法。

本发明的常温可逆温致变色农用塑料薄膜可采用如下方法生产与步骤：

(一)常温可逆温致变色母料粒的制备

取100重量份的PE基础树脂粉料或粒料(可以分别为HDPE、LDPE、LLDPE或二种以上聚乙烯的混合料)，加入8％～25％重量份的至少一种可逆感温变色颜料(本发明采用了崇裕科技股份有限公司生产的热消色MC粉，微胶囊粒径小于7微米；热消色MC粉可根据需要选取红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、黑色等；如果是普通颜料与变色颜料拼色，则普通颜料的用量为变色颜料的1％～5％重量份)，加入2％～5％重量份的聚乙烯蜡作为分散剂，添加1％～4％重量份的脂肪酸多元醇脂类防液滴剂和1％～2％重量份的受阻胺光稳定剂，经过高速搅拌机在2000转/分下搅拌3～5分钟至充分混合均匀后(可加适量白油)，加热至150℃～200℃下，挤压造粒备用；

(二)防老化常温可逆温致变色农用塑料薄膜的制备

取100重量份的PE基础树脂粒料(可以分别为HDPE、LDPE、LLDPE或二种以上聚乙烯的混合料)，加入10％～20％重量份变色母料粒(一)，0.8％～1.0％重量份聚乙烯蜡作为分散剂，同时加入0.1％～1.0％重量份受阻胺光稳定剂，搅拌均匀后用普通制膜工艺设备，吹制得到具有防老化性的常温可逆温致变色农用塑料薄膜；

(三)防液滴常温可逆温致变色农用塑料薄膜的制备

取100重量份的PE基础树脂粒料(可以分别为HDPE、LDPE、LLDPE或二种以上聚乙烯的混合料)，加入10％～20％重量份变色母料粒(一)，0.8％～1.0％重量份聚乙烯蜡作为分散剂，同时加入0.5％～1.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，搅拌均匀后用普通制膜工艺设备，吹制得到具有防液滴性的常温可逆温致变色农用塑料薄膜；

(四)防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农用塑料薄膜的制备

取3份100重量份的PE基础树脂粒料(可以分别为HDPE、LDPE、LLDPE或二种以上聚乙烯的混合料)，分别加入0.1％～1.0％重量份受阻胺光稳定剂，10％～30％重量份变色母料粒(一)，0.5％～1.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，分三层吹塑再热复合制成，该复合膜的断面结构呈三层：农膜外层向阳面具防老化性，中间层具温变色性，内层具防液滴性。

本发明的常温可逆温致变色农用塑料薄膜还可以采用如下方法生产，包括以下步骤：

(一)常温可逆温致变色油墨的制备

在无色普通油墨的基础上加入20％～30％重量份热消色MC粉(在本发明中采用了崇裕科技股份有限公司生产的热消色MC粉，微胶囊粒径小于7微米；热消色MC粉可根据需要选取红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、黑色等；如果是普通颜料与变色颜料拼色，则普通颜料的用量为变色颜料的1％～5％重量份)，0.1％～2.0％重量份受阻胺光稳定剂，0.5％～2.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，在专用混合设备搅拌研磨均匀备用；

(二)防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农用塑料薄膜的制备

取2份100重量份的PE基础树脂粒料(可以分别为HDPE、LDPE、LLDPE或二种以上聚乙烯的混合料)分别加入0.5％～1.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂或0.1％～1.0％重量份受阻胺光稳定剂，分别吹制的具防液滴性或防老化性的塑料薄膜，在使用激光整面刻蚀法对塑料薄膜膜面进行处理后，采用丝网印刷法将常温可逆温致变色油墨薄层涂覆于基底膜上形成变色薄膜，再将另一具防老化性或防液滴性的塑料薄膜热粘压于膜上制成防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农用塑料薄膜。

本发明的优点是：生产出的常温可逆温致变色农用塑料薄膜可以随着自然环境温度(气温、地温)的高低反复发生变色，而且还可实现多段变色。通过农用塑料薄膜变色可改变塑料薄膜的透光性、吸热性和反光性能，起到普通农膜不具有的调节地温或棚温、防除杂草、改变光质、节水节能及环保的作用。

具体实施方式

下面结合实施例和对比实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农用塑料薄膜的制备(一)

(1)以无色普通网印油墨为基础，加入30％重量份热消色MC粉(029C33T黑色MC粉，微胶囊粒径小于7微米)，再加入1.0％重量份受阻胺光稳定剂和3.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，在专用混合设备搅拌研磨均匀制成丝网印刷常温可逆温致变色油墨备用；

(2)在100重量份PE基础树脂混合粒料(三种聚乙烯的比例：10％HDPE、50％LDPE、40％LLDPE)中，加入1.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，按通用吹塑工艺吹制成厚度0.006mm具防液滴性的塑料薄膜(内层)，

(3)在100重量份PE基础树脂混合粒料(三种聚乙烯的比例：10％HDPE、50％LDPE、40％LLDPE)中，加入1.0％重量份受阻胺光稳定剂，按通用吹塑工艺吹制成厚度0.006mm具防老化性的塑料薄膜(外层)；

(4)使用激光整面刻蚀法对防液滴/或防老化塑料薄膜膜面进行处理后，采用丝网印刷法将常温可逆温致变色油墨(黑色)薄层涂覆于基底塑料薄膜上形成厚度0.008mm变色层(中层)；

(5)将防老化性/或防液滴塑料薄膜热粘压于防液滴膜上制成防老化、防液滴、常温可逆温致变色厚度为0.02mm三层复合农用塑料薄膜。

采用本发明制成的防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农用塑料薄膜，在＜29℃自然条件下保持黑色，从29℃开始颜色递减变淡，到33℃变为灰白色，当温度回降至29℃时又恢复到黑色，成为温致黑-白变色膜。

按上述方法，也可按需要在油墨中加入其它颜色的热消色MC粉，如：红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色等，制成相应的从有色到无色、从有色到有色的温致变色膜；还可用普通颜料与变色颜料拼色(普通颜料的用量为变色颜料的1％～5％重量份)，制成相应的从有色到有色的温致变色膜。

实施例2

防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农用塑料薄膜的制备(二)

(1)在100重量份基础树脂混合粒料(三种聚乙烯的比例：10％HDPE、50％LDPE、40％LLDPE)中，加入20％重量份的热消色MC粉(026C31T绿色MC粉，微胶囊粒径小于7微米)，加入4％重量份的聚乙烯蜡作为分散剂，添加4％重量份的脂肪酸多元醇脂类防液滴剂和2％重量份的受阻胺光稳定剂，经过高速搅拌机在2000转/分下搅拌3～5分钟至充分混合均匀后(可加适量白油)，加热至150℃～200℃下，挤压造粒即为常温可逆温致变色母料；

(2)取3份100重量份的PE基础树脂混合粒料(三种聚乙烯的比例：10％HDPE、50％LDPE、40％LLDPE)，分别加入1.0％重量份受阻胺光稳定剂、30％重量份变色母料、1.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，按通用吹塑工艺分三层吹塑并复合而制成，该复合膜的断面结构呈三层：农膜外层向阳面具防老化性，中间层具温变色性，内层具防液滴性。

采用本发明制成的防老化、防液滴、常温可逆温致变色三层复合农用塑料薄膜，在＜26℃自然条件下保持绿色，从26℃开始颜色递减变淡，到31℃变为灰白色，当温度降至26℃时又恢复绿色，成为温致绿-灰白变色膜。

按上述方法，也可按需要在变色母料粒制备中加入其它颜色的热消色MC粉，如：红色、橙色、黄色、黑色、蓝色、紫色等，制成相应的从有色到无色、从有色到有色的温致变色膜；还可用普通颜料与变色颜料拼色(普通颜料的用量为变色颜料的1％～5％重量份)，制成相应的从有色到有色的温致变色膜。

实施例3

防液滴/或防老化常温可逆温致变色农用塑料薄膜的制备

(1)在100重量份PE基础树脂混合粒料(三种聚乙烯的比例：10％HDPE、50％LDPE、40％LLDPE)中，加入20％重量份的热消色MC粉(026C31T玫瑰红热消色MC粉，微胶囊粒径小于7微米)，加入变色颜料5％重量份的普通天蓝色颜料，同时再加入4％重量份的聚乙烯蜡作为分散剂，添加4％脂肪酸多元醇脂类防液滴剂和2％受阻胺光稳定剂，经过高速搅拌机在2000转/分下搅拌3～5分钟至充分混合均匀后(可加适量白油)，加热至150℃～200℃下，挤压造粒即为常温可逆温致变色母料；

(2)取100重量份PE基础树脂混合料(三种聚乙烯的比例：10％HDPE、50％LDPE、40％LLDPE)，20％重量份变色母料，1.0％重量份聚乙烯腊作为分散剂，同时加入1.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂/或1.0％重量份受阻胺光稳定剂，搅拌均匀后用普通制膜工艺设备，吹制得到具有防液滴性/或防老化的常温可逆温致变色农用塑料薄膜。

采用本发明制成的防液滴/或防老化常温可逆温致变色农用塑料薄膜，在＜26℃自然条件下保持紫罗兰色，从26℃开始颜色递减变淡，到31℃变为天蓝色，当温度降至26℃时又恢复到紫罗兰色，成为温致紫罗兰色-天蓝变色膜。

按上述方法，也可按需要在变色母料粒制备中加入其它颜色的热消色MC粉，如：红色、橙色、黄色、绿色、黑色、蓝色、紫色等，制成相应的从有色到无色、从有色到有色的温致变色膜；还可用普通颜料与变色颜料拼色(普通颜料的用量为变色颜料的1％～5％重量份)，制成相应的从有色到有色的温致变色膜。

对比实施例1

使用本发明的温致变色膜(绿色变灰白色)的棚室，在夏季和中午不放风的条件下，中午强日照时温度比普通棚低5-7℃，而太阳初升时迅速升温，温度较普通棚高出2-4℃，膜棚内相对湿度较普通棚高出10％以上，透射率42.5～62％，防除杂草作用明显，产品品质提高。

使用本发明的温致变色膜(黑色变白色)的地膜，能抑制夏季和中午地温的过度上升，中午强日照时温度比普通透明地膜低3-7℃，而太阳初升时迅速升温，温度较普通地膜高出2-4℃；反射出来的强光，使作物的茎部及叶的里侧得到补光，防止下部叶子过早枯萎；表面透光率很小，可抑制杂草生长，除草率可达100％；保湿、保肥，防风、防暴雨，促进作物生长。

使用本发明的温致变色膜(红色、橙色、黄色、蓝色、紫色等)可通过膜的变色影响光性能。不同作物对光质和光强的要求不同。当太阳光照射在有色膜上，发生光的透射、吸收和反射现象，被薄膜反向或透过的光就是我们看到的膜的颜色。按本发明的方法可生产不同颜色的温致变色膜，可根据作物需要选用，增强其需要的光，减弱不利的光，则可提高光合作用速率，促进增产。

使用本发明的温致变色膜还可指定膜有其他颜色，可用于农业、工业、国防、日常生活等其他方面，成为功能性塑料薄膜(调温、调光、伪装等)。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其的限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜的色母料，在吹膜级聚乙烯(PE)基础树脂粉料或粒料中含有至少一种可逆温变颜料微胶囊粉(MC)，其特征在于：以100重量份的聚乙烯(PE)基础树脂粒料计，含有8％～25％重量份的可逆温变颜料热消色MC粉，2％～5％重量份的聚乙烯蜡，1％～4％重量份的脂肪酸多元醇脂类防液滴剂和1％～2％重量份的受阻胺光稳定剂。

2.一种常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜的丝网印刷油墨，在无色普通丝网印刷油墨中含有至少一种可逆温变颜料微胶囊粉(MC)，其特征在于：以100重量份的无色普通丝网印刷油墨计，含有20％～30％重量份的可逆温变颜料热消色MC粉，0.1％～2.0％重量份受阻胺光稳定剂和0.5％～2.0％重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂。

3.一种常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜，其特征在于：在100重量份的PE基础树脂粒料中，添加了10％～30％重量份权利要求1所述的变色母料粒，再加入1.0重量份受阻胺光稳定剂，按通用单层吹塑工艺吹制成具有防老化、调节温度和光质、常温可逆温致变色功能的单层农用塑料薄膜。

4.一种常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜，其特征在于：在100重量份的PE基础树脂粒料中，添加了10％～30％重量份权利要求1所述的变色母料粒，再加入1.0重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，按通用单层吹塑工艺吹制成具有防液滴、调节温度和光质、常温可逆温致变色功能的单层农用塑料薄膜。

5.一种常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜，其特征在于：所述的常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜是在3份100重量份的PE基础树脂粒料，分别加入0.1～1.0重量份受阻胺光稳定剂，10％～30％重量份权利要求1所述的变色母料粒，0.5～1.0重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，分三层吹塑后热复合制成，该复合膜的断面结构呈三层：农膜外层向阳面具防老化性，中间层具温致变色和调温调光性，内层具防液滴性。

6.一种常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜，其制备方法如下：

步骤1在100重量份的PE基础树脂粒料中，加入1.0重量份受阻胺光稳定剂，按通用吹塑工艺吹制成具有防老化性的单层塑料薄膜；

步骤2在100重量份的PE基础树脂粒料中，加入1.0重量份脂肪酸多元醇脂类防液滴剂，按通用吹塑工艺吹制成具有防液滴性的单层塑料薄膜；

步骤3用激光整面刻蚀法对步骤1制备的防老化单层塑料薄膜膜面进行处理；

步骤4用丝网印刷法将权利要求2所述的丝网印刷油墨薄层涂覆于步骤3处理后的防老化单层塑料薄膜的膜面上；

步骤5将具有防液滴性的塑料薄膜热粘压于步骤4制成的防老化温变色塑料薄膜上，该复合膜的断面结构呈三层：农膜外层向阳面具防老化性，中间层具温致变色和调温调光性，内层具防液滴性。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的常温可逆温致变色多功能农用塑料薄膜，其特征在于：可根据需要在PE色母料、油墨配方中加入红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、黑色的热消色MC粉，热消色MC粉也可以与普通颜料拼色，制成相应的从有色到无色、从有色到有色的PE色母料、温致变色油墨与温致多段变色农膜。