CN101701079B - 镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法 - Google Patents

镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，由下述质量组分的材料制成：镁盐晶须40～70份，载体树脂25～60份，偶联剂1～3份，分散剂1～5份，润滑剂1～2份，制备步骤为：首先镁盐晶须粉体投入高速混合机中进行搅拌脱除水汽，然后将偶联剂和分散剂加入高速混合机中高速混合5～10分钟；将载体树脂和润滑剂一起加入镁盐晶须材料，在高速混合机中高速混合5～10分钟，进一步再分散处理；最后将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出塑化、混合和造粒制成镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料；本发明所制备的地膜母料具有良好的力学强度、分散性和经济性，不仅用于烟用聚乙烯地膜的生产增强使用，也适用于农用地膜增强使用。

Description

镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法
技术领域
本发明涉及农用地膜增强母料的制备方法，特别是一种镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法。
背景技术
我国是农用塑料薄膜用量最大的国家，用量是世界其它国家和地区总和的1.6倍，约占世界总量的62％，主要为棚膜和地膜。其中地膜的应用主要对农作物起到保水、保墒和增产的作用。烟用地膜在烟草栽培中已成为烟草行业不可或缺的栽培技术措施之一。烟用地膜主要采用聚乙烯吹塑制成，主要为线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，以低密度聚乙烯为主要原料或与其它树脂共混，加入其它功能性助剂，以吹塑方法制成。烟用聚乙烯地膜的应用、大大提高了烟草的产量与品质。
目前，面对烟用聚乙烯地膜主要原料聚乙烯价格不断上涨、地膜厚度进一步向超薄发展和产品价格不能上涨的背景下，烟用聚乙烯地膜生产企业面临一个现实的问题，也就是如何使烟用地膜聚乙烯材料高性能、低成本化。为了提高性能尤其是强度性能，降低生产成本，目前在农用地膜的生产中有应用采用纳米碳酸钙增强母料的方法，如CN1978512、名称：纳米材料改性耐候地膜，CN1502654、名称：纳米材料改性聚乙烯地面覆盖薄膜。它们制备的农用地膜尽管在一定程度上提高了地膜的强度性能，但存在的主要缺点是在一定程度上降低了地膜的透光度，并且添加量有限，直接影响了农用地膜的质量和农作物栽培效果。
晶须材料是一种新型的高分子增强纤维材料。在众多的增强纤维中，晶须的强度和模量最高，用其增强塑料，具有达到复合材料最高强度的潜力。原因是其直径极小，长径比极大，是亚微米和纳米尺寸，其强度接近于理论值。由于其具有机械强度高、能弹性地随较大的应变而无永久变形，高温强度损失小，有较大的长径比和无疲劳效应的优点，用其作为聚乙烯薄膜的增强剂在强度性能、透明度、光泽性、防粘连和价格上均优于纳米碳酸钙或二氧化硅增强的聚乙烯母料。从综合性能上考虑镁盐晶须是聚乙烯增强母料的优选晶须材料。因此，镁盐晶须增强聚乙烯母料是目前解决农用地膜上述存在之不足的理想材料。
随着烟草种植业的发展以及烟用地膜性能要求的不断提高，特别是为在满足烟用地膜使用性和回收利用性，要求烟用地膜在厚度减少的同时，而不影响烟用地膜的强度要求，这无疑对烟用地膜的增强提出了新的挑战与发展机遇。
发明内容：
本发明旨在克服烟用聚乙烯地膜生产现有技术性能的不足，提供一种既能提高烟用地膜的强度，又能适当降低其厚度和生产成本，且保持烟用地膜的物理机械性能符合产品标准，并利于回收利用的镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法。
本发明是这样实现的：一种镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，由下述质量组分的材料制成：镁盐晶须40～70份，载体树脂25～60份，偶联剂1～3份，分散剂1～5份，润滑剂1～2份，制备步骤顺序为
(1)首先镁盐晶须粉体投入高速混合机中进行搅拌脱除水汽，然后将偶联剂和分散剂加入高速混合机中高速混合5～10分钟，对镁盐晶须进行表面改性与预分散处理；
(2)将载体树脂和润滑剂一起加入镁盐晶须材料，在高速混合机中高速混合5～10分钟，进一步再分散处理；
(3)最后将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出塑化、混合和造粒制成镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料；
上述制备步骤中高速混合机的加热温度范围75～200℃，双螺杆挤出机的加热温度范围80～200℃。
所述的镁盐晶须材料为碱式硫酸镁晶须或硼酸镁晶须或氧化镁晶须或氢氧化镁中的一种。
所述的载体树脂为线性低密度聚乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂或低密度聚乙烯树脂的一种或两种以上的复合物。
所述的偶联剂为稀土偶联剂或大分子偶联剂中的一种。
所述的分散剂为聚乙烯蜡或改性聚乙烯蜡，其中改性聚乙烯蜡为羧基或酸酐基改性的聚乙烯蜡。
所述的润滑剂为乙烯基硅油和/或聚乙二醇中的一种。
本发明所述的镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料具有良好的力学强度、分散性和经济性，不仅用于烟用聚乙烯地膜的生产增强使用，也适用于农用地膜增强使用。
本发明提供的母料用于增强烟用地膜具有以下优点：
(1)提高了烟用地膜的拉伸强度性能和使用性能。
(2)改善了烟用地膜混合料的加工分散性。
(3)提高了烟用地膜的生产产量并降低生产成本。
(4)生产应用方便并改善了产品的开口性和回收利用性。
具体实施方式：
实施例1
一种利用镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，其制备原材料由以下质量组分构成；碱式硫酸镁晶须60份，线型低密度聚乙烯树脂40份；稀土偶联剂1.5份；羧基改性聚乙烯蜡3.5份，聚乙烯蜡0.5份，润滑剂乙烯基硅油1.0份，聚乙二醇0.5份。其中：碱式硫酸镁晶须为江苏山达化工有限公司生产，型号M-HOS；线型低密度聚乙烯树脂为大庆石化塑料厂生产，粉末状，型号DFDA7510；稀土偶联剂为广东炜林纳功能材料有限公司生产，型号WG-1。
镁盐晶须增强烟用聚乙烯母料的具体制备步骤如下：
(1)镁盐晶须的表面处理与预分散
碱式硫酸镁晶须粉体投入预热到80℃的高速混合机中混合搅拌脱除水汽，然后将稀土偶联剂、分散剂聚乙烯蜡和羧基化聚乙烯蜡分别加入高速混合机中进行表面处理和预分散。
(2)预混合共混料制备
上述表面处理与预分散的碱式硫酸镁晶须进一步与载体树脂聚乙烯和润滑剂乙烯基硅油和聚乙二醇在高速混合机中进一步预混合制备预混合共混母料。
(3)镁盐晶须增强母料制备
将经过上述两个步骤混合的共混料从双螺杆挤出机的主喂料口投入，经加热、剪切、熔融和混合后被输送到挤出机的机头，然后经过模面切粒、风冷得到镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料。
上述镁盐晶须增强烟用地膜母料制备步骤所用设备及工艺条件：
(1)高速混合机为GH-200型，加热温度范围75～200℃，可调速和调温，并有高速混合和低速混合双功能。
(2)双螺杆挤出机组为平行同向双螺杆，如φ75×36D或其它规格，加热温度80～250℃，转速和温度可调，母料造粒为风冷热切。
(3)其它辅助设备，按本领域常规技术根据需要设置。
本发明制备的母料应用于烟用聚乙烯地膜的实际效果：物理性能见表1，实施例配方见表2。
表1镁盐晶经增强烟用聚乙烯地膜性能
实施例2
镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的配方参见表2的实施例2的配方，母料制备工艺条件同实施例1，母料增强实际应用性能见表3。
实施例3
镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的配方按照表2实施例3的配方，母料制备工艺条件同实施例1，母料增强实际应用效果见表3。
表2：实施例1～例3镁盐晶须增强母料配方
  原材料(质量分)   实施例1   实施例2   实施例3
  线性低密度聚乙烯(LLPE-DFDA7520)   40
  低密度聚乙烯(LDPE-2426)   20   30
  高密度聚乙烯(HDPE-TR144)   30   20
  碱式硫酸镁   60
  硼酸镁   45
  氢氧化镁   45
  氧化镁   25
  稀土偶联剂(WG-1)   1.5   0.5   1.5
  大分子偶联剂(P403)   1.0   0.5
  羧基改性聚乙烯蜡   3.5   2.0
  马来酸酐改性聚乙烯蜡   2.5
  聚乙烯蜡   0.5   1.0   2.5
  乙烯基硅油   1.0   1.0   0.5
  聚乙二醇   0.5   0.5   1.0
表3镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料在烟用地膜中增强的实际应用效果
注：实施例1～例3的镁盐晶须增强聚乙烯母料添加量为5％，烟用地膜百度为0.006mm。

Claims (2)

1.一种镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，其特征在于由下述质量组分的材料制成：镁盐晶须40~70份，载体树脂25~60份，偶联剂1~3份，分散剂1~5份，润滑剂1~2份，制备步骤顺序为
（1）首先镁盐晶须粉体投入高速混合机中进行搅拌脱除水汽，然后将偶联剂和分散剂加入高速混合机中高速混合5~10分钟，对镁盐晶须进行表面改性与预分散处理；
（2）将载体树脂和润滑剂一起加入镁盐晶须材料，在高速混合机中高速混合5~10分钟，进一步再分散处理；
（3）最后将上述混合物送入双螺杆挤出机中挤出塑化、混合和造粒制成镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料；
上述制备步骤中高速混合机的加热温度范围75~200℃，双螺杆挤出机的加热温度范围80~200℃；
所述载体树脂为线性低密度聚乙烯树脂或高密度聚乙烯树脂。
2.根据权利要求1所述的镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，其特征在于镁盐晶须材料为碱式硫酸镁晶须或硼酸镁晶须或氧化镁晶须中的一种。
3、根据权利要求1所述的镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，其特征在于：偶联剂为稀土偶联剂或大分子偶联剂中的一种。
4、根据权利要求1所述的镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，其特征在于：分散剂为聚乙烯蜡或改性聚乙烯蜡，其中改性聚乙烯蜡为羧基或酸酐基改性的聚乙烯蜡。
5、根据权利要求1所述的镁盐晶须增强烟用聚乙烯地膜母料的制备方法，其特征在于：润滑剂为乙烯基硅油和/或聚乙二醇中的一种。
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