CN102653140B - 长效流滴消雾耐老化农膜 - Google Patents
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Abstract
一种采用外涂式无机纳米水溶性流滴消雾液一步法生产的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其连续使用寿命2-5年。该薄膜的生产工艺是：将树脂与光稳定剂、抗氧剂均匀混合，通过双螺杆挤出机制得防老化母料；将树脂与保温剂均匀混合通过密炼机和单螺杆挤出机制得保温母料；再将树脂与防老化母料、保温母料均匀混合后吹制成筒状薄膜。薄膜经上牵引辊夹紧成平膜，然后经电晕处理机对薄膜进行表面处理，进入涂液装置涂覆流滴消雾液，经均化，干燥，收卷后制得长效流滴消雾保温耐老化薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及农用塑料薄膜。具体说，就是在多层共挤吹塑聚烯烃耐老化薄膜过程中，将一种无机纳米水溶性胶液涂覆到薄膜外表面，经过涂覆、均化、干燥、冷却、展平、收卷步骤，得到一种与薄膜使用寿命同步的高透明、高强度、高保温具有流滴消雾功能的农用薄膜。
背景技术
我国自二十世纪六十年代初开始生产农用塑料薄膜，主要用于大棚覆盖。一般分为普通棚膜、功能性薄膜(耐老化类)。随着大棚生产技术的不断提高，流滴保温耐老化薄膜发展迅速。由于我国北方冬季棚内外温差较大，早晚时棚内极易产生雾气，棚内雾气容易使农作物产生病害，影响农产品的品质和产量。九十年代中后期，国内开始生产消雾型流滴保温耐老化农膜。这种薄膜是将流滴剂和消雾剂等各种添加剂与PE、EVA树脂共混后吹塑制成，称为内添加型流滴消雾膜。由于添加的流滴剂和消雾剂需要进口，成本较高，况且随着流滴剂和消雾剂的不断析出、流失，薄膜的流滴消雾时间一般只能达4-7个月，质量不够稳定。为解决此问题，2003年一种灌浆法流滴消雾膜应运而生。该膜流滴消雾功能可维持5-7个月，但销售时农民用户拿到手的薄膜产品的内层是湿的，需要上棚后自然晾干再使用。人们称其为湿法流滴消雾膜。2005年前后，国内开始研究干法涂布型流滴消雾膜，一般是两步法生产。首先，通过三层共挤吹塑机组生产出耐老化基材膜，然后利用涂布机将基材膜外表面喷涂流滴消雾类液体，经干燥、冷却、折叠，制得涂布型流滴消雾耐老化农膜。此种方式生产的农膜由于喷涂方面技术的衔接性不好掌控，生产的产品极易出现涂布液的不均匀，流滴消雾功能无法保障，影响使用效果；同时由于生产不连续，造成人力、物力的大量消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一步法外涂覆方式生产与薄膜使用寿命同步的高透明、高强度、高保温流滴消雾农膜，其连续使用寿命为2-5年。
本发明的目的是这样实现的：
一种长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其采用外涂式无机纳米水溶性流滴消雾液一步法生产而成，具体生产步骤为：
将树脂与光稳定剂、抗氧剂均匀混合，通过双螺杆挤出机制得防老化母料；将树脂与保温剂均匀混合，通过密炼机和单螺杆挤出机制得保温母料；再将树脂与防老化母料、保温母料均匀混合后吹制成筒状薄膜，经上牵引辊夹紧成平膜，然后用电晕处理机对薄膜进行表面处理，再用涂液装置对薄膜涂覆无机纳米水溶性流滴消雾液，经均化，干燥，收卷后制得长效流滴消雾保温耐老化薄膜，所述无机纳米水溶性流滴消雾液的组成为：以流滴消雾液总质量计，无机纳米胶粒子0.4-0.8％，偶联剂0.1-0.2％，非离子表面活性剂0.2-0.5％，分散剂0-0.2％，有机胶乳液0.07-0.15％，易挥发液体2-5％，去离子水余量，所述无机纳米水溶性流滴消雾涂布液在常温下旋转粘度计测试的粘度为1-2泊。
所述的无机纳米胶粒子是SiO2、Al2O3、MgO、ZnO高活性粒子中的2种或2种以上的混合物。
所述的偶联剂是硅烷偶联剂。
所述的非离子表面活性剂是部分溶于水的聚氧乙烯醚或氟类化合物。
所述的分散剂是聚丙烯酸钠。
所述的有机胶乳液是链段带有侧基的聚氨酯、聚丙烯酸酯或聚乙烯醇的水溶性乳液。
所述的易挥发液体是甲醇、乙醇、异丙醇、异辛醇、甲苯或二甲苯。
所述的去离子水，其导电率为50-150us/cm，PH值为5.5-6.8。
无机纳米胶与有机胶的重量百分比为4.5-5.5∶1。
所述的均化是以高速搅拌机、高速喷嘴或超声波喷嘴实现的。
所述的干燥是以燃气加热空气或红外线加热空气形成热风实现的。
所述被加热空气的出风口是鸭嘴形状的。
所述被加热空气的温度控制在40-75℃
无机纳米水溶性流滴消雾涂布液是这样制得的：在温度为10-40℃的环境下，将有机胶乳液在搅拌的情况下逐渐加入适量的无机纳米胶粒子，充分搅拌5-20分钟后依次加入少量的分散剂和非离子表面活性剂，充分搅拌均匀后形成稳定的乳状液。然后将这种乳状液溶于去离子水，充分搅拌3-10分钟，再加入易挥发类液体充分搅拌5-10分钟，制成无机纳米水溶性流滴消雾涂布液。同时用自动表面张力测定仪BZY-2型测定无机纳米水溶性涂布液的表面张力，测定应小于30mN/m。
本发明采用外涂式无机纳米水溶性流滴消雾液一步法生产长效流滴消雾保温耐老化薄膜，所述的基材膜的吹膜配方如下：
外层：mLLPE/LDPE树脂85-95％；防老化母料5-15％。
中层：mLLPE/EVA/LDPE树脂75-85％；防老化母料5-15％；保温母料10-20％。
内层：mLLPE/LLDPE树脂85-95％；防老化母料5-15％。
本发明的优点在于：
所用的无机纳米水溶性流滴消雾液与薄膜的粘附作用很强，具有较理想的耐刮蹭性。同时因纳米级材料具有大的比表面积，加上-Si-O的结构是不饱和的，且能级偏高，因此两者叠加的效果使得纳米级材料具有巨大的表面自由能，能够强烈地吸附水分子，试图达到降低纳米材料自身巨大表面能的目的。通过强吸附作用，在膜内表面形成水分子润滑层，从而使得水分子润滑层上的水滴流淌。加入与无机纳米胶具有较好相溶性的有机胶乳液使涂布液的抗刮蹭性得到明显提高。另外，硅溶胶与偶联剂分散在水中时会形成大量带负电荷的硅醇基(Si-OH)，它对带正电荷的雾气水分子同样有强力吸附作用，当其进入膜表面水分子润滑层时，也会随之流淌，使得薄膜具有长效流滴消雾功能。
所述涂布液均化装置，保证了薄膜外表面完全均匀地涂布流滴消雾液。防止胶液自凝聚现象产生，并可根据薄膜性能的要求，调节薄膜表面的涂布量，有利于节能降耗。
所述鸭嘴式热风干燥系统，使得涂布后的薄膜能够达到完全干燥，同时保证薄膜在生产过程中的稳定性，避免后续过程中薄膜出现产生折皱等弊病。
附图说明：
图1为本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式：
下面以实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
采用外涂式无机纳米水溶性流滴消雾液一步法生产长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其生产步骤如下：
第一步：将光稳定剂和抗氧剂15Kg与90Kg聚乙烯树脂一起拌匀，通过双螺杆挤出机制成防老化母料；将水滑石50Kg与80Kg聚乙烯树脂通过密炼机和单螺杆挤出机制成水滑石保温母料。
第二步：将200KgLLPE 2045与约20Kg防老化母料均匀混合后加入三层共挤吹膜机组的内层和外层喂料口；将100Kg mLLPE 2005、100Kg mLLPE 2010与20Kg防老化母料、20Kg保温母料均匀混合后加入三层共挤吹膜机组的中层喂料口。通过三层共挤吹膜机组制成筒状薄膜，经上牵引辊夹紧成平膜，然后用电晕处理机对薄膜进行表面处理，再用涂液装置对薄膜涂覆无机纳米水溶性流滴消雾液，经均化装置处理后，再经鸭嘴式热风干燥系统干燥，经上、下牵引辊和收卷机后制得长效流滴消雾保温耐老化薄膜。
第三步：将制得的长效流滴消雾保温耐老化薄膜扣在快速流滴试验仪，快速流滴试验仪的试验温度为60℃，2小时即可判定涂布型长效流滴消雾保温耐老化薄膜产品的流滴性能是否合格。
实施例2，采用外涂式无机纳米水溶性流滴消雾液一步法生产长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其生产过程如下：
第一步：将光稳定剂和抗氧剂10Kg与85Kg聚乙烯树脂一起拌匀，通过双螺杆挤出机制成防老化母料；将水滑石20Kg与50Kg聚乙烯树脂通过密炼机和单螺杆挤出机制成水滑石保温母料。
第二步：将200Kg的mLLPE 2010与约20Kg的防老化母料均匀混合后加入三层共挤吹膜机组的内层和外层喂料口；将100Kg mLLPE2005、100Kg LLPE 2045与15Kg防老化母料、25Kg保温母料均匀混合后加入三层共挤吹膜机组中层喂料口。通过三层共挤吹膜机组制成筒状农膜，经上牵引辊夹紧成平膜，然后经电晕处理机对薄膜进行表面处理，然后进入涂液装置涂上流滴消雾液，经均化装置处理后，再经鸭嘴式热风干燥系统，经上、下牵引辊和收卷机后制得长效流滴消雾保温耐老化薄膜。
第三步：将制得的长效流滴消雾保温耐老化薄膜扣在快速流滴试验仪，快速流滴试验仪的试验温度测定为60℃，2小时即可判定涂布型长效流滴消雾保温耐老化薄膜产品的流滴性能是否合格。
采用本发明生产的新型长效流滴消雾保温耐老化薄膜产品经过3年农田扣棚试验，流滴效果显著，全期试验棚内均未出现雾气，棚内温度能达到EVA类薄膜覆盖的棚温，棚内农作物长势良好，用户满意。
Claims (8)
1.一种长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其采用外涂式无机纳米水溶性流滴消雾液一步法生产而成，具体生产步骤为：
将树脂与光稳定剂、抗氧剂均匀混合，通过双螺杆挤出机制得防老化母料；将树脂与保温剂均匀混合，通过密炼机和单螺杆挤出机制得保温母料；再将树脂与防老化母料、保温母料均匀混合后吹制成筒状薄膜，经上牵引辊夹紧成平膜，然后用电晕处理机对薄膜进行表面处理，再用涂液装置对薄膜涂覆无机纳米水溶性流滴消雾液，经均化，干燥，收卷后制得长效流滴消雾保温耐老化薄膜，所述无机纳米水溶性流滴消雾液的组成为：以流滴消雾液总质量计，无机纳米胶粒子0.4-0.8％，偶联剂0.1-0.2％，非离子表面活性剂0.2-0.5％，分散剂0-0.2％，有机胶乳液0.07-0.15％，易挥发液体2-5％，去离子水余量，所述无机纳米水溶性流滴消雾涂布液在常温下旋转粘度计测试的粘度为1-2泊，
所述有机胶乳液是链段带有侧基的聚氨酯、聚丙烯酸酯或聚乙烯醇的水溶性乳液，
所述无机纳米胶与有机胶的重量百分比为4.5-5.5:1。
2.根据权利要求1所述的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其中所述无机纳米胶粒子是SiO2、Al2O3、MgO、ZnO高活性粒子中的2种或2种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其中所述偶联剂是硅烷偶联剂。
4.根据权利要求1所述的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其中所述非离子表面活性剂是部分溶于水的聚氧乙烯醚或氟类化合物。
5.根据权利要求1所述的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其中所述分散剂是聚丙烯酸钠。
6.根据权利要求1所述的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其中所述易挥发液体是甲醇、乙醇、异丙醇、异辛醇、甲苯或二甲苯。
7.根据权利要求1所述的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其中所述均化是以高速搅拌机、高速喷嘴或超声波喷嘴实现的。
8.根据权利要求1所述的长效流滴消雾保温耐老化薄膜，其中所述干燥是以燃气加热空气或红外线加热空气通过鸭嘴状出风口形成热风实现的。
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