CN102744943B - 高性能聚烯烃涂覆农膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种农用温室及大棚覆盖材料，具体说就是一种通过涂布工艺，纳米改性技术制备高性能聚烯烃（HighPolyolefin）涂覆农膜的制备方法。该高性能聚烯烃涂覆农膜是采用高性能聚烯烃为基体，通过添加功能母料制成基材薄膜，再通过涂布液精密涂布制备而成，所述高性能聚烯烃涂覆农膜是通过功能母料制备，基材薄膜制备，电晕处理，基材薄膜收卷，单面涂布液涂布，涂布液干燥，冷却收卷和在线换卷、另一面涂布液涂布八个工艺步骤制得。本发明流滴期和使用寿命达三年以上，同时具有保温性、耐农药性、防尘性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种农用温室及大棚覆盖材料，具体说就是一种通过涂布工艺，纳米改性技术制备高性能聚烯烃（High Polyolefin）涂覆农膜的制备方法。
背景技术
我国是农业生产大国，农膜是我国现代化农业的重要生产资料，特别是功能性农膜为农业增产增收起到了重要作用。我国功能膜覆盖面积已达3000万亩，居世界首位，但与先进国家相比，我国的农膜水平还存在明显差距，高技术含量、高附加值产品少，中低档产品偏多，在品种、质量、功能、应用领域等方面还不能满足现代农业栽培技术的需求。随着原料、助剂、加工技术及园艺生产方式的改进，新型功能农膜品种层出不穷。目前功能性棚膜的研究则是以高耐候、高透光、高保温、长效流滴防雾及改善光质的聚烯烃多功能膜为研究开发热点。
我国功能性农膜以LDPE、LLDPE为基础树脂，透光率一般。传统功能膜的制备大都采用普通滑石粉、硅藻土、高岭土、纳米二氧化硅作为保温助剂，对制品透明性影响很大，在阻隔远红外光的同时也阻隔可见光和不可见光，所以增温效果差。因农药使用而导致的高含硫含氯环境下的农膜使用期限缩短。防雾滴功能主要是采用内添加流滴剂的方法，内添加法由于添加流滴剂而造成棚膜力学性能下降和干扰抗老化助剂体系的稳定性，且流滴剂不断从膜分子中向表面迁移并随水流带走，流滴期短，一般是3—6个月，另外，流滴剂也会在膜外层表面有相当量的析出，从而对棚膜的透明、防尘性能产生明显的不良影响。还有一种灌浆法流滴消雾膜，该膜流滴消雾功能可维持5—7个月，但销售时农民拿到手的货物内层是湿的，上棚后自然晾干，使用很不方便。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种流滴期和使用寿命达三年以上，同时具有保温性、耐农药性、防尘性的优质农用温室大棚膜。
本发明是通过以下技术方案实现的：该高性能聚烯烃涂覆农膜是采用高性能聚烯烃为基体，通过添加功能母料制成基材薄膜，再通过涂布液精密涂布制备而成。
所述高性能聚烯烃涂覆农膜是通过功能母料制备，基材薄膜制备，电晕处理，基材薄膜收卷，单面涂布液涂布，涂布液干燥，冷却收卷和在线换卷、另一面涂布液涂布八个工艺步骤制得。
所述方法的具体步骤如下：
①、功能母料制备：按重量份数比选取各组分原料：
熔体指数2.0g/10min的线性聚乙烯粉状树脂 60—80
受阻胺光稳定剂944 1.5—3.75
受阻胺光稳定剂NOR371 1.5—3.75
抗氧剂B215 0.5—5
纳米碱式碳酸镁铝保温剂 5—25
加工助剂PPA 0.05—1
按上述母料配方比例取线性聚乙烯粉状树脂、受阻胺光稳定剂944、受阻胺光稳定剂NOR371、抗氧剂B215 、纳米碱式碳酸镁铝保温剂和加工助剂PPA功能助剂，用混合机混合，经双螺杆挤出机挤出切粒，制得功能母料待用；
②、基材薄膜制备：所述的基材薄膜制备过程是采用三层共挤吹塑工艺，各层选用高性能聚烯烃树脂为载体，按比例加入①中制得的功能母料，经三层共挤吹塑工艺加工成型，各层原料的重量份数比如下：
a、外层：
醋酸乙烯含量9%，熔体指数0.8—1.2g/10min的乙烯—醋酸乙烯树脂78—86.5，功能母料13.5—22；
b、中层：
醋酸乙烯含量12%，熔体指数0.8—1.2g/10min的乙烯—醋酸乙烯树脂19.5—21.6，熔体指数0.5—1.0g/10min的长支链茂金属聚乙烯树脂58.5—64.9，功能母料13.5—22；
c、内层：
熔体指数0.5—1.0g/10min的长支链茂金属聚乙烯树脂78—86.5，功能母料13.5—22；
所述基材薄膜的厚度是 0.06mm—0.20mm ，三层厚度比是：
外层：中层：内层＝20%～30%：40%～60%：20%～30%；
所述的基材薄膜采用吹胀成型法，一般采用上吹法，为保证基材薄膜的厚度均匀性，可以选用旋转机头或旋转牵引；
③、电晕处理：在基材薄膜制备后卷取前薄膜需要电晕处理，通过电冲击，在高压电场作用下，电子流对塑料基膜进行强有力的冲击可使薄膜表面起毛，变得粗糙，增加表面积，当涂覆液与其表面接触时，就可产生良好的浸润，才有利于获得良好的涂覆强度，为了提高涂布液的涂布效果，电晕处理后的基材薄膜表面张力要求达到36达因/厘米以上，电晕处理后的基材薄膜需在一周内进行涂覆，否则电晕处理效果会减退甚至消失；
④、基材薄膜收卷：吹胀冷却定型的薄膜采用两折中心卷取，经电晕处理后制成方便涂覆的大膜卷；
⑤、第一面涂布液涂布：采用双工位涂覆，首先将待涂覆的膜卷放置在第一个工位上，薄膜穿过各导辊、展平辊、涂布辊、干燥履带、冷却辊、张力调节辊等收卷辊，涂布辊为120目刻有凹槽的铝合金网目辊，涂布辊转动将涂布液精密转印至基材薄膜表面；
⑥、涂布液干燥：单面含有涂布液的薄膜通过传送履带进入干燥箱内，干燥箱为三段温度控制，加温由导热油加热空气，通过风机使空气流动带走涂布液中的稀释剂，导热油由电磁阀门控制流量，从而控制温度，三段温度控制分别为90～100℃、85～95℃、70～80℃，温度不能过高，过高会使涂布层形成收缩龟裂纹，影响防雾滴效果；也不能过低，过低则会使防雾层未干燥而遭到破坏，使用时破坏处产生聚滴现象；
、冷却收卷：从干燥工序走出的薄膜进入冷却段，冷却辊采用内部通冷却水方式，保证薄膜迅速冷却不产生形变，之后进入张力调节辊，使薄膜平整进入收卷工序；
、在线换卷，另一面涂布液涂布：将另一卷未涂布的膜卷放置在第二工位上，用双面胶带粘接在正在线涂布第一面的薄膜末端，从收卷工序下卷完成第一面涂布的膜卷，运送并安放在第一个工位待涂，用双面胶带粘接在第二工位正在线涂布第一面的薄膜末端，使两个工位实现在线换卷，第一工位膜卷经二次涂覆涂布另一面，其余下的涂布液涂布、涂布液干燥、冷却收卷工序和上述⑤、⑥、步骤相同，完成两面涂布，得到本发明高性能聚烯烃涂覆农膜产品，第二个工位放置未涂布的膜卷涂布第一面，第一个工位放置已完成第一面涂布的膜卷，经二次涂覆涂布另一面，以此连续不停机涂布制得高性能聚烯烃涂覆农膜。
本发明具有以下优点和积极效果
1、本发明作为薄膜基材的高性能聚烯烃树脂有乙烯—醋酸乙烯树脂、长支链茂金属聚乙烯树脂，由于长支链的存在，使其具有易加工性、优异的透明性、耐候性，适合做长寿命基膜的基材；醋酸乙烯基团的存在，提高了薄膜的保温性、透明性，可明显提高作物光照强度，充足的阳光使果蔬颜色更鲜艳，提高作物品质、产量。
2、本发明工艺为了提高薄膜的保温性，选择添加了纳米碱式碳酸镁铝保温剂，比添加其它保温剂，薄膜的透光率高，白天增加棚内入射光线，提高了棚溫，晚上，阻隔远红外线透过，降低了辐射热的损失，增加了农膜的保溫性能，有利于棚室蓄热增温，使作物提早上市。
3、为了提高薄膜的耐候性、耐农药性等，选择添加了受阻胺光稳定剂NOR371，可以延长薄膜在因农药使用而导致的高含硫含氯环境下的使用期限。受阻胺光稳定剂944和受阻胺光稳定剂NOR371、抗氧剂B215根据不同使用要求，复配组合使用，可使薄膜使用寿命达3年以上，可减少资源消耗，提高农膜附加值，节约覆盖成本。
4、高性能聚烯烃涂覆农膜不同于国内现有的普通内添加型流滴防雾棚膜，由于特殊的涂布工艺,使其改变了传统流滴膜流滴期3-6个月的现状，做到了流滴时间与使用寿命同步，同时涂布工艺解决了吸尘问题。
5、本发明基材薄膜通过电晕工序，可提高基膜表面与涂布层的结合牢度，有利于获得良好的涂覆强度。
6、选用120目铝合金网目辊，可将涂布液点状精密涂布在基材薄膜上，并使涂布层厚度可控。
7、本发明方法使用双工位涂覆,实现了在线换卷，提高了生产效率。
具体实施方式
基材薄膜外层乙烯—醋酸乙烯树脂选用韩国LG公司生产的EF321，醋酸乙烯含量9%，熔体指数1.0g/10min；
基材薄膜中层乙烯—醋酸乙烯树脂选用韩国LG公司生产的EF443，醋酸乙烯含量12%，熔体指数1.1g/10min；
基材薄膜中层、内层长支链茂金属聚乙烯树脂选用日本住友化学公司生产的EPPE，熔体指数0.5 g/10min。
实施例1
制造高性能聚烯烃涂覆农膜的具体步骤如下：
①、功能母料制备：按重量选取各组分原料：
熔体指数2.0g/10min的线性聚乙烯粉状树脂 60 公斤
受阻胺光稳定剂944 1.5公斤
受阻胺光稳定剂NOR371 1.5公斤
抗氧剂B215 0.5公斤
纳米碱式碳酸镁铝保温剂 5公斤
加工助剂PPA 0.05公斤
按上述母料配方比例取线性聚乙烯粉状树脂、受阻胺光稳定剂944、受阻胺光稳定剂NOR371、抗氧剂B215 、纳米碱式碳酸镁铝保温剂和加工助剂PPA功能助剂，用混合机混合，经双螺杆挤出机挤出切粒，制得功能母料待用；
②、基材薄膜制备：所述的基材薄膜制备过程是采用三层共挤吹塑工艺，各层选用高性能聚烯烃树脂为载体，按比例加入①中制得的功能母料，经三层共挤工艺吹塑成型，各层原料按重量选取如下：
a、外层：
EF321 78公斤
功能母料 13.5公斤
b、中层：
EF443 19.5公斤
EPPE 58.5公斤
功能母料 13.5公斤
c、内层：
EPPE 78公斤
功能母料 13.5公斤
所述基材薄膜的厚度是0.08或0.10mm，三层厚度比是：
外层：中层：内层＝1：2：1；
所述的基材薄膜采用吹胀成型法，一般采用上吹法，为保证基材薄膜的厚度均匀性，可以选用旋转机头或旋转牵引；
③、电晕处理：在基材薄膜制备后卷取前薄膜需要电晕处理（电晕处理的设备是采用大连海星电晕机制造有限公司的数码电晕机，型号为UL—10k ），通过电冲击，在高压电场作用下，电子流对塑料基膜进行强有力的冲击可使薄膜表面起毛，变得粗糙，增加表面积，当涂覆液与其表面接触时，就可产生良好的浸润，才有利于获得良好的涂覆强度，为了提高涂布液的涂布效果，电晕处理后的基材薄膜表面张力要求达到42达因/厘米，电晕处理后的基材薄膜需在一周内进行涂覆，否则电晕处理效果会减退甚至消失；
④、基材薄膜收卷：吹胀冷却定型的薄膜采用两折中心卷取，经电晕处理后制成方便涂覆的大膜卷；
⑤、第一面涂布液涂布：采用双工位涂覆，首先将待涂覆的膜卷放置在第一个工位上，薄膜穿过各导辊、展平辊、涂布辊、干燥履带、冷却辊、张力调节辊等收卷辊，涂布辊为120目刻有凹槽的铝合金网目辊，涂布辊转动将涂布液精密转印至基材薄膜表面；
⑥、涂布液干燥：单面含有涂布液的薄膜通过传送履带进入干燥箱内，干燥箱为三段温度控制，加温由导热油加热空气，通过风机使空气流动带走涂布液中的稀释剂，导热油由电磁阀门控制流量，从而控制温度，三段温度控制分别为90～100℃、85～95℃、70～80℃，温度不能过高，过高会使涂布层形成收缩龟裂纹，影响防雾滴效果；也不能过低，过低则会使防雾层未干燥而遭到破坏，使用时破坏处产生聚滴现象；
、冷却收卷：从干燥工序走出的薄膜进入冷却段，冷却辊采用内部通冷却水方式，保证薄膜迅速冷却不产生形变，之后进入张力调节辊，使薄膜平整进入收卷工序；
、在线换卷，另一面涂布液涂布：将另一卷未涂布的膜卷放置在第二工位上，用双面胶带粘接在正在线涂布第一面的薄膜末端，从收卷工序下卷完成第一面涂布的膜卷，运送并安放在第一个工位待涂，用双面胶带粘接在第二工位正在线涂布第一面的薄膜末端，使两个工位实现在线换卷，第一工位膜卷经二次涂覆涂布另一面，其余下的涂布液涂布、涂布液干燥、冷却收卷工序和上述⑤、⑥、步骤相同，完成两面涂布，得到本发明高性能聚烯烃涂覆农膜产品，第二个工位放置未涂布的膜卷涂布第一面，第一个工位放置已完成第一面涂布的膜卷，经二次涂覆涂布另一面，以此连续不停机涂布制得高性能聚烯烃涂覆农膜。
实施例2
制造高性能聚烯烃涂覆农膜的具体步骤如下：
①、功能母料制备：按重量选取各组分原料：
熔体指数2.0g/10min的线性聚乙烯粉状树脂 70 公斤
受阻胺光稳定剂944 2.5公斤
受阻胺光稳定剂NOR371 2.5公斤
抗氧剂B215 2.5公斤
纳米碱式碳酸镁铝保温剂 15公斤
加工助剂PPA 0.5公斤
按上述母料配方比例取线性聚乙烯粉状树脂、受阻胺光稳定剂944、受阻胺光稳定剂NOR371、抗氧剂B215 、纳米碱式碳酸镁铝保温剂和加工助剂PPA功能助剂，用混合机混合，经双螺杆挤出机挤出切粒，制得功能母料待用；
②、基材薄膜制备：所述的基材薄膜制备过程是采用三层共挤吹塑工艺，各层选用高性能聚烯烃树脂为载体，按比例加入①中制得的功能母料，经三层共挤工艺吹塑成型，各层原料按重量选取如下：
a、外层：
EF321 82.2公斤
功能母料 17.8公斤
b、中层：
EF443 20.6公斤
EPPE 61.6公斤
功能母料 17.8公斤
c、内层：
EPPE 82.2公斤
功能母料 17.8公斤
所述基材薄膜的厚度是0.08 mm或0.10mm，三层厚度比是：外层：中层：内层＝1：2：1；
所述的基材薄膜采用吹胀成型法，一般采用上吹法，为保证基材薄膜的厚度均匀性，可以选用旋转机头或旋转牵引；
其余下的步骤③、、、、、与实施例1相同。
实施例3
制造高性能聚烯烃涂覆农膜的具体步骤如下：
①、功能母料制备：按重量选取各组分原料：
熔体指数2.0g/10min的线性聚乙烯粉状树脂 80 公斤
受阻胺光稳定剂944 3.75公斤
受阻胺光稳定剂NOR371 3.75公斤
抗氧剂B215 5公斤
纳米碱式碳酸镁铝保温剂 25公斤
加工助剂PPA 1公斤
按上述母料配方比例取线性聚乙烯粉状树脂、受阻胺光稳定剂944、受阻胺光稳定剂NOR371、抗氧剂B215 、纳米碱式碳酸镁铝保温剂和加工助剂PPA功能助剂，用混合机混合，经双螺杆挤出机挤出切粒，制得功能母料待用；
②、基材薄膜制备：所述的基材薄膜制备过程是采用三层共挤吹塑工艺，各层选用高性能聚烯烃树脂为载体，按比例加入①中制得的功能母料，经三层共挤工艺吹塑成型，各层原料按重量选取如下：
a、外层：
EF321 86.5公斤
功能母料 22公斤
b、中层：
EF443 21.6公斤
EPPE 64.9公斤
功能母料 22公斤
c、内层：
EPPE 86.5公斤
功能母料 22公斤
所述基材薄膜的厚度是0.08 mm或0.10mm，三层厚度比是：外层：中层：内层＝1：2：1；
所述的基材薄膜采用吹胀成型法，一般采用上吹法，为保证基材薄膜的厚度均匀性，可以选用旋转机头或旋转牵引；
其余下的步骤③、、、、、与实施例1相同。
Claims (1)
1.一种高性能聚烯烃涂覆农膜，其特征在于：该高性能聚烯烃涂覆农膜是采用高性能聚烯烃为基体，通过添加功能母料制成基材薄膜，再通过涂布液精密涂布制备而成；该高性能聚烯烃涂覆农膜是通过功能母料制备，基材薄膜制备，电晕处理，基材薄膜收卷，单面涂布液涂布，涂布液干燥，冷却收卷和在线换卷、另一面涂布液涂布八个工艺步骤制得；具体步骤如下：
①、功能母料制备：按重量份数比选取各组分原料：
按上述母料配方比例取线性聚乙烯粉状树脂、受阻胺光稳定剂944、受阻胺光稳定剂NOR371、抗氧剂B215、纳米碱式碳酸镁铝保温剂和加工助剂PPA，用混合机混合，经双螺杆挤出机挤出切粒，制得功能母料待用；
②、基材薄膜制备：所述的基材薄膜制备过程是采用三层共挤吹塑工艺，各层选用高性能聚烯烃树脂为载体，按比例加入①中制得的功能母料，经三层共挤吹塑工艺加工成型，各层原料的重量份数比如下：
a、外层：
醋酸乙烯含量9％，熔体指数0.8—1.2g/10min的乙烯—醋酸乙烯树脂78—86.5，功能母料13.5—22；
b、中层：
醋酸乙烯含量12％，熔体指数0.8—1.2g/10min的乙烯—醋酸乙烯树脂19.5—21.6，熔体指数0.5—1.0g/10min的长支链茂金属聚乙烯树脂58.5—64.9，功能母料13.5—22；
c、内层：
熔体指数0.5—1.0g/10min的长支链茂金属聚乙烯树脂78—86.5，功能母料13.5—22；
所述三层厚度比是：
外层：中层：内层＝20％～30％：40％～60％：20％～30％；
所述的基材薄膜采用吹胀成型法，采用上吹法，为保证基材薄膜的厚度均匀性，选用旋转机头或旋转牵引；
③、电晕处理：在基材薄膜制备后卷取前薄膜需要电晕处理，通过电冲击，在高压电场作用下，电子流对塑料基膜进行强有力的冲击可使薄膜表面起毛，变得粗糙，增加表面积，当涂覆液与其表面接触时，就可产生良好的浸润，才有利于获得良好的涂覆强度，为了提高涂布液的涂布效果，电晕处理后的基材薄膜表面张力要求达到36达因/厘米以上，电晕处理后的基材薄膜需在一周内进行涂覆，否则电晕处理效果会减退甚至消失；
④、基材薄膜收卷：吹胀冷却定型的薄膜采用两折中心卷取，经电晕处理后制成方便涂覆的大膜卷；
⑤、第一面涂布液涂布：采用双工位涂覆，首先将待涂覆的膜卷放置在第一个工位上，薄膜穿过各导辊、展平辊、涂布辊、干燥履带、冷却辊、张力调节辊收卷辊，涂布辊为120目刻有凹槽的铝合金网目辊，涂布辊转动将涂布液精密转印至基材薄膜表面；
⑥、涂布液干燥：单面含有涂布液的薄膜通过传送履带进入干燥箱内，干燥箱为三段温度控制，加温由导热油加热空气，通过风机使空气流动带走涂布液中的稀释剂，导热油由电磁阀门控制流量，从而控制温度，三段温度控制分别为90～100℃、85～95℃、70～80℃，温度不能过高，过高会使涂布层形成收缩龟裂纹，影响防雾滴效果；也不能过低，过低则会使涂布层未干燥而遭到破坏，使用时破坏处产生聚滴现象；
⑦、冷却收卷：从干燥工序走出的薄膜进入冷却段，冷却辊采用内部通冷却水方式，保证薄膜迅速冷却不产生形变，之后进入张力调节辊，使薄膜平整进入收卷工序；
⑧、在线换卷，另一面涂布液涂布：将另一卷未涂布的膜卷放置在第二工位上，用双面胶带粘接在正在线涂布第一面的薄膜末端，从收卷工序下卷完成第一面涂布的膜卷，运送并安放在第一个工位待涂，用双面胶带粘接在第二工位正在线涂布第一面的薄膜末端，使两个工位实现在线换卷，第一工位膜卷经二次涂覆涂布另一面，其余下的涂布液涂布、涂布液干燥、冷却收卷工序和上述⑤、⑥、⑦步骤相同，完成两面涂布，得到本发明高性能聚烯烃涂覆农膜产品，第二个工位放置未涂布的膜卷涂布第一面，第一个工位放置已完成第一面涂布的膜卷，经二次涂覆涂布另一面，以此连续不停机涂布制得高性能聚烯烃涂覆农膜。
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2011
- 2011-04-22 CN CN201110101898.8A patent/CN102744943B/zh active Active
Patent Citations (5)
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Also Published As
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Legal Events
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Denomination of invention: Manufacturing method of high-performance polyolefin coated agricultural film Effective date of registration: 20230816 Granted publication date: 20150225 Pledgee: Jilin Hun Jiang Rural Commercial Bank Limited by Share Ltd. Pledgor: BAISHAN XIFENG PLASTIC INDUSTRY CO.,LTD. Registration number: Y2023220000073 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |