CN103374173B - 耐用型地膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够连续使用两年以上且使用后仍可整张揭起的耐用型地膜，由下列重量配比的原料制成：低熔指线性低密度聚乙烯树脂80-90%、低熔指高压低密度聚乙烯树脂4-10%，地膜专用耐老化母粒6-10%；其中地膜专用耐老化母粒由下列重量配比的原料制成：高压低密度聚乙烯35-40%、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂37-43%、聚合型受阻胺光稳定剂8-12%、复合抗氧剂4-6%、苯并三唑类紫外线吸收剂4-6%、分散剂1.5-3%；其中分散剂为硬脂酸钙。本发明产品在旱作农业种植可连续使用24个月之后，可整张揭起，有效回收，进行二次加工利用，大幅降低人工铺膜成本，减少环境污染、节约资源。

Description

耐用型地膜

技术领域

本发明涉及地面覆盖用塑料薄膜。

背景技术

我国农业用地面覆盖塑料薄膜在20世纪70年代末从日本引进。随着我国农业技术的不断发展，农业用地面覆盖塑料薄膜简称“地膜”使用得到了空前的发展。目前中国已成为全世界农用“地膜”第一消费大国。但是由于塑料地膜的大量使用随之带来的“白色污染问题”也日益凸显出来。为此国家耗费了大量的人力物力进行整治，倡导废物回收利用，然而由于种种原因收效不大。

究其根本原因主要在于：目前我国塑料行业普遍采用现行塑料地膜国家标准GB13735-92。该标准在制定之初由于我国农业经济条件等诸多方面因素限制，规定“地膜”最低厚度标准为0.008mm；推荐覆盖使用时间为50天-120天。加之部分塑料生产企业为了迎合农户盲目降低覆膜成本追求经济效益的心理，一再降低塑料地膜内在质量和厚度，导致很多塑料地膜使用不足两月就出现老化开裂现象。待一茬作物成熟之时塑料地膜早已支离破碎、漫田天遍野，根本无法做到有效回收。借鉴美国、欧洲、日本等农业发达国家经验，它们规定地膜生产最低厚度都在0.014mm以上，且要求使用后能够整张揭起，便于回收。

现有地膜产品初始强度不高，经实地使用验证只能做到地膜产品连续使用12个月左右，不能满足农业生产“一膜用两年”的作业需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够连续使用两年以上且使用后仍可整张揭起的耐用型地膜。

本发明的技术方案如下：一种耐用型地膜，由下列重量配比的原料制成：

低熔指线性低密度聚乙烯树脂80-90%、

低熔指高压低密度聚乙烯树脂4-10%、

地膜专用耐老化母粒6-10%；

其中地膜专用耐老化母粒由下列重量配比的原料制成：

高压低密度聚乙烯35-40%、

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂37-43%、

聚合型受阻胺光稳定剂8-12%、

复合抗氧剂4-6%、

苯并三唑类紫外线吸收剂4-6%、

分散剂1.5-3%、其中分散剂为硬脂酸钙。

作为本发明的改进，所述聚合型受阻胺光稳定剂选自Tinuvin944，复合抗氧剂选自IragnoxB225，苯并三唑类紫外线吸收剂选自Tinuvin328。所述低熔指线性低密度聚乙烯树脂和低熔指高压低密度聚乙烯树脂的熔体流动速率（MFR≤1.0）。低熔指线性低密度聚乙烯树脂和低熔指高压低密度聚乙烯树脂选购于兰州石化，EVA树脂选购于北京有机化工厂或扬巴石化，Tinuvin944为德国巴斯夫生产。IragnoxB225和Tinuvin328为金海雅宝生产。

作为本发明的改进，地膜成型中模头压缩比控制在4.0-4.5，薄膜吹胀比控制在3.0-3.5，以此提高薄膜机械强度。

作为本发明的改进，地膜成型物料的入口和成膜出口的温度为150-190℃，成型机中部的温度为230-270℃。

本发明的机理在于：

1、添加由聚合型受阻胺光稳定剂、复合抗氧剂、苯并三唑类紫外线吸收剂三种物质组成的专用耐老化母粒。聚乙烯塑料制品的老化是由于在空气中曝露时侵受热和阳光中的紫外线照射致使聚乙烯大分子断链形成的，其具体化学反应过程是非常复杂的。紫外线吸收剂Tinuvin328属新型苯并三唑类紫外线吸收剂，Tinuvin328可强烈吸收波长280-340nm范围内的紫外光，而对聚乙烯大分子最具破坏力，造成聚乙烯C-C键断链的为波长290nm的紫外光，因此Tinuvin328可首先阻隔吸收大部分有害波长紫外光，保护聚乙烯大分子，因此该物质最适宜在长期户外使用的聚乙烯树脂添加使用。受阻胺在聚乙烯老化反应中起效过程非常复杂，但却十分重要主要。而其本身分子量小、极性强，与聚乙烯大分子的相容性不好，久置易迁移析出。光稳定剂聚合型受阻胺Tinuvin944平均分子量≥3000，与聚乙烯有较好的相容性，在聚乙烯中添加量可达到0.6-1.0%，且不易析出，可起到持久保护作用。与传统非聚合型光稳定剂Tinuvin770、GW540等相比，与聚乙烯树脂相容性好、乃抽提、迁移析出慢，对聚乙烯树脂分子链保护更加持久，复合抗氧剂IragnoxB225是由受阻酚和亚磷酸脂两种物质复配而成，能有效抑制聚乙烯热氧老化反应，且与Tinuvin944有非常好的协同效应。因此添加由以三种物质组成的专用耐老化母粒可持久保护聚乙烯，延缓其老化反应，增强制品的耐用性。

2、生产地膜时选用低熔指（MFR≤1.0）聚乙烯树脂。聚乙烯塑料老化反应与聚乙烯树脂自身的分子结构、分子量及分子量分布也有很大关系。数均分子量越大、分子量分布越窄、支链越少，老化速度越慢。一般来讲聚乙烯树脂MFR即溶体流动速率越小，其数均分子量越大、分子量分布越窄、支链越少。且其加工所得制品初始力学强度高，耐用性好。

3、 地膜生产配合生产设备的改造：

第一：采用多流道挤出成型技术，通常聚乙烯吹塑薄膜机组成型模头采用中心进料“星”型分配，圆环式口模成型方式。口模直径200-300mm时采用4流道进料。而在本发明中采用改用6-8流道进料，这样可有效提高薄膜成型时薄厚均匀度，减小薄膜极限偏差。

第二:成型时采用选配小口模、增大压缩比和吹胀比。成型中将模头压缩比控制在4.0-4.5（一般吹塑成型工艺模头压缩比为3.5-4.0）；薄膜吹胀比控制在3.0-3.5（一般成型要求为1.5-3.0），以此提高薄膜机械强度。

现有技术选用非聚合型光稳定剂与受阻酚类抗氧剂或亚磷酸酯类辅助抗氧剂组合，没有与适宜的紫外线吸收剂配合共用，助剂协同作用无法显现。另外，聚乙烯树脂没有选用低熔指牌号，导致地膜产品初始强度不高。经实地使用验证现有地膜只能做到地膜产品连续使用12个月左右。不能满足农业生产“一膜用两年”的作业需求。

本发明产品有益效果如下：本发明在现有塑料地膜加工技术基础之上，结合近年来国内外塑料加工助剂的快速发展，选用新型、高效加工助剂，制成在旱作农业种植可连续使用24个月之后，可整张揭起，有效回收，进行二次加工利用，大幅降低人工铺膜成本，减少环境污染、节约资源。

本发明经甘肃省农牧厅等相关单位大批量田间铺设使用验证，在旱作农业种植中可连续使用24个月以上。

本发明与普通地膜检测数据对比见下表一：

表一

具体实施方式

实施例1

重量比例为线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE）DFDA9085占80%，高压低密度聚乙烯树脂(LDPE)2426F占10%，专用耐老化母粒占10%。

实施例2

重量比例为线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE）DFDA9085占85%，高压低密度聚乙烯树脂(LDPE)1810D占7%，专用耐老化母粒占8%。

实施例3

重量比例为线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE）DFDA7047占90%，高压低密度聚乙烯树脂(LDPE)2426F占4%，地膜专用耐老化母粒占6%。

聚乙烯树脂的选用：普通地膜产品一般选用线性低密度聚乙烯树脂（LLDPE）牌号DFDA7042，其溶体流动速率（MFR）为2.0±0.3g/10min；该树脂通用易购，但由于MFR较高，生产出薄膜制品拉伸强度、直角撕裂等力学指标不高。

本着塑料加工业“低熔指、高强度”的原则，本发明LLDPE树脂选用牌号为DFDA7047（MFR=1.0±0.2g/10min；兰州石化产）或DFDA9085（MFR=0.8±0.2g/10min）。这两种LLDPE树脂MFR值低，生产出薄膜制品力学强度高，同时低熔指树脂平均分子量高，耐老化性能更优。依同理高压低密度聚乙烯树脂（LDPE）同样选用2426F（MFR=1.0±0.2g/10min）或1810D（MFR=0.3±0.1g/10min）。

上述实施例1-3中所述所有原料均从公开的市场可购得：DFDA9085：天津联合化工产。       

DFDA7047：兰州石化产。1810D：兰州石化产。2426F：兰州石化产。

实施例1-3中所述地膜专用耐老化母粒的原料配比1：LDPE：35%；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）：39.5%；聚合型受阻胺光稳定剂Tinuvin944：12%；复合抗氧剂IragnoxB225：6%；苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin328：6%；硬脂酸钙1.5%。

实施例1-3中所述地膜专用耐老化母粒的原料配比2：LDPE：39%；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）：43%；聚合型受阻胺光稳定剂Tinuvin944：8%；复合抗氧剂IragnoxB225：4%；苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin328：4%；硬脂酸钙2%。

实施例1-3中所述地膜专用耐老化母粒的原料配比3：LDPE：40%；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）：37%；聚合型受阻胺光稳定剂Tinuvin944：10%；复合抗氧剂IragnoxB225：5%；苯并三唑类紫外线吸收剂Tinuvin328：5%；硬脂酸钙3%。

上述地膜专用耐老化母粒的原料均从公开的市场可购得：

LDPE：如2426H、2426K等，兰州石化产。EVA树脂：EVA14/2；V4110F等，北京有机化工厂或扬巴石化产。Tinuvin944：德国巴斯夫产。IragnoxB225：金海雅宝产。Tinuvin328：金海雅宝产。

上述实施例1-3的生产制备工艺流程采用现有工艺：将三种物料按比例准确称量后搅拌均匀加料至吹塑薄膜机组，经塑化挤出、吹胀、牵伸、冷却、分切、收卷、检验、包装、入库。将三种物料充分混合均匀后加入经改造的吹塑薄膜机组加工成型得到产品。

生产中限定低熔指线性低密度聚乙烯树脂和低熔指高压低密度聚乙烯树脂的熔体流动速率不大于1.0。地膜成型中模头压缩比控制在4.0-4.5，薄膜吹胀比控制在3.0-3.5。地膜成型物料的入口和成膜出口的温度为150-190℃，成型机中部的温度为230-270℃。

上述各实施例中的地膜专用耐老化母粒的生产制备工艺流程采用现有工艺：将地膜专用耐老化母粒中各组分按比例称量准确后密炼机捏合混炼均匀、双螺杆挤出机塑化挤出、牵引拉条、风干切粒、产品检验、包装入库。本发明根据种植作物及使用要求不同幅宽规格为：700-1400mm厚度规格为0.01-0.014mm。

Claims (3)

1.一种耐用型地膜，其特征在于它由下列重量配比的原料制成：

低熔指线性低密度聚乙烯树脂80-90%、

低熔指高压低密度聚乙烯树脂4-10%、

地膜专用耐老化母粒6-10%；

其中地膜专用耐老化母粒由下列重量配比的原料制成：

高压低密度聚乙烯35-40%、

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂37-43%、

聚合型受阻胺光稳定剂8-12%、

复合抗氧剂4-6%、

苯并三唑类紫外线吸收剂4-6%、

分散剂1.5-3%，其中分散剂为硬脂酸钙; 所述聚合型受阻胺光稳定剂选自Tinuvin944，复合抗氧剂选自IragnoxB225，苯并三唑类紫外线吸收剂选自Tinuvin328; 所述低熔指线性低密度聚乙烯树脂和低熔指高压低密度聚乙烯树脂的熔体流动速率不大于1.0。

2.根据权利要求1所述的耐用型地膜，其特征在于：地膜成型中模头压缩比控制在4.0-4.5，薄膜吹胀比控制在3.0-3.5。

3.根据权利要求2所述的耐用型地膜，其特征在于：地膜成型物料的入口和成膜出口的温度为150-190℃，成型机中部的温度为230-270℃。