CN104893091B - 一种超透明eva膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种膜材料技术领域，尤其是涉及一种超透明EVA膜及其制备方法，其包括以下重量份的组分：EVA粒子100份，EVA开口爽滑母粒2‑5份，所述EVA开口爽滑母粒包括以下重量份的组分：EVA粒子100份，芥酸酰胺5‑10份，滑爽剂3‑10份，纳米二氧化硅3‑5份，含氟聚合物加工助剂1‑3份。所述超透明EVA膜的制备方法包括以下步骤：1）制备EVA开口爽滑母粒，2）挤出流延成型，3）冷却定型。本发明的EVA粒子、高纯芥酸酰胺、有机硅滑爽剂、纳米二氧化硅以及含氟聚合物加工助剂相辅相成，共同作用，采用一次挤出成型技术，无需进行后期表面处理，而且制得的超透明EVA膜厚度为0.10‑0.50mm时，其透光率可达97%以上，雾度可达7%以下，使用寿命长达24个月以上。

Description

一种超透明EVA膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种膜材料技术领域，尤其是涉及一种超透明EVA膜及其制备方法。
背景技术
众所周知,我国农用棚膜的产量及覆盖面积均居世界之首。但我国目前农用棚膜的发展水平与世界先进水平相比,仍有很大的差距,这些差距不仅表现在数量、品种上，而且表现在雾度高(＞20％)、透光率低(＜90％)等性能指标上。这是由于国内棚膜覆盖材料普遍采用高压低密度聚乙烯/线性低密度聚乙烯(LDPE/LLDPE)掺混树脂，其中LLDPE树脂是通过齐格勒一纳塔催化剂催化，遵循配位聚合机理，是由乙烯和1—丁烯共聚组成，其分子结构呈线性、支链短且在主链上分布宽、大分子多。因此，在吹膜加工过程中，当树脂从熔融态向玻璃态转变时，易生成大尺寸的晶粒且晶区分布不均匀，会在膜表面产生不规则的光折射和光散射，造成LLDPE薄膜的雾度高、透明性差等现象。这样不仅会影响作物的光合作用、延长作物的生长周期，而且会降低作物的产量。此外，PVC透明薄膜的透光性、保温性、耐候性相对较差，雾度较高，因材质本身会有味道，需添加朔化剂，结实耐用，垂感佳，手感一般，软硬度会随气温变化而改变，容易老化，非环保产品，不能满足现代环保要求。因此，在塑料棚膜的应用中,发展低雾度、高透明的农用棚膜对于提高作物产量，增加农民收入都是十分重要的。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(又称乙烯/乙酸乙烯酯共聚物)，是由乙烯(E)和乙酸乙烯酯(VA)共聚而制成，简称为EVA，或E/VAC。EVA的特点是具有良好的柔软性，橡胶一样的弹性，在-50℃仍能具有较好的可绕性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性，它在常温下为固体，加热融熔到一定程度变为能流动，并具有一定黏度的液体。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种环保、使用寿命长、透光率高、雾度低的超透明EVA膜及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种超透明EVA膜，其包括以下重量份的组分：
EVA粒子 100份；EVA开口爽滑母粒 2-5份；
所述EVA开口爽滑母粒包括以下重量份的组分：
所述芥酸酰胺纯度为99％以上；所述芥酸酰胺为市售产品，为荷兰进口的高碳型高纯芥酸酰胺。
所述纳米二氧化硅纯度为99.99％以上；所述纳米二氧化硅为市售产品，购买于宣城晶瑞新材料有限公司，牌号为VK-SP15。
所述含氟聚合物加工助剂(PPA)为市售产品，购买于上海广宾贸易有限公司，牌号为FX-5922。
所述滑爽剂为有机硅滑爽剂；所述有机硅滑爽剂为市售产品，购买于广州市穗博贸易有限公司，牌号为DC-51。
一种超透明EVA膜的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备EVA开口爽滑母粒：按EVA开口爽滑母粒各组分重量份比例称取原料，将EVA粒子、芥酸酰胺、滑爽剂、纳米二氧化硅以及含氟聚合物加工助剂依次倒入高速混合机中搅拌混合均匀，然后通过阶梯双螺杆造粒机进行加热熔融、挤出、冷却、造粒，制得EVA开口爽滑母粒；其中，双螺杆挤出机各区段温度设置为：第一阶温度为170-175℃，第二阶温度为175-185℃，第三阶温度为185-195℃，第四阶温度为195-205℃；
2)挤出流延：按超透明EVA膜各组分重量份比例称取原料，将EVA粒子和EVA开口爽滑母粒倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，得到超透明EVA膜半成品；其中，流延机各区段温度设置为：料筒温度为150-165℃，滤网温度165-175℃，弯头温度165-175℃，连接温度165-175℃，模头温度165-175℃；
3)冷却定型：对步骤2)中熔融状态下的超透明EVA膜半成品表面经一支压花辊接触轧花、冷却、定型，得到透光率大于97％的透明EVA膜成品；其中，轧花压力为3-5MPa。
所述超透明EVA膜成品厚度为0.10-0.50mm。
本发明所述的EVA粒子为市售产品，购买于东莞永大塑胶原料有限公司，牌号为扬子巴斯夫5110J。EVA粒子具有良好的柔软性和光滑性，橡胶一样的弹性，在-50℃仍能具有较好的可绕性，透明度高和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性，无气味，它在常温下为固体，加热融熔到一定程度变为能流动，并具有一定黏度的液体，是最好最高档的新型环保材料。
本发明所述的高纯芥酸酰胺为粒状或粉状固体，其分子结构中含有超长的碳链和极性的酰胺基，赋予它特别优良的表面性能和热稳定性，在熔融状态，高纯芥酸酰胺的酰胺分子在膜内部中均匀分布，当膜冷却成型后，酰胺分子开始向膜表面迁移，并在其表面形成薄薄的润滑层，该润滑层降低了膜表面的摩擦力，并防止薄膜之间不必要的黏附，具有很好的分散性能，添加少量高纯芥酸酰胺就可以能加快挤塑速度，能有效防止薄膜之间相结团、粘连，能适应较高的加工温度以及保持持久的爽滑效果，同时还能使产品具有抗静电性能，有利于生产厚度较薄的薄膜。
本发明所述的纳米二氧化硅具有良好的透光率和小的颗粒，可以使薄膜变得致密，添加纳米二氧化硅不但提高了薄膜的透明度、强度、韧性、耐磨性和抗老化性，还能使其防水性能大大提高。
本发明所述的含氟聚合物加工助剂(PPA)能有效减少EVA粒子间的摩擦，能明显增加熔融速率，降低熔体表观黏度，不但可以显著改善薄膜挤出加工性能和生产效率，提高挤出制品的表面质量、光滑平整度和透亮度，还可以显著节能降耗，同时，由于氟聚合物的表面张力很低，用其制成的薄膜具有自洁净功能，仅需雨水的冲刷就能够洗掉灰尘，而且不吸收湿气，具有较低的雾度。因其独特的表面性能，可作为消雾剂、防滴剂、脱模剂、润滑剂、抗静电剂等加工助剂使用。
本发明所述的有机硅滑爽剂可以降低摩擦系数，防止粘连，具有防水、增光、增滑和抗磨损性能。
本发明采用以上技术方案，所述EVA粒子、高纯芥酸酰胺、有机硅滑爽剂、纳米二氧化硅以及含氟聚合物加工助剂相辅相成，共同作用，一次挤出成型，无需进行后期表面处理，而且制得的超透明EVA膜厚度为0.10-0.50mm时，其透光率可达97％以上，雾度可达7％以下，使用寿命长达24个月以上；若用其制造农用棚膜，其透光性、保温性及耐候性都强于传统的PVC或PE膜，连续使用24个月以上，老化前不变形，用后可方便回收，不易造成土壤或环境污染。本发明超透明EVA膜的透明性远高于普通市售EVA膜，提高了防湿性能、抗静电和润滑性能，明显降低摩擦系数和粘结阻力，显著提高挤出效果，有效地防止薄膜间的粘结和粒料间的结块，增加了薄膜表面的光洁度，生产出的薄膜非常光滑，可防止灰尘在表面的附积。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
一种超透明EVA膜，其包括以下重量份的组分：
EVA粒子 100份；EVA开口爽滑母粒 2-5份；
所述EVA开口爽滑母粒包括以下重量份的组分：
所述芥酸酰胺纯度为99％以上；所述芥酸酰胺为市售产品，为荷兰进口的高碳型高纯芥酸酰胺。
所述纳米二氧化硅纯度为99.99％以上；所述纳米二氧化硅为市售产品，购买于宣城晶瑞新材料有限公司，牌号为VK-SP15。
所述含氟聚合物加工助剂(PPA)为市售产品，购买于上海广宾贸易有限公司，牌号为FX-5922。
所述滑爽剂为有机硅滑爽剂；所述有机硅滑爽剂为市售产品，购买于广州市穗博贸易有限公司，牌号为DC-51。
一种超透明EVA膜的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备EVA开口爽滑母粒：按EVA开口爽滑母粒各组分重量份比例称取原料，将EVA粒子、芥酸酰胺、滑爽剂、纳米二氧化硅以及含氟聚合物加工助剂依次倒入高速混合机中搅拌混合均匀，然后通过阶梯双螺杆造粒机进行加热熔融、挤出、冷却、造粒，制得EVA开口爽滑母粒；其中，双螺杆挤出机各区段温度设置为：第一阶温度为170-175℃，第二阶温度为175-185℃，第三阶温度为185-195℃，第四阶温度为195-205℃；
2)挤出流延：按超透明EVA膜各组分重量份比例称取原料，将EVA粒子和EVA开口爽滑母粒倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，得到超透明EVA膜半成品；其中，流延机各区段温度设置为：料筒温度为150-165℃，滤网温度165-175℃，弯头温度165-175℃，连接温度165-175℃，模头温度165-175℃；
3)冷却定型：对步骤2)中熔融状态下的超透明EVA膜半成品表面经一支压花辊接触轧花、冷却、定型，得到透光率大于97％的透明EVA膜成品；其中，轧花压力为3-5MPa。
所述超透明EVA膜成品厚度为0.10-0.50mm。
实施例1
一种超透明EVA膜的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备EVA开口爽滑母粒：按EVA开口爽滑母粒各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子、5份芥酸酰胺、3份滑爽剂、3份纳米二氧化硅以及1份含氟聚合物加工助剂依次倒入高速混合机中搅拌混合均匀，然后通过阶梯双螺杆造粒机进行加热熔融、挤出、冷却、造粒，制得EVA开口爽滑母粒；其中，双螺杆挤出机各区段温度设置为：第一阶温度为170-175℃，第二阶温度为175-185℃，第三阶温度为185-195℃，第四阶温度为195-205℃；
2)挤出流延：按超透明EVA膜各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子和2份EVA开口爽滑母粒倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，得到超透明EVA膜半成品；其中，流延机各区段温度设置为：料筒温度为150-165℃，滤网温度165-175℃，弯头温度165-175℃，连接温度165-175℃，模头温度165-175℃；
3)冷却定型：对步骤2)中熔融状态下的超透明EVA膜半成品表面经一支压花辊接触轧花、冷却、定型，得到透光率为99％的透明EVA膜成品；其中，轧花压力为3-5MPa；所述超透明EVA膜成品厚度为0.10mm。
实施例2
一种超透明EVA膜的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备EVA开口爽滑母粒：按EVA开口爽滑母粒各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子、7份芥酸酰胺、5份滑爽剂、4份纳米二氧化硅以及2份含氟聚合物加工助剂依次倒入高速混合机中搅拌混合均匀，然后通过阶梯双螺杆造粒机进行加热熔融、挤出、冷却、造粒，制得EVA开口爽滑母粒；其中，双螺杆挤出机各区段温度设置为：第一阶温度为170-175℃，第二阶温度为175-185℃，第三阶温度为185-195℃，第四阶温度为195-205℃；
2)挤出流延：按超透明EVA膜各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子和3份EVA开口爽滑母粒倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，得到超透明EVA膜半成品；其中，流延机各区段温度设置为：料筒温度为150-165℃，滤网温度165-175℃，弯头温度165-175℃，连接温度165-175℃，模头温度165-175℃；
3)冷却定型：对步骤2)中熔融状态下的超透明EVA膜半成品表面经一支压花辊接触轧花、冷却、定型，得到透光率为99％的透明EVA膜成品；其中，轧花压力为3-5MPa；所述超透明EVA膜成品厚度为0.20mm。
实施例3
一种超透明EVA膜的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备EVA开口爽滑母粒：按EVA开口爽滑母粒各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子、8份芥酸酰胺、8份滑爽剂、4份纳米二氧化硅以及2份含氟聚合物加工助剂依次倒入高速混合机中搅拌混合均匀，然后通过阶梯双螺杆造粒机进行加热熔融、挤出、冷却、造粒，制得EVA开口爽滑母粒；其中，双螺杆挤出机各区段温度设置为：第一阶温度为170-175℃，第二阶温度为175-185℃，第三阶温度为185-195℃，第四阶温度为195-205℃；
2)挤出流延：按超透明EVA膜各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子和4份EVA开口爽滑母粒倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，得到超透明EVA膜半成品；其中，流延机各区段温度设置为：料筒温度为150-165℃，滤网温度165-175℃，弯头温度165-175℃，连接温度165-175℃，模头温度165-175℃；
3)冷却定型：对步骤2)中熔融状态下的超透明EVA膜半成品表面经一支压花辊接触轧花、冷却、定型，得到透光率为98％的透明EVA膜成品；其中，轧花压力为3-5MPa；所述超透明EVA膜成品厚度为0.40mm。
实施例4
一种超透明EVA膜的制备方法，其包括以下步骤：
1)制备EVA开口爽滑母粒：按EVA开口爽滑母粒各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子、10份芥酸酰胺、10份滑爽剂、5份纳米二氧化硅以及3份含氟聚合物加工助剂依次倒入高速混合机中搅拌混合均匀，然后通过阶梯双螺杆造粒机进行加热熔融、挤出、冷却、造粒，制得EVA开口爽滑母粒；其中，双螺杆挤出机各区段温度设置为：第一阶温度为170-175℃，第二阶温度为175-185℃，第三阶温度为185-195℃，第四阶温度为195-205℃；
2)挤出流延：按超透明EVA膜各组分重量份比例称取原料，将100份EVA粒子和5份EVA开口爽滑母粒倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，得到超透明EVA膜半成品；其中，流延机各区段温度设置为：料筒温度为150-165℃，滤网温度165-175℃，弯头温度165-175℃，连接温度165-175℃，模头温度165-175℃；
3)冷却定型：对步骤2)中熔融状态下的超透明EVA膜半成品表面经一支压花辊接触轧花、冷却、定型，得到透光率为97％的透明EVA膜成品；其中，轧花压力为3-5MPa；所述超透明EVA膜成品厚度为0.50mm。
表1本发明制备的超透明EVA膜性能测试数据
测试内容 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
膜厚度mm 0.10 0.20 0.40 0.50
透光率％ GB2410-1989 99％ 99％ 98％ 97％
雾度％ GB2410-1989 6％ 6％ 6.5％ 7％
使用寿命/月 大于18个月 24 26 28 30
由表1可知，本发明制备的超透明EVA膜厚度为0.10-0.50mm时，其透光率可达97％以上，雾度可达7％以下，使用寿命长达24个月以上，其各项性能指标得到了很大程度的提高。
以上描述不应对本发明的保护范围有任何限定。

Claims (5)

1.一种超透明EVA膜，其特征在于：其包括以下重量份的组分：
EVA粒子 100份；EVA开口爽滑母粒 2-5份；
所述EVA开口爽滑母粒包括以下重量份的组分：
EVA粒子 100份；芥酸酰胺 5-10份；
滑爽剂 3-10份；纳米二氧化硅 3-5份；
含氟聚合物加工助剂 1-3份；
所述滑爽剂为有机硅滑爽剂。
2.根据权利要求1所述的一种超透明EVA膜，其特征在于：所述芥酸酰胺纯度为99%以上。
3.根据权利要求1所述的一种超透明EVA膜，其特征在于：所述纳米二氧化硅纯度为99.99%以上。
4.根据权利要求1所述的一种超透明EVA膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
1）制备EVA开口爽滑母粒：按EVA开口爽滑母粒各组分重量份比例称取原料，将EVA粒子、芥酸酰胺、滑爽剂、纳米二氧化硅以及含氟聚合物加工助剂依次倒入高速混合机中搅拌混合均匀，然后通过阶梯双螺杆造粒机进行加热熔融、挤出、冷却、造粒，制得EVA开口爽滑母粒；其中，双螺杆挤出机各区段温度设置为：第一阶温度为170-175℃，第二阶温度为175-185℃，第三阶温度为185-195℃，第四阶温度为195-205℃；
2）挤出流延：按超透明EVA膜各组分重量份比例称取原料，将EVA粒子和EVA开口爽滑母粒倒入流延机进行共混熔融、挤出，经平模头流延成型，得到超透明EVA膜半成品；其中，流延机各区段温度设置为：料筒温度为150-165℃，滤网温度165-175℃，弯头温度165-175℃，连接温度165-175℃，模头温度165-175℃；
3）冷却定型：对步骤2）中熔融状态下的超透明EVA膜半成品表面经一支压花辊接触轧花、冷却、定型，得到透光率大于97%的透明EVA膜成品；其中，轧花压力为3-5MPa。
5.根据权利要求4所述的一种超透明EVA膜的制备方法，其特征在于：所述超透明EVA膜成品厚度为0.10-0.50mm。
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