CN105367887B - 易回收环保地膜及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易回收环保地膜及制备方法，易回收环保地膜为单层结构或A/B层结构，按重量份含有：线性低密度聚乙烯树脂、茂金属聚乙烯树脂、高密度聚乙烯和地膜专用耐老化母粒，地膜专用耐老化母粒按重量份含有：高压低密度聚乙烯、粉状线性聚乙烯树脂、高色素炭黑、聚乙烯蜡、偶联剂、聚合型受阻胺光稳定剂、抗氧剂、酸捕获剂。本发明产品在作物收获以后，地膜形态保持相对完整，强度高，易于机械或人工回收，土壤残留地膜少，能够保护土壤耕作层，减少残膜对环境的污染。

Description

易回收环保地膜及制备方法
技术领域
本发明涉及一种地膜，特别涉及一种易回收环保地膜及制备方法。
背景技术
地膜覆盖栽培能有效地增加作物产量和效益，特别是在干旱、半干旱地区和高纬度地区，地膜覆盖给作物营造了适宜的生长环境，大幅度提高了作物产量。据统计，中国地膜覆盖作物已超过50种，地膜年用量超过130万吨，覆盖面积将近3亿亩，使用总量和作物覆盖面积均居世界第一。因普通地膜使用后难以回收，残留地膜污染土壤和环境，造成作物减产。普通地膜捡拾和清理需要投入大量的人力物力，研究易回收地膜，提高机械化回收率，减少地膜残留，是提高农业生产的效益和保护环境的关键。
我国现行的国标GB 13735-92《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》中，Ⅰ类地膜的推荐覆盖使用时间为120天，Ⅳ类地膜的推荐覆盖使用时间为50天。我国目前大量使用的是以LLDPE树脂生产的Ⅳ类地膜，实际使用寿命仅为3个月，而棉花、花生等普遍使用地膜的作物从播种到收获的时间要远远超过3个月，收获时地膜因老化破损严重，难以回收。
我国西北一些地膜生产厂家发明的耐候性地膜，采用普通线性聚乙烯与茂金属聚乙烯及高密度聚乙烯等原料共混，在配方中添加受阻胺光稳定剂及抗氧剂，有效地解决了普通地膜使用寿命短的问题，使用寿命最长可达24个月。例如中国专利CN 103374173耐用性地膜，以低熔指的线性低密度聚乙烯、低熔指的低密度聚乙烯为原料，添加受阻胺光稳定剂、复合抗氧剂、紫外线吸收剂、分散剂等，生产了耐候性地膜，该地膜用于旱作农业种植的作物可连续使用24个月，能整张揭起，有效回收。中国专利CN102660074一膜两年用专用耐候功能地膜，以线性聚乙烯、高压聚乙烯、高密度聚乙烯、茂金属聚乙烯为原料，添加受阻胺光稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、分散剂等生产了一膜两年用专用耐候功能地膜，这种地膜使用寿命可达12-18个月。中国专利CN102432945 旱作农业耐老化长效秋用地膜及制备工艺，以线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、茂金属聚乙烯为原料，添加受阻胺光稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂生产的旱作农业耐老化长效秋用地膜，地膜覆盖耐老化时间长达300-540 天。
尽管上述专利发明从原材料和助剂方面对地膜的使用寿命进行了有效地改进，但其专利方法生产的地膜的使用仍具有局限性，主要表现在，当被覆盖作物需要频繁使用农药时、覆盖的地膜淋到酸雨时、田间使用酸性的硫基肥时都会缩短地膜的使用寿命。特别是为防止杂草生长，将地膜生产成黑色地膜时，也会降低地膜的使用寿命。更进一步的情况，如果将这种黑色地膜与黑色滴灌管配套使用，出现提前老化破裂的几率会显著增加。
发明内容
本发明目的是提供了一种易回收环保地膜及制备方法，解决了地膜使用后形态不完整和物理机械性能指标过低难以回收而导致残膜污染的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过以下措施来实现的：
一种易回收环保地膜,为单层结构，按重量份含有：线性低密度聚乙烯树脂60-80、茂金属聚乙烯树脂5-30、高密度聚乙烯5-10和地膜专用耐老化母粒 5-15，地膜专用耐老化母粒按重量份含有：高压低密度聚乙烯 5-15、粉状线性低密度聚乙烯树脂40-60、高色素炭黑20-30、聚乙烯蜡1-5、偶联剂0.2-0.7、聚合型受阻胺光稳定剂2-8、抗氧剂 1-5、酸捕获剂1-5。
所述易回收环保地膜优选方案,酸捕获剂是工业级氧化锌， 偶联剂为N,N′-双(2-甲基,1-2-硝基丙基)-1,6-二氨基己烷。
一种易回收环保地膜, 其为A/B层结构，A层按重量份含有：线性低密度聚乙烯树脂60-80、茂金属聚乙烯树脂10-20和高密度聚乙烯5-10； B层按重量份含有：线性低密度聚乙烯树脂线性低密度聚乙烯树脂 60-80、茂金属聚乙烯树脂10-30和高密度聚乙烯5-10；易回收环保地膜组成还包括有地膜专用耐老化母粒A和地膜专用耐老化母粒B，当A层含有地膜专用耐老化母粒A5-15份，B层含有地膜专用耐老化母粒B5-15份；当A层含有地膜专用耐老化母粒B5-15份，B层含有地膜专用耐老化母粒A5-15份；地膜专用耐老化母粒A按重量份含有：高压低密度聚乙烯 10、粉状线性低密度聚乙烯树脂50、高色素炭黑25、聚乙烯蜡3.5、偶联剂0.5、聚合型受阻胺光稳定剂6、抗氧剂 2、酸捕获剂 3；B层按重量份含有：线性低密度聚乙烯树脂线性低密度聚乙烯树脂 60-80、茂金属聚乙烯树脂10-30、高密度聚乙烯5-10和地膜专用耐老化母粒B 5-15，地膜专用耐老化母粒B按重量份含有：高压低密度聚乙烯20、粉状线性低密度聚乙烯树脂65、聚合型受阻胺光稳定8、抗氧剂 2.5、酸捕获剂4.5。
所述易回收环保地膜优选方案,,酸捕获剂是工业级氧化锌， 偶联剂为N,N′-双(2-甲基,1-2-硝基丙基)-1,6-二氨基己烷。
一种权利要求3或4所述易回收环保地膜制备方法,包括以下步骤：
1）地膜专用耐老化母粒A制备
a.按照配比称取原料混合后输送到密炼机，在130℃温度下捏合25分钟得物料团A；
b．捏合后物料团进入造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒A；
2）地膜专用耐老化母粒B制备
a.按照配比称取原料混合后输送到密炼机，在130℃温度下捏合25分钟得物料团B；
b．捏合后物料团进入造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒B；
3) A层用料制备
按照A层配比称取线性低密度聚乙烯树脂、茂金属聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、地膜专用耐老化母粒A，将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料；
4）B层用料制备
按照B层层配比称取线性低密度聚乙烯树脂、茂金属聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、地膜专用耐老化母粒B，将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料；
5）将A层用料和B层用料用双层共挤吹膜机，吹制成得易回收环保地膜。
本发明原理分析如下：添加茂金属树脂解决了使用过程中的破损；添加高密度聚乙烯提高耐热性；添加光稳定剂及抗氧剂解决因老化造成的强度低难以连续回收的问题；采用双层结构，分层添加解决助剂之间的相互干扰提高耐老化性能；采用双层共挤生产工艺，只在一层添加炭黑，即使分散不好，因为有另一层的保护，不会出现破膜事故；酸抑制剂避免受阻胺光稳定剂因农药及酸雨而失去活性。
本发明的易回收环保地膜与传统地膜相比，具有以下优点：
1、可适宜使用的作物品种更加广泛，可适用于频繁使用农药的作物，例如棉花种植；
2、可适用的地域更加广泛，可适用于有酸雨危害的地区作物的种植；
3、与滴灌管配套使用具有突出的稳定性，解决了一般地膜特别是黑色地膜不能耐受滴灌管高温烙烫的而导致破膜缺点；
4、使用后的地膜残留强度高，易于残膜回收机回收作业，减少人工投入，保护耕地和环境。
具体实施方式：
以下通过具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不是对本发明的限制，本领域人员根据本发明的基本思想，可以做很多修改或改进，只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的保护范围内。
实施例1
按重量份称取：高压低密度聚乙烯 10份、线性低密度聚乙烯树脂50份、高色素炭黑25份、聚乙烯蜡3.5份、偶联剂0.5份、聚合型受阻胺光稳定剂6份、抗氧剂 2份、酸捕获剂3份；将以上组合物在密炼机中于130℃捏合25分钟，然后用造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒A。
按重量份称取：高压低密度聚乙烯 20份、线性低密度聚乙烯树脂65份、聚合型受阻胺光稳定剂8份、抗氧剂 2.5份、酸捕获剂 4.5份；将以上组合物在密炼机中于130℃捏合25分钟，然后用造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒B。
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂 80份、茂金属聚乙烯树脂10份、高密度聚乙烯5份、地膜专用耐老化母粒A5份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料。
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂 80份、茂金属聚乙烯树脂10份、高密度聚乙烯5份、地膜专用耐老化母粒B 5份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料。
将A层用料和B层用料用Φ65×2双层共挤吹膜机，吹制成厚度0.008mm宽度为900mm的地膜。
实施例2
地膜专用耐老化母粒A和地膜专用耐老化母粒B重量份及制备方法同实施例1，与实施例1区别如下：
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂70份、茂金属聚乙烯树脂15份、高密度聚乙烯8份、地膜专用耐老化母粒A7份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料。
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂 80份、茂金属聚乙烯树脂10份、高密度聚乙烯8份、地膜专用耐老化母粒B 7份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料。
将A层用料和B层用料用Φ65×2双层共挤吹膜机，吹制成厚度0.008mm宽度为900mm的地膜。
实施例3
地膜专用耐老化母粒A和地膜专用耐老化母粒B重量份及制备方法同实施例1，与实施例1区别如下：
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂60份、茂金属聚乙烯树脂20份、高密度聚乙烯5份、地膜专用耐老化母粒A10份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料。
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂 65份、茂金属聚乙烯树脂20份、高密度聚乙烯5份、地膜专用耐老化母粒B10份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料。
将A层用料和B层用料用Φ65×2双层共挤吹膜机，吹制成厚度0.008mm宽度为900mm的地膜。
实施例4
地膜专用耐老化母粒A和地膜专用耐老化母粒B重量份及制备方法同实施例1，与实施例1区别如下：
按重量份称取：称取线性低密度聚乙烯树脂60份、茂金属聚乙烯树脂25份、高密度聚乙烯7份和地膜专用耐老化母粒A8份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料。
按重量份称取：称取线性低密度聚乙烯树脂60份、茂金属聚乙烯树脂25份、高密度聚乙烯7份和地膜专用耐老化母粒B8份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料。
将A层用料和B层用料用Φ65×2双层共挤吹膜机，吹制成厚度0.008mm宽度为900mm的地膜。
实施例5
地膜专用耐老化母粒A和地膜专用耐老化母粒B重量份及制备方法同实施例1，与实施例1区别如下：
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂60份、茂金属聚乙烯树脂20份、高密度聚乙烯5份、地膜专用耐老化母粒A15份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料。
按重量份称取：线性低密度聚乙烯树脂 60份、茂金属聚乙烯树脂20份、高密度聚乙烯5份、地膜专用耐老化母粒B15份；将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料。
将A层用料和B层用料用Φ65×2双层共挤吹膜机，吹制成厚度0.008mm宽度为900mm的地膜。
对比例1
称取线性低密度聚乙烯100重量份，用Φ65挤出吹膜机，吹制成厚度0.008mm宽度为900mm的地膜。
对比例2
称取线性低密度聚乙烯93重量份，加入炭黑母料7重量份，用高速捏合机混合均匀后，用Φ65挤出吹膜机，吹制成厚度0.008mm宽度为900mm的地膜。
上述实施例中，高压低密度聚乙烯是燕山石化LDPE 1F7B、燕山石化LDPELD100AC、齐鲁石化LDPE 2102TN26，线性聚乙烯树脂是中原石化DGM-1820、天联DGM1820。
上述实施例中，聚合型受阻胺光稳定剂是北京天罡助剂有限公司HS-362、HS-944、HS625、HS-962、巴斯夫公司TINUVIN783FDL、Chimassorb 944、TINUVIN622；抗氧剂是金海雅宝AT215、AT225，巴斯夫B215。
上述实施例中，酸捕获剂是工业级氧化锌，山东海化金钟锌业有限公司生产。
上述实施例中，高色素炭黑是济南汇百川有限公司生产。
上述实施例中，偶联剂为N,N′-双(2-甲基,1-2-硝基丙基)-1,6-二氨基己烷，住友化学商品名称Sumifine 1162。
上述实施例中，聚乙烯蜡为HI-WAX420P，日本三井化学株式会社生产。
上述实施例中，线性低密度聚乙烯是加拿大PF218D、泰国PTT公司7420D或中沙石化222WT。
炭黑母料是CABOT PE6251、PE2762、PE2766。
茂金属聚乙烯树脂是EXXON mPE 埃能宝 2005HH、2010CH、埃奇得mPE1018、燕山石化5000S、大庆石化5000S、兰州石化5000S。
下述表1为上述各个实施例得到地膜性能表如下：
从上述表中可以看出，本发明地膜具有能连续起膜并卷收的特点，回收率及拉伸负荷均有提高。

Claims (3)

1.一种易回收环保地膜,其特征在于：其为A/B层结构，A层按重量份含有：线性低密度聚乙烯树脂60-80、茂金属聚乙烯树脂10-20和高密度聚乙烯5-10；
B层按重量份含有：线性低密度聚乙烯树脂60-80、茂金属聚乙烯树脂10-30和高密度聚乙烯5-10；
易回收环保地膜组成还包括有地膜专用耐老化母粒A和地膜专用耐老化母粒B，当A层含有地膜专用耐老化母粒A5-15份，B层含有地膜专用耐老化母粒B5-15份；当A层含有地膜专用耐老化母粒B5-15份，B层含有地膜专用耐老化母粒A5-15份；
地膜专用耐老化母粒A按重量份含有：高压低密度聚乙烯10、线性聚乙烯树脂50、高色素炭黑25、聚乙烯蜡3.5、偶联剂0.5、聚合型受阻胺光稳定剂6、抗氧剂2、酸捕获剂3；
地膜专用耐老化母粒B按重量份含有：高压低密度聚乙烯20、线性聚乙烯树脂65、聚合型受阻胺光稳定8、抗氧剂2.5、酸捕获剂4.5；
易回收环保地膜制备方法,包括以下步骤：
1）地膜专用耐老化母粒A制备
a.按照配比称取原料混合后输送到密炼机，在130℃温度下捏合25分钟得物料团A；
b．捏合后物料团进入造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒A；
2）地膜专用耐老化母粒B制备
a.按照配比称取原料混合后输送到密炼机，在130℃温度下捏合25分钟得物料团B；
b．捏合后物料团进入造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒B；
3)A层用料制备
按照A层配比称取线性低密度聚乙烯树脂、茂金属聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、地膜专用耐老化母粒A，将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料；
4）B层用料制备
按照B层层配比称取线性低密度聚乙烯树脂、茂金属聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、地膜专用耐老化母粒B，将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料；
5）将A层用料和B层用料用双层共挤吹膜机，吹制成得易回收环保地膜。
2.根据权利要求1所述易回收环保地膜,其特征在于：酸捕获剂是工业级氧化锌，偶联剂为N,N′-双(2-甲基,1-2-硝基丙基)-1,6-二氨基己烷。
3.一种权利要求1或2所述易回收环保地膜制备方法,其特征在于，包括以下步骤：
1）地膜专用耐老化母粒A制备
a.按照配比称取原料混合后输送到密炼机，在130℃温度下捏合25分钟得物料团A；
b．捏合后物料团进入造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒A；
2）地膜专用耐老化母粒B制备
a.按照配比称取原料混合后输送到密炼机，在130℃温度下捏合25分钟得物料团B；
b．捏合后物料团进入造粒机熔融塑化造粒制得地膜专用耐老化母粒B；
3)A层用料制备
按照A层配比称取线性低密度聚乙烯树脂、茂金属聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、地膜专用耐老化母粒A，将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为A层用料；
4）B层用料制备
按照B层层配比称取线性低密度聚乙烯树脂、茂金属聚乙烯树脂、高密度聚乙烯、地膜专用耐老化母粒B，将以上组合物在高速捏合机中充分混合后作为B层用料；
5）将A层用料和B层用料用双层共挤吹膜机，吹制成得易回收环保地膜。
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