CN108094006A - Pe地膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种PE地膜，包括PE膜本体，PE膜本体包括从上而下依次设置的上层、中间层和下层，还包括PE成核剂层和红外吸收层，PE成核剂层设置于上层的上表面，红外吸收层设置于下层的下表面。通过在PE膜本体的上、下表面分别设置PE成核剂层和红外吸收层，PE成核剂层可以增加可见光的透光率，从而使太阳光有效的透过PE地膜而达到地表给农作物提供生长所需的温度，同时红外吸收层可以将地表散失的红外热辐射进行吸收，也就是说，通过PE成核剂层和红外吸收层的协调作用，从而使PE地膜能够实现较好的保温效果，其次，通过PE地膜本体三层的设置可以使PE地膜保持较好的保温效果的同时兼顾拉伸及韧性性能，同时可以减缓热量的扩散。

Description

PE地膜
技术领域
本发明涉及PE膜技术领域，尤其涉及一种PE地膜。
背景技术
PE地膜，具有低厚度(10～30um)、高产量、低成本等特性，且具有良好的保温，保熵性。不仅能够提高地温、保水、保土、保肥提高肥效，而且还有灭草、防病虫、防旱抗涝、抑盐保苗、改进近地面光热条件，使产品卫生清洁等多项功能。对于那些刚出土的幼苗来说，具有护根促长等作用。对于我国三北地区，低温、少雨、干旱贫脊、无霜期短等限制农业发展的因素，具有很强的针对性和适用性，对于种植二季水稻育秧及多种作物栽培上也起了作用。在全国31个省市自治区普及和应用，用于粮、棉、油、菜、瓜果、烟、糖、药、麻、茶、林等40多种农作物上，使作物普遍增产30％～50％，增值40％～60％，深受广大农民的欢迎。
但是普通PE地膜的透光率较差，尤其是在北方的秋冬使用地膜作为农作物防护棚时，日照时间短，透过PE地膜到达种植农作物的地表的太阳光少，对农作物的保温效果差。另一方面，在秋冬的北方因为日夜温差大，夜晚因辐射冷却而急剧变为低温，白天地表从太阳光吸收的热量在夜间会很快以红外热辐射的形式散失。
因此，急需提供一种新型PE地膜，其增温保墒效果好，能满足秋冬时节农作物生长所需的温度，从而解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保温效果好、拉伸及韧性好的PE地膜。
为实现上述目的，本发明提供了一种PE地膜，包括PE膜本体，所述PE膜本体包括从上而下依次设置的上层、中间层和下层，还包括PE成核剂层和红外吸收层，所述PE成核剂层设置于所述上层的上表面，所述红外吸收层设置于所述下层的下表面。
本发明的技术效果为：通过在PE地膜本体的上、下表面分别设置PE成核剂层和红外吸收层，PE成核剂层可以增加可见光的透光率，从而使太阳光有效的透过PE地膜而达到地表给农作物提供生长所需的温度，同时红外吸收层可以将地表在夜间散失的红外热辐射进行吸收以防止热量的散失，也就是说，通过PE成核剂层和红外吸收层的协调作用(其一增加太阳可见光的透光率，其二阻碍地表从太阳光吸收的热量的散失)，从而使PE地膜能够实现较好的保温效果。其次，通过PE地膜本体三层的设置可以使PE地膜保持较好的保温效果的同时兼顾拉伸及韧性性能，同时可以在PE成核剂层和红外吸收层之间起到阻碍作用，以减缓因夜间PE地膜内外温差大而使红外吸收层吸收后的热量向PE成核剂层乃至PE地膜外的扩散。
附图说明
图1为本发明的PE地膜的5层结构的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但不构成对本发明的任何限制。
首先说明一下，本发明一些物质的简写所对应的专业名称，如，mPE为茂金属聚乙烯、mLLDPE为茂金属线性低密度聚乙烯，LLDPE为线性低密度聚乙烯，LDPE为低密度聚乙烯，HDPE为高密度聚乙烯。
如图1所示，本发明的PE地膜包括PE膜本体1，PE膜本体1包括从上而下依次设置的上层11、中间层12和下层13，还包括PE成核剂层2和红外吸收层3，PE成核剂层2设置于上层11的上表面，红外吸收层3设置于所述下层13的下表面。也就是说，自上而下PE地膜依次包括PE成核剂层2、上层11、中间层12、下层13和红外吸收层3。
PE成核剂层是指具有PE成核剂的层，由于含有PE成核剂可使PE由原来的均相成核转变成异相成核，使结晶行为发生改变，从而使得结晶直径小于可见光波长来改善聚合物光学效果而提高其透光性。红外吸收层是指含有红外吸收剂具有吸收红外线或阻碍红外辐射的层。
进一步的，按重量百分数计，PE成核剂层包括5～15％的成核剂和85～95％的LLDPE。成核剂选自有机磷酸盐或山梨醇及其衍生物。有机磷酸盐优选为甲撑双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠及其衍生物，更优选为2，2｀-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠，选用有机磷酸盐结合LLDPE作为PE成核剂层可提高透明度及抗撕裂和抗冲击性能。山梨醇及其衍生物优选为二苄叉山梨醇及其衍生物，更优选为1，3：2，4-二(3，4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛，选用山梨醇及其衍生物因含有山梨醇结构可提高PE成核剂层的耐热性能和结晶温度，且显著提高PE成核剂层的透光性。LLDPE具有较好的线性结构，其流变特性使得其与成核剂能更好的进行融合。
进一步的，按重量百分数计，红外吸收层包括5～15％的红外吸收剂和85～95％的LLDPE。红外吸收剂选自二硫环戊烯系络合物或过渡金属复合氧化物。二硫环戊烯系络合物选自1，3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4，5-二巯基配合物或双(1，2一二(4-叔丁基苯基)-1，2-二硫代双烯)镍络合物。过渡金属复合氧化物选自钨铯氧化物、铟锡氧化物和锡锑氧化物中的一种或多种。
进一步的，上层和下层的材料相同，材料的密度为0.914～0.920g/cm3，熔融指数为0.8～1.2g/10min。在此密度和熔融指数下，上层和下层的韧性较好，作为韧性层可提高整个PE地膜的韧性。材料的密度为0.940～0.955g/cm3的mPE、密度为0.910～0.930的mLLDPE、密度为0.910～0.938g/cm3的LDPE、密度为0.948～0.965g/cm3的HDPE和密度为0.910～0.930g/cm3的LLDPE中的多种。也就是说通过多种PE材料的混合后，使PE膜本体的上、下层的材料密度为0.914～0.920g/cm3。
进一步的，中层的材料包括密度为0.940～0.961g/cm3的HDPE，在此密度下，中层的拉伸强度高，作为拉伸强度层而提高PE地膜的强度。
进一步的，PE成核剂层厚度小于总膜厚度的10％，红外吸收层厚度占总膜厚度的30～40％，PE膜本体中上层、中间层和下层的厚度之比1∶2∶1。总膜是指PE地膜，PE地膜的总厚度为10～30um。PE膜本体中上层和下层的材料和厚度都是一样的，呈绝对的对称结构，且中间为厚度较大的具有高拉伸强度的中层，因而可使PE地膜具有较好的韧性及拉伸强度。PE成核剂层厚度小于总膜厚度的10％，厚度较小，因而可使太阳光高效的透过PE成核剂层而达到地表。红外吸收层厚度占总膜厚度的30～40％，红外吸收层的厚度较大，可较多的吸收地表散失的红外热辐射，且减缓红外吸收层吸收后的热量向PE成核剂层乃至PE地膜外的扩散。
本发明的PE地膜可通过下述方法进行制备，其制备方法包括：
(1)挤出：将PE成核剂层、上层、中层、下层和红外吸收层的原料按照配比混合均匀，分别送至五层共挤吹膜机组的挤出机，加热熔融挤出；
(2)吹膜：由五层共挤吹膜机组的挤出机一次吹胀制得PE地膜；
(3)冷却；
(4)牵引；
(5)卷取。
下述将通过具体实施例对于本发明的PE地膜进行详细介绍，但本发明的实施范围并不限于此。
实施例1：
PE地膜自上而下依次包括PE成核剂层、上层、中间层、下层和红外吸收层，各层的性能参数如下，
PE成核剂层：10％的2，2`-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠和90％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的5％；
上层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.941g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.930g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的30％；
下层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.941g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
红外吸收层：15％的双(1，2一二(4-叔丁基苯基)-1，2-二硫代双烯)镍络合物和85％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的35％。
实施例2：
PE地膜自上而下依次包括PE成核剂层、上层、中间层、下层和红外吸收层，各层的性能参数如下，
PE成核剂层：10％的1，3：2，4-二(3，4-二甲基)苄叉山梨醇缩醛和90％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的5％；
上层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.945g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.930g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的30％；
下层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.945g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
红外吸收层：15％的双(1，2一二(4-叔丁基苯基)-1，2-二硫代双烯)镍络合物和85％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的35％。
实施例3：
PE地膜自上而下依次包括PE成核剂层、上层、中间层、下层和红外吸收层，各层的性能参数如下，
PE成核剂层：10％的2，2`-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠和90％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的5％；
上层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.950g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.930g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的30％；
下层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.950g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
红外吸收层：15％的钨铯氧化物和85％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的35％。
实施例4：
PE地膜自上而下依次包括PE成核剂层、上层、中间层、下层和红外吸收层，各层的性能参数如下，
PE成核剂层：5％的2，2`-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠和95％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的9％；
上层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的13％，材料由密度为0.942g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.930g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的26％；
下层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的13％，材料由密度为0.942g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
红外吸收层：15％的双(1，2一二(4-叔丁基苯基)-1，2-二硫代双烯)镍络合物和85％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的39％。
实施例5：
PE地膜自上而下依次包括PE成核剂层、上层、中间层、下层和红外吸收层，各层的性能参数如下，
PE成核剂层：10％的2，2`-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠和90％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的2％；
上层：材料的密度为0.918g/cm3，熔融指数为1.2g/10min，厚度为PE地膜总厚度的17％，材料由密度为0.950g/cm3的HDPE和密度为0.910g/cm3的LLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.937g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的34％；
下层：材料的密度为0.918g/cm3，熔融指数为1.2g/10min，厚度为PE地膜总厚度的17％，材料由密度为0.950g/cm3的HDPE和密度为0.910g/cm3的LLDPE组成；
红外吸收层：10％的双(1，2一二(4-叔丁基苯基)-1，2-二硫代双烯)镍络合物和90％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的30％。
对比例1：
PE地膜自上而下依次包括上层、中间层和下层，各层的性能参数如下，
上层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的25％，材料由密度为0.945g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.930g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的50％；
下层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的25％，材料由密度为0.945g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成。
对比例2：
PE地膜自上而下依次包括PE成核剂层、上层、中间层的下层，各层的性能参数如下，
PE成核剂层：10％的2，2`-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠和90％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的8％：
上层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的23％，材料由密度为0.940g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.930g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的46％；
下层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的23％，材料由密度为0.940g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成。
对比例3：
PE地膜自上而下依次包括上层、中间层、下层和红外吸收层，各层的性能参数如下，
上层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.942g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
中间层：材料为密度为0.930g/cm3的HDPE，厚度为PE地膜总厚度的30％；
下层：材料的密度为0.920g/cm3，熔融指数为1.0g/10min，厚度为PE地膜总厚度的15％，材料由密度为0.942g/cm3的mPE和密度为0.910g/cm3的mLLDPE组成；
红外吸收层：15％的双(1，2一二(4-叔丁基苯基)-1，2-二硫代双烯)镍络合物和85％的LLDPE，厚度为PE地膜总厚度的40％。
对比例4
PE地膜为：10％的2，2、-亚甲基-双(4，6-二叔丁苯氧基)磷酸钠和90％的LLDPE。
对比例5：
PE地膜为：15％的双(1，2一二(4-叔丁基苯基)-1，2-二硫代双烯)镍络合物和85％的LLDPE。
实施例1～5与对比例1～5的PE地膜通过下述方法进行制备：
(1)挤出：将各层的原料按照配比混合均匀，分别送至多层(具体层数取决于各PE地膜的层数)共挤吹膜机组的挤出机；
(2)吹膜：由多层共挤吹膜机组的挤出机一次吹胀制得PE地膜，各原料熔体流动速率为1.0g/10min；
(3)冷却：冷却时间为70秒。
(4)牵引；
(5)卷取。
需要说明的是，实施例及对比例所有涉及的组份含量皆为重量百分数含量。将实施例1～5与对比例1～5制得的PE地膜分别进行可见光透光率、红外线透光率和拉伸性能测试，各测试手段如下：
可见光透光率/红外线透光率：利用NS10高级薄膜透光率测试仪进行测试。
拉伸性能测试：采用GB13022-1991薄膜拉伸性能试验方法进行拉伸性能的测试并得到各自的拉伸强度值。
实施例1～5与对比例1～5的PE地膜的可见光透光率、红外线透光率和横向拉伸强度如下表所示。
从表中可知，实施例1～5的可见光透过率和拉伸强度都较高，红外线透光率较低，也就是说实施例1～5的PE地膜对太阳光可见光的透过率较高，红外吸收较好，并且具有较好的拉伸性能。主要由于在PE地膜本体的上、下表面分别设置PE成核剂层和红外吸收层，PE成核剂层的透光性很好，能使可见光有效的透过PE地膜而达到地表给农作物提供生长所需的温度。红外吸收层具有吸收红外线的功能，因而红外线被吸收后，其透光率较低，也就是说在实际使用中红外吸收层可以将地表在夜间散失的红外热辐射进行吸收以防止热量的散失。PE地膜本体三层的设置可以使PE地膜保持较好的拉伸及韧性性能。
而对比例1由于仅具有本发明的PE膜本体，因而可见光透过率较低，红外线透光率较高，因而其PE地膜难以实现较好的保温效果。
对比例2和3仅在PE膜本体上单独具有PE成核剂层或红外吸收层，因而没有办法阻止来自地表的热量的散失或增加PE地膜对太阳可见光的透光率，其保温效果也较差。
对比例4和5仅为单独的PE成核剂层或红外吸收层，没有本发明的PE膜本体，因而其拉伸性能很差，同时在长期使用时，也会受环境的影响使PE地膜被撕裂、拉扯等使其太阳可见光的透光率和红外吸收率下降。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种PE地膜，包括PE膜本体，所述PE膜本体包括从上而下依次设置的上层、中间层和下层，其特征在于，还包括PE成核剂层和红外吸收层，所述PE成核剂层设置于所述上层的上表面，所述红外吸收层设置于所述下层的下表面。
2.根据权利要求1所述的PE地膜，其特征在于，按重量百分数计，所述PE成核剂层包括5～15％的成核剂和85～95％的LLDPE。
3.根据权利要求2所述的PE地膜，其特征在于，所述成核剂选自有机磷酸盐或山梨醇及其衍生物。
4.根据权利要求3所述的PE地膜，其特征在于，所述成核剂选自二苄叉山梨醇及其衍生物。
5.根据权利要求1所述的PE地膜，其特征在于，按重量百分数计，所述红外吸收层包括5～15％的红外吸收剂和85～95％的LLDPE。
6.根据权利要求5所述的PE地膜，其特征在于，所述红外吸收剂选自二硫环戊烯系络合物或过渡金属复合氧化物。
7.根据权利要求6所述的PE地膜，其特征在于，所述过渡金属复合氧化物选自钨铯氧化物、铟锡氧化物和锡锑氧化物中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的PE地膜，其特征在于，所述上层和所述下层的材料相同，所述材料的密度为0.914～0.920g/cm3，熔融指数为0.8～1.2g/10min。
9.根据权利要求8所述的PE地膜，其特征在于，所述材料包括密度为0.940～0.955g/cm3的mPE、密度为0.910～0.930的mLLDPE、密度为0.910～0.938g/cm3的LDPE、密度为0.948～0.965g/cm3的HDPE和密度为0.910～0.930g/cm3的LLDPE中的多种。
10.根据权利要求1所述的PE地膜，其特征在于，所述中层的材料包括密度为0.930～0.940g/cm3的HDPE。
11.根据权利要求1所述的PE地膜，其特征在于，所述PE成核剂层厚度小于总膜厚度的10％，所述红外吸收层厚度占总膜厚度的30～40％。
12.根据权利要求11所述的PE地膜，其特征在于，所述PE膜本体中所述上层、所述中间层和所述下层的厚度之比1∶2∶1。
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