CN108586909A - 一种地膜黑母料及其制备方法、黑色地膜 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种地膜黑母料及其制备方法、黑色地膜，其中，地膜黑母料包括载体树脂30‑50质量份、炭黑25‑50质量份、抗氧剂0.3‑3质量份、聚合型受阻胺光稳定剂0.5‑5质量份、紫外线吸收剂0.5‑5质量份、偶联剂0.2‑2质量份、分散剂10‑30质量份、超分散剂0.5‑3质量份、润滑剂1‑3质量份以及流变剂0.05‑0.5质量份。按照上述配方比，通过炭黑预处理、混料、密炼，挤出以及切粒，冷却，筛分步骤得到地膜黑母料。本申请提供的地膜黑母料，流变剂和超分散剂的加入，使细化后的炭黑在载体树脂中分散均匀，增强母料的流变性能，使其在吹塑过程中，可减少挤出机螺杆及螺筒的磨损，减少和消除膜口积碳，提高产品品质和出品率，制备的黑色地膜色泽均匀、保温保湿及除草性能优越，表面光滑，耐磨损。

Description

一种地膜黑母料及其制备方法、黑色地膜
技术领域
本申请涉及农用地膜材料技术领域，尤其涉及一种地膜黑母料及其制备方法、黑色地膜。
背景技术
我国是农用塑料薄膜用量最大的国家，用量是世界其他国家和地区总和的1.6倍，约占世界总量的62％。塑料薄膜主要包括棚膜和地膜，其中地膜的应用能够对农作物起到保水、保墒和增产的作用，例如烟用地膜，已成为烟草行业不可或缺的栽培技术措施之一。
通常，农业常用的地膜分为两种，一种是黑色地膜，另外一种是白色地膜。黑色地膜不仅具有较好的保湿保墒效果，还能够抑制杂草的生长。地膜通常采用以聚乙烯为主体成分的母料吹塑而成，其主体成分聚乙烯包括线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。母料的配方及制备方法，不仅影响地膜成品的使用效果，还影响吹塑过程。
然而现有技术公开的母料配方，只考虑了成品地膜的使用效果，例如保温保湿性能、除草能力等，并未曾考虑其对吹塑过程的影响，例如出品率，生产成本等。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种地膜黑母料及其制备方法、黑色地膜。
第一方面，本申请提供一种地膜黑母料，包括：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75-80质量份和低密度聚乙烯10-15质量份，所述炭黑的粒度为1000目。
进一步，所述地膜黑母料还包括：偶联剂0.2-2质量份。
进一步，所述偶联剂为稀土偶联剂或钛酸酯偶联剂。
进一步，所述分散剂为聚乙烯蜡或氧化蜡或改性聚乙烯蜡，其中，所述改性聚乙烯蜡为羧基或酸酐基改性的聚乙烯蜡。
进一步，所述润滑剂为二甲基硅油或硬脂酸锌。
进一步，所述地膜黑母料，包括：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75质量份和低密度聚乙烯15质量份，所述炭黑的粒度为1000目。
第二方面，本申请提供一种地膜黑母料的制备方法，所述方法按照所述地膜黑母料的配方比，执行下述步骤：
(1)炭黑的粉碎细化：
取炭黑，采用粉碎机进行粉碎细化至1000目，采用分级机进行分级，得到粒径均匀的炭黑微粒；
(2)所述炭黑微粒的预分散
将所述炭黑微粒置于混色机中，加入润湿剂和超分散剂，分散10min；
(3)混料：
按照地膜黑母料的配方比，将步骤(2)得到的炭黑、载体树脂、抗氧剂、聚合型受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、分散剂、润滑剂以及流变剂一同置入高速混合机中，在50-80℃下高速混合5-20分钟，得到混合料；
(4)密炼，挤出：
将步骤(3)得到的混合体置于密炼机中，进行密炼处理，再通过双螺杆挤出机挤出；
(5)切粒，冷却，筛分，得到地膜黑母料。
进一步，所述地膜黑母料的配方比为：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75-80质量份和低密度聚乙烯10-15质量份。
进一步，在步骤(1)中，所述润湿剂为二甲基硅油。
第三方面，本申请提供一种黑色地膜，所述黑色地膜由本申请第一方面所述的黑母料制备而成。
由以上技术方案可知，本申请提供一种地膜黑母料及其制备方法、黑色地膜，其中，所述地膜黑母料包括载体树脂30-50质量份、炭黑25-50质量份、抗氧剂0.3-3质量份、聚合型受阻胺光稳定剂0.5-5质量份、紫外线吸收剂0.5-5质量份、偶联剂0.2-2质量份、分散剂10-30质量份、超分散剂0.5-3质量份、润滑剂1-3质量份以及流变剂0.05-0.5质量份。所述方法按照上述配方比，通过(1)炭黑的粉碎细化、(2)所述炭黑微粒的预分散、(3)混料、(5)密炼，挤出以及(6)切粒，冷却，筛分的步骤得到地膜黑母料。所述黑色地膜由上述地膜黑母料制备而成。本申请提供的地膜黑母料中流变剂和超分散剂的加入，使细化后的炭黑在载体树脂中分散均匀，增强母料的流变性能，使其在吹塑过程中，可减少挤出机螺杆及螺筒的磨损，减少和消除膜口积碳，提高产品品质和出品率，制备而成的黑色地膜色泽均匀、抗老化性能好、抗拉能力强、保温保湿及除草性能优越，表面光滑度高，手感好，耐磨损。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请根据一示例性实施例示出的一种地膜黑母料的制备方法流程图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种地膜黑母料，包括：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75-80质量份和低密度聚乙烯10-15质量份，所述炭黑的粒度为1000目。
本申请实施例提供的地膜黑母料中，以线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯的混合料作为载体树脂，其中，不同密度和结构的聚乙烯的搭配，能够使母料具有较为理性的软化温度、熔融温度，同时在制备成地膜后，可以使地膜具有较好的拉伸强度、韧性和耐候性。抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂能够提高地膜的防老化性能、耐光性和耐热性。
作为本申请技术方案的进一步改进，所述地膜黑母料还包括：偶联剂0.2-2质量份，所述偶联剂为稀土偶联剂或钛酸酯偶联剂。
作为本申请技术方案的进一步改进，所述分散剂为聚乙烯蜡或氧化蜡或改性聚乙烯蜡，其中，所述改性聚乙烯蜡为羧基或酸酐基改性的聚乙烯蜡。
作为本申请技术方案的进一步改进，所述润滑剂为二甲基硅油或硬脂酸锌。
作为本申请技术方案的进一步改进，所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮中的一种或几种的混合。
作为本申请技术方案的进一步改进，所述抗氧剂为抗氧剂1010或者抗氧剂168。
作为本申请技术方案的进一步改进，所述流变剂为流变剂APP或者流变剂PPA。
本申请提供的地膜黑母料，将流变剂和超分散剂作为功能性助剂加入到黑母料中，使细化至1000目的炭黑在载体树脂中分散均匀，增强母料的流变性能，使得后续在吹塑过程中，流变剂在螺杆螺筒和母料之间形成一层保护膜，可减少挤出机螺杆及螺筒的磨损，减少和消除膜口积碳，提高产品品质和出品率，同时，可以降低生产电流，节省加工成本。
另外，由上述实施例提供的地膜黑母料制成的黑色地膜色泽均匀、抗老化性能好、抗拉能力强、透光率低，具有较好的保温保湿效果，可以有效抑制杂草生长，提升农作物产量，地膜表面光滑度高，耐磨损。
在上述实施例的基础上，本申请还提供另一优选实施例，在该优选实施例中，所述地膜黑母料包括：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75质量份和低密度聚乙烯15质量份，所述炭黑的粒度为1000目。
参阅图1，本申请实施例还提供一种制备上述地膜黑母料的方法，该方法按照上述地膜黑母料的配方比，执行下述步骤：
步骤S110，炭黑的粉碎细化：
取炭黑，采用粉碎机进行粉碎细化至1000目，采用分级机进行分级，得到粒径均匀的炭黑微粒；
本申请选用优质进口炭黑，并对其进行粉碎细化处理，使炭黑更均匀地分散在载体树脂中，使成膜色泽均匀，除草保湿效果优越。
步骤S120，所述炭黑微粒的预分散：
将所述炭黑微粒置于混色机中，加入润湿剂和超分散剂，分散10min；
润湿剂和超分散剂的加入，使炭黑微粒分散的更为彻底和均匀，改善炭黑微粒粘结造成的分布不均问题。
步骤S130，混料：
按照地膜黑母料的配方比，将将步骤S120得到的炭黑、载体树脂、抗氧剂、聚合型受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂以及流变剂一同置入高速混合机中，在50-80℃下高速混合5-20分钟，得到混合料；
本申请提供的制备方法中，对炭黑首先进行了粉碎细化，使其粒度达到1000目，便于其有母料中其他成分的均匀混合，而且炭黑在混合过程进行两步分散，一步是在与其他成分混合之前，首先与润湿剂和超分散剂进行混合进行了预分散，另一步是与其他成分进行混合，并在此加入和分散剂和流变剂，进而实现炭黑更为均匀的分散在母料中。同时，流变剂的加入，增强母料的流变性能，使得在吹塑过程中，可减少挤出机螺杆及螺筒的磨损，减少和消除膜口积碳，提高产品品质和出品率，制备而成的黑色地膜色泽均匀、保温保湿及除草性能优越，表面光滑度高，手感好，耐磨损。
步骤S140，密炼，挤出：
将步骤S130得到的混合体置于密炼机中，进行密炼处理，再通过双螺杆挤出机挤出；
步骤S150，切粒，冷却，筛分，得到地膜黑母料。
优选地，在上述步骤S110中，所述润湿剂为二甲基硅油。
本申请技术方案的具体实施方式，还可参见下述实施例。
实施例1
步骤S210，取炭黑25质量份，采用粉碎机进行粉碎细化至1000目，采用分级机进行分级，得到粒径均匀的炭黑微粒；
步骤S220，将所述炭黑微粒置于混色机中，加入润湿剂40质量份和超分散剂0.5质量份，分散10min；
步骤S230，按照地膜黑母料的配方比，将步骤S220得到的炭黑25质量份、载体树脂30质量份、抗氧剂0.3质量份、聚合型受阻胺光稳定剂0.5质量份、紫外线吸收剂0.5质量份、分散剂10质量份、润滑剂1质量份以及流变剂0.05质量份一同置入高速混合机中，在50-80℃下高速混合5-20分钟，得到混合料；
步骤S240，将步骤S230得到的混合体置于密炼机中，进行密炼处理，再通过双螺杆挤出机挤出；
步骤S250，切粒，冷却，筛分，得到地膜黑母料。
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75质量份和低密度聚乙烯10质量份；
实施例2
步骤S310，取炭黑50质量份，采用粉碎机进行粉碎细化至1000目，采用分级机进行分级，得到粒径均匀的炭黑微粒；步骤S320，将所述炭黑微粒置于混色机中，加入润湿剂70质量份和超分散剂3质量份，分散10min；
步骤S330，按照地膜黑母料的配方比，将步骤S320得到的炭黑50质量份、载体树脂50质量份、抗氧剂3质量份、聚合型受阻胺光稳定剂5质量份、紫外线吸收剂5质量份、分散剂30质量份、润滑剂3质量份以及流变剂0.5质量份一同置入高速混合机中，在50-80℃下高速混合5-20分钟，得到混合料；
步骤S340，将步骤S330得到的混合体置于密炼机中，进行密炼处理，再通过双螺杆挤出机挤出；
步骤S350，切粒，冷却，筛分，得到地膜黑母料。
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯80质量份和低密度聚乙烯15质量份。
实施例3
步骤S410，取炭黑40质量份，采用粉碎机进行粉碎细化至1000目，采用分级机进行分级，得到粒径均匀的炭黑微粒；步骤S420，将所述炭黑微粒置于混色机中，加入润湿剂60质量份和超分散剂1.5质量份，分散10min；
步骤S430，按照地膜黑母料的配方比，将步骤S420得到的炭黑40质量份、载体树脂40质量份、抗氧剂1.5质量份、聚合型受阻胺光稳定剂3质量份、紫外线吸收剂3质量份、分散剂20质量份、润滑剂2质量份以及流变剂0.3质量份一同置入高速混合机中，在50-80℃下高速混合5-20分钟，得到混合料；
步骤S440，将步骤S430得到的混合体置于密炼机中，进行密炼处理，再通过双螺杆挤出机挤出；
步骤S450，切粒，冷却，筛分，得到地膜黑母料。
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75质量份和低密度聚乙烯15质量份。
上述实施例1-3得到的地膜黑母料，在后续的吹塑制膜过程中，可减少挤出机螺杆及螺筒的磨损，减少和消除膜口积碳，提高产品品质和出品率，同时，可以降低生产电流，节省加工成本。
将上述实施例1-3得到的地膜黑母料制备成黑色地膜，该黑色地膜色泽均匀，透光率低，耐老化性能好，具有较好的保湿保温效果，可以有效抑制杂草生长，提升农作物产量。地膜表面光滑度高，手感好，耐磨损。春耕时期投入使用的地膜在秋收时，依然保持良好的弹性和抗拉强度，能够在农作物的整个生长期内稳定地发挥作用。
需要说明的是，我们在实际实验过程中，尝试过不添加流变剂，发现在后吹塑过程中，膜口积碳现象严重，影响生产，挤出机螺杆及螺筒的磨损也比较严重，同时也尝试过不对炭黑进行进一步细化和预分散，直接将其与其他成分进行混合，但是炭黑的均匀程度明显降低，透光率提高，保湿性能下降，韧性降低，使用寿命也明显缩短。
因此，由以上实施例可知，本申请提供一种地膜黑母料及其制备方法、黑色地膜，其中，所述地膜黑母料包括载体树脂30-50质量份、炭黑25-50质量份、抗氧剂0.3-3质量份、聚合型受阻胺光稳定剂0.5-5质量份、紫外线吸收剂0.5-5质量份、偶联剂0.2-2质量份、分散剂10-30质量份、超分散剂0.5-3质量份、润滑剂1-3质量份以及流变剂0.05-0.5质量份。所述方法按照上述配方比，通过(1)炭黑的粉碎细化、(2)所述炭黑微粒的预分散、(3)混料、(5)密炼，挤出以及(6)切粒，冷却，筛分的步骤得到地膜黑母料。所述黑色地膜由上述地膜黑母料制备而成。本申请提供的地膜黑母料中流变剂和超分散剂的加入，使细化后的炭黑在载体树脂中分散均匀，增强母料的流变性能，使得在吹塑过程中，可减少挤出机螺杆及螺筒的磨损，减少和消除膜口积碳，提高产品品质和出品率，制备而成的黑色地膜色泽均匀、保温保湿及除草性能优越，表面光滑度高，手感好，耐磨损。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种地膜黑母料，其特征在于，包括：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75-80质量份和低密度聚乙烯10-15质量份，所述炭黑的粒度为1000目。
2.根据权利要求1所述的地膜黑母料，其特征在于，还包括：偶联剂0.2-2质量份。
3.根据权利要求2所述的地膜黑母料，其特征在于，所述偶联剂为稀土偶联剂或钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1-3任一项所述的地膜黑母料，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯蜡或氧化蜡或改性聚乙烯蜡，其中，所述改性聚乙烯蜡为羧基或酸酐基改性的聚乙烯蜡。
5.根据权利要求1-3任一项所述的地膜黑母料，其特征在于，所述润滑剂为二甲基硅油或硬脂酸锌。
6.根据权利要求2所述的地膜黑母料，其特征在于，所述地膜黑母料包括：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75质量份和低密度聚乙烯15质量份，所述炭黑的粒度为1000目。
7.一种地膜黑母料的制备方法，其特征在于，按照所述地膜黑母料的配方比，执行下述步骤：
(1)炭黑的粉碎细化：
取炭黑，采用粉碎机进行粉碎细化至1000目，采用分级机进行分级，得到粒径均匀的炭黑微粒；
(2)所述炭黑微粒的预分散：
将所述炭黑微粒置于混色机中，加入润湿剂和超分散剂，分散10min；
(3)混料：
按照地膜黑母料的配方比，将步骤(2)得到的炭黑、载体树脂、抗氧剂、聚合型受阻胺光稳定剂、紫外线吸收剂、分散剂、润滑剂以及流变剂一同置入高速混合机中，在50-80℃下高速混合5-20分钟，得到混合料；
(4)密炼，挤出：
将步骤(3)得到的混合体置于密炼机中，进行密炼处理，再通过双螺杆挤出机挤出；
(5)切粒，冷却，筛分，得到地膜黑母料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述地膜黑母料的配方比为：
其中，所述载体树脂包括线性低密度聚乙烯75-80质量份和低密度聚乙烯10-15质量份。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述润湿剂为二甲基硅油。
10.一种黑色地膜，其特征在于，所述黑色地膜由权利要求1-6任一项所述的黑母料制备而成。
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