CN109006052A - 一种农用大棚塑料复合膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农用大棚塑料复合膜及其制备方法。所述农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成；制备所述农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯，聚己内酯，改性淀粉，氧化锌，滑石粉，辛基苯酚，亚磷酸三苯酯，水杨酸苯酯，氯化石蜡，磷酸三甲酚酯，膨胀珍珠岩：本发明公开的农用大棚塑料复合膜及其制备方法，农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成，上层中添加一定重量份的磷酸三甲酚酯，下层中添加一定重量份的膨胀珍珠岩，特殊的分层结构在保证一定透光性的前提下，具有良好的分散光源和保温能力，长时间保持大棚内温度稳定，环境适宜，大棚内农作物健康快速生长。
Description
技术领域
本发明属于农业生产技术领域，具体涉及一种农用大棚塑料复合膜及其制备方法。
背景技术
目前市场上生产及应用的农用大棚塑料膜，虽然在规格上(宽度、厚度)有多种类型，但在结构和原料上存在组成单一，性能单一的问题，而且在生产应用中存在以下缺点：一是因功能性助剂价格高造成农用大棚塑料膜成本高；塑料膜流滴期和消雾期短，二是农用大棚塑料膜保温和透光的矛盾突出，即添加保温剂多时透光就差，透光性、保温性好的保温剂价格高、常规用量大，又会增加成本；三是使用寿命不长和废弃后降解能力不好，常常会造成塑料膜回收和降解困难，增加成本。
中国专利CN103042782A公开了一种五层共挤高保温消雾无滴农用大棚塑料薄膜，由农用聚乙烯树脂(含EVA树脂)、保温剂、消雾剂、流滴剂、防老化剂等原材料组成，原材料按重量百分比计，按分层配方五层共挤吹塑而成的农用大棚膜，可增加膜的保温性能和使用期、节省原材料，延长流滴消雾期。提高了农用大棚膜的性能，覆盖该种膜的越冬大棚栽培蔬菜、果树和花卉等植物能明显提高产量和品质，具有较好地推广应用前景，此发明中保温效果较好，但是塑料薄膜的讲解和回收困难，不易再次利用和保护环境，且制备工艺复杂，生产成本较高。
中国专利CN105623069A公开了一种分光生态农用大棚聚能膜及其制备方法，属于农用塑料薄膜技术领域。所述的农用大棚聚能膜包括内层、中间层和外层三层结构，主要由mLLDPE、LLDPE、LDPE、EVA、单防老化母料、流变剂母料和分光生态有机母料制成；所述的制备方法是按照配方量将各组分混匀，然后采用三层吹膜机进行吹膜，经挤出、塑化成膜、吹胀、电晕、涂覆、烘干、折叠后得到分光生态农用大棚聚能膜。本发明解决了在大棚膜中单纯利用转光剂来改变光线存在的种种弊端，通过添加双峰材料和红橙色助剂，使得光线的直射变为散射和折射，而且透射到棚内的光线光谱峰值能够调整为适合植物生长的红橙光波段，能够持续保持光强度，且没有半衰期，充分利用光能自身的能量，此发明中采用三层薄膜结构，每层原料各不相同，分层结构的相容性不高，容易产生断层，分裂的现象，塑料薄膜的使用寿命很难保证。
中国专利CN106890544A公开了一种增强转光效能的农用大棚薄膜，由下述重量份的原料制得：EVA60-70，茂金属聚乙烯树脂10-15、纳米碳酸钙1-2，防老剂RD1-2、光稳定剂TH-9441-2，辛基酚聚氧乙烯醚1-2，氧化镁1-2，复合填料5-7，紫外线吸收剂UV-3270.5-0.8、癸二酸二辛酯1-2、磷酸三甲苯酯0.4-0.8，此发明中通过添加复合填料增强大鹏薄膜的强度和使用寿命，由于结构简单，薄膜的整体性能并不是特别好，有待于进一步提高。
因此急需开发一种农用大棚塑料复合膜产品，其原料组成合理，结构稳定，生产工艺简单，通过分层细化配方设计，达到节省原材料，提高农用塑料复合膜的保温性和环保性、延长农用塑料复合膜的使用寿命、改善产品质量的目的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的不足而提供一种农用大棚塑料复合膜及其制备方法，改善目前农用大棚塑料复合膜原料组成和工艺过程中，原料成本高，生产能耗大，复合膜结构性能不统一的问题以及农用大棚塑料复合膜制备工艺复杂，工艺消耗高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案：
一种农用大棚塑料复合膜，农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成；制备农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯30份～50份，聚己内酯8份～15份，改性淀粉0.6份～1.0份，氧化锌0.8份～1.2份，滑石粉0.2份～0.5份，辛基苯酚0.2份～0.4份，亚磷酸三苯酯0.3份～0.6份，水杨酸苯酯0.1份～0.3份，氯化石蜡0.8份～1.0份，磷酸三甲酚酯0.6份～1.5份，膨胀珍珠岩0.2份～0.3份。
进一步的，制备农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯42份，聚己内酯12份，改性淀粉0.9份，氧化锌1.0份，滑石粉0.3份，辛基苯酚0.3份，亚磷酸三苯酯0.6份，水杨酸苯酯0.2份，氯化石蜡0.9份，磷酸三甲酚酯1.2份，膨胀珍珠岩0.2份。
进一步的，聚乙烯为结晶的线型聚乙烯。
更进一步的，改性淀粉的制备方法为：将淀粉加入质量分数为3％～5％的NaOH溶液中，震荡2h～4h，震荡后在温度为105℃～115℃条件下干燥4.5h得到所述改性淀粉。
更进一步的，膨胀珍珠岩的颗粒粒径为20μm～25μm。
根据本发明的另一发明目的，在于提供一种上述农用大棚塑料复合膜的制备方法，包括以下步骤：
S10，将所述重量份的聚乙烯、聚己内酯、氧化锌、滑石粉、辛基苯酚、亚磷酸三苯酯和水杨酸苯酯在高速旋转混合机内混合均匀，在温度为125℃～145℃条件下，加入所述重量份的改性淀粉和氯化石蜡，再次混合0.5h～1h均匀后静置，得到初步混合物；
S20，S10中得到的初步混合物分为A、B、C三组，分别作为上层、中层和下层原料，其中A组中加入所述重量份的磷酸三甲酚酯，C组中加入所述重量份的膨胀珍珠岩，各自搅拌均匀后，按照上、中、下层顺序分别加入挤出机第1号、2号、3号料斗内，挤出螺杆以260r/min～340r/min的转速转动，分别融合后，经过分流道，同时挤出；
S30，挤出后，经过冷却至20℃～25℃，电晕、切边收卷得到所述农用大棚塑料复合膜。
进一步的，S10中，高速旋转混合机的旋转速率为1600r/min～3600r/min。
更进一步的，S20中，A、B、C三组的质量比为0.8：0.5：0.6。
进一步的，S20中，分流道口设置有滤膜。
进一步的，S30中，电晕处理条件为，电极功率为15kW～20kW，驱动电机功率为4.8kW～5.0kW。
本发明的优点和有益效果是：
1.本发明公开的农用大棚塑料复合膜及其制备方法，农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成，上层中添加一定重量份的磷酸三甲酚酯，下层中添加一定重量份的膨胀珍珠岩，特殊的分层结构在保证一定透光性的前提下，具有良好的分散光源和保温能力，长时间保持大棚内温度稳定，环境适宜，大棚内农作物健康快速生长；
2.本发明公开的农用大棚塑料复合膜及其制备方法，多种原料经过高速旋转混合机旋转混合均匀，其中加入的改性淀粉可以增强分层架构的稳定性，延长使用寿命，同时在农用大棚塑料复合膜废弃之后，在酸性环境下，改性淀粉可以促进本发明农用塑料复合膜的快速降解，降低回收难度以及对环境的污染压力，环保无污染，以扩大其适用范围；
3.本发明公开的农用大棚塑料复合膜及其制备方法，通过在上层中添加磷酸三甲酚酯，增强本发明农用塑料复合膜的抗氧化能力，延长其使用寿命，同时本发明农用大棚塑料复合膜结构稳定，形状均一，性质稳定，环保无污染，应用范围广，可以长期使用；
4.本发明结合现代先进工艺，工艺成熟简单、生产成本低、所制备的农用大棚塑料复合膜抗氧保温效果明显，适合农业推广。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
一种农用大棚塑料复合膜
原料以及配料组成：(单位：g)
农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成；制备农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯300g，聚己内酯80g，改性淀粉6g，氧化锌8g，滑石粉2g，辛基苯酚2g，亚磷酸三苯酯3g，水杨酸苯酯1g，氯化石蜡8g，磷酸三甲酚酯6g，膨胀珍珠岩2g。
上述原料中，聚乙烯为结晶的线型聚乙烯；膨胀珍珠岩的颗粒粒径为20μm。
上述原料中，改性淀粉的制备方法为：将淀粉加入质量分数为3％的NaOH溶液中，震荡2h，震荡后在温度为105℃条件下干燥4.5h得到所述改性淀粉。
上述农用大棚塑料复合膜的制备方法，包括以下步骤：
S10，将所述重量份的聚乙烯、聚己内酯、氧化锌、滑石粉、辛基苯酚、亚磷酸三苯酯和水杨酸苯酯在高速旋转混合机内以1600r/min的旋转速率混合均匀，在温度为125℃条件下，加入所述重量份的改性淀粉和氯化石蜡，再次混合0.5h均匀后静置，得到初步混合物；
S20，S10中得到的初步混合物分为质量比为0.8：0.5：0.6的A、B、C三组，分别作为上层、中层和下层原料，其中A组中加入所述重量份的磷酸三甲酚酯，C组中加入所述重量份的膨胀珍珠岩，各自搅拌均匀后，按照上层、中层和下层顺序分别加入挤出机第1号、2号、3号料斗内，挤出螺杆以260r/min的转速转动，分别融合后，经过设置有滤膜的分流道，同时挤出；
S30，挤出后，经过冷却至20℃，电晕、切边收卷得到所述农用大棚塑料复合膜。
上述操作中，电晕处理条件为，电极功率为15kW，驱动电机功率为4.8kW。
实施例2
一种农用大棚塑料复合膜
原料以及配料组成：(单位：g)
农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成；制备农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯500g，聚己内酯150g，改性淀粉10g，氧化锌12g，滑石粉5g，辛基苯酚4g，亚磷酸三苯酯6g，水杨酸苯酯3g，氯化石蜡10g，磷酸三甲酚酯15g，膨胀珍珠岩3g。
上述原料中，聚乙烯为结晶的线型聚乙烯；膨胀珍珠岩的颗粒粒径为25μm。
上述原料中，改性淀粉的制备方法为：将淀粉加入质量分数为5％的NaOH溶液中，震荡4h，震荡后在温度为115℃条件下干燥4.5h得到所述改性淀粉。
上述农用大棚塑料复合膜的制备方法，包括以下步骤：
S10，将所述重量份的聚乙烯、聚己内酯、氧化锌、滑石粉、辛基苯酚、亚磷酸三苯酯和水杨酸苯酯在高速旋转混合机内以3600r/min的旋转速率混合均匀，在温度为145℃条件下，加入所述重量份的改性淀粉和氯化石蜡，再次混合1h均匀后静置，得到初步混合物；
S20，S10中得到的初步混合物分为质量比为0.8：0.5：0.6的A、B、C三组，分别作为上层、中层和下层原料，其中A组中加入所述重量份的磷酸三甲酚酯，C组中加入所述重量份的膨胀珍珠岩，各自搅拌均匀后，按照上层、中层和下层顺序分别加入挤出机第1号、2号、3号料斗内，挤出螺杆以340r/min的转速转动，分别融合后，经过设置有滤膜的分流道，同时挤出；
S30，挤出后，经过冷却至25℃，电晕、切边收卷得到所述农用大棚塑料复合膜。
上述操作中，电晕处理条件为，电极功率为20kW，驱动电机功率为5.0kW。
实施例3
一种农用大棚塑料复合膜
原料以及配料组成：(单位：g)
农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成；制备农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯350g，聚己内酯96g，改性淀粉7g，氧化锌9g，滑石粉3g，辛基苯酚2.4g，亚磷酸三苯酯3.6g，水杨酸苯酯1.6g，氯化石蜡8.2g，磷酸三甲酚酯8g，膨胀珍珠岩2.5g。
上述原料中，聚乙烯为结晶的线型聚乙烯；膨胀珍珠岩的颗粒粒径为20μm。
上述原料中，改性淀粉的制备方法为：将淀粉加入质量分数为3％的NaOH溶液中，震荡2.5h，震荡后在温度为108℃条件下干燥4.5h得到所述改性淀粉。
上述农用大棚塑料复合膜的制备方法，包括以下步骤：
S10，将所述重量份的聚乙烯、聚己内酯、氧化锌、滑石粉、辛基苯酚、亚磷酸三苯酯和水杨酸苯酯在高速旋转混合机内以2600r/min的旋转速率混合均匀，在温度为130℃条件下，加入所述重量份的改性淀粉和氯化石蜡，再次混合0.5h均匀后静置，得到初步混合物；
S20，S10中得到的初步混合物分为质量比为0.8：0.5：0.6的A、B、C三组，分别作为上层、中层和下层原料，其中A组中加入所述重量份的磷酸三甲酚酯，C组中加入所述重量份的膨胀珍珠岩，各自搅拌均匀后，按照上层、中层和下层顺序分别加入挤出机第1号、2号、3号料斗内，挤出螺杆以280r/min的转速转动，分别融合后，经过设置有滤膜的分流道，同时挤出；
S30，挤出后，经过冷却至22℃，电晕、切边收卷得到所述农用大棚塑料复合膜。
上述操作中，电晕处理条件为，电极功率为16kW，驱动电机功率为4.85kW。
实施例4
一种农用大棚塑料复合膜
原料以及配料组成：(单位：g)
农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成；制备农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯450g，聚己内酯120g，改性淀粉9.2g，氧化锌11g，滑石粉4.5g，辛基苯酚3.4g，亚磷酸三苯酯5.6g，水杨酸苯酯2.3g，氯化石蜡9.4g，磷酸三甲酚酯15g，膨胀珍珠岩2.8g。
上述原料中，聚乙烯为结晶的线型聚乙烯；膨胀珍珠岩的颗粒粒径为25μm。
上述原料中，改性淀粉的制备方法为：将淀粉加入质量分数为5％的NaOH溶液中，震荡3.5h，震荡后在温度为112℃条件下干燥4.5h得到所述改性淀粉。
上述农用大棚塑料复合膜的制备方法，包括以下步骤：
S10，将所述重量份的聚乙烯、聚己内酯、氧化锌、滑石粉、辛基苯酚、亚磷酸三苯酯和水杨酸苯酯在高速旋转混合机内以3200r/min的旋转速率混合均匀，在温度为140℃条件下，加入所述重量份的改性淀粉和氯化石蜡，再次混合1h均匀后静置，得到初步混合物；
S20，S10中得到的初步混合物分为质量比为0.8：0.5：0.6的A、B、C三组，分别作为上层、中层和下层原料，其中A组中加入所述重量份的磷酸三甲酚酯，C组中加入所述重量份的膨胀珍珠岩，各自搅拌均匀后，按照上层、中层和下层顺序分别加入挤出机第1号、2号、3号料斗内，挤出螺杆以320r/min的转速转动，分别融合后，经过设置有滤膜的分流道，同时挤出；
S30，挤出后，经过冷却至24℃，电晕、切边收卷得到所述农用大棚塑料复合膜。
上述操作中，电晕处理条件为，电极功率为18kW，驱动电机功率为4.95kW。
实施例5
一种农用大棚塑料复合膜
原料以及配料组成：(单位：g)
制备农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯420g，聚己内酯120g，改性淀粉9g，氧化锌10g，滑石粉3g，辛基苯酚3g，亚磷酸三苯酯6g，水杨酸苯酯2g，氯化石蜡9g，磷酸三甲酚酯12g，膨胀珍珠岩2g。
上述原料中，聚乙烯为结晶的线型聚乙烯；膨胀珍珠岩的颗粒粒径为25μm。
上述原料中，改性淀粉的制备方法为：将淀粉加入质量分数为4％的NaOH溶液中，震荡3h，震荡后在温度为110℃条件下干燥4.5h得到所述改性淀粉。
上述农用大棚塑料复合膜的制备方法，包括以下步骤：
S10，将所述重量份的聚乙烯、聚己内酯、氧化锌、滑石粉、辛基苯酚、亚磷酸三苯酯和水杨酸苯酯在高速旋转混合机内以2600r/min的旋转速率混合均匀，在温度为135℃条件下，加入所述重量份的改性淀粉和氯化石蜡，再次混合1h均匀后静置，得到初步混合物；
S20，S10中得到的初步混合物分为质量比为0.8：0.5：0.6的A、B、C三组，分别作为上层、中层和下层原料，其中A组中加入所述重量份的磷酸三甲酚酯，C组中加入所述重量份的膨胀珍珠岩，各自搅拌均匀后，按照上层、中层和下层顺序分别加入挤出机第1号、2号、3号料斗内，挤出螺杆以300r/min的转速转动，分别融合后，经过设置有滤膜的分流道，同时挤出；
S30，挤出后，经过冷却至22℃，电晕、切边收卷得到所述农用大棚塑料复合膜。
上述操作中，电晕处理条件为，电极功率为18kW，驱动电机功率为5.0kW。
实验例
测试1：按照国家标准GB/4455-2006对本发明制备的上述实施例1～5的农用大棚塑料复合膜的综合性能进行测试，经过测试过程数据的采集与分析，进一步证实本发明农用大棚塑料复合膜的良好性能，具体统计见表1：
表1实施例1～5农用大棚塑料复合膜综合新功能数据统计
从表1中可看出，实施例1～5制得的农用大棚塑料复合膜综合性能好，符合国家标准规定，可见透光率高，最高可达94％，雾度小，可低于14％。
测试2：不同酸度情况下测定3个月内本发明制备的上述实施例1～5的农用大棚塑料复合膜的的降解情况，统计结果见表2：
表2实施例1～5农用大棚塑料复合膜降解结果统计
| pH | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 4.5 | 62％ | 58％ | 64％ | 62％ | 65％ |
| 5.5 | 74％ | 75％ | 76％ | 76％ | 78％ |
| 6.5 | 86％ | 84％ | 88％ | 84％ | 86％ |
| 6.8 | 78％ | 76％ | 74％ | 75％ | 77％ |
从表2中可看出，实施例1～5制得的农用大棚塑料复合膜三个月内降解效果明显，当pH值为6.5时，降解率可达88％。另外，本发明农用大棚塑料复合膜环保无污染，适合广泛使用。
以上仅为本发明的优选实施例及实验例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种农用大棚塑料复合膜，其特征在于，所述农用大棚塑料复合膜包括上层、中层和下层组成；制备所述农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯30份～50份，聚己内酯8份～15份，改性淀粉0.6份～1.0份，氧化锌0.8份～1.2份，滑石粉0.2份～0.5份，辛基苯酚0.2份～0.4份，亚磷酸三苯酯0.3份～0.6份，水杨酸苯酯0.1份～0.3份，氯化石蜡0.8份～1.0份，磷酸三甲酚酯0.6份～1.5份，膨胀珍珠岩0.2份～0.3份。
2.根据权利要求1所述的农用大棚塑料复合膜，其特征在于，制备所述农用大棚塑料复合膜的原料由以下重量份组成：聚乙烯42份，聚己内酯12份，改性淀粉0.9份，氧化锌1.0份，滑石粉0.3份，辛基苯酚0.3份，亚磷酸三苯酯0.6份，水杨酸苯酯0.2份，氯化石蜡0.9份，磷酸三甲酚酯1.2份，膨胀珍珠岩0.2份。
3.根据权利要求1所述的农用大棚塑料复合膜，其特征在于，所述聚乙烯为结晶的线型聚乙烯。
4.根据权利要求1所述的农用大棚塑料复合膜，其特征在于，所述改性淀粉的制备方法为：将淀粉加入质量分数为3％～5％的NaOH溶液中，震荡2h～4h，震荡后在温度为105℃～115℃条件下干燥4.5h得到所述改性淀粉。
5.根据权利要求4所述的农用大棚塑料复合膜，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的颗粒粒径为20μm～25μm。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的农用大棚塑料复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S10，将所述重量份的聚乙烯、聚己内酯、氧化锌、滑石粉、辛基苯酚、亚磷酸三苯酯和水杨酸苯酯在高速旋转混合机内混合均匀，在温度为125℃～145℃条件下，加入所述重量份的改性淀粉和氯化石蜡，再次混合0.5h～1h均匀后静置，得到初步混合物；
S20，S10中得到的初步混合物分为A、B、C三组，分别作为上层、中层和下层的原料，其中A组中加入所述重量份的磷酸三甲酚酯，C组中加入所述重量份的膨胀珍珠岩，各自搅拌均匀后，按照上层、中层和下层顺序分别加入挤出机第1号、2号、3号料斗内，挤出螺杆以260r/min～340r/min的转速转动，分别融合后，经过分流道，同时挤出；
S30，挤出后，冷却至20℃～25℃，电晕、切边收卷得到所述农用大棚塑料复合膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S10中，所述高速旋转混合机的旋转速率为1600r/min～3600r/min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S20中，所述A、B、C三组的质量比为0.8：0.5：0.6。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S20中，所述分流道口设置有滤膜。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S30中，所述电晕处理条件为，电极功率为15kW～20kW，驱动电机功率为4.8kW～5.0kW。
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