CN109161086A - 农用地膜用银色母料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农用地膜用银色母料及其制备方法,该银色母料由下述重量份的组分制成:线性低密度聚乙烯25~35份,低密度聚乙烯15~25份,铝银浆35~45份,聚乙烯蜡5~9份,硬脂酸锌0.5~1份,抗氧剂1~2份。制备方法包括:先将硬脂酸锌和聚乙烯蜡以及铝银浆加入到捏合机中捏合,然后加入线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及抗氧剂,继续捏合;接着加入到高速混合机中,先低速混合,再高速混合,再低速混合;最后将物料加入到双螺杆挤出机中,经挤出混炼、拉条水冷、切粒、干燥,得到。本发明的银色母料生产成本较低,分散性能较好,可挥发性成分较少,浓度较高,适于制备超薄化银色地膜以及银黑双色地膜。
Description
技术领域
本发明属于农用地膜技术领域,具体涉及一种农用地膜用银色母料及其制备方法。
背景技术
农用地膜具有提高土壤温度、保持土壤水分、维持土壤结构、防止害虫侵袭、防止微生物病害以及促进植物生长等多种功能,在农业生产中已得到广泛应用。
常见的农用地膜有透明地膜、白色地膜、黑色地膜、银色地膜、红色地膜以及绿色地膜等。而近年来,银黑双色地膜(参见文献CN106313824A、CN106541662A、CN107258407A)因其在抑制杂草生长、抑制虫害等方面的突出效果,发展尤为迅速。
由于农用地膜生产技术的发展和市场竞争的驱动,农用地膜日益趋向超薄化,地膜的厚度相当一部分已经低于0.01mm【也即超薄化农用地膜】。因此,相比于超薄化银色地膜,超薄化银黑双色地膜对于其银色膜层的厚度要求更高。
色母料的性能是决定地膜(膜层)厚度一个极其重要的因素。例如,色母粒的浓度越高,其添加量相对就越小,越有利于超薄化;又如,色母粒的分散性能较好、可挥发性成分较少,也能够实现超薄化。
然而,现有的银色母料大多存在浓度较低(添加量超过10%)、分散性能较差、可挥发成分较多的不足。
中国专利文献CN105440419A采用 99.9%纯度的金属银作为银浆制备银色母料,该银色母料的浓度较高,最终能够以6%~8%的添加量制得0.006~0.008mm的超薄银色地膜。然而,这将大大增加了生产成本,不适合工业化大生产。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题,提供一种浓度较高、分散性能较好、可挥发性成分较少的农用地膜用银色母料及其制备方法。该银色母料不仅能够制得超薄化银色地膜,而且还能够制得超薄化银黑双色地膜。
实现本发明目的的技术方案是:一种农用地膜用银色母料,由下述重量份的组分制成:线性低密度聚乙烯25~35份,低密度聚乙烯15~25份,铝银浆35~45份,聚乙烯蜡5~9份,硬脂酸锌0.5~1份,抗氧剂1~2份。
所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.5~30g/10min。
所述低密度聚乙烯的熔融指数为1.5~30g/10min。
所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
铝银浆由铝粉、溶剂(含助剂)构成,广泛应用于汽车漆、摩托车漆、自行车漆、塑胶漆、建筑涂料、油墨、手机外壳及按键、机电外壳、电外壳、金属漆等诸多领域,采用其制备银色母料能够大大降低生产成本。
然而,申请人发现:采用铝银浆按照常规配方及方法制得的银色母料性能不够理想,也即存在浓度较低、分散性能较差、尤其是挥发成分较多的问题,进而导致无法制得的超薄化银色地膜(膜层),也就不适合制备超薄化银黑双色地膜。
为此,申请人经过大量试验发现采用本发明的四大改进技术手段能够很好地解决上述技术问题,最终能够制得超薄化银黑双色地膜。
其中一个改进技术手段在于组分方面;也即,上述低密度聚乙烯不能采用常规的树脂颗粒,而要采用平均粒径小于1mm的粉状低密度聚乙烯。这是因为申请人经过大量试验出人意料地发现:采用粉状低密度聚乙烯能够显著提高铝银浆在混料过程中的分散流动性能,有利于铝银浆中含有的油性物质的挥发,从而改善所制得的银色母料分散性能,降低其可挥发成分及含量。所述粉状低密度聚乙烯的平均粒径优选为0.1~0.8mm。
上述农用地膜用银色母料的制备方法,具有以下步骤:
①按照重量份先将硬脂酸锌和聚乙烯蜡以及铝银浆加入到捏合机中,先在70~80℃的温度下搅拌捏合20~25min,然后降至室温(20±5℃,下同),加入线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及抗氧剂,继续搅拌捏合均匀。
②将步骤①得到的物料加入到高速混合机中,先低速混合1~2min,再进行高速混合,至电流出现明显上升时再立即改为低速混合,至物料明显结成大小团块后,降至室温,粉碎出料。
③将步骤②得到的物料加入到双螺杆挤出机中,经挤出混炼、拉条水冷、切粒、干燥,得到农用地膜用银色母料。
上述步骤①中所述捏合机的转速为30~50rpm。
上述步骤②中所述低速的转速为30~50rpm;所述高速的转速为750~1500rpm。
上述步骤①先采用捏合机进行捏合以及步骤②再采用高速混合机进行混合是解决上述技术问题的第二个改进技术手段。这是因为申请人经过大量试验出人意料地发现:这种方式不仅能够有效避免高速搅拌时铝粉颗粒的破损,而且还能进一步改善铝银浆的分散性能,确保铝银浆中油性物质的充分挥发。
本发明解决上述技术问题的第三个改进技术手段在于上述步骤③中所述双螺杆挤出机各区温度的设置,具体设置为:90℃、120℃、150℃、160℃、180℃、160℃、130℃、120℃。这是因为申请人经过大量试验出人意料地发现:该技术手段有利于铝银浆中部分高沸点溶剂油的挥发,进一步降低其可挥发成分及含量。
本发明解决上述技术问题的最后一个改进技术手段在于上述步骤③中所述干燥采用沸腾床烘干,烘干温度为65~75℃。这是因为申请人经过大量试验出人意料地发现:该技术手段有利于铝银浆中低分子化合物的挥发,进一步降低其可挥发成分及含量。
本发明具有的积极效果:(1)本发明的方法采用铝银浆制备农业地膜用银色母料,相比于银浆能够大大降低生产成本,从而适合工业化大生产。(2)本发明的方法通过技术手段的改进,能够有效改善铝银浆的分散性能,尤其是大大降低铝银浆中挥发成分及含量,最终能够制得分散性能较好、可挥发性成分较少、浓度较高的农业地膜用银色母料,该银色母料能够以较小的添加量获得厚度小于0.01mm且性能优异的银色地膜,尤其是银黑双色地膜。
具体实施方式
(实施例1)
本实施例的农用地膜用银色母料(记为L1)由下述重量份的组分制成:30kg线性低密度聚乙烯(熔融指数5g/10min);20kg粉状低密度聚乙烯(熔融指数5g/10min,平均粒径0.5mm);40kg铝银浆;8kg聚乙烯蜡;0.7kg硬脂酸锌;1.3kg抗氧剂1010。
该农用地膜用银色母料的制备方法如下:
①按照重量份先将硬脂酸锌和聚乙烯蜡以及铝银浆加入到捏合机中,先在75±1℃的温度下搅拌捏合25min(捏合机转速为40rpm),然后降至室温,加入线性低密度聚乙烯、粉状低密度聚乙烯以及抗氧剂1010,继续搅拌捏合均匀。
②将步骤①得到的物料加入到高速混合机中,先低速(40rpm)混合1~2min,再进行高速(1000rpm)混合,至电流出现明显上升时再立即改为低速(40rpm)混合,至物料明显结成大小团块后,降至室温,粉碎出料。
③将步骤②得到的物料加入到双螺杆挤出机中,经挤出混炼、拉条水冷、切粒,沸腾床烘干(70℃),得到农用地膜用银色母料L1。
双螺杆挤出机各区温度设置为:90℃、120℃、150℃、160℃、180℃、160℃、130℃、120℃。
(应用例1)
将实施例1制得的农用地膜用银色母料L1应用到银黑双色地膜的制备中,具体如下:
将70份LLDPE、8份LDPE、10份EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、4份mLLDPE(茂金属基的LLDPE)与8份银色母料L1均匀混合,同时将70份LLDPE、8份LDPE、10份EVA、4份mLLDPE与8份黑色母料均匀混合,然后各自通过一台单螺杆挤出机进行混炼挤出,各区段的温度设定为:120℃、130℃、145℃、160℃、170℃、180℃、175℃、170℃、165℃,最后通过共挤口模吹塑形成银黑双色薄膜。
该银黑双色地膜记为M1,厚度为0.007mm。
(实施例2~实施例5)
各实施例的农用地膜用银色母料(记为L2~L5)及其制备方法与实施例1基本相同,不同之处见表1。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施54 | |
LLDPE重量 | 30kg | 35kg | 25kg | 35kg | 25kg |
LLDPE熔融指数 | 5g/10min | 2g/10min | 8g/10min | 5g/10min | 5g/10min |
粉状LDPE重量 | 20kg | 15kg | 25kg | 25kg | 20kg |
粉状LDPE熔融指数 | 5g/10min | 2g/10min | 8g/10min | 5g/10min | 5g/10min |
粉状LDPE平均粒径 | 0.5mm | 0.5mm | 0.5mm | 0.8mm | 0.2mm |
铝银浆 | 40kg | 40kg | 40kg | 33kg | 45kg |
聚乙烯蜡 | 8kg | 8kg | 8kg | 5kg | 7kg |
硬脂酸锌 | 0.7kg | 0.7kg | 0.5kg | 0.5kg | 1kg |
抗氧剂1010 | 1.3kg | / | 1.5kg | / | 1kg |
抗氧剂168 | / | 1.3kg | / | 1.5kg | 1kg |
银色母料编号 | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 |
(应用例2~应用例5)
将实施例2~实施例5得到的农用地膜用银色母料参照应用例1的方法应用到银黑双色地膜的制备中,得到银黑双色地膜M2~M5。
(测试例)
对各实施例得到的银黑双色地膜进行相关性能测试,结果见表2。
表2
地膜编号 | 厚度 | 反光率 | 光泽度(60º) |
M1 | 0.007mm | 53% | 143% |
M2 | 0.009mm | 50% | 136% |
M3 | 0.008mm | 52% | 140% |
M4 | 0.009mm | 49% | 135% |
M5 | 0.008mm | 51% | 139% |
(对比例1)
本对比例的农用地膜用银色母料(记为DL1)与实施例1的区别在于:
⑴低密度聚乙烯采用的是常规的树脂颗粒。
⑵不经捏合机捏合,而是直接将物料加入到高速混合机中先低速混合1~2min,再进行高速混合,至电流出现明显上升时再立即改为低速混合,至物料明显结成大小团块后,降至室温,粉碎出料。
(对比例2)
本对比例的农用地膜用银色母料(记为DL2)与实施例1的区别在于:
⑴步骤③中双螺杆挤出机各区温度相同,均为150℃。
⑵步骤③中的干燥方式为真空干燥(70℃)。
(对比应用例)
将对比例1和对比例2得到的农用地膜用银色母料参照应用例1的方法应用到银黑双色地膜的制备中,具体见表3。
表3
地膜编号 | DM1 | DM2 | DM3 | DM4 |
LLDPE | 70份 | 70份 | 69份 | 69份 |
LDPE | 8份 | 8份 | 7份 | 7份 |
EVA | 10份 | 10份 | 9份 | 9份 |
mLLDPE | 4份 | 4份 | 3份 | 3份 |
银色母料 | 8份DL1 | 8份DL2 | 12份DL1 | 12份DL2 |
地膜 | 地膜无法成形 | 地膜无法成形 | 地膜能够成形,但是存在较多小孔 | 地膜能够成形,但是存在较多小孔 |
Claims (10)
1.一种农用地膜用银色母料,其特征在于由下述重量份的组分制成:线性低密度聚乙烯25~35份,低密度聚乙烯15~25份,铝银浆35~45份,聚乙烯蜡5~9份,硬脂酸锌0.5~1份,抗氧剂1~2份;所述低密度聚乙烯为平均粒径小于1mm的粉状低密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的农用地膜用银色母料,其特征在于:所述粉状低密度聚乙烯的平均粒径为0.1~0.8mm。
3.根据权利要求1或2所述的农用地膜用银色母料,其特征在于:所述线性低密度聚乙烯的熔融指数为1.5~30g/10min。
4.根据权利要求1或2所述的农用地膜用银色母料,其特征在于:所述低密度聚乙烯的熔融指数为1.5~30g/10min。
5.根据权利要求1或2所述的农用地膜用银色母料,其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168。
6.权利要求1至5之一所述的农用地膜用银色母料的制备方法,其特征在于具有以下步骤:
①按照重量份先将硬脂酸锌和聚乙烯蜡以及铝银浆加入到捏合机中,先在70~80℃的温度下搅拌捏合20~25min,然后降至室温,加入线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及抗氧剂,继续搅拌捏合均匀;
②将步骤①得到的物料加入到高速混合机中,先低速混合1~2min,再进行高速混合,至电流出现明显上升时再立即改为低速混合,至物料明显结成大小团块后,降至室温,粉碎出料;
③将步骤②得到的物料加入到双螺杆挤出机中,经挤出混炼、拉条水冷、切粒、干燥,得到农用地膜用银色母料。
7.根据权利要求6所述的农用地膜用银色母料的制备方法,其特征在于:上述步骤①中所述捏合机的转速为30~50rpm。
8.根据权利要求6所述的农用地膜用银色母料的制备方法,其特征在于:上述步骤②中所述低速的转速为30~50rpm,所述高速的转速为750~1500rpm。
9.根据权利要求6所述的农用地膜用银色母料的制备方法,其特征在于:上述步骤③中所述双螺杆挤出机各区温度的设置为:90℃、120℃、150℃、160℃、180℃、160℃、130℃、120℃。
10.根据权利要求6所述的农用地膜用银色母料的制备方法,其特征在于:上述步骤③中所述干燥采用沸腾床烘干,烘干温度为65~75℃。
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