CN109937764A - 一种复合式橡塑四季棚室保温隔热被 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合式橡塑四季棚室保温隔热被，以橡塑卷材为保温芯材，橡塑棚被上表层为多层共挤防老化聚乙烯薄膜，且黑色或白色朝外；橡塑棚被下表层为多层共挤防老化聚乙烯薄膜，且白色朝外。本发明由于下表层采用白色聚乙烯薄膜，具有很好的反光能力，其可将棚内的远红外辐射反射回棚内，增加了棚被的整体保温性能。并且，本发明能够满足不同地理区域、不同种植品种、不同设施类型、不同种植季节的市场需求。

Description

一种复合式橡塑四季棚室保温隔热被

技术领域

本发明属于保温材料技术领域，具体涉及一种以橡塑为保温基材的可广泛应用于于不同类型农业温室设施的四季使用的保温隔热被。

背景技术

通常,棚室保温隔热被的覆盖时间：冬季16:00左右～次日8:00左右，进行防冻保温；夏季11:00～15:00，进行防晒隔热。

目前，我国适用于日光温室的棚被，品种主要包括：

1、黑心棉棚被：该棚被以黑心棉作为保温芯材，以防水牛津纺布或尼龙无纺布为表面材料，用缝纫机将黑心棉与防水布料缝合在一起。这种棚被，保温性能一般，棚被表层防水布料抗紫外线能力差，使用寿命短(一般为3、4年左右)，并且雨雪天气融化的雪水会沿着缝合线渗入黑心棉芯材，且极难再挥发干燥，因而吸水后的黑心棉芯材会严重降低保温性能，并缩短使用寿命。

2、聚乙烯发泡切片卷材棚被：该棚被以聚乙烯发泡经切片成为卷材作为保温芯材，以牛津纺布为表面抗拉保护材料，聚乙烯发泡芯材与保护布料采取胶粘方式。聚乙烯发泡芯材本身，具有不吸水、保温性能较好的优点，但由于其硬度高，不易卷曲，因而芯材厚度仅为1.0cm-1.5cm,厚度不够，则严重影响了保温性能。该棚被表层防护布料抗紫外线能力差，棚被整体使用寿命短(约5年)。最为严重的是，无论黑心棉还是聚乙烯发泡卷材棚被，由于表面采用纺织材料，会吸水结冰，因此在冬季下雪的时候，都必须卷起，否则雪后很难去除棚被表面的积雪，甚至会导致棚室坍塌；且积雪融化后，会在棚被表面形成冰凌，使棚被难以卷放，极易造成棚被表面布料的划伤。这样，在冬季下雪的时候，日光温室内的作物最需要保温的时刻，棚被却必须卷起，反而无法提供保温，因而极易造成棚内作物伤冻，导致减产甚至绝收。

3、橡塑卷材棚被：CN203226084U公开一种日光温室棚被，该日光温室棚被使用橡塑卷材为保温芯材，采用热流延工艺将抗老化黑色聚乙烯膜粘连在橡塑表面从而成为整体棚被。由于该棚被芯材橡塑卷材具有闭孔不吸水、保温性能优异的特性，其表面的黑色抗老化聚乙烯膜抗老化性能优异，使得该棚被比之上述两种棚被类型克服了吸水或不耐老化的缺点，成为第三种棚被类型。橡塑覆黑色聚乙烯膜日光温室棚被具有导热系数低、保温性能好，完全不吸水等特征，成为温室棚被的发展趋势。

但是，由于日光温室分布地理区域广阔，不同区域的温度、紫外线强度、风力、降雪量、降雨量等气候条件千差万别。上述第三种棚被类型显现出一些严重的物理缺陷和适用区域局限性，无法满足不同地理区域、不同种植品种、不同设施类型、不同种植季节的市场需求。其一，内保护层上喷铝箔层，成为覆铝箔聚乙烯膜，此种薄膜由于铝箔使用的铝质材料本身热传导能力高，因而覆铝箔聚乙烯本身的保温性能较低，而且覆铝箔聚乙烯膜其铝箔与聚乙烯膜之间为高分子材料热敷粘接，这种高分子材料的抗老化能力低，在阳光照射下很容易老化脱层,导致覆铝箔聚乙烯膜使用寿命不长，而棚被在白天卷起后，其顶部有一部分覆铝箔聚乙烯膜内保护层一年四季处于阳光暴晒之下，这部分覆铝箔聚乙烯膜很容易老化龟裂甚至脱层开裂，大幅度缩短了整体棚被的使用寿命；其二，外保护层黑色聚乙烯薄膜的设计，限制了农户的实际应用范围，由于该棚被具有内外材料均不吸水的特性，许多用户希望能将该棚被用于夏季温室覆盖遮阳，但该棚被上表面材料为黑色聚乙烯薄膜，而黑色吸热性极强，覆盖后棚被表面夏季日照强烈时可达到68℃的高温，从而影响了作为遮阳隔热被的使用；其三，橡塑卷材及聚乙烯膜抗撕拉能力均较低，其制成的棚被在如北京西北部及宁夏、新疆等风力较大的地域，容易被大风掀撕损坏；其四，外黑色抗老化聚乙烯膜与内橡塑芯材之间的粘结面易撕裂脱离，导致棚被破损。由于该棚被采用热流延工艺将聚乙烯薄膜和橡塑粘合，两种材料的膨胀系数差异较大，而热流延是一种“死粘结”工艺，导致在夏季、冬季温度显著变化时，两种材料在不同膨胀系数的作用下，其粘结层表面撕裂脱离，致使棚被局部破损；其五，每块棚被之间采用聚乙烯胶带胶粘成温室整体棚被，而聚乙烯胶带经凝露、雨水、灰尘等破坏后，其粘接胶面易于开胶，形成棚被块间开裂，大幅度降低了保温性能。如在江苏、江西等多雨地区，其开胶现象尤为严重。

发明内容

鉴于此，为解决现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种复合式橡塑四季棚室保温隔热被，以橡塑卷材为保温芯材，橡塑棚被上表层为多层共挤防老化聚乙烯薄膜，且黑色或白色朝外；橡塑棚被下表层为多层共挤防老化聚乙烯薄膜，且白色朝外。

进一步地，所述橡塑棚被上下表层的多层共挤防老化聚乙烯薄膜均为五层。五层共挤防老化聚乙烯薄膜依次为第一层防老化透明热合膜层11、防紫外线黑膜阻光层12、第一层防老化乳白膜反光层13、第二层防老化乳白膜反光层14及第二层防老化透明热合膜层15。由于乳白色具有一定的透光性，单层乳白层在黑色阻光防紫外线层映衬下会变成灰白色，影响白度即反光效果，因而采取了共挤两层防老化白色反光层。即五层共挤防老化聚乙烯薄膜一面为黑色(防紫外线黑膜阻光层)，一面为白色(两层防老化乳白膜反光层)。五层共挤防老化聚乙烯薄膜做为橡塑棚被的表层材料，使橡塑棚被具有了防老化、防紫外线、反光、安装时易于热合粘结等性能。

所述多层共挤防老化聚乙烯薄膜通常厚度为0.12㎜-0.20㎜，优选0.15㎜。

所述橡塑卷材优选柔性闭孔发泡材料，如采用CN 201310038429.5的方式以橡胶及聚氯乙烯混合发泡制备橡塑保温芯材，具有导热系数低、保温性能优异、轻质、不吸水、柔软易卷曲、受压回弹性好等特征，其作为保温芯材，厚度可根据不同地区气候条件、用户的不同使用要求在1cm-5cm之间选择，优选2cm-4cm。

根据不同地区对棚被撕拉强度的不同表求，橡塑棚被上下表层材料还可以选用抗撕拉强度更高的复膜针刺毡、复膜编织袋等多种材料。优选复聚乙烯膜针刺毡、复聚乙烯膜编织袋。

本发明复合式橡塑四季棚室保温隔热被保温芯材橡塑卷材与上下表层的聚乙烯薄膜之间，采取如合成橡胶型热熔亚敏胶之类的专用热熔胶粘接，使聚乙烯薄膜与橡塑卷材紧密的粘合在一起。由于专用热熔胶属于软性胶体，其在粘合的状态下本身亦具有一定的“挪动度”，这样表层聚乙烯薄膜与芯材橡塑卷材两种材料之间虽然有着不同的膨胀系数，但粘连二者之间的胶体属于可挪动的软粘结，避免了表层聚乙烯薄膜与芯材橡塑卷材的由于膨胀系数不同而形成“硬撕扯”所导致的棚被表面破损，大大延长了该棚被的完好使用状况和使用寿命。

进一步地，本发明每块棚被之间采用热合连接工艺，所使用的热合带是由与棚被表层相同材料的多层共挤防老化聚乙烯薄膜经分切制成。

所述热合带幅宽约8cm-12cm，优选10cm，使用聚乙烯膜热合机，用热合带将两块棚被接缝处的聚乙烯薄膜表层平行热合在一起。由于聚乙烯薄膜两面最外层均共挤有“防老化透明热合膜层”(用其裁成的热合带相同)，在热合机的加热作用下，聚乙烯薄膜的表层“防老化透明热合膜层”与聚乙烯热合带的“防老化透明热合膜层”之间受热后热合焊接成一体，“热合焊接处”在水泡、日照、冷冻等条件下，均不会脱离开焊，两块棚被之间连接牢固。相同方法，根据温室长度的不同，将一块块独立的棚被热合焊接成一个整体，安装在温室棚膜之上，成为整体的棚被。

进一步地，提供一种本发明复合式橡塑四季棚室保温隔热被在东西走向的塑料大棚越冬中作为保温“墙面”的使用(南北走向的不适用)。将本发明复合式橡塑四季棚室保温隔热被覆盖在塑料大棚的南北两侧，北侧棚面的棚被采用黑面向内固定安装，南侧棚被采用白面向内固定安装。冬季时，北侧棚被作为保温“墙面”，始终覆盖在北侧棚膜之上固定不动，而南侧棚被白天卷起，阳光透过棚膜照射在北面黑膜向内的棚被上，由于黑色具有极强的吸热能力，而与聚乙烯膜复合在一起的橡塑芯材又阻隔了热能向棚外的传导，黑色棚膜吸收的热能则迅速向棚内散发，使棚内温度快速提高并积蓄在棚内，夜晚南侧卷曲的棚被放下，对棚体进行保温，使塑料大棚像日光温室一样，具备了白天升温储热、夜晚覆盖保温的功能，从而实现了草莓、叶菜等果蔬的越冬生产，大大提高了塑料大棚的产出效益。

本发明由于乳白色聚乙烯表层具有很好的反光能力，其可将棚内的远红外辐射反射回棚内，增加了棚被的整体保温性能。同时，在棚内使用植物补光灯的应用环境下，其反光性能还能显著提升补光灯的补光效果，研究表明，使用乳白色聚乙烯反光膜与使用普通灰黑色棚被相比，其亮度可提高约30％，显著增强了植物的光合作用、提高了果蔬品质。另外，乳白色聚乙烯薄膜与同样具有良好反光特性的复铝箔聚乙烯薄膜相比胶，二者虽然均具很好的反光性能，但由于铝箔使用的铝质材料本身热传导能力高，因而复铝箔聚乙烯本身的保温性能显著低于乳白色共挤聚乙烯薄膜。

本发明“上面黑、下面白”的复合式橡塑四季棚室保温隔热被，适用于我国东三省、北部沿海地区、内蒙古等冬季降雪量较大而夏季短暂的地区，面向外的黑色防老化聚乙烯薄膜，其吸热能力强，表面散热性极好，降雪过后在日照的作用下，积雪与棚被接触面的雪层，很容易因黑色聚乙烯薄膜表面吸光升温而融化形成水膜，又由于聚乙烯薄膜表面光滑、摩擦系数极低，在“水膜”的作用下积雪自动沿覆盖后成向下坡度的棚被表面滑落，无需人工登至棚顶除雪作业，即降低了劳动强度，又避免了安全隐患。“上下两面白”的复合式橡塑四季棚室保温隔热被具有冬季保温、夏季遮阳降温的特性，适用于夏季长而冬季降雪量相对小的地区。其面向外的乳白色反光聚乙烯薄膜具有很好的光反射能力，表面吸热量低，研究表明，在夏季日照强烈的正午时段，白色聚乙烯膜表面温度低于黑色聚乙烯膜约26度，因而可作为夏季遮阳被使用，使日光温室夏季不必停产、实现四季联产，从而提高温室全年利用时长及生产效益。

本发明由于棚被间采用了热合粘结工艺，使得每块棚被连接成一个整体，其内部橡塑芯材与表层聚乙烯薄膜均不吸水，下雨时将棚被放至棚体南侧垂直面(下风口处)，卷曲的棚被则形成天然的兜水槽，雨水顺展开的棚被表面流下沿“兜水槽”东西两端流出，只需在出水口两端安装集水装置，即可实现对雨水的收集利用，节能环保。

本发明复合式橡塑四季棚室保温隔热被材质轻，2cm厚规格质量仅为1kg/m²，仅为相同厚度的干燥状态传统黑心棉棚被的1/5(吸水后的黑心棉棚被重量约增加10倍以上)，且不会因吸水而增加自身重量，因而其对棚体骨架支撑力的要求远低于黑心棉等传统棚被。

附图说明

图1为本发明复合式橡塑四季棚室保温隔热被。

图中，1-上表层(多层共挤防老化聚乙烯薄膜，黑色或白色朝外)；2-上表层专用热熔胶；3-保温芯材；4-下表层专用热熔胶；5-下表层(多层共挤防老化聚乙烯薄膜，白色朝外)。

图2为本发明复合式橡塑四季棚室保温隔热被表层结构。

图中，11-第一层防老化透明热合膜层；12-防紫外线黑膜阻光层；13-第一层防老化乳白膜反光层；14-第二层防老化乳白膜反光层；15-第二层防老化透明热合膜层。

其中，图1为摘要附图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

采用CN 201310038429.5实施例1的配方制备橡塑保温芯材3，橡塑棚被上表层1为黑色朝外的五层共挤防老化聚乙烯薄膜，橡塑棚被下表层5为白色朝外的五层共挤防老化聚乙烯薄膜。橡塑棚被上下表层均为五层共挤防老化聚乙烯薄膜，即橡塑棚被上下表层为：第一层防老化透明热合膜层11、防紫外线黑膜阻光层12、第一层防老化乳白膜反光层13、第二层防老化乳白膜反光层14、第二层防老化透明热合膜层15。五层共挤薄膜为表面保护材料，五层共挤薄膜厚度为0.15㎜。橡塑卷材厚度为4cm。橡塑卷材与上下表层的聚乙烯薄膜之间，采取上表面专用热熔胶2和下表面专用热熔胶4粘接，每块棚被之间采用热合连接工艺，所使用的热合带是由与棚被表层相同材料的聚乙烯薄膜经分切制成。热合带幅宽约10cm，使用热合机用热合带将两块棚被接缝处的聚乙烯薄膜表层平行热合在一起。性能测试数据列于表一。

实施例2

采用与实施例1相同的复合式橡塑四季棚室保温隔热被，不同之处在于：橡塑卷材厚度为2cm，五层共挤薄膜厚度为0.15㎜，热合带幅宽约10cm。性能测试数据列于表一。

实施例3

采用与实施例1相同的复合式橡塑四季棚室保温隔热被，不同之处在于：橡塑棚被上表层1为白色朝外的五层共挤防老化聚乙烯薄膜，即橡塑棚被上表层为：第二层防老化透明热合膜层15、第二层防老化乳白膜反光层14、第一层防老化乳白膜反光层13、防紫外线黑膜阻光层12、第一层防老化透明热合膜层11。五层共挤薄膜为表面保护材料，橡塑卷材厚度为4cm，五层共挤薄膜厚度为0.15㎜，热合带幅宽约10cm。性能测试数据列于表一。

实施例4

采用与实施例3相同的复合式橡塑四季棚室保温隔热被，不同之处在于：橡塑卷材厚度为2cm，五层共挤薄膜厚度为0.15㎜，热合带幅宽约10cm。性能测试数据列于表一。

实施例5

采用与实施例1相同的复合式橡塑四季棚室保温隔热被，不同之处在于：橡塑棚被上下表层选用复聚乙烯膜针刺毡，橡塑卷材厚度为4cm。橡塑卷材与上下表层的复聚乙烯膜针刺毡之间，采取热熔胶粘接，每块棚被之间采用热合连接工艺粘结，所使用的热合带是由五层共挤防老化吹塑聚乙烯薄膜经分切制成。性能测试数据列于表一。

实施例6

采用与实施例5相同的复合式橡塑四季棚室保温隔热被，不同之处在于：橡塑棚被上下表层选用复聚乙烯膜编织袋，橡塑卷材厚度为4cm。橡塑卷材与上下表层的复聚乙烯膜编织袋之间，采取热熔胶粘接，每块棚被之间采用热合连接工艺粘结，所使用的热合带是由五层共挤防老化吹塑聚乙烯薄膜经分切制成。性能测试数据列于表一。

对比例1

采用CN203226084U的日光温室棚被，使用橡塑卷材为保温芯材，采用热流延工艺将抗老化黑色聚乙烯膜粘连在橡塑表面从而成为整体棚被，内保护层上喷铝箔层，橡塑卷材厚度为4cm，采用聚乙烯胶带粘合。性能测试数据列于表一。

对比例2

采用与对比例1相同的日光温室棚被，不同之处在于：橡塑卷材厚度为2cm。性能测试数据列于表一。

本发明复合式橡塑四季棚室保温隔热被研发后在位于北京市海淀区的北京市海淀区农科所上庄基地、房山区农科所基地、顺义区大崔各庄村等园区进行实验对比。2019年1月,同期与使用黑心棉的温室大棚及聚乙烯发泡切片卷材的温室大棚进行的对比测试表明，在正常天气下，均为上午8:00，室外温度均为-12℃,覆盖黑心棉棚被的日光温室内空气温度为2.1摄氏度；覆盖1.2cm厚聚乙烯发泡切片卷材棚被的温室内空气温度为3.4摄氏度；覆盖2.0cm厚的复合式橡塑四季温室棚被的日光温室内空气温度为6.7摄氏度。2019年2月，同在下雪时放下棚被，黑心棉棚被、聚乙烯发泡卷材棚被、复合式橡塑棚被外表面均形成积雪，雪停日照下，橡塑棚被积雪1小时左右即融化并沿棚被滑落，黑心棉棚被、聚乙烯发泡卷材棚被积雪难以融化，需人工除雪。

表一

Claims (10)

1.一种复合式橡塑四季棚室保温隔热被，以橡塑卷材为保温芯材(3)，其特征在于，橡塑棚被上表层(1)为多层共挤防老化聚乙烯薄膜，且黑色或白色朝外；橡塑棚被下表层(5)为多层共挤防老化聚乙烯薄膜，且白色朝外。

2.根据权利要求1所述的保温隔热被，其特征在于，橡塑棚被上下表层的多层共挤防老化聚乙烯薄膜为五层，五层共挤防老化聚乙烯薄膜依次为第一层防老化透明热合膜层(11)、防紫外线黑膜阻光层(12)、第一层防老化乳白膜反光层(13)、第二层防老化乳白膜反光层(14)及第二层防老化透明热合膜层(15)。

3.根据权利要求1或2所述的保温隔热被，其特征在于，多层共挤防老化聚乙烯薄膜厚度为0.12-0.20㎜，优选0.15㎜。

4.根据权利要求1-3所述的任意一种保温隔热被，其特征在于，橡塑卷材为柔性闭孔发泡材料。

5.根据权利要求1-4所述的任意一种保温隔热被，其特征在于，橡塑卷材厚度为1cm-5cm，优选2cm-4cm。

6.根据权利要求1-5所述的任意一种保温隔热被，其特征在于，橡塑卷材与上下表层的聚乙烯薄膜之间，采取热熔胶粘接。

7.根据权利要求6所述的保温隔热被，其特征在于，热熔胶为合成橡胶型热熔压敏胶。

8.根据权利要求1-7所述的任意一种保温隔热被，其特征在于，每块棚被之间采用热合连接工艺，所使用的热合带是由与棚被表层相同材料的多层共挤防老化聚乙烯薄膜经分切制成。

9.根据权利要求8所述的保温隔热被，其特征在于，热合带幅宽为8cm-12cm，优选10cm。

10.一种复合式橡塑四季棚室保温隔热被，以橡塑卷材为保温芯材，其特征在于，橡塑棚被上下表层材料为复膜针刺毡或复膜编织袋，优选复聚乙烯膜针刺毡、复聚乙烯膜编织袋。