CN112677608A - 一种高保温复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高保温复合膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种高保温复合膜及其制备方法和应用，所述高保温复合膜包括依次设置的防滴层、第一耐老化韧性层、强度层、第二耐老化韧性层和透明层，所述防滴层的材料包括极性单体；所述高保温复合膜通过在所述防滴层的材料中添加极性单体，使得所述防滴层的材料不易流失，提高了防滴效果，进而提升了所述高保温复合膜的长效保温效果，能够满足秋冬时节农作物生长所需温度的要求；且所述高保温复合膜的制备方法简单，无需增加额外的工序，有利于大批量工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于复合膜技术领域，具体涉及一种高保温复合膜及其制备方法和应用。
背景技术
地膜，即地面覆盖薄膜，通常是透明或黑色薄膜，也有绿、银色薄膜，用于农业地面覆盖。地膜不仅能够提高地温、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。
PE地膜，具有低厚度、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，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。目前，对于PE地膜的研究以及报道有很多。CN109485988A公开了一种农用地膜的配方，特别是一种聚乙烯农用地膜，包括线性聚乙烯86～90份、茂金属聚乙烯10～14份、德美隆地膜专用防老化母料2～3份、德美隆地膜专用开口母料0.5～3份；德美隆地膜专用防老化母料：聚乙烯86～90份、光稳定剂944 14～20份、抗氧化剂1010 3～5份、氧化锌0.5～1份、硬脂酸锌0.5～1份；该农用地膜能够减少农业生产由于地膜厚度增加20％而提高的生产成本，提高农户接受标准积极性。CN109677070A公开了一种PE地膜，包括依次设置的最外层、次外层、中间层、次内层和最内层，所述最内层具有防滴剂，所述最外层、所述次外层、所述中间层、所述次内层和所述最内层中至少所述最外层含有抗静电剂。该发明提供的PE地膜，最外层可以防止PE地膜表面吸附土壤，增加地膜的透光率，最内层可以防止PE地膜接近地表的一面凝结形成水珠，增加PE地膜整体的光透过率，次外层、中间层和次内层的设置可以使PE地膜保持较好的拉伸及韧性性能。CN108094006A公开了一种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，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。
但是，上述发明提供的地膜的透光率仍较差，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，并且因为秋冬的北方日夜温差大，也会加速PE地膜的老化。
因此，开发一种保温效果好，能满足秋冬时节农作物生长所需温度的高保温复合膜，具有重要研究价值。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高保温复合膜及其制备方法和应用，所述高保温复合膜通过依次设置防滴层、第一耐老化韧性层、强度层、第二耐老化韧性层和透明层，并在所述防滴层的材料中添加极性单体，使得所述防滴层的材料不易流失，可以提高防滴效果，进而使得所述高保温复合膜具有很好的长效保温性，能满足秋冬时节农作物生长所需的温度，具有重要研究价值。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种高保温复合膜，所述高保温复合膜包括依次设置的防滴层、第一耐老化韧性层、强度层、第二耐老化韧性层和透明层；
所述防滴层的材料包括极性单体。
本发明提供的高保温复合膜的剖面结构示意图如图1所示，其中1代表防滴层，防滴层1的材料中包括极性单体，极性单体能够有效的降低防滴层的材料被水带走的风险，进而使得所述防滴层的防滴效果更加稳定和持久；2代表第一耐老化韧性层，3代表强度层，4代表第二耐老化韧性层，在第一耐老化韧性层2和第二耐老化韧性层4中间设置强度层3，可以使得所述高保温复合膜具有很好的强度，避免恶劣天气下破损；5代表透明层，透明层5搭配防滴层1的设置，使得所述高保温复合膜具有更好的透明度，进而具有更加优异的长效保温性。
本发明中，所述“高保温”是指所述高保温复合膜使用时能够提升膜内温度7～8℃，即，所述高保温复合膜具有优异的保温效果。
优选地，所述高保温复合膜的厚度为8～12μm，例如8.4μm、8.8μm、9.2μm、9.6μm、10μm、10.4μm、10.8μm、11.2μm或11.6μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述防滴层的厚度为0.8～1.2μm，例如0.84μm、0.88μm、0.92μm、0.96μm、1μm、1.04μm、1.08μm、1.12μm或1.16μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述防滴层的材料包括第一茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和极性单体的组合。
优选地，所述第一茂金属聚乙烯包括低密度茂金属聚乙烯。
优选地，所述防滴层的材料中极性单体的质量百分含量为0.5～3％，例如0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.3％、2.6％或2.9％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明的优选技术方案，所述防滴层的材料中极性单体的质量百分含量为0.5～3％时，才能使得所述高保温复合膜具有很好的防滴效果，如果极性单体的添加量过高，则会导致单体反应不完全，有残留，进而导致所述高保温复合膜的保温和机械性能变差；如果极性单体的添加量过低，则会导致所述高保温复合膜的防滴效果不好，保温性差。
优选地，所述极性单体包括包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述防滴层的材料中第一茂金属聚乙烯的质量百分含量为70～95％，例如72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％或94％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一茂金属聚乙烯的熔融指数为0.2～0.8g/10min，例如0.33g/10min、0.44g/10min、0.46g/10min、0.48g/10min、0.5g/10min、0.53g/10min、0.56g/10min、0.59g/10min、0.62g/10min、0.65g/10min或0.68g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.92g/cm3，例如0.911g/cm3、0.912g/cm3、0.913g/cm3、0.914g/cm3、0.915g/cm3、0.916g/cm3、0.917g/cm3、0.918g/cm3或0.919g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述防滴层的材料中第一低密度聚乙烯的质量百分含量为5～30％，例如7％、9％、12％、15％、18％、20％、24％、27％或29％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述低密度聚乙烯的熔融指数为0.25～2g/10min，例如0.4g/10min、0.6g/10min、0.8g/10min、1g/10min、1.2g/10min、1.4g/10min、1.6g/10min或1.8g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述低密度聚乙烯的密度为0.916～0.922g/cm3，例如0.917g/cm3、0.918g/cm3、0.919g/cm3、0.92g/cm3、0.921g/cm3或0.922g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述防滴层的材料还包括防滴剂。
作为本发明的优选技术方案，本发明的防滴层的材料中添加有防滴剂，可以使得所述防滴层的防滴效果更好，与所述防滴层材料中的极性单体二者协同，共同提高防滴效果。
优选地，所述防滴层的材料中防滴剂的质量百分含量为4～6％，例如4.2％、4.4％、4.6％、4.8％、5％、5.2％、5.4％、5.6％或5.8％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的厚度各自独立地为1～3μm，例如1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm或2.8μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料包括第二茂金属聚乙烯和超低密度聚乙烯。
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中第二茂金属聚乙烯的质量百分含量各自独立地为70～90％，例如72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％、86％或88％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第二茂金属聚乙烯的熔融指数各自独立地为0.8～2g/10min，例如0.9g/10min、1g/10min、1.1g/10min、1.2g/10min、1.3g/10min、1.4g/10min、1.5g/10min、1.6g/10min、1.7g/10min、1.8g/10min或1.9g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第二茂金属聚乙烯的密度各自独立地为0.915～0.92g/cm3，例如0.9155g/cm3、0.916g/cm3、0.9165g/cm3、0.917g/cm3、0.9175g/cm3、0.918g/cm3、0.9185g/cm3、0.919g/cm3或0.9195g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中超低密度聚乙烯的质量百分含量各自独立地为10～30％，例如11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、22％、24％、26％或28％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述超低密度聚乙烯的熔融指数各自独立地小于4g/10min，例如3.5g/10min、3g/10min、2.5g/10min、2g/10min、1.5g/10min、1g/10min或0.5g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述超低密度聚乙烯的密度为0.89～0.905g/cm3，例如0.892g/cm3、0.894g/cm3、0.896g/cm3、0.898g/cm3、0.9g/cm3、0.902g/cm3或0.904g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中各自独立地还包括抗老化剂和/或抗氧化剂。
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中抗老化剂的质量百分含量各自独立地为0.5～1‰，例如0.6‰、0.7‰、0.8‰或0.9‰，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述抗老化剂可以选择受阻酚类抗老化剂。
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中抗氧化剂的质量百分含量各自独立地为3～5‰，例如3.2‰、3.4‰、3.6‰、3.8‰、4‰、4.2‰、4.4‰、4.6‰或4.8，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述抗氧化剂可以选择对苯二酚类抗氧化剂。
优选地，所述强度层的厚度为3～5μm，例如3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm或4.8μm，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述强度层的材料包括第三茂金属聚乙烯。
优选地，所述第三茂金属聚乙烯的熔融指数小于0.5g/10min，例如0.45g/10min、0.4g/10min、0.35g/10min、0.3g/10min、0.25g/10min、0.2g/10min、0.15g/10min、0.1g/10min或0.05g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第三茂金属聚乙烯的密度0.925～0.94g/cm3，例如0.927g/cm3、0.929g/cm3、0.931g/cm3、0.933g/cm3、0.935g/cm3、0.937g/cm3或0.939g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述透明层的厚度为0.5～1.5μm，例如0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm、1.3μm或1.4μm，
以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述防滴层和第一耐老化韧性层的厚度比为1:(1.5～2.5)，例如1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3或1:2.4等。
优选地，所述防滴层和第二耐老化韧性层的厚度比为1:(1.5～2.5)，例如1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3或1:2.4等。
优选地，所述防滴层和强度层的厚度比为1:(3～5)，例如1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8、1:4、1:4.2、1:4.4、1:4.6或1:4.8等。
优选地，所述防滴层和透明层的厚度比为1:(0.5～1.5)，例如1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。优选地，所述透明层的材料包括第四茂金属聚乙烯和聚丙烯的组合。
作为本发明的优选技术方案，本发明提供的高保温复合膜的透明层的材料包括聚丙烯和第四茂金属聚乙烯的组合，所述聚丙烯和第四茂金属聚乙烯能够有效打破双方结晶，形成透明层，使用所述高保温复合膜时，所述透明层位于土地或者蔬菜等内容物的最外侧，透明层的透明度较高，则高保温复合膜的光透过率就很高，进一步提升地温；搭配防滴层，进一步提升所述高保温复合膜的长效保温效果。
优选地，所述透明层的材料中第四茂金属聚乙烯的质量百分含量为30～90％，例如33％、39％、42％、45％、48％、51％、54％、59％、62％、65％、69％、75％、80％或85％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第四茂金属聚乙烯的熔融指数为0.4～0.7g/10min，例如0.42g/10min、0.46g/10min、0.49g/10min、0.5g/10min、0.53g/10min、0.56g/10min、0.59g/10min、0.6g/10min、0.63g/10min、0.66g/10min或0.69g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述第四茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.92g/cm3，例如0.911g/cm3、0.912g/cm3、0.913g/cm3、0.914g/cm3、0.915g/cm3、0.916g/cm3、0.917g/cm3、0.918g/cm3或0.919g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述透明层的材料中聚丙烯的质量百分含量为10～70％，例如15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％或65％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚丙烯的熔融指数为3～5g/10min，例如3.2g/10min、3.4g/10min、3.6g/10min、3.8g/10min、4g/10min、4.2g/10min、4.4g/10min、4.6g/10min或4.8g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚丙烯的密度为0.9～0.94g/cm3，例如0.905g/cm3、0.909g/cm3、0.912g/cm3、0.915g/cm3、0.918g/cm3、0.921g/cm3、0.925g/cm3、0.928g/cm3、0.93g/cm3、0.935g/cm3或0.939g/cm3，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述聚丙烯包括二元共聚聚丙烯和/或三元共聚聚丙烯。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述高保温复合膜的制备方法，所述制备方法包括：将防滴层的材料、第一耐老化韧性层的材料、强度层的材料、第二耐老化韧性层的材料和透明层的材料进行挤出，吹膜，得到所述高保温复合膜。
优选地，所述挤出通过双螺杆接单螺杆的挤出方法进行。
优选地，所述挤出的时间为3～6min，例如3.3min、3.6min、3.9min、4.2min、4.6min、4.9min、5.1min、5.6min或5.9min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述单螺杆的长径比大于35，例如36、38、40、42、44、46、48或50等。
作为优选技术方案，所述制备方法包括：将防滴层的材料、第一耐老化韧性层的材料、强度层的材料、第二耐老化韧性层的材料和透明层的材料通过双螺杆接长径比大于35的单螺杆的方法进行挤出3～6min，吹膜，得到所述高保温复合膜。
第三方面，本发提供一种如第一方面所述的高保温复合膜作为地膜或棚膜在农业种植中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的高保温复合膜通过防滴层、第一耐老化韧性层、强度层、第二耐老化韧性层和透明层的层级设置，以及在所述防滴层的材料中添加极性单体，使得所述防滴层的材料不易流失，提高了所述防滴层的防滴效果，进而提升了所述高保温复合膜的长效保温效果，使其能够满足秋冬时节农作物生长所需温度的要求；具体而言，本发明提供的高保温复合膜使用时30天内可提升温度为6.8～8.6℃；透光率高达90.6～93.6，雾度仅为9；纵向拉伸力可以高达3.5～5.6N，横向拉伸力可以为3.4～4.6N；经过老化后的纵向拉伸力为2.9～4.5N，横向拉伸力为1.9～3.3N，且老化前后的断裂伸长保持率均大于90％；且所述高保温复合膜的制备方法简单，无需增加额外的工序，利于大批量工业化生产。
附图说明
图1为本发明提供的高保温复合膜的剖面结构示意图，1-防滴层，2-第一耐老化韧性层，3-强度层，4-第二耐老化韧性层，5-透明层。
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。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种高保温复合膜，其剖面结构示意图如图1所示，包括依次设置的防滴层1、第一耐老化韧性层2、强度层3、第二耐老化韧性层4和透明层5；
其中，防滴层1的厚度为1μm，材料包括质量百分含量为80％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.5g/10min，密度为0.916g/cm3)、质量百分含量为14％的低密度聚乙烯(熔融指数为1g/10min，密度为0.92g/cm3)、质量百分含量为1％的甲基丙烯酸甲酯和质量百分含量为5％的防滴剂(瑞士克莱恩、XTR96)；
第一耐老化韧性层2的厚度为1.5μm，材料包括为质量百分含量为80％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.9g/10min，密度为0.917g/cm3)、质量百分含量为20％的超低密度聚乙烯(熔融指数为3g/10min，密度为0.9g/cm3)、质量百分含量为4‰的抗氧化剂(宁康化工，t501)和质量百分含量为0.8‰的抗老化剂(北京天罡、MB2016PE)；
强度层3的厚度为4μm，材料为茂金属聚乙烯(熔融指数为0.4g/10min，密度为0.93g/cm3)；
第二耐老化韧性层4的厚度为1.5μm，材料包括质量百分含量为80％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.9g/10min，密度为0.917g/cm3)、质量百分含量为19.52％的超低密度聚乙烯(熔融指数为3g/10min，密度为0.9g/cm3)、质量百分含量为4‰的抗氧化剂(宁康化工，t501)和质量百分含量为0.8‰的抗老化剂(北京天罡、MB2016PE)；
透明层5的厚度为1μm，材料包括质量百分含量为60％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.6g/10min，密度为0.915g/cm3)和质量百分含量为40％的三元共聚聚丙烯(熔融指数为4g/10min，密度为0.92g/cm3)；
其制备方法包括：将防滴层的材料、第一耐老化韧性层的材料、强度层的材料、第二耐老化韧性层的材料和透明层的材料通过双螺杆接长径比为40的单螺杆的方法进行挤出6min，吹膜，得到所述高保温复合膜。
实施例2
一种高保温复合膜，其剖面结构与实施例1相同，包括依次设置的防滴层、第一耐老化韧性层、强度层、第二耐老化韧性层和透明层；
其中，防滴层的厚度为1.2μm，材料包括质量百分含量为70％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.4g/10min，密度为0.91g/cm3)、质量百分含量为21％的低密度聚乙烯(熔融指数为0.25g/10min，密度为0.916g/cm3)、质量百分含量为3％的丙烯腈和质量百分含量为6％的防滴剂(瑞士科莱恩、CESA)；
第一耐老化韧性层的厚度为2μm，材料包括质量百分含量为89％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.8g/10min，密度为0.915g/cm3)、质量百分含量为10.4％的超低密度聚乙烯(熔融指数为2g/10min，密度为0.89g/cm3)、质量百分含量为5‰的抗氧化剂(宁康化工，t501)和质量百分含量为1‰的抗老化剂(北京天罡、MB2016PE)；
强度层的厚度为5μm，材料为茂金属聚乙烯(熔融指数为0.3g/10min，密度为0.925g/cm3)；
第二耐老化韧性层的厚度为2μm，材料包括质量百分含量为89％的茂金属聚乙烯(熔融指数为1g/10min，密度为0.917g/cm3)、质量百分含量为10.4％的超低密度聚乙烯(熔融指数为2g/10min，密度为0.89g/cm3)、质量百分含量为5‰的抗氧化剂(宁康化工，t501)和质量百分含量为1‰的抗老化剂(北京天罡、MB2016PE)；
透明层的厚度为1.5μm，包括质量百分含量为30％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.4g/10min，密度为0.91g/cm3)和质量百分含量为70％的二元共聚聚丙烯(熔融指数为3g/10min，密度为0.9g/cm3)；
其制备方法包括：将防滴层的材料、第一耐老化韧性层的材料、强度层的材料、第二耐老化韧性层的材料和透明层的材料通过双螺杆接长径比为38的单螺杆的方法进行挤出5.5min，吹膜，得到所述高保温复合膜。
实施例3
一种高保温复合膜，其剖面与实施例1相同，包括依次设置的防滴层、第一耐老化韧性层、强度层、第二耐老化韧性层和透明层；
其中，防滴层的厚度为0.8μm，材料为质量百分含量为94％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.7g/10min，密度为0.92g/cm3)、质量百分含量为5％的低密度聚乙烯(熔融指数为2g/10min，密度为0.922g/cm3)、质量百分含量为0.5％的马来酸酐和质量百分含量为0.5％的防滴剂(瑞士科莱恩、CESA)；
第一耐老化韧性层的厚度为1.6μm，材料为质量百分含量为70％的茂金属聚乙烯(熔融指数为2g/10min，密度为0.92g/cm3)、质量百分含量为29.65％的超低密度聚乙烯(熔融指数为1g/10min，密度为0.905g/cm3)、质量百分含量为3‰的抗氧化剂(宁康化工，t501)和质量百分含量为0.5‰的抗老化剂(北京天罡、MB2016PE)；
强度层的厚度为4μm，材料为茂金属聚乙烯(熔融指数为0.1g/10min，密度为0.94g/cm3)；
第二耐老化韧性层的厚度为1.6μm，材料为质量百分含量为70％的茂金属聚乙烯(熔融指数为2g/10min，密度为0.92g/cm3)、质量百分含量为29.65％的超低密度聚乙烯(熔融指数为1g/10min，密度为0.905g/cm3)、质量百分含量为3‰的抗氧化剂(宁康化工，t501)和质量百分含量为0.5‰的抗防老化剂(北京天罡、MB2016PE)；
透明层的厚度为0.5μm，材料为质量百分含量为90％的茂金属聚乙烯(熔融指数为0.7g/10min，密度为0.92g/cm3)和质量百分含量为10％的三元共聚聚丙烯(熔融指数为5g/10min，密度为0.94g/cm3)；
其制备方法包括：将防滴层的材料、第一耐老化韧性层的材料、强度层的材料、第二耐老化韧性层的材料和透明层的材料通过双螺杆接长径比为41的单螺杆的方法进行挤出3min，吹膜，得到所述高保温复合膜。
实施例4
一种高保温复合膜，其与实施例1的区别在于，防滴层不添加防滴剂，茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和甲基丙烯酸甲酯的质量百分含量分别为80.8％、18.2％和1％，其他结构、组成及制备方法均与实施例1相同。
实施例5
一种高保温复合膜，其与实施例1的区别在于，防滴层中茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和甲基丙烯酸甲酯的质量百分含量分别为79.6％、17.9％和1.5％，其他结构、组成及制备方法均与实施例1相同。
实施例6
一种高保温复合膜，其与实施例1的区别在于，防滴层中茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和甲基丙烯酸甲酯的质量百分含量分别为80.4％、18.1％和0.5％，其他结构、组成及制备方法均与实施例1相同。
实施例7
一种高保温复合膜，其与实施例1的区别在于，防滴层中茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和甲基丙烯酸甲酯的质量百分含量分别为80.7％、18.1％和0.2％，其他结构、组成及制备方法均与实施例1相同。
实施例8
一种高保温复合膜，其与实施例1的区别在于，防滴层中茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和甲基丙烯酸甲酯的质量百分含量分别为802％、17％和3％，其他结构、组成及制备方法均与实施例1相同。
实施例9
一种高保温复合膜，其与实施例1的区别在于，透明层不添加三元共聚聚丙烯，其他结构、组成及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
一种复合膜，其与实施例1的区别在于，防滴层不添加甲基丙烯酸甲酯，茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和防滴剂的质量百分含量分别为80.8％、18.2％和1％，其他结构、组成及制备方法均与实施例1相同。
性能测试：
(1)升温值：采用自动化温度测定仪分别监测位于复合膜下方10cm处土壤温度变化，记录10:00，15:00和20:00三个时间的温度，取平均，测试30天后同样时间的三个温度，取平均，计算温度升高值。
(2)透光率和雾度：按照GBT2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》进行测试。
(3)拉伸力和断裂伸长保持率：按照GB13735-2017《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》进行测试。
按照上述测试方法(1)和(2)对实施例1～9得到的高保温复合膜和对比例1提供的复合膜进行测试，测试结果如表1所示：
表1
按照上述测试方法(3)对实施例1～9得到的高保温复合膜和对比例1提供的复合膜进行测试，测试结果如表2所示：
表2
根据表1和表2数据可以看出：本发明提供的高保温复合膜具有优异的保温效果、优异的防滴效果以及优异机械性能。
具体而言，实施例1～9提供的高保温复合膜使用时30天内可提升温度为6.8～8.6℃；透光率高达90.6～93.6，雾度仅为9；且纵向拉伸力可以高达3.5～5.6N，横向拉伸力可以为3.4～4.6N；经过老化后的纵向拉伸力为2.9～4.5N，横向拉伸力为1.9～3.3N，且老化前后的断裂伸长保持率均大于90％；相较于对比例1提供的复合膜而言，升温值提高了10～39％；透光率提高了2～5，且对比例1得到的复合膜的雾度也高达10；在机械性能方面，相较于对比例1得到的复合膜在横向和纵向拉伸力、以及老化处理前后的断裂伸长保持率方面，均有一定的提高，这说明本发明通过层级设计以及在所述防滴层加入极性单体的设计，最终得到了防滴、保温效果以及机械性能都很优异的高保温复合膜。
其次，比较实施例1和实施例4可以发现，实施例4得到的高保温复合膜的升温值和透光率均略低于实施例1得到的高保温复合膜，说明防滴层加入防滴剂和极性单体协同，对防滴保温效果提升更多。
比较实施例1和实施例5～8可以发现，实施例7得到的高保温复合膜的升温值和透光率有所下降，这是因为防滴层的极性单体添加较少，不能起到有效的防滴和保温效果；而实施例8中防滴层的极性单体添加过多，不能完全被利用，导致得到的高保温复合膜的拉伸力和老化后的拉伸力均有所下降。
最后，比较实施例1和实施例9可以发现，实施例9得到的高保温复合膜的透明层不包含聚丙烯，导致其透光率大幅度下降，进而影响了其保温效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明一种高保温复合膜的制备方法和应用，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种高保温复合膜，其特征在于，所述高保温复合膜包括依次设置的防滴层、第一耐老化韧性层、强度层、第二耐老化韧性层和透明层；
所述防滴层的材料包括极性单体。
2.根据权利要求1所述的高保温复合膜，其特征在于，所述高保温复合膜的厚度为8～12μm；
优选地，所述防滴层的厚度为0.8～1.2μm；
优选地，所述防滴层的材料包括第一茂金属聚乙烯、低密度聚乙烯和极性单体的组合；
优选地，所述第一茂金属聚乙烯包括低密度茂金属聚乙烯；
优选地，所述防滴层的材料中极性单体的质量百分含量为0.5～3％；
优选地，所述极性单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述防滴层的材料中第一茂金属聚乙烯的质量百分含量为70～95％；
优选地，所述第一茂金属聚乙烯的熔融指数为0.2～0.8g/10min；
优选地，所述第一茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.92g/cm3；
优选地，所述防滴层的材料中低密度聚乙烯的质量百分含量为5～30％；
优选地，所述低密度聚乙烯的熔融指数为0.25～2g/10min；
优选地，所述低密度聚乙烯的密度为0.916～0.922g/cm3；
优选地，所述防滴层的材料中还包括防滴剂；
优选地，所述防滴层的材料中防滴剂的质量百分含量为4～6％。
3.根据权利要求1或2所述的高保温复合膜，其特征在于，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的厚度各自独立地为1～3μm；
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料包括第二茂金属聚乙烯和超低密度聚乙烯；
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中第二茂金属聚乙烯的质量百分含量各自独立地为70～90％；
优选地，所述第二茂金属聚乙烯的熔融指数各自独立地为0.8～2g/10min；
优选地，所述第二茂金属聚乙烯的密度各自独立地为0.915～0.92g/cm3；
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中超低密度聚乙烯的质量百分含量各自独立地为10～30％；
优选地，所述超低密度聚乙烯的熔融指数各自独立地小于4g/10min；
优选地，所述超低密度聚乙烯的密度为0.89～0.905g/cm3。
4.根据权利要求1～3任一项所述的高保温复合膜，其特征在于，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中各自独立地还包括抗老化剂和/或抗氧化剂；
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中抗老化剂的质量百分含量各自独立地为0.5～1‰；
优选地，所述第一耐老化韧性层和第二耐老化韧性层的材料中抗氧化剂的质量百分含量各自独立地为3～5‰。
5.根据权利要求1～4任一项所述的高保温复合膜，其特征在于，所述强度层的厚度为3～5μm；
优选地，所述强度层的材料包括第三茂金属聚乙烯；
优选地，所述第三茂金属聚乙烯的熔融指数小于0.5g/10min；
优选地，所述第三茂金属聚乙烯的密度0.925～0.94g/cm3。
6.根据权利要求1～5任一项所述的高保温复合膜，其特征在于，所述透明层的厚度为0.5～1.5μm；
优选地，所述防滴层和第一耐老化韧性层的厚度比为1:(1.5～2.5)；
优选地，所述防滴层和第二耐老化韧性层的厚度比为1:(1.5～2.5)；
优选地，所述防滴层和强度层的厚度比为1:(3～5)；
优选地，所述防滴层和透明层的厚度比为1:(0.5～1.5)；
优选地，所述透明层的材料包括第四茂金属聚乙烯和聚丙烯的组合；
优选地，所述透明层的材料中第四茂金属聚乙烯的质量百分含量为30～90％；
优选地，所述第四茂金属聚乙烯的熔融指数为0.4～0.7g/10min；
优选地，所述第四茂金属聚乙烯的密度为0.91～0.92g/cm3；
优选地，所述透明层的材料中聚丙烯的质量百分含量为10～70％；
优选地，所述聚丙烯的熔融指数为3～5g/10min；
优选地，所述聚丙烯的密度为0.9～0.94g/cm3；
优选地，所述聚丙烯包括二元共聚聚丙烯和/或三元共聚聚丙烯。
7.一种如权利要求1～6任一项所述高保温复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将防滴层的材料、第一耐老化韧性层的材料、强度层的材料、第二耐老化韧性层的材料和透明层的材料进行挤出，吹膜，得到所述高保温复合膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述挤出通过双螺杆接单螺杆的方法进行；
优选地，所述挤出的时间为3～6min；
优选地，所述单螺杆的长径比大于35。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将防滴层的材料、第一耐老化韧性层的材料、强度层的材料、第二耐老化韧性层的材料和透明层的材料通过双螺杆接长径比大于35的单螺杆的方法进行挤出3～6min，吹膜，得到所述高保温复合膜。
10.一种如权利要求1～6任一项所述的高保温复合膜作为地膜或棚膜在农业种植中的应用。
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