CN114193870A - 一种耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法，属于农膜生产技术领域，其包括外层、中间层和内层，外层包括以下原料制成：茂金属聚乙烯(mPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、光稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂(UV)。本发明提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法，将茂金属聚乙烯(MPE)和高密度聚乙烯(HDPE)以一定比例添加到棚膜中(在外层或者外层和内层同时添加)构建磨砂表面达到漫散射效果，而且通过调节两者之间的比例可达到40％‑100％漫散射程度的调配，同时透光率高，生产极易操作，避免需要另外使用光扩散剂调节散射度的缺陷。

Description

一种耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法，属于农膜生产技术领域。

背景技术

随着科技的发展以及国家对设施农业的重视，温室结构也发生了很大的变化，由传统的竹竿、土墙温室逐渐转变为钢骨架结构的温室。钢骨架上固定有卡槽，通过卡簧将棚膜压在卡槽内即可将农膜固定在钢骨架上，因此钢骨架结构的温室具有安装快速、方便的优势。但金属材质的卡簧、卡槽结构导热系数高，在太阳的照射下温度能够达到60-70℃左右，导致与卡簧、卡槽结构接触部位的农膜受热老化甚至开裂。此外，与卡簧、卡槽结构部位接触的农膜会被挤压变薄，受风吹作用产生摩擦会加剧机械损伤，最终导致农膜在该部位提早开裂，缩短整个农膜的使用寿命。

在南方尤其是广东、云南等光照较强的区域非常容易造成卡槽、卡簧部位的农膜老化、开裂而必须更换薄膜。随着现阶段人工成本的逐渐增加，更换棚膜的费用非常大，有的地区更换棚膜的费用甚至超过了棚膜的购买费用。因此，开发能够适合当地气候、当地特定作物并且耐卡槽开裂，能够使用更长的年限的棚膜具有重要的意义。

漫散射棚膜能够将强直射光变为漫散射光，使进入棚内的光线分布均匀，避免作物被灼伤，而且增加作物对光的利用率，促进作物的生长，并使花卉花色均匀。现阶段生产漫散射膜的方式主要可以分为三种：第一种是使用双峰聚乙烯(FB2230)，双峰聚乙烯分子量的分布具有两个明显的峰值，密度范围大，在吹膜过程中双峰聚乙烯冷却收缩结晶后，结晶的大小不一样，就会形成凹凸不平的磨砂表面。第二种是添加无机或有机光扩散剂来改变光透过农膜时的行进路线，达到匀光、透光目的；第三种是采用使用双峰聚乙烯(FB2230)和有机或无机光扩散剂相结以达到更高散射度。

这三种方式都有一定的缺陷，例如使用双峰聚乙烯会造成薄膜硬度大，在折叠过程中容易出现折痕等机械划伤，而且为了满足不同地区不同作物对散射度的不同要求，厂家在生产棚膜的时虽然可以控制不同分子量的比例，但是完全使用这一种原料很难满足各方面的要求，而且原料厂家生产是都是几万吨几万吨的生产双峰聚乙烯，做不到针对性和多样化，因此需要另外添加光扩散剂来进一步调节散射度。而无机、有机扩散剂多为球形颗粒形状，添加过多会导致薄膜机械性能下降。因此，使用这三种方式生产出来的漫散射薄膜机械性能下降、发硬发脆，很容易导致卡槽、卡簧部位的农膜开裂的问题。

目前，一般是采用在棚膜中间层添加EVA树脂来解决棚膜发硬发脆的问题，但EVA树脂的价格是普通PE原料的2-3倍，会造成棚膜成本大幅上涨，失去竞争力。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供了一种耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法，使棚膜的柔韧性优异，并且通过调节茂金属聚乙烯(MPE)和高密度聚乙烯(HDPE)之间的比例可对棚膜的漫散射程度进行大范围调整。

本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，包括三层共挤形成一体的外层、中间层和内层，其中，

外层包括以下重量百分比的原料制成：茂金属聚乙烯(mPE)59.4％-88.8％、高密度聚乙烯(HDPE)5％-30％、光稳定剂6％-10％、抗氧剂0.1％-0.3％、紫外线吸收剂(UV)0.1％-0.3％；

中间层包括以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯(LDPE)30％-50％、茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)39.4％-63.8％、光稳定剂6-10％、抗氧剂 0.1％-0.3％、紫外线吸收剂(UV)0.1％-0.3％；

内层包括以下重量百分比的原料制成：茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)89.4％-93.8％、光稳定剂6％-10％、抗氧剂0.1％-0.3％、紫外线吸收剂(UV) 0.1％-0.3％。

可选的，内层中的茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)89.4％-93.8％替换为茂金属聚乙烯(mPE)60％-95％、高密度聚乙烯(HDPE)0-40％。

可选的，所述茂金属聚乙烯(MPE)的牌号为XP 8656、XP 8784中的任意一种。

可选的，所述高密度聚乙烯(HDPE)的牌号为HTA001、4261A中的任意一种。

可选的，所述低密度聚乙烯(LDPE)的牌号为2420D、150E中的任意一种。

可选的，所述茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)的牌号为2010、XP6056、 XP6026、1520、2645G中的任意一种。

可选的，所述光稳定剂为光稳定剂的牌号为611、511、625、T68、XT-100 中的任意一种。

可选的，所述紫外线吸收剂的牌号为326、UV531、327、1577、3638中的任意一种。

可选的，所述抗氧剂的牌号为225、AT-215中的任意一种。

本发明提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜的制备方法，包括如下步骤：

(S1)配料：称量外层、中间层和内层的原料后，分别对应投入挤出吹塑机的三个料斗内；

(S2)加热塑化：控制分别与三个料斗连接的三个料筒的温度，使料斗内的原料混合熔融，分别得到熔融混合物，其中对应外层、中间层和内层原料的料筒温度分别为195-215℃、185-200℃、195-215℃；

(S3)挤出吹塑：将三个料斗内的熔融混合物按照一定的挤出速度同时挤出到模头上，在风环的作用下按照1.5-2.5吹胀比吹出相应直径的膜泡，室温下膜泡在牵引机的牵引下经过稳泡架和人字架逐渐成为片状薄膜，即得所述温室棚膜，其中挤出转速为35-60r/min，牵引速度为17.2-19m/min。

本申请的有益效果包括但不限于：

本发明提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法，(1)将茂金属聚乙烯(MPE)和高密度聚乙烯(HDPE)以一定比例添加到棚膜中(在外层或者外层和内层同时添加)构建磨砂表面达到漫散射效果，而且通过调节两者之间的比例可达到40％-100％漫散射程度的调配，同时透光率高，生产极易操作，不添加光扩散剂就能够满足国内各地区对漫散射程度的需求，避免了只使用双峰聚乙烯单一原料存在散射程度固定，需要另外使用光扩散剂调节散射度的缺陷。(2)棚膜表面磨砂效果能够减少光线的反射，从而增加光线透过率，使透光率达到91％以上。(3)茂金属聚乙烯(MPE)密度0.916g/cm³，具有很好的柔韧性和机械强度，高密度聚乙烯(HDPE)密度0.952g/cm³，两者复配后能够兼具茂金属聚乙烯(MPE)的柔韧性，能够减少使用光扩散剂的使用，避免造成机械强度差的情况，不会出现双峰聚乙烯发硬、发脆问题，大幅度降低了卡槽、卡簧部位棚膜开裂的可能性。(4)相比使用EVA树脂增加柔软度，成本大幅降低。

具体实施方式

在以下内容中将会对本发明进行进一步的详细描述。但是需要指出的是，以下的具体实施方式仅仅以示例性的方式给出本发明的具体操作实例，但是本发明的保护范围不仅限于此。本发明的保护范围仅仅由权利要求书所限定。本领域技术人员能够显而易见地想到，可以在本发明权利要求书限定的保护范围之内对本发明所述的实施方式进行各种其它的改良和替换，并且仍然能够实现相同的技术效果，达到本发明的最终技术目的。

在本发明中，所有的比例均为重量比，所有的百分数均为重量百分数，温度的单位为℃，压力的单位为帕。室温指实验室内常规的环境温度，随季节和位置变化，通常为25℃。另外，本发明描述的所有数值范围均包括端值并且可以包括将公开的范围的上限和下限互相任意组合得到的新的数值范围。

以下将通过具体实施例对本发明提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜及其制备方法进行详细说明。

如无特殊说明，本说明书中各原料通过商业途径购得。

茂金属聚乙烯(MPE)：埃克森美孚化工XP 8656、埃克森美孚化工XP 8784；

高密度聚乙烯(HDPE)：埃克森美孚化工HTA001、巴斯夫4261A；

低密度聚乙烯(LDPE)：中海壳牌2420D、陶氏化学150E；

茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)：埃克森美孚化工2010、埃克森美孚化工XP6056、埃克森美孚化工XP 6026、三井化学SP 1520、陶氏化学2645G；

光稳定剂：宿迁联盛611、中国台湾双键511、天罡助剂625、天罡助剂T-68、巴斯夫XT-100；

抗氧剂：巴斯夫225、圣莱科特AT-215；

紫外线吸收剂：天罡助剂UV326、宿迁联盛UV531、天津立安隆UV327、宿迁联盛UV1577、天罡助剂UV3638。

实施例1：

本实施例提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，所用原料为：

实施例2：

本实施例提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，所用原料为：

实施例3：

本实施例提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，所用原料为：

实施例4：

本实施例提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，所用原料为：

实施例5：

本实施例提供的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，所用原料为：

实施例1-5中棚膜生产参数如下表：

对比例1：

本对比例中棚膜的原料为：

对比例2：

本对比例中棚膜的原料为：

对比例1-2采用与实施例相同的棚膜生产参数。

实施例1-5及对比例1-2提供的棚膜厚度均为0.15mm。

表1实施例及对比例制备的棚膜性能检测结果

从表1中数据可以得出，本发明制备的棚膜漫散射程度调节范围大，同时透光率高，具有很好的柔韧性和机械强度，不会出现双峰聚乙烯发硬、发脆问题，而且成本大幅降低。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，包括三层共挤形成一体的外层、中间层和内层，其中，

外层包括以下重量百分比的原料制成：茂金属聚乙烯(mPE)59.4％-88.8％、高密度聚乙烯(HDPE)5％-30％、光稳定剂6％-10％、抗氧剂0.1％-0.3％、紫外线吸收剂(UV)0.1％-0.3％；

中间层包括以下重量百分比的原料制成：低密度聚乙烯(LDPE)30％-50％、茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)39.4％-63.8％、光稳定剂6-10％、抗氧剂0.1％-0.3％、紫外线吸收剂(UV)0.1％-0.3％；

内层包括以下重量百分比的原料制成：茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)89.4％-93.8％、光稳定剂6％-10％、抗氧剂0.1％-0.3％、紫外线吸收剂(UV)0.1％-0.3％。

2.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，内层中的茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)89.4％-93.8％替换为茂金属聚乙烯(mPE)60％-95％、高密度聚乙烯(HDPE)0-40％。

3.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，所述茂金属聚乙烯(MPE)的牌号为XP 8656、XP 8784中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，所述高密度聚乙烯(HDPE)的牌号为HTA001、4261A中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，所述低密度聚乙烯(LDPE)的牌号为2420D、150E中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，所述茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)的牌号为2010、XP6056、XP6026、1520、2645G中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，所述光稳定剂为光稳定剂的牌号为611、511、625、T68、XT-100中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，所述紫外线吸收剂的牌号为326、UV531、327、1577、3638中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜，其特征在于，所述抗氧剂的牌号为225、AT-215中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的耐卡槽开裂的漫散射聚乙烯棚膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(S1)配料：称量外层、中间层和内层的原料后，分别对应投入挤出吹塑机的三个料斗内；

(S2)加热塑化：控制分别与三个料斗连接的三个料筒的温度，使料斗内的原料混合熔融，分别得到熔融混合物，其中对应外层、中间层和内层原料的料筒温度分别为195-215℃、185-200℃、195-215℃；

(S3)挤出吹塑：将三个料斗内的熔融混合物按照一定的挤出速度同时挤出到模头上，在风环的作用下按照1.5-2.5吹胀比吹出相应直径的膜泡，室温下膜泡在牵引机的牵引下经过稳泡架和人字架逐渐成为片状薄膜，即得所述温室棚膜，其中挤出转速为35-60r/min，牵引速度为17.2-19m/min。