CN114223437B - 一种高光效长寿棚膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高光效长寿棚膜，属于农膜技术领域；所述棚膜包括至少一层A层和至少一层B层；所述A层为PETG层，所述B层为PE层、EVA层或PE与EVA的混合物层；所述A层与所述B层之间还包括粘合剂层；所述棚膜的制备方法为：将各层原料分别熔融塑化，采用共挤‑吹塑工艺成型；本发明通过以PETG、PE和/或EVA为原料，采用共挤‑吹塑工艺，成功制备得到同时含有PE层和PETG层的棚膜及同时含有EVA层和PETG层的棚膜；本发明制备得到的棚膜，不仅具有良好的保温效果和优异的红外效应，而且具有良好的防老化性能，能够大大降低棚膜更换频率，节约大棚种植成本。

Description

一种高光效长寿棚膜
技术领域
本发明属于农膜技术领域，具体涉及一种高光效长寿棚膜。
背景技术
大棚种植技术是现在一种比较常见的用于蔬菜瓜果的种植技术，因其具有较好的保温性能而深受人们喜爱。在一般情况下，大棚种植都采用竹与钢为主的结构骨架，然后在上面覆盖上一层或多层保温塑料薄膜，这样便能制造出一个完整的温室空间。塑料薄膜可以有效防止蔬菜生长过程中产生的二氧化碳流失，以达到大棚内需要的保温效果。大棚内的温度的高低与大棚的红外效应有直接关系，光效高，则大棚内升温快，温度相对也会较高。目前常用的棚膜中，EVA和PE内添加型膜、PO涂覆膜等的红外效应低。PETG是一种透明、非结晶型共聚酯，目前常用于制备板、片材、异型材及化妆品包装等，如信用卡、口红管、香水瓶及化妆盒等。目前尚未发现采用PETG为原料，以共挤-吹塑成型工艺制备高光效，并涂覆流滴剂的棚膜的报道。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种高光效长寿棚膜，分别以PETG、PE和/或EVA为层原料，经熔融塑化，共挤成型，得到含有PETG层的高光效长寿棚膜。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种高光效长寿棚膜，包括至少一层A层和至少一层B层；所述A层为PETG层，所述B层为PE层、EVA层或PE与EVA的混合物层；所述A层与所述B层之间还包括粘合剂层。
优选的，所述棚膜的内表面还涂覆有流滴剂。
优选的，所述流滴剂的涂覆方法为：首先对所述棚膜的内表面进行电熨处理，之后再对处理过的内表面沾液涂覆流滴剂。
优选的，所述棚膜的最内层为PETG层。
PETG与流滴剂结合更加紧密，流滴效果更好。
棚膜的内表面是指棚膜在使用时，朝向棚内的表面。
优选的，所述EVA中VA的含量为5～28wt％。
优选的，所述棚膜中，至少一层A层中含有转光剂。
PETG是一种透明、非结晶型共聚酯，PETG制品透明度、光泽度高，是一种全新的透明工程塑料，具有优异的耐热性和耐化学性，且耐候性好，易于成型加工，属于新一代环保塑料；并且PETG具有优异的阻气性，其透氧率仅为100cc/m2/24hrs，透水率为85g/m2/24hrs，而目前常用的聚乙烯(PE)的透氧率高达7000cc/m2/24hrs，由于PETG的空气阻隔率高，因此在PETG层加入转光剂，可有效避免转光剂氧化失效，长效保持对光的转化效果，若在PE或EVA层中加入转光剂，加入后其转光效果只能维持3～5个月。
优选的，所述粘合剂层采用的粘合剂为改性聚乙烯；所述改性聚乙烯为马来酸酐接枝聚乙烯，马来酸酐的含量为0.1～0.5wt％。
本发明还提供了一种上述高光效长寿棚膜的制备方法，包括以下步骤：将各层原料分别熔融塑化，采用共挤-吹塑工艺成型。
优选的，所述各层原料熔融塑化时，温度均呈梯度递增。
优选的，所述A层原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为120～125℃、140～150℃、170～180℃、200～210℃和230℃；所述粘合剂层原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为100～110℃、125～135℃、140～150℃、170～180℃及200℃；所述B层为PE层或PE与EVA的混合物层时，原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为120～125℃、140～150℃、160～170℃、180～190℃和200℃；所述B层为EVA层时，原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为100～110℃、115～125℃、135～145℃、155～165℃和180℃。
本发明同时提供了一种上述高光效长寿棚膜在大棚种植中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过以PETG、PE和/或EVA为原料，采用共挤-吹塑工艺制备复合膜，能使各层材料有效黏合在一起，从而成功制备得到同时含有PE层和PETG层的棚膜及同时含有EVA层和PETG层的棚膜；
本发明制备得到的棚膜，不仅具有良好的保温效果，而且光效高，防老化性能优异，寿命长，能够大大降低棚膜更换频率，节约大棚种植成本。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
以下实施例中，PETG层采用的原料PETG为SK201，PE层采用的原料PE为赛科0209，所采用的转光剂为GR620，所采用的流滴剂为杭州扬子新材料科技有限公司生产的LY-6型，所采用的受阻胺为巴斯夫产371光稳定剂；所采用的受阻酚为1010和168(质量比为2∶1)复配受阻酚；EVA层采用的原料EVA中VA含量为18％，PE与EVA的混合物层中采用的原料PE为低密度聚乙烯0209、原料EVA中VA含量为18％，所采用的紫外线吸收剂为326，粘合剂中采用的聚乙烯的分子量为50000～500000；所采用的弹性体可以为聚酯型弹性体，也可以为聚醚型弹性体，本发明实施例中所采用的弹性体具体为韩国SK集团生产的TPEE240D；
以下不再重复描述。
实施例1
一种高光效长寿棚膜，共3层，从内到外依次为PETG层、粘合剂层、PE层，其中PETG层的原料为5wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂、5wt％的弹性体，其余为原料PETG；粘合剂层的原料为6wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂，其余为粘合剂，粘合剂为马来酸酐接枝聚乙烯，其中马来酸酐的含量为0.5wt％；PE层的原料为5wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂，其余为原料PE。
采用共挤-吹塑成型工艺制备上述高光效长寿棚膜，具体为：将各层原料分别置于不同的挤出机内熔融塑化，并在机头复合共挤出，吹膜成型，牵引卷曲得到；对各层原料进行熔融塑化时，温度均呈梯度递增，其中，PETG层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为：120±2℃、145±2℃、175±2℃、205±2℃和230±2℃；粘合剂层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为105±2℃、130±2℃、145±2℃、175±2℃及200±2℃；PE层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为120±2℃、145±2℃、165±2℃、185±2℃和200±2℃；控制各层原料的用量，使得到的棚膜中各层厚度相同，最终制备得到的棚膜的厚度为99微米；在得到棚膜后，对其内表面进行电熨处理，之后对处理后的内表面沾液涂覆流滴剂，其中流滴剂的浓度为25wt％，流滴剂的涂覆量为1g/m2，干燥后即得高光效长寿棚膜。
实施例2
一种高光效长寿棚膜，共5层，从内到外依次为PE层、粘合剂层、PETG层、粘合剂层、PE层。其中PETG层的原料为8wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂、5wt％的弹性体，其余为原料PETG；粘合剂层的原料为8wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂，其余为粘合剂；粘合剂为马来酸酐接枝聚乙烯，其中马来酸酐的含量为0.3wt％；PE层的原料为7wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂，其余为原料PE。
采用共挤-吹塑成型工艺制备上述高光效长寿棚膜，具体为：将各层原料分别置于不同的挤出机内熔融塑化，并在机头复合共挤出，吹膜成型，牵引卷曲得到；对各层原料进行熔融塑化时，温度均呈梯度递增，其中，PETG层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为：125±2℃、150±2℃、180±2℃、210±2℃和230±2℃；粘合剂层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为100±2℃、125±2℃、140±2℃、170±2℃及200±2℃；PE层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为120±2℃、140±2℃、160±2℃、180±2℃和200±2℃；控制各层原料的用量，使得到的棚膜中各层厚度相同，最终制备得到的棚膜的厚度为110微米；在得到棚膜后，对其内表面进行电熨处理，之后对处理后的内表面沾液涂覆流滴剂，其中流滴剂的浓度为25wt％，流滴剂的涂覆量为1g/m2，干燥后即得高光效长寿棚膜。
实施例3
一种高光效长寿棚膜，共7层，从内到外依次为PETG层、粘合剂层、PE层、粘合剂层、PETG层、粘合剂层、PE层。其中PETG层的原料为6wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂、5wt％的弹性体，其余为原料PETG；粘合剂层的原料为5wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂，其余为粘合剂；粘合剂为马来酸酐接枝聚乙烯，其中马来酸酐的含量为0.1wt％；PE层的原料为8wt‰的受阻胺、1.5wt‰的受阻酚、2.5wt‰的紫外线吸收剂，其余为原料PE。
采用共挤-吹塑成型工艺制备上述高光效长寿棚膜，具体为：将各层原料分别置于不同的挤出机内熔融塑化，并在机头复合共挤出，吹膜成型，牵引卷曲得到；对各层原料进行熔融塑化时，温度均呈梯度递增，其中，PETG层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为：120±2℃、140±2℃、170±2℃、200±2℃和230±2℃；粘合剂层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为110±2℃、135±2℃、150±2℃、180±2℃及200±2℃；PE层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为125±2℃、150±2℃、170±2℃、190±2℃和200±2℃；控制各层原料的用量，使得到的棚膜中各层厚度相同，最终制备得到的棚膜的厚度为119微米；在得到棚膜后，对其内表面进行电熨处理，之后对处理后的内表面沾液涂覆流滴剂，其中流滴剂的浓度为25wt％，流滴剂的涂覆量为1g/m2，干燥后即得高光效长寿棚膜。
对比例1
一种高光效长寿棚膜，共7层，从内到外依次为PETG层、粘合剂层、PE层、粘合剂层、PETG层、粘合剂层、PE层。粘合剂层原料与实施例3相同，PE层及PETG层中的原料在实施例3的基础上还分别加入流滴剂，各层中流滴剂的加入量相同，流滴剂的总加入量与实施例3中所得高光效长寿棚膜的内表面涂覆的流滴剂的量相同。
采用共挤-吹塑成型工艺制备上述高光效长寿棚膜，具体为：将各层原料分别置于不同的挤出机内熔融塑化，并在机头复合共挤出，吹膜成型，牵引卷曲得到；对各层原料进行熔融塑化时，温度均呈梯度递增，其中，PETG层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为：120±2℃、140±2℃、170±2℃、200±2℃和230±2℃；粘合剂层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为110±2℃、135±2℃、150±2℃、180±2℃及200±2℃；PE层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为125±2℃、150±2℃、170±2℃、190±2℃和200±2℃。
实施例4
同实施例1，区别在于，将其中的PE层替换为EVA层，即将PE层中的原料PE替换为EVA，同时制备过程中，EVA层原料熔融塑化共设5个温度区间，温度依次为105±2℃、120±2℃、140±2℃、160±2℃和180±2℃。
实施例5
同实施例2，区别在于，将其中的PE层中的原料PE替换为由70wt％的PE和30wt％的EVA组成的混合物。
对比例2
同实施例3，区别在于，各层原料中均不加入紫外线吸收剂。
对比例3
同实施例3，区别在于，粘合剂层中不加入马来酸酐。
结果发现，当粘合剂层中不含有马来酸酐时，制备成膜，经牵引、收卷后，层之间发生脱离，无法使用。
效果验证
1.对实施例1～5及对比例1～2制备得到的高光效长寿棚膜进行实验室防老化性能测试：依据《GB/T 16422.2-2014塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙弧灯》对实施例1～5制备得到的棚膜进行防老化性能测试，老化设备为氙灯气候老化箱，品牌：广州瑞铭，型号X-65，实验温度：23℃，实验时长共1200h。
实验前后，依据《GB/T 1040.3-2006塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》对棚膜的拉伸强度及断裂伸长率进行检测，所得结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明制备得到的棚膜的力学性能优异，且具有优异的耐老化性能。
2.低温流滴试验：依据GB/T 4455-2019、GB/T 20202-2019及QB-T4475-2013对实施例1～5及对比例1～2制备得到的棚膜的流滴性能进行测定，所得结果如表2所示：
表2
3.依据GB/T 6040-2019对实施例1～5及对比例1～2制备得到的高光效长寿棚膜的红外效应进行检测，使用傅立叶变换红外光谱仪时不用衰减全反射(ATR)等附件。试样应用干脱脂棉擦拭表面后立即测试。按GB/T 4455-2019、GB/T 20202-2019规定采集试样在7μm～13μm波长范围的谱图，计算透过率。以5片试样的算术平均值为测定结果，如表3所示：
表3
组别 红外阻隔率/％
实施例1 69.2
实施例2 65.3
实施例3 75.2
实施例4 70.3
实施例5 67.3
对比例1 74.9
对比例2 74.1
由表1～表3可知，本发明制备得到的高光效长寿棚膜具有优异的防老化性及红外效应，同时其流滴效果好；且经检测其透光率较高，初始透光率可达93％以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高光效长寿棚膜，其特征在于，包括至少一层A层和至少一层B层；所述A层为PETG层，所述B层为PE层、EVA层或PE与EVA的混合物层；所述A层与所述B层之间还包括粘合剂层；
所述棚膜的内表面还涂覆有流滴剂；
所述流滴剂的涂覆方法为：首先对所述棚膜的内表面进行电熨处理，之后再对处理过的内表面沾液涂覆流滴剂；
所述粘合剂层采用的粘合剂为改性聚乙烯；所述改性聚乙烯为马来酸酐接枝聚乙烯，马来酸酐的含量为0.1～0.5wt％；
所述棚膜中，至少一层A层中含有转光剂；
所述的高光效长寿棚膜的制备方法，包括以下步骤：将各层原料分别熔融塑化，采用共挤-吹塑工艺成型；
所述各层原料熔融塑化时，温度均呈梯度递增；
所述A层原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为120～125℃、140～150℃、170～180℃、200～210℃和230℃；所述粘合剂层原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为100～110℃、125～135℃、140～150℃、170～180℃及200℃；所述B层为PE层或PE与EVA的混合物层时，原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为120～125℃、140～150℃、160～170℃、180～190℃和200℃；所述B层为EVA层时，原料熔融塑化过程共设5个温度区间，温度依次为100～110℃、115～125℃、135～145℃、155～165℃和180℃。
2.根据权利要求1所述的高光效长寿棚膜，其特征在于，所述EVA中VA的含量为5～28wt％。
3.一种权利要求1～2任一项所述的高光效长寿棚膜在大棚种植中的应用。
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