CN114573906A - 一种农作物种植用塑料膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农作物种植用塑料膜，属于高分子材料技术领域，该塑料膜包括如下重量份原料：300份线性低密度聚乙烯、12‑14份流滴缓释剂、45‑60份增容剂、0.3‑0.5份纳米粉体、0.4‑0.8份光稳定剂、1‑3份助剂；本发明中选用蒙脱石作为缓释基体，可以负载部分改性剂，调整其析出速度，改性剂属于非离子型表面活性剂，同时具有润滑剂的作用，无机填料本身具有特殊的物理化学性能，可以增强复合材料性能，防止产品老化，延长使用周期等效果；本发明中，通过在芳胺结构中引入长链烷基，提高芳胺结构在烯烃材料中相容性，提高其在烯烃材料中的抗氧化作用，提高成品的稳定性。

Description

一种农作物种植用塑料膜
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体地，涉及一种农作物种植用塑料膜。
背景技术
保温和透光是塑料薄膜应用在农用大棚膜领域的基础特性。大棚膜常应用于春季或冬季。当气候变冷时,棚膜内外部之间的温度和湿度存在巨大差异。这种现象导致在薄膜内表面产生大量液滴。液滴的存在使入射光折射并降低农用薄膜的透射率,从而影响农作物的生长与产量。而且这些液滴吸收热量,保温效果变差。普通的棚膜制膜过程中不加入耐老化助剂，使用期仅为4-6个月，可生产一季作物，浪费能源，增加用工和投资。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种农作物种植用塑料膜。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种农作物种植用塑料膜，包括如下重量份原料：
300份线性低密度聚乙烯、12-14份流滴缓释剂、45-60份增容剂、0.3-0.5份纳米粉体、0.4-0.8份光稳定剂、1-3份助剂；
进一步地，流滴缓释剂通过如下步骤制备：
将改性剂、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵混合，然后加入乙二醇，在80℃条件下，边搅拌边加入钠基蒙脱石分散液；加完后继续搅拌反应3h，反应结束后，冷却至室温，然后用去离子水洗涤至硝酸银溶液检测无溴离子为止，在80℃条件下干燥至恒重，研磨过200目筛，得到流滴缓释剂。改性剂通过阳离子表面活性剂的静电作用、疏水作用、氢键作用达到蒙脱石的片层间，增大其层间距，改性剂在蒙脱石的片层间排布；
进一步地，十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵的摩尔比为1：2；改性剂、十六烷基三甲基溴化铵的用量质量比为3：1；改性剂和乙二醇的用量比为1-1.2g：25mL；钠基蒙脱石分散液为钠基蒙脱石和去离子水按照用量比1：10mL混合而成；乙二醇和钠基蒙脱石分散液的体积比为1：5。
进一步地，改性剂通过如下步骤制备：
将环氧化合物、二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺加入二甲基亚砜中，在温度为80℃条件下，反应8h，反应结束后，除去溶剂，用石油醚重结晶，得到改性剂。
进一步地，环氧化合物、二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺的用量质量比为1：1，二甲基亚砜作为溶剂。
进一步地，二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺通过如下步骤制备：
将二乙烯三胺、葡萄糖酸-δ-内酯和无水乙醇混合，在35℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，将得到的反应液静置，经过过滤、洗涤、干燥，得到二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺。
其中，二乙烯三胺、葡萄糖酸-δ-内酯和无水乙醇的用量比为2.5g：9g：60mL。
进一步地，环氧化合物通过如下步骤制备：
步骤S11、在氮气保护条件下，将4-十二烷基苯酚、对甲氧基苯胺和甲苯混合，加入浓盐酸，搅拌30m i n，然后升温回流反应2h，反应结束后，冷却至室温，然后加入少量甲醇稀释，在-15℃条件下冷冻2m i n，然后经过过滤、干燥，得到中间产物1；
步骤S12、将中间产物1加入甲苯中，加入无水氯化铝，然后加热回流反应4h，反应结束后，将得到的有机相用质量分数5％的盐酸水溶液洗涤，洗涤结束后，减压浓缩除去溶剂，得到中间产物2；
步骤S13、将中间产物2、环氧氯丙烷和甲苯混合，加入碳酸钾，升温至75℃，搅拌醚化8h，然后加入氢氧化钠，闭环反应6h，反应结束后，过滤，旋蒸除去溶剂，得到环氧化合物。高分子材料不可避免的受到光、热、氧等作用发生变质和劣化，芳胺类抗氧剂能够更加快速的终止自由基，抗氧化性能更好，常用的芳胺类抗氧剂与烯烃类材料的混合效果差，本发明中，通过在芳胺结构中引入长链烷基，提高芳胺结构在烯烃材料中相容性，提高其在烯烃材料中的抗氧化作用，利用蒙脱石减少具有抗氧结构的改性剂的迁移损失，将制得的环氧化合物与二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺反应，制得改性剂，该改性剂属于非离子型表面活性剂。
环氧化合物的结构如下所示：
Figure BDA0003550329500000031
进一步地，步骤S11中浓盐酸的质量分数为37％，4-十二烷基苯酚、对甲氧基苯胺的摩尔比为1：1；对甲氧基苯胺、甲苯和浓盐酸的用量体积比为2：4：0.4；
步骤S12中中间产物1、无水氯化铝和甲苯的用量比为3g：1g：30mL；
步骤S13中中间产物2、环氧氯丙烷的用量质量比为1：1.5；中间产物2、碳酸钾和氢氧化钠的用量质量比为3.5：1.4：0.4；甲苯作为溶剂。
进一步地，光稳定剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。
进一步地，纳米粉体为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂按照质量比1：1：2混合研磨而成，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
进一步地，所述增容剂为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐。
进一步地，助剂为单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和脱水山梨醇月桂酸单酯等质量混合而成；
该农作物种植用塑料膜通过如下步骤制备：
按重量份称取原料，将称好的原料搅拌，得到预混料，将得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、冷却、牵引、切粒，得到粒料；
将得到的粒料在40℃条件下干燥24h，干燥结束后，吹塑加工，设置吹膜机加工段温度为100-160℃，控制膜厚在0.06-0.09mm；得到一种农作物种植用塑料膜。
本发明的有益效果：
本发明中选用蒙脱石作为缓释基体，可以负载部分改性剂，调整其析出速度，改性剂属于非离子型表面活性剂，同时具有润滑剂的作用，无机填料本身具有特殊的物理化学性能，可以增强复合材料性能，防止产品老化，延长使用周期等效果；蒙脱石可以降低改性剂的迁移率，本发明中，通过在芳胺结构中引入长链烷基，提高含有芳胺结构的改性剂在烯烃材料中相容性，提高其在烯烃材料中的抗氧化作用，利用蒙脱石减少具有抗氧结构的改性剂的迁移损失，提高成品的稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备环氧化合物：
步骤S11、在氮气保护条件下，将4-十二烷基苯酚、对甲氧基苯胺和甲苯混合，加入浓盐酸，搅拌30m i n，然后升温回流反应2h，反应结束后，冷却至室温，然后加入少量甲醇稀释，在-15℃条件下冷冻2m i n，然后经过过滤、干燥，得到中间产物1；浓盐酸的质量分数为37％，4-十二烷基苯酚、对甲氧基苯胺的摩尔比为1：1；对甲氧基苯胺、甲苯和浓盐酸的用量体积比为2：4：0.4；
步骤S12、将中间产物1加入甲苯中，加入无水氯化铝，然后加热回流反应4h，反应结束后，将得到的有机相用质量分数5％的盐酸水溶液洗涤，洗涤结束后，减压浓缩除去溶剂，得到中间产物2；中间产物1、无水氯化铝和甲苯的用量比为3g：1g：30mL；
步骤S13、将中间产物2、环氧氯丙烷和甲苯混合，加入碳酸钾，升温至75℃，搅拌醚化8h，然后加入氢氧化钠，闭环反应6h，反应结束后，过滤，旋蒸除去溶剂，得到环氧化合物。中间产物2、环氧氯丙烷的用量质量比为1：1.5；中间产物2、碳酸钾和氢氧化钠的用量质量比为3.5：1.4：0.4；甲苯作为溶剂。
实施例2
制备流滴缓释剂：
将二乙烯三胺、葡萄糖酸-δ-内酯和无水乙醇混合，在35℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，将得到的反应液静置，经过过滤、洗涤、干燥，得到二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺；二乙烯三胺、葡萄糖酸-δ-内酯和无水乙醇的用量比为2.5g：9g：60mL；
将实施例1制得的环氧化合物、二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺加入二甲基亚砜中，在温度为80℃条件下，反应8h，反应结束后，除去溶剂，用石油醚重结晶，得到改性剂；环氧化合物、二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺的用量质量比为1：1，二甲基亚砜作为溶剂；
将改性剂、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵混合，然后加入乙二醇，在80℃条件下，边搅拌边加入钠基蒙脱石分散液；加完后继续搅拌反应3h，反应结束后，冷却至室温，然后用去离子水洗涤至硝酸银溶液检测无溴离子为止，在80℃条件下干燥至恒重，研磨过200目筛，得到流滴缓释剂；十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵的摩尔比为1：2；改性剂、十六烷基三甲基溴化铵的用量质量比为3：1；改性剂和乙二醇的用量比为1g：25mL；钠基蒙脱石分散液为钠基蒙脱石和去离子水按照用量比1：10mL混合而成；乙二醇和钠基蒙脱石分散液的体积比为1：5。
实施例3
制备流滴缓释剂：
将二乙烯三胺、葡萄糖酸-δ-内酯和无水乙醇混合，在35℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，将得到的反应液静置，经过过滤、洗涤、干燥，得到二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺；二乙烯三胺、葡萄糖酸-δ-内酯和无水乙醇的用量比为2.5g：9g：60mL；
将实施例1制得的环氧化合物、二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺加入二甲基亚砜中，在温度为80℃条件下，反应8h，反应结束后，除去溶剂，用石油醚重结晶，得到改性剂；环氧化合物、二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺的用量质量比为1：1，二甲基亚砜作为溶剂；
将改性剂、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵混合，然后加入乙二醇，在80℃条件下，边搅拌边加入钠基蒙脱石分散液；加完后继续搅拌反应3h，反应结束后，冷却至室温，然后用去离子水洗涤至硝酸银溶液检测无溴离子为止，在80℃条件下干燥至恒重，研磨过200目筛，得到流滴缓释剂；十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵的摩尔比为1：2；改性剂、十六烷基三甲基溴化铵的用量质量比为3：1；改性剂和乙二醇的用量比为1.2g：25mL；钠基蒙脱石分散液为钠基蒙脱石和去离子水按照用量比1：10mL混合而成；乙二醇和钠基蒙脱石分散液的体积比为1：5。
实施例4
制备农作物种植用塑料膜：
按重量份称取300份线性低密度聚乙烯、12份实施例3制得的流滴缓释剂、45份线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、0.3份纳米粉体、0.4份4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1份助剂；将称好的原料搅拌，得到预混料，将得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、冷却、牵引、切粒，得到粒料；
将得到的粒料在40℃条件下干燥24h，干燥结束后，吹塑加工，设置吹膜机加工段温度为100-160℃，控制膜厚在0.06mm；得到一种农作物种植用塑料膜。
其中，纳米粉体为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂按照质量比1：1：2混合研磨而成，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；助剂为单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和脱水山梨醇月桂酸单酯等质量混合而成。
实施例5
制备农作物种植用塑料膜：
按重量份称取300份线性低密度聚乙烯、13份实施例3制得的流滴缓释剂、50份线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、0.4份纳米粉体、0.6份4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2份助剂；将称好的原料搅拌，得到预混料，将得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、冷却、牵引、切粒，得到粒料；
将得到的粒料在40℃条件下干燥24h，干燥结束后，吹塑加工，设置吹膜机加工段温度为100-160℃，控制膜厚在0.09mm；得到一种农作物种植用塑料膜。
其中，纳米粉体为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂按照质量比1：1：2混合研磨而成，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；助剂为单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和脱水山梨醇月桂酸单酯等质量混合而成。
实施例6
制备农作物种植用塑料膜：
按重量份称取300份线性低密度聚乙烯、14份实施例4制得的流滴缓释剂、60份线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐、0.5份纳米粉体、0.8份4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、3份助剂；将称好的原料搅拌，得到预混料，将得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、冷却、牵引、切粒，得到粒料；
将得到的粒料在40℃条件下干燥24h，干燥结束后，吹塑加工，设置吹膜机加工段温度为100-160℃，控制膜厚在0.09mm；得到一种农作物种植用塑料膜。
其中，纳米粉体为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂按照质量比1：1：2混合研磨而成，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；助剂为单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和脱水山梨醇月桂酸单酯等质量混合而成。
对比例1
将4-十二烷基苯酚、环氧氯丙烷和甲苯混合，加入碳酸钾，升温至75℃，搅拌醚化8h，然后加入氢氧化钠，闭环反应6h，反应结束后，过滤，旋蒸除去溶剂，得到环氧化合物A。4-十二烷基苯酚、环氧氯丙烷的用量摩尔比为1：5；4-十二烷基苯酚、碳酸钾和氢氧化钠的用量质量比为2.6：1.4：0.4；甲苯作为溶剂。
将实施例3中的环氧化合物换成环氧化合物A，其余原料及制备过程保持不变。
对比例2
将实施例5中的流滴缓释剂换成对比例1制得的样品，其余原料及制备过程保持不变。
对比例3
与实施例5相比不添加流滴缓释剂，其余原料及制备过程保持不变。
对实施例4-6和对比例2-3制得的样品进行测试，将薄膜裁切成哑铃形试样，于室温下恒温48h，消除应力后再进行测试。样品尺寸长50mm，宽4mm，标距25mm，测试按照标准GB/T1040.3-2006进行；取5组试样进行测试，取平均值。
测试结果如下表1所示：
表1
实施例4 实施例5 实施例6 对比例2 对比例3
拉伸强度/MPa(纵向) 49.5 50.1 49.8 44.1 23.8
断裂伸长率/％(纵向) 958.4 958.8 958.7 860.3 683.5
将使用30天后的样品覆在加速流滴仪上进行测试，从测试开始到薄膜最低处汇集的第一滴水滴滴落的时间，即为初滴时间，记录相应数据。取5组试样进行测试，取平均值。
测试结果如下表2所示：
表2
实施例4 实施例5 实施例6 对比例2 对比例3
初滴时间/秒 132 131 132 213 235
测试前接触角/<sup>O</sup> 74.5 74.2 74.3 85.4 91.2
测试前接触角/<sup>O</sup> 67.4 67.2 67.4 84.6 91.1
从测试结果可知本发明制得的薄膜表面润湿性较好，具有良好的力学性能，使用效果更加稳定。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，包括如下重量份原料：
300份线性低密度聚乙烯、12-14份流滴缓释剂、45-60份增容剂、0.3-0.5份纳米粉体、0.4-0.8份光稳定剂、1-3份助剂；
所述流滴缓释剂通过如下步骤制备：
将改性剂、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵混合，然后加入乙二醇，在80℃条件下，边搅拌边加入钠基蒙脱石分散液；加完后继续搅拌反应3h，洗涤，干燥至恒重，研磨过200目筛，得到流滴缓释剂。
2.根据权利要求1所述的一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，改性剂通过如下步骤制备：
将环氧化合物、二[2-(D-葡萄糖酰胺基)乙基]胺加入二甲基亚砜中，在温度为80℃条件下，反应8h，得到改性剂。
3.根据权利要求2所述的一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，所述环氧化合物通过如下步骤制备：
步骤S11、在氮气保护条件下，将4-十二烷基苯酚、对甲氧基苯胺和甲苯混合，加入浓盐酸，搅拌30min，然后升温回流反应2h，得到中间产物1；
步骤S12、将中间产物1加入甲苯中，加入无水氯化铝，然后加热回流反应4h，得到中间产物2；
步骤S13、将中间产物2、环氧氯丙烷和甲苯混合，加入碳酸钾，升温至75℃，搅拌醚化8h，然后加入氢氧化钠，闭环反应6h，得到环氧化合物。
4.根据权利要求1所述的一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，光稳定剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶。
5.根据权利要求1所述的一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，纳米粉体为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛和硅烷偶联剂按照质量比1：1：2混合而成，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，所述增容剂为线性低密度聚乙烯接枝马来酸酐。
7.根据权利要求1所述的一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，助剂为单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和脱水山梨醇月桂酸单酯等质量混合而成。
8.根据权利要求1所述的一种农作物种植用塑料膜，其特征在于，所述农作物种植用塑料膜通过如下步骤制备：
将原料搅拌，得到预混料，将得到的预混料通过双螺杆挤出机进行熔融挤出、冷却、牵引、切粒，得到粒料；将得到的粒料在40℃条件下干燥24h，干燥结束后，吹塑加工，得到一种农作物种植用塑料膜。
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