CN116837488A - 一种高透耐用反光布及其制备方法 - Google Patents

一种高透耐用反光布及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及反光布的技术领域，具体公开了一种高透耐用反光布及其制备方法。该反光布以包括高透耐用反光丝的原料制备得到，所述高透耐用反光丝包括以下原料：聚丙烯树脂50‑60份，线性低密度聚乙烯树脂25‑30份，反光填料2‑6份，抗老化助剂2‑5份，聚丙烯酸甲酯5‑8份；所述反光填料包括以下重量份的原料：钛白颗粒60‑70份，玻璃微珠10‑15份，反光性纸膜废料25‑45份，碳酸氢盐粉末8‑12份。该反光布具有反光率高、透水透气性好且强度高的优点。

Description

一种高透耐用反光布及其制备方法
技术领域
本申请涉及反光布的技术领域，更具体地说，它涉及一种高透耐用反光布及其制备方法。
背景技术
近几年随着我国农业的迅速发展，农用地膜的使用量有了大幅度提升，并且对农用地膜的要求也是在逐步提高。农用地膜具有保水保肥功能，能够有效的控制土壤的温度、湿度，营造一个有利于植物生长的土壤环境；此外，农用地膜上的微孔结构能够透气渗水，利于土壤中微生物的呼吸。
但是某些农作物处于背光区或是树冠的下方时，使得农作物(例如水果)表面难以接受到充足的阳光照射，从而导致作物的产量以及质量不高，因此，反光布(或者说是反光地膜)就产生了。当阳光照射到反光布上的时候，通过反射光线被反射到农作物上，以为农作物生长发育提供充足光照。
现有的反光布其制备方法多为将多层膜复合得到反光膜，其至少包括一层反光作用的上表面膜和一层保温作用的底膜。例如CN 106818334 A的申请文件公开了一种反光地膜，该地膜从上表面到下表面因此包括上保护层、胶粘剂层、反光涂层以及下保护层，其中的下保护层靠近反光涂层的一侧具有棱镜基层，通过反光涂层以及下保护层的结合，使得该反光膜的反光率在高达96％。但是这种复合膜，首先在制备时工艺繁琐，需要将多层膜粘接得到；其次存在各层粘接不牢固的问题；此外，其透水透气性不佳。
但是制备一层膜使其兼具反光和保温、优异强度的效果，是比较困难的，其主要是反光效果不佳，一般的反光率仅仅为55％左右；透水透气性也需要进一步提高。
因此提供一种反光率高、透水透气性好且强度高的反光布或者反光膜是十分必要的。
发明内容
为了改善现有反光膜或反光布的综合性能，本申请提供一种高透耐用反光布及其制备方法，该反光布具有反光率高、透水透气性好且强度高的优点。
第一方面，本申请提供一种高透耐用反光布，采用如下的技术方案：
一种高透耐用反光布，所述高透耐用反光布以包括高透耐用反光丝的原料制备得到，以所述高透耐用反光丝的重量为参考，所述高透耐用反光丝包括以下原料：
聚丙烯树脂50-60份，线性低密度聚乙烯树脂25-30份，反光填料2-6份，抗老化助剂2-5份，聚丙烯酸甲酯5-8份，碳酸氢盐粉末8-12份；
以所述反光填料的重量为参考，所述反光填料包括以下重量份的原料：钛白颗粒60-70份，玻璃微珠10-15份，反光性纸膜废料25-45份。
通过采用上述技术方案，以编织方式得到反光布，避免多层粘接出现不牢固的情况。制备该反光布的反光丝，是以特定原料制备得到的。通过聚丙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂作为树脂主体，其中的聚丙烯树脂制备得到的反光丝本身具有一定的透气性，且具有一定的降解特性，因而更加环保。本申请将聚丙烯树脂和线性低密度聚乙烯树脂复配的优势在于：1、线性低密度聚乙烯树脂本身具有抗张强度和抗撕裂强度高、韧性佳、耐高低温以及光学特性优异的优势；2、线性低密度聚乙烯树脂和聚丙烯树脂复合后，一方面本身会提高树脂的强度、韧性以及耐候性(耐高低温等)，另一方面，线性低密度聚乙烯树脂和聚丙烯树脂进一步交联复合，得到紧密互穿结构，从而有效改善树脂的强度以及树脂包覆反光填料的包覆稳定性。
本申请选用的反光填料中，不仅仅是依赖于钛白颗粒起到反光作用，更重要的是依赖添加的玻璃微珠和反光性纸膜废料配合作用以提高反光布的反光率。具体为：反光性纸膜废料本身具有优异的反光特性，将该废料用于制备反光布时，一方面可以实现废物利用，更加节能环保；另一方面反光性纸膜废料和玻璃微珠配合使用时具有镜面反射效果。单独选用反光性纸膜废料时，该废料杂乱无章地分散在树脂内，其反光效果不佳；将其和玻璃微珠配合使用时，反光性纸膜废料更倾向于贴附在玻璃微珠表面，使得反光性纸膜废料的分散更加有序，而玻璃微珠的小粒径优势使制备得到的反光布具有更光滑的表面，从而显著提高反光布的反光率。此外，本申请通过添加聚丙烯酸甲酯以提高反光填料和树脂的分散均匀性，从而保证反光布的高反光率和高强度。
另外，在制备反光丝时添加的碳酸氢盐粉末能够分解释放二氧化碳气体，使得树脂内含有一定的气泡，从而使得反光布的透气性得以提高。但是这里需要注意的是，碳酸氢盐粉末的添加量较多时将影响反光布的强度。
可选的，所述玻璃微珠的粒径为10-110μm。
可选的，所述反光性纸膜废料为粉末状，其粒径为10-200μm。
通过采用上述技术方案，粉末状的反光性纸膜废料能够很好地和其他组分混合均匀，以发挥其优异的反光效果。
可选的，所述反光性纸膜废料选自镭射膜废料、镭射烫金纸废料和镀铝膜中的任意一种或多种。
通过采用上述技术方案，以上来源的反光性纸膜废料是比较多的，因此可以保证制备反光膜的原料是充足的。此外，选择上述原料，其本身具有优异的光反射能力，以显著提高反光布的反光效果。
可选的，所述碳酸氢盐粉末选自碳酸氢钠和碳酸氢钙中的任意一种或两种。
通过采用上述技术方案，以提供能够遇热分解的物质，使得反光丝本身具有气孔，从而具有透气性。以上两种物质，因为碳酸氢钠常温稳定，所以优选碳酸氢钠。
可选的，所述玻璃微珠选自空心玻璃微珠和实心玻璃微珠中的任意一种或二者的混合物。
可选的，所述钛白颗粒的直径为1.5-2.5mm，高度为4-5mm。
可选的，所述反光布的厚度为0.012-0.016mm。
第二方面，本申请提供一种上述反光布的制备方法，采用如下的技术方案：
上述反光布的制备方法，制备方法包括以下步骤：
A1、将上述配量的反光填料和聚丙烯酸甲酯混合均匀，随后加入配量的其余各原料并混合均匀，随后经熔融、挤出、喷丝、冷却后拉伸，得到反光丝；
A2、多根所述反光丝聚合成网，得到不织布；
A3、多层所述不织布交叠黏连，得到所述反光布。
通过采用上述技术方案，在熔融时，树脂熔融，反光填料中的玻璃微珠、反光性纸膜废料等因其耐高温性保持形态不变，而碳酸氢盐粉末逐渐分解释放二氧化碳；采用上述方案最终制备得到反光率、强度以及透气性显著改善的反光布。
可选的，步骤A1中拉伸时拉伸温度为125-130℃，拉伸比例为180-220％。
可选的，步骤A3中多层所述不织布通过热轧黏连，热轧温度为150-170℃。
通过采用上述技术方案，使得多层不织布结合强度高，使得反光布经久耐用。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请的反光填料中通过玻璃微珠和反光性纸膜废料的配合使用，使得反光性纸膜废料尽可能贴附在玻璃微珠上，以具有镜面反射效果，从而显著提高反光布的反光率。
2、本申请通过聚丙烯酸甲酯的添加，以进一步提高反光填料在树脂中的分散稳定性，从而使得反光布具有优异的反光效果以及强度。
3、本申请通过碳酸氢盐的添加，以进一步提高反光布的透气性；而碳酸氢盐的添加量过多将使得反光布的强度降低，添加量过少将导致反光布的透气性降低，因此碳酸氢盐的添加量应该适当，以使得反光布的透气性和强度均优异。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
钛白颗粒是直径为2mm,高度为4.5mm的圆柱体，通过市售获得，可以购自莱州日昇进出口贸易有限公司；空心玻璃微珠和实心玻璃微珠的粒径均分布在10-110μm的范围内，市售获得；聚丙烯酸甲酯的CAS号为9003-21-8；聚丙烯树脂市售获得，可以是购自上海恒沣塑化有限公司。线性低密度聚乙烯树脂市售获得。抗老化助剂主要是抗氧剂，抗氧剂可以是抗老化助剂Irganox 1076，购自巴斯夫，属于塑料添加剂。
本申请制备得到的反光布具有反光率高、透水透气性好且强度高的优点，其光反射率为94-98％，水汽透过率为342.8-393.4g/m2·24h，抗撕裂强度为90-102N；氙弧灯老化后反光布无明显色变，热氧老化后反光布表面无明显气泡，高湿热老化后反光布无外观问题且黄化指数ΔYI＜2；该反光布的使用寿命为2-3年。
实施例
实施例1
一种高透耐用反光布，该高透耐用反光布是以高透耐用反光丝为主要原料编织得到。高透耐用反光丝包括以下原料：聚丙烯树脂50kg，线性低密度聚乙烯树脂25kg，反光填料2kg，抗老化助剂Irganox 1076 2kg，聚丙烯酸甲酯5kg。
反光填料的原料为：钛白颗粒6kg，实心玻璃微珠1kg，反光性纸膜废料2.5kg，碳酸氢盐粉末0.8kg。其中，反光性纸膜废料具体是镭射膜废料1.25kg，镭射烫金纸废料1.25kg，将这两种废料分别粉碎后筛得粒径分布在10-200μm的范围内的部分，按照上述量混合，得到本实施例所需的反光性纸膜废料。
该高透耐用反光布的制备方法为：
A1、将上述配量的反光填料和聚丙烯酸甲酯置于塑料混合机中并在常温下搅拌以混合均匀，随后加入配量的其余各原料并搅拌混合均匀。随后将搅拌均匀的原料抽料至螺旋挤出机内，经熔融后挤出，随后挤出料进入喷丝箱内进行喷丝，然后风力冷却：空调温度为18℃、风力5m/s，冷却后采用拉伸器在125℃温度下以180％的拉伸比例进行拉伸，得到反光丝。
A2、多根反光丝在高温条件下于网帘上聚合成网，形成不织布；
A3、多层不织布在网帘上交叠黏连，进一步在150℃的温度下热轧得到反光布，反光布的厚度为0.016mm。
实施例2
一种高透耐用反光布，该高透耐用反光布是以高透耐用反光丝为主要原料编织得到。高透耐用反光丝包括以下原料：聚丙烯树脂56kg，线性低密度聚乙烯树脂28kg，反光填料5kg，抗老化助剂Irganox 1076 3.5kg，聚丙烯酸甲酯6kg。
反光填料的原料为：钛白颗粒6.5kg，实心玻璃微珠1.3kg，反光性纸膜废料3.5kg，碳酸氢盐粉末1.0kg。其中，反光性纸膜废料具体是镭射膜废料1.25kg，镭射烫金纸废料1.25kg，镀铝膜1.0kg，将这三种废料分别粉碎后筛得粒径分布在10-200μm的范围内的部分，按照上述量混合，得到本实施例所需的反光性纸膜废料。
该高透耐用反光布的制备方法为：
A1、将上述配量的反光填料和聚丙烯酸甲酯置于塑料混合机中并在常温下搅拌以混合均匀，随后加入配量的其余各原料并搅拌混合均匀。随后将搅拌均匀的原料抽料至螺旋挤出机内，经熔融后挤出，随后挤出料进入喷丝箱内进行喷丝，然后风力冷却：空调温度为18℃、风力5.5m/s，冷却后采用拉伸器在128℃温度下以200％的拉伸比例进行拉伸，得到反光丝。
A2、多根反光丝在高温条件下于网帘上聚合成网，形成不织布；
A3、多层不织布在网帘上交叠黏连，进一步在160℃的温度下热轧得到反光布，反光布的厚度为0.014mm。
实施例3
一种高透耐用反光布，该高透耐用反光布是以高透耐用反光丝为主要原料编织得到。高透耐用反光丝包括以下原料：聚丙烯树脂60kg，线性低密度聚乙烯树脂30kg，反光填料6kg，抗老化助剂Irganox 1076 5.0kg，聚丙烯酸甲酯8kg。
反光填料的原料为：钛白颗粒7.0kg，实心玻璃微珠1.5kg，反光性纸膜废料4.5kg，碳酸氢盐粉末1.2kg。其中，反光性纸膜废料具体是镭射烫金纸废料2.5kg，镀铝膜20kg，将这三种废料分别粉碎后筛得粒径分布在10-200μm的范围内的部分，按照上述量混合，得到本实施例所需的反光性纸膜废料。
该高透耐用反光布的制备方法为：
A1、将上述配量的反光填料和聚丙烯酸甲酯置于塑料混合机中并在常温下搅拌以混合均匀，随后加入配量的其余各原料并搅拌混合均匀。随后将搅拌均匀的原料抽料至螺旋挤出机内，经熔融后挤出，随后挤出料进入喷丝箱内进行喷丝，然后风力冷却：空调温度为18℃、风力6.0m/s，冷却后采用拉伸器在130℃温度下以220％的拉伸比例进行拉伸，得到反光丝。
A2、多根反光丝在高温条件下于网帘上聚合成网，形成不织布；
A3、多层不织布在网帘上交叠黏连，进一步在170℃的温度下热轧得到反光布，反光布的厚度为0.012mm。
实施例4
本实施例和实施例2的区别在于反光填料的原料中以等重量的空心玻璃微珠替换实心玻璃微珠其他同实施例2。
实施例5
本实施例和实施例2的区别在于反光填料的原料中实心玻璃微珠的添加量不同，实心玻璃微珠的添加量具体为1.0kg，其他同实施例2。
实施例6
本实施例和实施例2的区别在于反光填料的原料中实心玻璃微珠的添加量不同，实心玻璃微珠的添加量具体为1.5kg，其他同实施例2。
实施例7
本实施例和实施例2的区别在于反光填料的原料中反光性纸膜废料的添加量不同，反光性纸膜废料的添加量为2.5kg，具体为：镭射膜废料0.9kg，镭射烫金纸废料0.9kg，镀铝膜0.7kg，其他同实施例2。
实施例8
本实施例和实施例2的区别在于反光填料的原料中反光性纸膜废料的添加量不同，反光性纸膜废料的添加量为4.5kg，具体为：镭射膜废料1.6kg，镭射烫金纸废料1.6kg，镀铝膜1.3kg，其他同实施例2。
对比例
对比例1
本对比例和实施例2的区别在于反光填料的原料中实心玻璃微珠的添加量不同，实心玻璃微珠的添加量具体为0.7kg，其他同实施例2。
对比例2
本对比例和实施例2的区别在于反光填料的原料中实心玻璃微珠的添加量不同，实心玻璃微珠的添加量具体为1.8kg，其他同实施例2。
对比例3
本对比例和实施例2的区别在于反光填料的原料中反光性纸膜废料的添加量不同，反光性纸膜废料的添加量为2.0kg，具体为：镭射膜废料0.7kg，镭射烫金纸废料0.7kg，镀铝膜0.6kg，其他同实施例2。
对比例4
本对比例和实施例2的区别在于反光填料的原料中反光性纸膜废料的添加量不同，反光性纸膜废料的添加量为6.0kg，具体为：镭射膜废料2.1kg，镭射烫金纸废料2.1kg，镀铝膜1.8kg，其他同实施例2。
对比例5
本对比例和实施例2的区别在于反光填料中不含有反光性纸膜废料，其他同实施例2。
对比例6
本对比例和实施例2的区别在于反光填料中不含有实心玻璃微珠，其他同实施例2。
对比例7
本对比例和实施例2的区别在于制备反光丝的原料中不含有聚丙烯酸甲酯，其他同实施例2。
对比例8
本对比例和实施例2的区别在于制备反光丝的原料中将线性低密度聚乙烯树脂等重量替换为聚丙烯树脂，即制备高透耐用反光丝的原料为：聚丙烯树脂84kg，反光填料5kg，抗老化助剂Irganox 1076 3.5kg，聚丙烯酸甲酯6kg，其他同实施例2。
对比例9
本对比例和实施例2的区别在于反光填料中不含有碳酸氢盐，其他同实施例2。
性能检测试验
检测方法/试验方法
1、以C84-III反射率测定仪ISO3906-1980(E)测定光反射率；参照ASTM F1249-2020《用调制红外线传感器测定塑料膜和薄板水蒸气透过性的试验方法》的相关规定测定水汽透过率，在温度25℃、湿度50％的条件下进行检测；参照ISO 6383/2《塑料薄膜和薄片耐撕裂性的测定-第二部分：埃莱门多夫法》测定反光膜的抗撕裂强度。相关检测结果见表1和表2。
表1不同反光布的反射率、水汽透过率以及抗撕裂强度
从表1实施例1-8的数据结果表明，本申请制备得到的反光布具有反射率高、透水性好以及抗撕裂强度高的优点。
比较实施例2和实施例4，玻璃微珠选择为实心玻璃微珠或者空心玻璃微珠时，两种反光布的反光效果和透气性差别较小，但是以实心玻璃微珠制备得到的反光布的抗撕裂强度会稍微高于以空心玻璃微珠制备得到的反光布。
比较实施例2、实施例5-6以及对比例1-2的数据结果看出，玻璃微珠的添加量对反光布的反光效果和抗撕裂强度有较大的影响。玻璃微珠添加量的多少直接影响玻璃微珠和反光性纸膜废料的分布状态。对比例1中，玻璃微珠添加量过少，将有部分反光性纸膜废料难以贴附在玻璃微珠上，因此部分反光性纸膜废料在树脂内处于杂乱无序的状态，从而影响其反光效果；此外玻璃微珠的添加量少，反光性纸膜废料没有充足的依托主体和贴附主体，因此影响玻璃微珠、反光性纸膜废料和树脂的体系稳定性，从而影响反光布的抗撕裂强度；但是整体来讲，玻璃微珠添加量少对反光布的透气性影响较小。对比例2中，玻璃微珠添加量过多，将有部分玻璃微珠上没有贴附足够的反光性纸膜废料，因而其整体的镜面反射效果差，从而影响反光布的反光效果；此外玻璃微珠的添加量多，也会影响玻璃微珠、反光性纸膜废料和树脂的体系稳定性，从而影响反光布的抗撕裂强度；此外，玻璃微珠添加量过多时，反光布的透气性也收到明显的负面影响，这可能是因为：制备反光布的时候碳酸氢盐产生的气泡在过多玻璃微珠的阻力下难以溢出，使得反光丝上的气泡量减少，进而影响反光布的透气性。比较实施例2、实施例7-8以及对比例3-4的数据，也出现了和以上实施方案类似的结果。
实施例2、对比例5-6说明，制备反光膜时，玻璃微珠和反光性纸膜废料都是不可缺少的。任何一种原料的缺失都会导致贴附有反光性纸膜废料的玻璃微珠含量减少，将显著影响反光布的反光效果。此外，任何一种原料的缺失都会导致树脂体系不稳定，从而影响反光布的抗撕裂强度。但是二者缺失其中之一，对反光布的透气性影响较小。
比较实施例2和对比例7，若制备反光丝的原料中不含有聚丙烯酸甲酯，将直接影响的是玻璃微珠和反光性纸膜废料在树脂中的分散稳定性，进而导致反光膜的抗撕裂强度和反射率；但是反光布的水汽透过率变化不大。比较实施例2和对比例8，将制备反光丝原料中的线性低密度聚乙烯树脂等重量替换为聚丙烯树脂时，线性低密度聚乙烯树脂和聚丙烯树脂的三维网络结构将直接不存在，这会直接影响反光布的抗撕裂强度。但是相对来讲，反光布的反射率和水汽透过率影响较小。而对比例9中不添加碳酸氢盐，对反光布的透气性影响较大，反射率和抗撕裂强度的影响相对较小。
2、参照GB/T16422.2-2022《塑料实验室光源曝光试验方法》的相关规定测定耐老化性能。(1)、氙弧灯老化：温度65℃，相对湿度50％。(2)、热氧老化：加热后状态的评估观察，150℃放置30min，视觉观察是否有气泡。(3)、高湿热老化：在温度70℃、相对湿度95％的条件下，经过48h的试验，观察外观和颜色变化，试样黄变指数(△YI)参照国标GB 2409《塑料黄变指数试验方法》的相关规定进行测定。
表2不同反光布的老化试验结果
实施方案 氙弧灯老化 热氧老化 高湿热老化
实施例2 无明显变色现象 反光布表面无气泡 无外观问题，ΔYI＜2
实施例4 无明显变色现象 反光布表面无气泡 无外观问题，ΔYI＜2
从表2的数据结果中看出，本申请的反光布耐老化性能优异。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种高透耐用反光布，其特征在于，所述高透耐用反光布以包括高透耐用反光丝的原料制备得到，以所述高透耐用反光丝的重量为参考，所述高透耐用反光丝包括以下原料：
聚丙烯树脂50-60份，线性低密度聚乙烯树脂25-30份，反光填料2-6份，抗老化助剂2-5份，聚丙烯酸甲酯5-8份；
以所述反光填料的重量为参考，所述反光填料包括以下重量份的原料：钛白颗粒60-70份，玻璃微珠10-15份，反光性纸膜废料25-45份，碳酸氢盐粉末8-12份。
2.根据权利要求1所述的反光布，其特征在于，所述玻璃微珠的粒径为10-110μm。
3.根据权利要求1所述的反光布，其特征在于，所述反光性纸膜废料为粉末状，其粒径为10-200μm。
4.根据权利要求1所述的反光布，其特征在于，所述反光性纸膜废料选自镭射膜废料、镭射烫金纸废料和镀铝膜中的任意一种或多种。
5.根据权利要求4所述的反光布，其特征在于，所述碳酸氢盐粉末选自碳酸氢钠和碳酸氢钙中的任意一种或两种。
6.根据权利要求1所述的反光布，其特征在于，所述玻璃微珠选自空心玻璃微珠和实心玻璃微珠中的任意一种或二者的混合物。
7.权利要求1-6任意一项所述反光布的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
A1、将上述配量的反光填料和聚丙烯酸甲酯混合均匀，随后加入配量的其余各原料并混合均匀，随后经熔融、挤出、喷丝、冷却后拉伸，得到反光丝；
A2、多根所述反光丝聚合成网，得到不织布；
A3、多层所述不织布交叠黏连，得到所述反光布。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤A1中拉伸时拉伸温度为125-130℃，拉伸比例为180-220%。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤A3中多层所述不织布通过热轧黏连，热轧温度为150-170℃。
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