CN1296423C - 纳米材料改性聚乙烯地面覆盖薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纳米材料改性聚乙烯地面覆盖薄膜，是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂1～98，纳米级碳酸钙改性材料1～50，加工助剂0.03～5。它解决了已有的地膜因物理机械性能差、耐老化性差而导致残膜回收困难、回收率低、劳动强度大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及聚乙烯吹塑地面覆盖薄膜，尤其是纳米材料改性聚乙烯地面覆盖薄膜。
背景技术
随着农业的发展，农用塑料已成为“高效农业”必不可少的重要生产资料。但塑料的降解或分解需要几十年甚至更长时间，它们会给环境造成极大地和持续的污染。农用地膜是用量最大的一类，一方面它提高了生产效益，同时面临着环境污染的问题，也不符合国家关于环保和可持续发展的政策以及国际的发展趋势。为此，人们一直在尝试各种解决办法。主要有两大类，一种办法是使地膜降解或分解缓解和减轻污染，另一种是回收田间残留地膜的办法。在研究和生产可降解或分解地膜方面，人们尝试了光降解地膜和生物降解地膜，因存在要增加转光剂、光敏物质或降解物质、需要特殊设备、技术要求高、技术难度大、影响透光性、价格也高等问题，最主要的是降解地膜要和作物的生长周期相适应，也就是说降解地膜受气候的影响，例如，若转光剂、光敏物质或降解物质加多了，地膜可能在作物成熟之前降解，影响产量，若转光剂、光敏物质或降解物质加少了，地膜可能在作物成熟之后一段时间才降解，影响后面的农事工作，有时因气候的变化如多雨或干旱等而影响降解地膜的降解时期，导致减产，正因如此，到目前为止还没有技术成熟、质量稳定且大规模使用的产品问世。另一方面，地膜回收包括人工回收和地膜回收机回收，因不同作物生长习性以及栽培模式的不同，地膜物理机械性能和耐老化性差，残膜面积较小，回收时容易断裂，使得地膜回收机的回收率较低难以达到生产的技术要求，目前没有使用；不得已而进行人工回收残膜，人工回收残膜回收率较高，但因地膜存在地膜物理机械性能和耐老化性差的问题，使得人工回收效率低、成本高、劳动强调大，尤其是象新疆的大面积集约化生产模式，一块地少则几十亩多则上百亩，上述问题尤为突出。总之，上述地膜污染皆因地膜本身性能造成的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有物理机械性能好、耐老化性好、成本低以及利于回收再利用、利于环保的作用的纳米材料改性聚乙烯地面覆盖薄膜。
本发明从地膜的回收利用角度出发，在保证地膜的具有增温、保墒、增光、增产和灭草等普通农用地面薄膜的五大生态效应的下，通过加入纳米级改性材料来降低成本同时提高地膜的物理机械性能，以利于残膜的人工和机械回收。
一种纳米材料改性聚乙烯地面覆盖薄膜，是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂1～98，纳米级碳酸钙改性材料1～50，加工助剂0.03～5。
上述的地面覆盖薄膜，加工助剂为芥酸酰胺或油酸酰胺。
上述的地面覆盖薄膜，聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的一种或几种的混合物。
上述的地面覆盖薄膜，聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯70～90份和高密度聚乙烯5～28份的混合物。
上述的地面覆盖薄膜，聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯70～90份和低密度聚乙烯3～20份的混合物。
上述的地面覆盖薄膜，聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯60～90份、低密度聚乙烯3～20份和高密度聚乙烯5～25份的混合物。
上述的地面覆盖薄膜，聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯50～70、低密度聚乙烯10～20、中密度聚乙烯3～15和高密度聚乙烯5～30的混合物。
本发明的制备方法是：将纳米级碳酸钙改性材料、聚乙烯树脂和加工助剂按上述技术方案的份数配比加入混合机混合后，送入储料罐中，后经自动上料机送入挤出机料斗，物料在料筒中按照一定的工艺温度熔融塑化后，经挤出吹塑成型，最后经牵引收卷制备成薄膜。
因本发明在地膜的制备中加入了纳米级碳酸钙改性材料，随着纳米级碳酸钙改性材料份量的增加，薄膜的相关性能得到了改善，助剂的加入同样也会使得薄膜利于成型加工以及性能的提高，但是助剂价格昂贵，随着纳米级碳酸钙改性材料的加入，薄膜性能得到了改善和提高，则可相应减少相关助剂的用量，而纳米级碳酸钙改性材料价格低，加上不改变原来薄膜生产工艺，大大降低了生产成本，可降低100-300元/吨，同时也达到了薄膜性能与成本价格的最佳配比，很好地解决了地膜性能与成本相矛盾的问题；再者，加入了纳米级碳酸钙改性材料，不但不影响原有的加工条件(如工艺温度)，而且与树脂相容性好，改性材料中的小粒径的无机粒子表面缺陷少，非配对原子多，比表面积大，与聚合物发生物理或化学结合的可能性大，分散性较好，粒子与基体间的界面粘结，可以承受更大的负荷，从而达到了既增强又增韧的目的，改善了地膜的性能，特别是在物理机械性能方面，拉伸负荷比技术指标提高了近2倍，断裂伸长率提高了3-5倍，直角撕裂负荷提高了2倍多(见表1)，这样就便于机械和人工回收，可提高回收率，降低回收成本，减轻环境污染。若聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或高密度聚乙烯的几种混合物，例如聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯的混合物，因为线型低密度聚乙烯在强度、韧性、刚性、耐油性和耐热性都优于低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，但是其熔体粘度大，加工性能不好；而低密度聚乙烯加工性能好，高密度聚乙烯的透明性、机械性能好，这样按一定配比达到了性能的最佳结合，则可进一步提高回收率、降低生产和回收成本、减轻环境污染。
附图说明
附表为本发明性能检测表。
具体实施方式
实施例1
本发明是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯1，纳米级碳酸钙改性材料1，加工助剂为芥酸酰胺0.03。
实施例2
本发明是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯49，纳米级碳酸钙改性材料25，加工助剂为芥酸酰胺2。
实施例3
本发明是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯98，纳米级碳酸钙改性材料50，加工助剂为芥酸酰胺5。
实施例4
本发明是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯95，纳米级碳酸钙改性材料30，加工助剂为芥酸酰胺1。
实施例5
本发明是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯80，纳米级碳酸钙改性材料5，加工助剂为芥酸酰胺0.3。
在实施例1～5中，聚乙烯树脂可为低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的任一种，加工助剂可为油酸酰胺。
实施例6
实施例6与实施例1～5任一实施例不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯70份和高密度聚乙烯28份的混合物。
实施例7
实施例7与实施例6不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯80份和高密度聚乙烯16份的混合物。
实施例8
实施例8与实施例7不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯90份和高密度聚乙烯8份的混合物。
实施例9
实施例9与实施例6～8不同之处在于线型低密度聚乙烯替换为低密度聚乙烯。
实施例10
实施例10与实施例1～9任一实施例不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯90份、低密度聚乙烯10份和高密度聚乙烯5份的混合物。
实施例11
实施例11与实施例10不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯70份、低密度聚乙烯20份和高密度聚乙烯8份的混合物。
实施例12
实施例12与实施例11不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯80份、低密度聚乙烯3份和高密度聚乙烯15份的混合物。
实施例13
实施例13与实施例12不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯份65、低密度聚乙烯8份和高密度聚乙烯25份的混合物。
实施例14
实施例14与实施例13不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯60份、低密度聚乙烯3份和高密度聚乙烯5份的混合物。
实施例15
实施例15与实施例1～14任一实施例不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯50、低密度聚乙烯10、中密度聚乙烯3和高密度聚乙烯30的混合物。
实施例16
实施例16与实施例15不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯70、低密度聚乙烯20、中密度聚乙烯3和高密度聚乙烯5的混合物。
实施例17
实施例17与实施例16不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯55、低密度聚乙烯15、中密度聚乙烯10和高密度聚乙烯15的混合物。
实施例18
实施例18与实施例17不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯60、低密度聚乙烯12、中密度聚乙烯15和高密度聚乙烯8的混合物。
实施例19
实施例19与实施例18不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯65、低密度聚乙烯18、中密度聚乙烯5和高密度聚乙烯10的混合物。
实施例20
实施例20与实施例19不同之处在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯58、低密度聚乙烯12、中密度聚乙烯3和高密度聚乙烯25的混合物。
附表
| 检测项目 | 单位 | 技术要求 | 检测结果(10次平均) |
| 拉伸负荷(纵/横向) | N | ≥1.3 | 2.8/2.2 |
| 断裂伸长率(纵/横向) | ％ | ≥120 | 430/672 |
| 直角撕裂负荷(纵/横向) | N | ≥0.5 | 1.0/1.3 |
Claims (6)
1、一种纳米材料改性聚乙烯地面覆盖薄膜，其特征是由含有如下份数的组分的原料制成的：聚乙烯树脂1～98，纳米级碳酸钙改性材料1～50，加工助剂芥酸酰胺或油酸酰胺为0.03～5。
2、如权利要求1所述的地面覆盖薄膜，其特征在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或高密度聚乙烯中的一种或几种的混合物。
3、如权利要求2所述的地面覆盖薄膜，其特征在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯70～90份和高密度聚乙烯5～28份的混合物。
4、如权利要求2所述的地面覆盖薄膜，其特征在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯70～90份和低密度聚乙烯3～20份的混合物。
5、如权利要求2所述的地面覆盖薄膜，其特征在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯60～90份、低密度聚乙烯3～20份和高密度聚乙烯5～25份的混合物。
6、如权利要求2所述的地面覆盖薄膜，其特征在于聚乙烯树脂为线型低密度聚乙烯50～70、低密度聚乙烯10～20、中密度聚乙烯3～15和高密度聚乙烯5～30的混合物。
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