专利名称：一种温室用光反射多功能复合薄膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种农业用覆盖材料及其制备方法。更确切地说，本发明涉及一种温室用光反射多功能三层复合薄膜及其制备方法。
背景技术：
温室用薄膜主要是指温室覆盖薄膜(棚膜)和地面覆盖薄膜(地膜)，是当今农业生产不可缺少的生产资料。棚膜、地膜用于各类农作物和经济作物的栽培及早期育秧，能起到调节光照、除草、节水以及控制土壤盐碱度的作用。
功能性温室用薄膜具有普通棚膜、地膜不具备的特殊功能，如耐老化、防雾滴、保温、降温、调光、除草、驱虫等功能。功能性温室用薄膜以聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等聚烯烃或者聚氯乙烯(PVC)树脂为主要原料，添加一定量的功能型助剂或母粒，经混合、挤出、吹塑或流延工艺加工而成。
国内外研究人员虽然做了大量的研究工作，开发出一些以聚乙烯(PE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为原料的功能性温室用功能性薄膜，例如日本发明“农业用覆盖材料”(JP61203147，
公开日1986年9月9日)公开了一种以80～95％wt的线性低密度PE和20～5％wt的EVA为原料的农用薄膜，薄膜厚度为45～105μm，添加苯并三唑紫外线吸收剂，吸收波长为370nm及以下的紫外光。
韩国发明“三层薄膜”(KR9607015，
公开日1996年5月27日)公开了一种具有良好光学性能、耐候性、物理强度，并且具有在白天是透明的，晚上吸收远红外线从而起到保温作用的薄膜。薄膜原料为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、EVA中的一种或两种，三层薄膜厚度比为1∶1～4∶1～3。
本领域已公开的多种农业用功能性薄膜仍存在以下不足不能同时反射可见光、吸收紫外线、阻隔远红外线，通过反射不同波段的光线，从而通过光线的物理作用对农作物起到除草、驱虫、保温、降温的功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种能同时反射可见光、吸收紫外线、阻隔远红外线，通过反射不同波段光线实现驱虫、降温，吸收所有波长光线从而通过光线的物理作用而起到除草、保温的功能，并具有良好的力学性能和抗老化性能的复合薄膜，其特征在于一种温室用光反射多功能三层复合薄膜，第一层(外层)采用聚乙烯(PE)为原料，添加光反射紫外线吸收母料；第二层(中层)采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物为原料，添加光反射紫外线吸收母料；第三层(内层)采用聚乙烯(PE)为原料，添加远红外阻隔母料、黑色母料；本发明提供的复合薄膜第一层(外层)为银色或白色，第三层(内层)为黑色。
本发明的另一个目的是提供该温室用光反射多功能三层复合薄膜的制备方法。
本发明提供一种温室用光反射多功能三层复合薄膜，第一层(外层)采用聚乙烯(PE)为原料，添加光反射紫外线吸收母料；第二层(中层)采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物为原料，添加光反射紫外线吸收母料；第三层(内层)采用聚乙烯(PE)为原料，添加远红外阻隔母料和黑色母料。该温室用光反射多功能三层复合薄膜能同时反射可见光、吸收紫外线、吸收可见光、阻隔远红外线，通过反射不同波段光线从而实现降温、驱虫，通过吸收所有波段光线从而起到除草、保温的功能，并具有良好的力学性能和抗老化性能。
本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其特征在于第一层(外层)的厚度占复合薄膜总厚度的25～30％；第二层(中层)的厚度占复合薄膜总厚度的40～50％；第三层(内层)的占复合薄膜总厚度的25～30％。
本发明提供的光反射紫外线吸收母料，是将茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)、紫外线吸收剂、铝粉或者金红石型钛白粉、加工助剂，按35％～50％∶15％～25％∶30％～35％∶0～5％重量百分比混合制得。
所述的紫外吸收剂可以是二苯甲酮类紫外线吸收剂(UV-531)、苯并三唑类紫外线吸收剂(327、5411)、羟基苯三嗪类紫外线吸收剂(UV1164)中的任意一种或任意两种的混合物。
所述的铝粉为片状铝粉，铝粉厚度≤1μm，铝粉直径≥10μm；所述的钛白粉优选金红石型钛白粉。
本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其第一层(外层)采用聚乙烯(PE)为原料，优选双峰中密度聚乙烯。
本发明所述的紫外线吸收剂的添加量占光反射紫外吸收母料的15～25％wt，该母料占复合薄膜第一层(外层)的8～10％wt。
本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其第二层(中层)采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物为原料，其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物中EVA与PE的重量比为2∶1；所述的光反射紫外线吸收母料制备方法同第一层添加的光反射紫外线吸收母料，添加量占第二层(中层)的0～10％wt。
本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其第三层(内层)采用聚乙烯(PE)、市场购置浓缩黑色母料为原料，优选双峰中密度聚乙烯。
本发明提供的远红外(IR)阻隔母料，是将乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、远红外阻隔剂、加工助剂，按15％～25％∶70％～80％∶0～5％重量百分比混合制得。
所述的远红外阻隔剂可以是碳酸钙(CaCO3)、滑石粉、云母粉、氢氧化铝(Al(OH)3)中的任意一种或任意两种的混合物所述的远红外阻隔剂的添加量占远红外阻隔母料的70～80％wt，占复合薄膜第三层(内层)的6～8％wt。
本发明提供该温室用光反射多功能三层复合薄膜的制备方法三层混配料分别加入挤出机混炼塑化成熔体，挤入三层共挤多流道复合模头，熔体经复合模头挤出成管坯，管坯经压缩空气吹胀成膜泡，膜泡经牵伸、冷却、卷绕成温室用光反射多功能复合膜。
所述的具体生产工艺流程为(1)、首先将茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)与紫外线吸收剂及片状铝粉、加工助剂进行混合，或将茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)、金红石型钛白粉、紫外线吸收剂、加工助剂进行混合。混合料通过同向双螺杆挤出机挤出塑化后，切粒成银色或者白色光反射紫外线吸收母料；(2)、将乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与远红外线阻隔剂粉末、加工助剂进行混合，混合料通过同向双螺杆挤出机挤出塑化后，切粒成远红外线阻隔母料；(3)、然后，分别将双峰中密度聚乙烯与光反射紫外线吸收母料(银色或者白色)混配；将乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与光反射紫外线吸收母料混配；(4)、双峰中密度聚乙烯与市场购置浓缩黑色母料、远红外阻隔母料混配，并分别加入三台挤出机中；(5)、物料在温度和压力作用下，熔融塑化，熔融物料经三层共挤多流道复合模头挤出成复合管坯，管坯经压缩空气吹胀成膜泡，膜泡经牵伸、冷却定型、卷绕成膜卷，膜卷经检验后为成品。
本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜具有以下特点(1)、本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜为银/黑或者白/黑双色薄膜，可以分别用于温室覆盖(棚膜)或者地面覆盖(地膜)。
(2)、本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜力学性能极佳，复合薄膜的拉伸强度、断裂伸长率高于国际同类产品指标。
(3)、本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜应用铝及白色的对可见光高反射率，驱除蚜虫；应用紫外线吸收效率较强的紫外线吸收剂，能阻隔紫外线，明显减少蓟马科昆虫及真菌的侵害。
(4)、本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜应用远红外线阻隔剂使薄膜的远红外线传递率(IR/％)明显降低，并达到IR％小于20％，从而有效地阻隔温室及土壤的远红外线辐射，起到良好的保温作用。冬季温室内温度可提高1～3℃。
(5)、本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜的第一层(外层)由于银色或者白色能反射所有波长的可见光，明显降低进入温室的太阳辐射能。在夏季白天，温室内复合膜覆盖的土壤比未覆盖复合膜的土壤降低温度1～2℃。
(6)、本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜的第三层(内层)由于黑色能吸收所有波长可见光，阻隔太阳光。使杂草失去生长条件从而无需加入除草剂，就可以除去复合薄膜覆盖下的杂草。
下面，结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜示意图。
1第一层(外层)为添加光反射紫外线吸收母料的聚乙烯(PE)，为银色或白色，第一层(外层)的厚度占复合薄膜总厚度的25～30％。
2第二层(中层)为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物，第二层(中层)的厚度占复合薄膜总厚度的40～50％。
3第三层(内层)为添加远红外阻隔母料、黑色母料的聚乙烯(PE)，为黑色，第三层(内层)的占复合薄膜总厚度的25～30％。
实施例为清楚地说明本发明提供的温室用光反射多功能三层复合薄膜的配方、制备方法，提供了下列具体实施例，但决不是为了限制本发明。
实施例1将茂金属线性聚乙烯(mLLDPE)、片状铝粉(铝粉的厚度小于1μm，直径大于10μm)、紫外线吸收剂，紫外线吸收剂为UV-531(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)或UV吸收剂327(2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑，分别按重量的40％、35％、25％的比例称重加入高速混合机内，充分搅拌15分钟，卸下物料，加入同向双螺杆挤出机内。在180～200℃温度条件下混炼塑化，挤出后经模面热切粒装置，切成扁圆形粒料。风送至冷却槽，冷却后计量，装入牛皮纸包装袋，作为光反射紫外线吸收母料(银色)备用。
将EVA(醋酸乙烯含量为14％的乙烯-醋酸乙烯共聚物)，远红外线阻隔剂(粒径在10um以下超细碳酸钙，或SiO2含量为52.4％的云母粉末)，加工助剂，分别按重量25％、70％、5％比例称重，加入高速混合机内，充分搅拌15分钟，卸下物料，加入至同向双螺杆挤出机内。在170～190℃温度条件下混炼塑化，挤出后经模面热切粒装置，切成扁圆形粒料，风送至冷却槽，冷却后计量装入牛皮纸包装袋，作为远红外线(IR)阻隔母料备用。
市场上购置高浓缩黑色母料，碳黑含量在35％以上。
选择三层共挤复合吹膜生产机组一台套(包括三台挤出机)，将双峰中密度聚乙烯、光反射紫外线吸收母料(银色)，分别按重量的90％、10％比例，加入挤出机I，并在160～190℃温度下混炼塑化；将EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、光反射紫外线吸收母料(银色)分别按重量的90％、10％比例加入挤出机II，并在150～180℃温度条件下混炼塑化；将双峰中密度聚乙烯、远红外线(IR)阻隔母料、高浓缩黑色母料分别按重量88％、6％、6％的比例加入挤出机III，并在160～190℃温度条件下混炼塑化。上述三台挤出机分别将熔融物料挤入三层共挤多流道复合模头，模头加热温度为180～190℃。熔体经复合模头挤出成管坯，并通入压缩空气，压力为0.1～0.3MPa。管坯按吹胀比为2∶1吹胀成膜泡。膜泡经牵伸、冷却、卷绕成膜卷。制成银/黑双色温室用光反射多功能三层复合薄膜。
实施例2将茂金属线性聚乙烯(mLLDPE)、金红石型钛白粉、紫外线吸收剂，紫外线吸收剂为UV-531(2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)或UV吸收剂327(2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑，分别按重量的40％、35％、25％的比例称重加入高速混合机内，充分搅拌15分钟，卸下物料，加入同向双螺杆挤出机内。在180～200℃温度条件下混炼塑化，挤出后经模面热切粒装置，切成扁圆形粒料。风送至冷却槽，冷却后计量，装入牛皮纸包装袋，作为光反射紫外线吸收母料(白色)备用。
将EVA(醋酸乙烯含量为14％的乙烯-醋酸乙烯共聚物)，无机远红外线阻隔剂(粒径在10um以下超细碳酸钙，SiO2含量为52.4％的云母粉末)，加工助剂分别按重量比25％、70％、5％比例称重，加入高速混合机内，充分搅拌15分钟，卸下物料，加入至同向双螺杆挤出机内。在170～190℃温度条件下混炼塑化，挤出后经模面热切粒装置，切成扁圆形粒料，风送至冷却槽，冷却后计量装入牛皮纸包装袋，作为远红外线(IR)阻隔母料备用。
市场上购置高浓缩黑色母料，碳黑含量在35％以上。
选择三层共挤复合吹膜生产机组一台套(包括三台挤出机)，将双峰中密度聚乙烯、光反射紫外线吸收母料(白色)，分别按重量的90％、10％比例，加入挤出机I，并在160～190℃温度下混炼塑化；将乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、光反射紫外线吸收母料(白色)分别按重量的90％、10％比例加入挤出机II，并在150～180℃温度条件下混炼塑化；将双峰中密度聚乙烯、远红外线(IR)阻隔母料、高浓缩黑母料分别按重量88％、6％、6％的比例加入挤出机III，并在160～190℃温度条件下混炼塑化。上述三台挤出机分别熔融物料，挤入三层共挤多流道复合模头，模头加热温度为180～190℃。熔体经复合模头挤出成管坯，并通入压缩空气，压力为0.1～0.3MPa。管坯按吹胀比为2∶1吹胀成膜泡。膜泡经牵伸、冷却、卷绕成膜卷。制成白/黑双色温室用光反射多功能三层复合薄膜。
权利要求
1.本发明涉及一种农业用覆盖材料及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种温室用光反射多功能三层复合薄膜及其制备方法，其特征在于第一层(外层)为添加光反射紫外线吸收母料的聚乙烯(PE)；第二层(中层)为添加光反射紫外线吸收母料的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物；第三层(内层)为添加远红外(IR)阻隔母料、黑色母料的聚乙烯(PE)。
2.根据权利要求1所述的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其特征在于第一层(外层)采用聚乙烯(PE)为原料，优选双峰中密度聚乙烯，光反射紫外线吸收母料添加量为8％～10％wt；第二层(中层)采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或者乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物为原料，乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚乙烯(PE)共混物的重量比为2∶1，光反射紫外线吸收母料添加量为0～10％wt；第三层(内层)采用聚乙烯(PE)，优选双峰中密度聚乙烯，远红外(IR)阻隔母料添加量为6％～8％wt。
3.根据权利要求1所述的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其特征在于第一层(外层)和第二层(中层)添加的光反射紫外线吸收母料，是将茂金属线性低密度聚乙烯(mLLDPE)、紫外线吸收剂、铝粉或者金红石型钛白粉、加工助剂，按35％～50％∶15％～25％∶30％～35％∶0～5％重量百分比混合制得。
4.根据权利要求3所述的光反射紫外线吸收母料，其特征在于所述的紫外线吸收剂可以是二苯甲酮类紫外线吸收剂(UV-531)、苯并三唑类紫外线吸收剂(327、5411)、羟基苯三嗪类紫外线吸收剂(UV1164)等中的任意一种或任意两种的混合物。
5.根据权利要求3所述的光反射紫外线吸收母料，其特征在于所述的铝粉为片状铝粉，铝粉厚度≤1μm，铝粉直径≥10μm。
6.根据权利要求1所述的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其特征在于第三层(内层)添加的远红外(IR)阻隔母料，是将乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、远红外阻隔剂、加工助剂，按15％～25％∶70％～80％∶0～5％重量百分比混合制得。
7.根据权利要求6所述的远红外(IR)阻隔母料，其特征在于所述的远红外阻隔剂可以是碳酸钙(CaCO3)、滑石粉、云母粉、氢氧化铝(Al(OH)3)等中的任意一种或任意两种的混合物。
8.根据权利要求1所述的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其特征在于第一层(外层)的厚度占复合薄膜总厚度的25％～30％；第二层(中层)的厚度占复合薄膜总厚度的40％～50％；第三层(内层)的占复合薄膜总厚度的25％～30％。
9.根据权利要求1所述的温室用光反射多功能三层复合薄膜，其特征在于第一层(外层)为银色或白色，第三层(内层)为黑色。
10.根据权利要求1所述的温室用光反射多功能三层复合薄膜的制备方法，其特征在于三层混配料分别加入挤出机混炼塑化成熔体，挤入三层共挤多流道复合模头，熔体经复合模头挤出成膜坯，膜坯经压缩空气吹胀成膜泡，膜泡经牵伸、冷却、卷绕成温室用光反射多功能复合膜。
全文摘要
本发明涉及一种温室用光反射多功能三层复合薄膜及其制备方法。本发明的第一层(外层)为添加光反射紫外线吸收母料的聚乙烯(PE)；第二层(中层)为添加光反射紫外线吸收母料的乙烯－醋酸乙烯共聚物(EVA)或者乙烯－醋酸乙烯共聚物(EVA)与聚乙烯(PE)共混物；第三层(内层)为添加远红外(IR)阻隔母料、黑色母料的聚乙烯(PE)。本发明的第一层(外层)为银色或者白色，第三层(内层)为黑色。本发明还公开了该复合薄膜的制备方法。本发明具有能同时反射所有波长的光线、吸收紫外线、阻隔远红外线，通过反射不同波段光线，起到驱虫、降温的作用；通过吸收所有波段的光线起到除草、保温的作用，并具有良好的力学性能和抗老化性能。
文档编号B32B27/18GK1836898SQ2006100260
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月25日 优先权日2006年4月25日
发明者徐玲, 柴建敏, 温耀贤 申请人:上海大智三花薄膜有限公司