一种农用棚膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高性能的农用温室棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层：LDPE90-110份；中层：LDPE20-30份、LLDPE65-75份和以扩散粉重量占中层总质量1-1.5w％的中层母料；内层：LDPE20-25份、LLDPE20-25份、MLLDPE45-50份和占内层总质量10-15w％的保温母料；中层母料包括载体树脂87.8-93.75份、扩散粉5-10份、光稳定剂0.5-1份、紫外线吸收剂0.7-1份、抗氧剂0.5-1份和分散剂0.05-0.1份；保温母料包括按重量比为3:7的水滑石和LDPE；外层的LDPE为北欧化工生产的产品型号为FB2230的低密度聚乙烯；涂液由原液与去离子水1:15-20的比例稀释而成。本发明的棚膜其老化寿命达到1-3年，消雾流滴持效期1-3年，利于作物的生长。
【专利说明】一种农用棚膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工领域，具体的说一种高性能的农用温室棚膜。
【背景技术】
[0002]目前温室覆盖用功能薄膜主要有两种类型，一种是通过膜内添加消雾剂、流滴剂的方法制备消雾流滴棚膜。这种方法是通过把消雾剂、流滴剂及其他相应的助剂与载体树脂混合制成功能母料，然后将母料按一定比例添加入PE树脂或PE+EVA混合树脂，再挤出吹塑成膜。由于消雾剂和流滴剂与PE及EVA的相容性原因，会逐渐迁移到膜的表面，从而降低膜的表面能，实现棚膜不滴水、快速消除棚内水雾的功能。第二种是将消雾剂、流滴剂与其他材料制成涂液，然后将该涂液涂覆于PE或PE/EVA基材膜表面，形成具有消雾流滴功能的涂层来得到棚膜。这种方法是近几年兴起的生产方法，它克服了内添加方式消雾流滴持效期短(通常是4-6个月)的问题，其消雾流滴持效期可以达到与棚膜使用寿命同期。这类产品最早由日本推出，现在我国一些农膜厂家也开始在做，但产品质量与日本相比差距还是很大。
[0003]随着温室种植的发展和技术进步，对温室覆盖薄膜的要求越来越高，不但对薄膜的使用寿命提出更高要求，而且对薄膜的光性能方面也提出要求。现在国外，尤其是欧美等国，对温室薄膜不但要求透光率高，而且要求具有散射阳光的作用，使棚内作物能全方位接受光的照射，促进作物更好的光合作用，提高果实品质。用通用的PE树脂添加聚硅氧烷或丙烯酸酯微粉等扩散粉虽然也能制得光扩散效果较好的膜，但是要想达到50-70%的雾度值，透光率达到80-90%是很困难的，也就是说如果要提高产品雾度值，则透光率必然损失很大。
【发明内容】
[0004]根据上述不足之处，本发明的目的是提供一种耐老化、寿命长、消雾流滴并且还具有散射阳光功能的高性能棚膜。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆有具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成:
[0006]外层:北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE90-110份；
[0007]中层:LDPE (中国石化齐鲁石油化工公司生产的产品型号为2100TN00) 20-30份、LLDPE (大庆石化公司生产的产品型号为7042) 65-75份和以扩散粉质量占中层总质量1-1.5w%的中层母料；
[0008]内层:LDPE (中国石化齐鲁石油化工公司生产的产品型号为2100TN00) 20-25份、LLDPE (上海赛科石油化工有限责任公司生产的产品型号为0209AA) 20-25份、MLLDPE (埃克森美孚公司生产的产品型号为2005HH)45-50份和占内层总质量10_15w%的保温母料；
[0009]其中，中层母料包括载体树脂(由中国石化齐鲁石油化工公司生产的产品型号为2102TX00，熔融指数为2)87.8-93.75份、扩散粉5_10份、光稳定剂(汽巴精化生产的产品型号为UV944)0.5-1份、紫外线吸收剂(美国氰特化学生产的产品型号为UV531或者汽巴精化生产的产品型号UV326)0.7-1份、抗氧剂(汽巴精化生产的产品型号1010或者产品型号168或者型号为1010与168的比例为1:1-2:1)0.5-1份和分散剂0.05-0.1份；
[0010]保温母料包括按质量比为3:7的水滑石和LDPE ；
[0011]具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液是原液与去离子水1:15-20的比例稀释而成。
[0012]优选的是:所述的外层、中层和内层厚度比为1:1:2-1.2:1:1。
[0013]优选的是:所述具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液的原液是由流滴剂、有机硅表面活性剂、有机硅消泡剂、流平剂、成膜树脂和去离子水搅拌混合制得，其中流滴剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠组成，成膜树脂包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟乙酯、丁酯。此原液是由临安绿源化学提供，型号为TS820。
[0014]本发明还提供一种农用棚膜的制备方法，包括以下步骤:
[0015](I)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在140_165°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料；
[0016](2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料；
[0017](3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑；
[0018](4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理；
[0019](5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将涂液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成
品O
[0020]优选的是:所述步骤⑶中采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为160-190°C，模头温度为190-220°C，吹胀比为1.8-2.8，牵引比为4-6。
[0021]优选的是:所述步骤(4)中电晕处理后膜的表面能为38-42达因。因为表面能低于38达因会影响涂液在膜表面附着的牢固程度，超过42达因则很容易对膜形成击穿。
[0022]优选的是:所述步骤(5)中的涂层厚度为每平方米涂液原液0.6-1克。其中，有效物质含量为0.2克每平方米左右。
[0023]本发明的有益效果:本发明就是通过对特种树脂中添加对光起散射作用的助剂得到具有散射功能的基材膜，然后通过涂覆最后得到消雾流滴型的散射膜产品。本发明的棚膜其老化寿命达到1-3年，消雾流滴持效期1-3年，而目前内添加助剂预混挤出吹塑的农膜其消雾流滴持效期只有4-6个月。
[0024]北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE是双峰分子量分布结构，一般分布也加宽，其低分子部分有利于改善加工性能，其高分子端部分有利于提高熔体强度机械特性和耐应力开裂性。扩散粉的添加进一步增加了光线的折射无规性。当扩散粉在膜中的比例达到1.5-3% (质量百分比)时，所制得的膜的雾度值为50-70%，透光率为80-90%，双峰分子量分布的聚乙烯和扩散粉共同影响，使光线产生了明显的散射，使得本发明的棚膜具有良好的散射性能。阳光透过薄膜时，散射光可以对作物进行多方位照射，更利于作物的光合作用，从而达到促进作物长势，提升果实品质的作用。此外，由于光线的散射发生，散射光可以照射到作物叶片背面部位，而光线对蚜虫等具有驱避作用，这可以有效防止作物发生蚜虫病等病害，同时也可以一定程度防止大量紫外线照射而导致的菌害发生。由于内层保温母料的加入，水滑石能够起到对红外光线反射的作用，温室大棚在夜间热量散失主要是以红外线辐射方式为主，由于保温母料对红外线的反射，使得热能损失大大减少，有效保持棚内温度，利于作物的生长。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明棚膜的光波反射效果图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0027]实施例1
[0028]一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成:外层:北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE90份；中层:LDPE20份、LLDPE65份和以扩散粉质量占中层总质量lw%的中层母料；内层:LDPE20份、LLDPE20份、MLLDPE45份和占内层总质量IOw%的保温母料；
[0029]其中，中层母料包括载体树脂87.8份、粒径分布5 μ m的聚硅氧烷扩散粉5份、光稳定剂0.5份、紫外线吸收剂0.7份、抗氧剂0.5份和分散剂0.05份；
[0030]保温母料包括按质量比为3:7的水滑石和LDPE ；
[0031]涂液由原液与去离子水1:15的比例稀释而成。
[0032]外层、中层和内层厚度比为1:1:2。
[0033]本发明还提供一种农用棚膜的制备方法，包括以下步骤:
[0034](I)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在140°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料；
[0035](2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料；
[0036](3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑，采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为160°C，模头温度为190°C，吹胀比为1.8，牵引比为4 ；
[0037](4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理，电晕处理后膜的表面能为38达因；
[0038](5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将涂液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成品，涂层厚度为每平方米涂液原液0.6克。
[0039]实施例2
[0040]一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成:外层:北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE110份；中层:LDPE30份、LLDPE75份和以扩散粉质量占中层总质量1.5w%的中层母料；内层:LDPE25份、LLDPE25份、MLLDPE50份和占内层总质量15w*%的保温母料；
[0041]其中，中层母料包括载体树脂93.75份、粒径分布5 μ m的聚硅氧烷扩散粉10份、光稳定剂I份、紫外线吸收剂I份、抗氧剂I份和分散剂0.1份；
[0042]保温母料包括按质量比为3:7的水滑石和LDPE ；
[0043]涂液由原液与去离子水1:20的比例稀释而成。
[0044]外层、中层和内层厚度比为1.2:1:1。
[0045]本发明还提供一种农用棚膜的制备方法，包括以下步骤:
[0046](I)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在165°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料；
[0047](2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料；
[0048](3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑，采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为190°C，模头温度为220°C，吹胀比为2.8，牵引比为6 ；
[0049](4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理，电晕处理后膜的表面能为42达因；
[0050](5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将涂液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成品，涂层厚度为每平方米原液I克。
[0051]实施例3
[0052]一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成:外层:北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE100份；中层:LDPE25份、LLDPE70份和以扩散粉质量占中层总质量1.25w%的中层母料；内层:LDPE22份、LLDPE22份、MLLDPE47份和占内层总质量13w%的保温母料；
[0053]其中，中层母料包括载体树脂90份、粒径分布5 μ m的聚硅氧烷扩散粉7份、光稳定剂0.7份、紫外线吸收剂0.9份、抗氧剂0.7份和分散剂0.07份；
[0054]保温母料包括按质量比为3:7的水滑石和LDPE ；
[0055]涂液由原液与去离子水1:17的比例稀释而成。
[0056]外层、中层和内层厚度比为1.1:1:2。
[0057]本发明还提供一种农用棚膜的制备方法，包括以下步骤:
[0058](I)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在155°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料；
[0059](2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料；
[0060](3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑，采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为175°C，模头温度为205°C，吹胀比为2.0，牵引比为5 ；
[0061](4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理，电晕处理后膜的表面能为40达因；
[0062](5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将涂液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成品，涂层厚度为每平方米原液0.8克。
[0063]实施例4
[0064]一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成:外层:北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE95份；中层:LDPE23份、LLDPE72份和以扩散粉质量占中层总质量1.4w%的中层母料；内层:LDPE24份、LLDPE22份、MLLDPE46份和占内层总质量13w%的保温母料；
[0065]其中，中层母料包括载体树脂89.5份、粒径分布5 μ m的聚硅氧烷扩散粉9份、光稳定剂0.9份、紫外线吸收剂0.8份、抗氧剂0.9份和分散剂0.08份；
[0066]保温母料包括按质量比为3:7的水滑石和LDPE ；
[0067]涂液由原液与去离子水1:19的比例稀释而成。
[0068]外层、中层和内层厚度比为1.2:1:1。
[0069]本发明还提供一种农用棚膜的制备方法，包括以下步骤:
[0070](I)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在160°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料；
[0071](2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料；
[0072](3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑，采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为180°C，模头温度为205°C，吹胀比为2.5，牵引比为6 ；
[0073](4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理，电晕处理后膜的表面能为39达因；
[0074](5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将流滴剂涂液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成品，涂层厚度为每平方米原液0.7克。
[0075]实施例5
[0076]一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成:外层:北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE95份；中层:LDPE27份、LLDPE72份和以扩散粉质量占中层总质量1.lw%的中层母料；内层:LDPE21份、LLDPE24份、MLLDPE46份和占内层总质量I Iw %的保温母料；
[0077]其中，中层母料包括载体树脂92份、粒径分布5 μ m的聚硅氧烷扩散粉8份、光稳定剂0.8份、紫外线吸收剂0.8份、抗氧剂0.8份和分散剂0.08份；
[0078]保温母料包括按质量比为3:7的水滑石和LDPE ；[0079]涂液由原液与去离子水1:18的比例稀释而成。
[0080]外层、中层和内层厚度比为1.2:1:1。
[0081]本发明还提供一种农用棚膜的制备方法，包括以下步骤:
[0082](I)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在155°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料；
[0083](2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料；
[0084](3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑，采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为185°C，模头温度为205°C，吹胀比为2.5，牵引比为6 ；
[0085](4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理，电晕处理后膜的表面能为41达因；
[0086](5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将涂液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成品，涂层厚度为每平方米原液0.6克。
[0087]实施例6
[0088]一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成:外层:北欧化工生产的产品型号为FB2230的LDPE100份；中层:LDPE23份、LLDPE71份和以扩散粉质量占中层总质量1.3w%的中层母料；内层:LDPE24份、LLDPE22份、MLLDPE47份和占内层总质量I Iw 的保温母料；
[0089]其中，中层母料包括载体树脂91份、粒径分布5 μ m的聚硅氧烷扩散粉9份、光稳定剂0.9份、紫外线吸收剂0.8份、抗氧剂0.6份和分散剂0.06份；
[0090]保温母料包括按质量比为3:7的水滑石和LDPE ；
[0091]涂液由原液与去离子水1:16的比例稀释而成。
[0092]外层、中层和内层厚度比为1.2:1:1。
[0093]本发明还提供一种农用棚膜的制备方法，包括以下步骤:
[0094](I)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在155°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料；
[0095](2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料；
[0096](3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑，采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为175°C，模头温度为200°C，吹胀比为2.3，牵引比为4 ；
[0097](4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理，电晕处理后膜的表面能为39达因；
[0098](5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将涂液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成品，涂层厚度为每平方米原液0.7克。[0099] 由图1所示的本发明棚膜的光波反射效果图可以知道，对波长720_900nm的光波
反射明显。
【权利要求】
1.一种农用棚膜，它包括外层、中层和内层三层结构组成，膜表面涂覆有具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液，。其特征在于:外层、中层和内层分别由以下组分按重量份数制备而成: 外层:LDPE90-110 份； 中层:LDPE20-30份、LLDPE65-75份和以扩散粉重量占中层总质量1_1.5w%的中层母料； 内层:LDPE20-25份、LLDPE20-25份、MLLDPE45-50份和占内层总质量10_15w%的保温母料； 其中，中层母料包括载体树脂87.8-93.75份、扩散粉5_10份、光稳定剂0.5-1份、紫外线吸收剂0.7-1份、抗氧剂0.5-1份和分散剂0.05-0.1份； 保温母料包括 按重量比为3:7的水滑石和LDPE ； 外层的LDPE为北欧化工生产的产品型号为FB2230的低密度聚乙烯； 具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液是由原液与去离子水1:15-20的比例稀释而成。
2.根据权利要求1所述的农用棚膜，其特征在于:所述的外层、中层和内层厚度比为1:1:2-1.2:1:1。
3.根据权利要求1所述的农用棚膜，其特征在于:所述具有消雾流滴功能的表面活性剂涂液的原液是由流滴剂、有机硅表面活性剂、有机硅消泡剂、流平剂、成膜树脂和去离子水搅拌混合制得，其中流滴剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠组成，成膜树脂包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟乙酯、丁酯。
4.根据权利要求1所述的一种农用棚膜的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)中层母料的制备:将中层母料原料投入密炼机，在140-165°C下密炼，使载体树脂熔融并与其他成分充分分散混合，再将熔融物料投入单螺杆挤出机挤出造粒，成中层母料； (2)按所述比例分别取内层、中层和外层各组分，并分别混合，得到内层物料、中层物料和外层物料； (3)将内层物料、中层物料和外层物料喂入三层共挤吹膜机挤出吹塑； (4)膜泡经上牵引辊后进入电晕机做双侧表面电晕处理； (5)经表面电晕处理的基材膜进入涂液槽，将涂覆液通过涂覆辊在膜表面形成均匀的涂层，然后进入微波干燥烘道进行干燥固化，干燥固化后的膜经自然冷却后收卷得到成品。
5.根据权利要求3所述的农用棚膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中采用三层共挤吹膜机挤出成型时挤出温度为160-190°C，模头温度为190-220°C，吹胀比为1.8-2.8,牵引比为4-6。
6.根据权利要求3所述的农用棚膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(4)中电晕处理后膜的表面能为38-42达因。
7.根据权利要求3所述的农用棚膜的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)中的涂层厚度为每平方米涂液原液0.6-1克。
【文档编号】B32B37/00GK104015441SQ201410294479
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】王显国, 徐志明 申请人:青岛泰浩杰新材料有限公司