一种反射透气地膜的制作方法

1.本实用新型属于农用覆盖膜领域，具体涉及一种反射透气地膜。


背景技术：

2.农作物的光合作用受到光照的影响较大，光照的缺乏会造成农作物的减产、品质下降等问题。通过反射地膜的使用，增加叶片的光照面积，提高光合作用效率。同时，反射地膜的使用可以减少农作物病害的产生。
3.传统的反射地膜通过在树脂薄膜的表面涂敷反光涂层达到反光的目的，但是地膜本身缺少空气流通所需的孔洞，易造成土壤温度过高、湿度过高等问题。现有技术常采用对地膜铺设时穿刺的方法实现其透气性，但是此种方法会降低地膜的张紧力，造成地层覆膜后其间的孔隙度减小，影响土壤水、热资源的高效利用。
4.基于上述问题，急需一种预设有孔的反射透气地膜，解决因地面覆盖所造成的土壤温度过高、湿度过高的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种具有微孔的反射透气地膜，该地膜除了具有反射光线的功能外，还具有透气、透湿的功能；该微孔为农膜成型过程中自然形成，无需后期机械加工制孔。
6.为达到上述目的，本实用新型提供一种反射透气地膜，所述地膜为分散有银色着色剂和改性多孔材料的树脂层；至少部分所述改性多孔材料的微孔形成连通型的空气流通通道。
7.优选的，所述银色着色剂占所述地膜总重量的1～20％，所述改性多孔材料占所述地膜总重量的1～20％。
8.优选的，所述反射透气地膜中至少两个所述改性多孔材料的颗粒中的微孔形成连通型的空气流通通道。
9.优选的，所述改性多孔材料的微孔尺寸为0.01～30μm。
10.优选的，所述改性多孔材料的比表面积为10～1000m2/g。
11.优选的，所述反射透气地膜的厚度为100～1000μm。
12.优选的，所述树脂层的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的一种或多种的组合。
13.优选的，所述改性多孔材料为经偶联剂表面改性的无机多孔材料。
14.优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、铝钛复合偶联剂和硼酸酯偶联剂中的至少一种。所述偶联剂可以与多孔材料表面发生化学偶联反应，提高多孔材料与树脂分子间的相容性。
15.优选的，所述硅烷偶联剂为十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、辛基三
甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。
16.优选的，所述钛酸酯偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯、四异丙基二(二辛基亚磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、(乙酰乙酸乙酯基)二异丁氧基钛酸酯、二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯、单烷氧基脂肪酸钛酸酯中的至少一种。
17.优选的，所述铝酸酯偶联剂为铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯中的至少一种。
18.优选的，所述无机多孔材料为海泡石、电气石、硅藻土中的至少一种。
19.优选的，所述改性多孔材料的粒径为0.1～400μm。
20.所述银色着色剂为可使0.4μm～2.5μm波长范围内的入射光线发生反射，使光线、反射光线与入射光线、法线处于同于平面内的物质。
21.优选的，所述银色着色剂为铝、锌、锡、银的至少一种。
22.优选的，所述银色着色剂的平均粒径为300nm～30μm。
23.优选的，所述树脂层还分散有抗氧剂。所述抗氧剂为可以与树脂分子因氧化而产生的自由基相结合，使自由基停止传递，终止氧化的物质。
24.优选的，所述抗氧剂为1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯、4,4'
‑
硫代双(6
‑
特丁基间甲酚)、4,4
’‑
亚甲基双(2,6
‑
二叔丁基苯酚)、2,2'
‑
硫代二乙基双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟苯基)丙酸酯]、十八烷基3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟苯基)丙酸酯、十八烷基
‑
3,5
‑
双(1,1
‑
二甲基乙基)
‑4‑
羟基苯丙酸酯、亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯、三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟苄基)异氰脲酸酯、四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、n,n'
‑
双
‑
(3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰基)己二胺、(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸草酰(二亚氨基
‑
2,1
‑
亚乙基酯)、双(2,4
‑
二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、4
‑
[(4,6
‑
二辛硫基
‑
1,3,5
‑
三嗪
‑2‑
基)氨基]
‑
2,6
‑
二(1,1
‑
甲基乙基)苯酚、双(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基膦酸单乙酯)钙、季戊四醇二亚磷酸二硬脂基酯、n,n'
‑
双(3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酰基)丙二胺、四(2,4
‑
二叔丁基酚)
‑
4,4
’‑
联苯基二亚磷酸酯、2,4
‑
二(十二烷基硫甲基)
‑6‑
甲基苯酚中的至少一种。
[0025]
优选的，所述抗氧剂为1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯、4,4'
‑
硫代双(6
‑
特丁基间甲酚)、四[β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的至少一种。
[0026]
优选的，所述抗氧剂占所述地膜总质量的0.01～5％。
[0027]
优选的，所述树脂层还分散有光稳定剂。光稳定剂为可以与树脂分子因光照而产生的自由基相结合，使自由基停止传递，终止氧化的物质
[0028]
优选的，所述光稳定剂为双(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶醇)葵二酸酯、n,n
’‑
双
‑
(2,
2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶基)
‑
1,6
‑
己二胺与2,4,6
‑
三氯
‑
1,3,5
‑
三嗪的聚合物和1,1,3,3
‑
四甲基丁胺的反应产物、聚(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶乙醇
‑
alt
‑
1,4
‑
丁二酸)、三(1，2，2，6，6
‑
五甲基哌啶基)亚磷酸酯、丁二酸与(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶醇的聚合物)中的至少一种。
[0029]
更优选的，所述光稳定剂为丁二酸与(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶醇的聚合物)、双(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶醇)葵二酸酯、三(1，2，2，6，6
‑
五甲基哌啶基)亚磷酸酯中的至少一种。
[0030]
优选的，所述光稳定剂占所述地膜总质量的0.01～5％。
[0031]
本实用新型还提供一种反射透气地膜的制备方法，包括以下步骤：
[0032]
(1)改性多孔材料的制备：称取一定重量的无机多孔材料和偶联剂，其中偶联剂的重量为无机多孔材料重量的1～10％；然后将无机多孔材料、偶联剂和有机溶剂混合后在20～80℃回流0.5～12小时，制备得到改性多孔材料；
[0033]
(2)混料和造粒：称取1～20％重量份的所述改性多孔材料、70～95％重量份的树脂颗粒、1～20％重量份的银色着色剂，混合均匀后经螺杆机挤出后造粒得到吹膜颗粒；
[0034]
(3)吹塑成型：将步骤(2)得到的吹膜颗粒经吹膜机吹膜，吹胀比设置为2～4，牵引比设置为2～8；
[0035]
(4)冷却和牵引：将吹塑成型的薄膜经过风环20～30℃冷却后，通过人字夹板进入牵引辊牵引，同时进行分切；
[0036]
(5)后处理：将分切后的薄膜经电晕处理、检验、包装后得到反射透气地膜产品。
[0037]
优选的，所述步骤(2)中还包括称取0.01～5％重量份的抗氧剂、0.01～5.0％重量份的光稳定剂进行挤出造粒。
[0038]
优选的，所述步骤(1)中得到的改性多孔材料的粒径为0.1～400μm。
[0039]
优选的，所述步骤(2)中的树脂颗粒为聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯颗粒中的至少一种。
[0040]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
[0041]
1、本实用新型提供的反射透气地膜铺设后，能够将照射至地面的光线反射至农作物叶片背面，提高农作物所受光照强度，从而提高光合作用效率，使农作物增产、提高农作物产品质量。
[0042]
2、本实用新型提供的反射透气地膜铺设后，地膜上下表面的空气可以通过改性多孔材料中的微孔流通，从而降低由覆盖造成的散热不佳、透湿不佳等问题，降低土壤温度和湿度。
[0043]
3、本实用新型提供的反射透气地膜铺设后，由于增加了植物所受的光照强度，能有效驱赶农作物害虫，提高农作物产量和质量。
[0044]
4、本实用新型提供的反射透气地膜采用多孔材料的天然孔结构作为气体通道，农膜成型过程中自然形成，无需后期机械加工制孔。
[0045]
5、本实用新型中改性多孔材料与树脂材料的界面相容性优良，所以反射透气薄膜中基本不存在界面孔。改性多孔材料中的微孔形成的连通型空气流通通道具有形状不规则性和分布的随意性，既保证了地膜的透气性，又不会像针刺孔那样占用反光面积，从而增加了地膜的反光面积和反光效率，为农作物提供更充足的光照强度。
附图说明
[0046]
图1为本实用新型提供的一种反射透气地膜的结构示意图；
[0047]
图2为本实用新型提供的反射透气地膜的制备流程图。
具体实施方式
[0048]
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0049]
实施例1
[0050]
一种反射透气地膜1，如图1所示，所述地膜1为分散有平均粒径为10μm的银色着色剂铝粉11，十八烷基三甲氧基硅烷改性的海泡石12、抗氧剂1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯、光稳定剂双(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶醇)葵二酸酯的聚乙烯层；银色着色剂铝粉占地膜1总重量的10％；硅烷偶联剂改性的海泡石的平均粒径为100μm、微孔尺寸为1～2μm，占地膜1总重量的15％；抗氧剂1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯的重量占比为2％、光稳定剂双(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶醇)葵二酸酯的重量占比为3％。地膜1的厚度为500μm。
[0051]
经过十八烷基三甲氧基硅烷表面改性的海泡石与聚乙烯具有良好的界面相容性，所以地膜1中基本上不存在界面孔，主要是靠海泡石天然存在的微孔提供地膜上下表面空气流通的通道t1。
[0052]
如图1所示，地膜1中均匀分散有银色着色剂铝粉11，增加了地膜的反光面积和反光效率，为农作物提供充足的光照强度。光反射路径如图1中r1所示。现有技术中的透气孔是贯通地膜上下表面的，如图1所示，如果在区域q1+q2中均设置透气孔，那么区域q1+q2中都不可能设置银色着色剂；而本技术中，由于空气流通的通道t1是通过改性多孔材料中的微孔连通形成的，所以流通路径不是上下贯通的，可以是任意形状的曲线，所以在区域q2上就可以设置银色着色剂，从而增大地膜1的反光面积和反光效率，而透气性基本不变。
[0053]
在其他实施例中，聚乙烯层也可以是聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的一种或多种。
[0054]
实施例2
[0055]
一种反射透气地膜2，所述地膜2为分散有平均粒径为10μm的银色着色剂锌粉21，异丙基三油酸酰氧基钛酸酯改性的硅藻土22，抗氧剂亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯、光稳定剂丁二酸与(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶醇的聚合物)的聚丙烯层；其中，异丙基三油酸酰氧基钛酸酯改性的硅藻土的平均粒径为400μm、微孔尺寸为10～15μm，银色着色剂锌粉占地膜2总重量的2％，钛酸酯偶联剂改性的硅藻土占地膜2总重量的10％；抗氧剂亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯的重量占比为2％、光稳定剂丁二酸与(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶醇的聚合物)的重量占比为1％；地膜2的厚度为800μm。
[0056]
经过异丙基三油酸酰氧基钛酸酯改性的硅藻土与聚丙烯具有良好的界面相容性，所以地膜2中基本上不存在界面孔，主要是靠硅藻土天然存在的微孔提供地膜上下表面空气流通的通道t2。
[0057]
实施例3
[0058]
一种反射透气地膜1的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
[0059]
1、改性海泡石的制备：称取平均粒径为100μm、微孔尺寸为1～2μm的海泡石100g，十八烷基三甲氧基硅烷5g，100毫升甲苯，加入到250毫升的三口烧瓶中，使用油浴锅70℃加热回流1h后，经过3500r/min的转速离心5分钟后，使用乙醇洗涤、干燥制备得到改性海泡石。
[0060]
2、混料和造粒：按照聚乙烯树脂70％、银色着色剂铝粉10％、抗氧剂1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯2％、光稳定剂双(2,2,6,6
‑
四甲基
‑4‑
哌啶醇)葵二酸酯3％，步骤1制备的改性海泡石15％的质量比称取原料，经混合均匀后，设置螺杆挤出机三段加热温度为160℃、175℃、175℃；经螺杆挤出造粒得到吹膜颗粒m1。
[0061]
3、吹塑成型：
[0062]
(a)投料：称取8kg的吹膜颗粒m1放入吹膜机配套的挤出机器中；
[0063]
(b)熔融挤出：设置挤出机的五个温区温度设置为：160℃、170℃、180℃、180℃、190℃，螺杆转速60r/min，模头温度为180℃，进行挤出；
[0064]
(c)吹胀/牵引：吹胀比设置为4；牵引比设置为5进行吹塑成型；
[0065]
(d)将吹塑成型的薄膜经过20～30℃风环冷却后，通过人字夹板进入牵引辊牵引，同时进行分切；
[0066]
(e)后处理：将分切后的薄膜经电晕处理、检验、包装后得到反射透气地膜1，厚度为500μm。
[0067]
使用紫外
‑
可见光分光光度计对反射透气地膜1的反射率进行测定，其反射率达32％；根据gb/t 1038
‑
2000所要求的测试方法，对地膜2的透气性进行测试，透气量达3400(cm3/(m2*24h*0.1mpa)，透气系数达1.35e
‑
17(cm3·
cm/m2·
h
·
0.1mpa)。
[0068]
实施例4
[0069]
一种反射透气地膜2的制备方法，如图2所示，包括以下步骤：
[0070]
1、改性硅藻土的制备：称取海硅藻土100g、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯5g、100ml甲苯为溶剂加入至250ml三口烧瓶中，使用油浴锅70℃加热、回流1h后，经3000r/min的速度离心5分钟、经乙醇洗涤、干燥后制备得到改性多孔硅藻土，平均粒径为400μm，微孔尺寸为10～15μm。
[0071]
2、混料和造粒：按照聚丙烯树脂80％、银色着色剂铝粉2.0％、抗氧剂亚磷酸三(2,4
‑
二叔丁基苯基)酯1.0％、光稳定剂丁二酸与(4
‑
羟基
‑
2,2,6,6
‑
四甲基
‑1‑
哌啶醇的聚合物)1.0％，改性硅藻土10％的质量比称取原料，经混合均匀后，设置螺杆挤出机三段温度分别为190℃、200℃、200℃挤出造粒得到母粒m2。
[0072]
3、吹塑成型：
[0073]
(a)投料：投料：称取8kg的吹膜颗粒m2放入吹膜机配套的挤出机器中；
[0074]
(b)熔融挤出：设置吹膜机配套的挤出机的五个温区温度设置为：200℃、210℃、220℃、220℃、220℃，螺杆转速40r/min，模头温度为220℃，进行挤出；
[0075]
(c)吹胀/牵引：吹胀比设置为3；牵引比设置为4进行吹塑成型；
[0076]
(d)将吹塑成型的薄膜经过20～30℃风环冷却后，通过人字夹板进入牵引辊牵引，同时进行分切。
[0077]
(e)后处理：将分切后的薄膜经电晕处理、检验、包装后得到反射透气地膜2，厚度为800μm。
[0078]
使用紫外
‑
可见光分光光度计对反射透气地膜2的反射率进行测定，其反射率达25％；根据gb/t 1038
‑
2000所要求的测试方法，对地膜2的透气性进行测试，透气量达3710(cm3/(m2*24h*0.1mpa)，透气系数达1.20e
‑
17(cm3·
cm/m2·
h
·
0.1mpa)。
[0079]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。