一种农用棚膜专用增透增强母粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料领域，具体涉及一种塑料棚膜专用母粒，特别是一种农用棚膜专 用增透增强母粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国农用塑料棚膜的产量和覆盖面积均居世界之首，其中聚乙烯棚膜是我国主要 的农膜品种，主要材料为线性低密度聚乙烯（LLDPE)和低密度聚乙烯（LDPE)，通常为两者 的共混复合物。棚膜厚度一般在0.04?0. 12mm之间，透光率<90%，雾度>20%。有研宄 表明，降低薄膜的雾度，提高透光率，可促进大棚内越冬栽培植物光合作用，提高作物产量， 使作物提前成熟上市。因此，在塑料棚膜中发展低雾度、高透明的农用棚膜对于提高大多数 作物产量，增加作物经济效益非常重要。
[0003] 雾度主要受到树脂的特性，添加剂的含量，以及薄膜加工过程中结晶的大小影响。 在降低聚乙烯薄膜的雾度来提高透明性方面通常采用加入成核剂和增透剂的方法。通常 使用的是山梨醇类、有机磷酸盐类、磷酸酯类等有机类和滑石粉、二氧化硅、云母、蒙脱土 等无机类小分子，以及高透明聚合物。如CN102746563A公开一种LLDPE透明棚膜专用料 的制备方法，采用有机或无机成核剂，抗静电剂，硬脂酸锌，LLDPE载体树脂，制备LLDPE 透明棚膜专用料；可有效提高薄膜的透明性能、力学性能；CN102120843A公开了一种亚纳 米硫酸钡增强增韧透明母料及其制备方法，采用亚纳米粉体与分散剂、润滑剂、偶联剂、载 体树脂共同制备出在提高薄膜制品的力学性能的同时，还能够提高其透明度的薄膜母料； ZL200510026428. 4公开了一种透明薄膜母料及其制备方法，所采用无机粉体为2000至 2500目滑石粉与稀土偶联剂、硬脂酸单甘酯及由低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯和茂金 属聚乙烯组成的复合载体共同制备出光学性能优良的透明薄膜母料；CN103627072 A公开 了一种改性钛白粉、成核剂、mLLDPE-g-MAA接枝物和mLLDPE载体树脂制备的种聚烯烃高透 明薄膜母料。
[0004] 根据上述专利发现目前市场上的低雾度薄膜主要是在薄膜中添加透明成核剂来 降低薄膜雾度，但是有机成核剂价格非常昂贵，而且加入有机成核剂在挤出机长时间加温 后易产生碳化现象，影响产品的稳定性；而加入无机粉体成核剂也存在聚乙烯非极性大分 子与小分子无机粉体的相容性问题。可见上述专利技术以及其他现有技术中的低雾度薄膜 均存在着一定的缺陷。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种农用棚膜专用增透增 强母粒及其制备方法，该母粒以载体树脂为基质，配合选用的亚纳米二氧化硅、纳米二氧化 硅和分散剂获得，这种母粒能够显著降低聚乙烯棚膜的雾度、明显提高其透光率和拉伸强 度，其中可确保棚膜的雾度< 11 %、透光率多90%，拉伸强度提高近30%，并能提高棚膜的 保温性能，高于现有聚乙烯棚膜的水平。
[0006] 发明人经过研宄发现，只有成核剂数量足够多且与聚乙烯具有较好的相容性才能 均匀分散，达到晶核均匀分布、球晶尺寸变小、使PE膜的透明性能得以改善并同时提高力 学性能，在上述思想的指导下，发明人获得了如下的具体技术方案是：
[0007] -种农用棚膜专用增透增强母粒，其特征在于：其主要组分按重量份计为：
[0008] 载体树脂70?90份，亚纳米二氧化娃1?15份，纳米二氧化娃1?5份，分散剂 4-10 份；
[0009] 其中所述的载体树脂为LLDPE、mLLDTO、LDPE的混合物，其中各组分配比按重量份 计为：LLDPE55?70份、mLLDPE 10?15份、LDPE15?30份；所述的亚纳米二氧化硅为有 机硅氮烷偶联剂原位改性二氧化硅或有机硅烷偶联剂原位改性二氧化硅或其混合物，其粒 径尺寸25?IOOnm ;
[0010] 所述的纳米 > 氧化娃为有机娃氣烧偶联剂原位改性> 氧化娃或有机娃烧偶联剂 原位改性二氧化硅或其混合物，其粒径尺寸< 25nm ;
[0011] 所述的亚纳米二氧化硅/纳米二氧化硅的用量比为1?15/1?5 ;
[0012] 所述的分散剂为三乙醇胺、六甲基二硅胺烷、BD系列有机硅表面活性剂中的一种 或多种；
[0013] 所述的BD系列有机硅表面活性剂包括BD-3055或BD-3071或BD-3031。
[0014] 之所以采用上述的组分选择，主要原因在于：
[0015] 基质树脂选用的LLDPE、LDPE和mLLDPE为棚膜的常用材料，适合聚烯烃类多材料 单层挤出和多层共挤薄膜，可提高上述树脂之间的相容性，并保证二氧化硅在棚膜中的良 好分散性和功能性，选择上述基质树脂原料易得且成本较低。
[0016] 本发明同时选用有机硅氮烷偶联剂原位改性或有机硅烷偶联剂原位改性的亚纳 米级、纳米级二氧化硅作为成核剂，其主要原因有：①有机氮烷硅偶联剂或有机硅烷偶联剂 原位改性二氧化硅，改性剂以化学键的形式与二氧化硅键和，结合牢固，在后续加工过程中 不会随着升温和剪切脱落，对二氧化硅的分散效果持久；②选择两种尺度的改性二氧化硅， 并在上述比例下进行复配，能够使其在薄膜树脂中起到协同作用，在薄膜树脂中呈现交联 网状结构，分散效果和成核效果达到最佳，在最大程度上提高树脂的熔体强度，尤其是提高 了 LLDPE的熔体强度，在薄膜减厚、增透的同时增加其力学性能；③二氧化硅中的Si-O键在 700?llOOcnT1范围有强吸收，能够有效提高棚膜的保温性能。
[0017] 纳米和亚纳米二氧化硅由于有较大的比表面积，因此表面容易富含羟基，即使采 用有机化改性的二氧化硅，仍然会有部分羟基残留。而优选上述的分散剂，在加工过程中可 将纳米和亚纳米二氧化硅表面残留的极性基团羟基反应掉，使得二氧化硅更易吸附于非极 性的大分子链表面，进一步改善其与聚合物有机相的相容性，降低分子表面能，减少粒子间 相互团聚作用，从而使二氧化硅粒子能够更均匀、稳定地分散在聚合物基体中，最终实现对 聚合物的增韧增强以及增透作用。
[0018] 除此之外，本发明还提供了上述母粒的制备方法，具体步骤如下：
[0019] 首先将各组分按比例配料，混合均匀与后再采用双螺杆挤出机进行熔融共混造 粒，螺杆各区温度为170?200°C，螺杆转速为80?300r/min，干燥即得棚膜专用增透增强 母粒；
[0020] 其中所述的混合为在高速混合机中混合15?30min，转速为600?650r/min，或 在密炼机中混炼20?40min，密炼温度为130?200°C。
[0021] 采用上述的制