本发明涉及一种地膜及其制备方法，具体涉及一种不含紫外吸收剂的地膜及其制备方法。
背景技术：
地膜即地面覆盖薄膜，具有增温保墒、抗旱节水、改善土壤理化性质、提高土壤肥力、抑制杂草、防止害虫侵袭、促进植物生长等作用。在我国，地膜已经广泛应用在粮、棉、油、菜、瓜果、烟、糖、药、麻、茶、林等多种农作物上，深受广大农民的欢迎。在我国三北地区，低温、少雨、干旱、贫瘠、无霜期短等因素限制了农业的发展，此时地膜对于保障旱区作物的生长至关重要，在助推西北等旱作农业扩面提质、稳产增产上发挥着不可替代的作用。
地膜种植在田地内覆盖大量的塑料薄膜，其在作物收获后会残留在土壤中并且难以降解，因此会对土壤造成一定的污染和损害，塑料地膜大量使用所带来的白色污染问题日益凸显。特别是，部分企业和农户为了追求利润、降低经济成本从而降低了地膜的厚度和质量，导致地膜的耐老化性能不足，尤其是在气候干旱、日照时间长、阳光辐射度高的西北等地区，地膜的老化更加严重，在作物成熟时地膜已支离破碎从而无法有效回收，严重影响了农作物的生长及土地环境。因此，特别期待一种耐老化性能高从而便于回收的地膜。
公开号为cn102660074a的中国专利公开了一种一膜两年用专用耐候功能地膜，由下列重量百分比的原料制成：lldpe60-80％，ldpe5-15％，hdpe3-8％，mpe5-15％，耐老化母料2-6％；其中，耐老化母料由下列重量百分比的原料制成：lldpe粉料35-45％，ldpe25-35％，hdpe6-15％，mpe5-12％，受阻胺光稳定剂2-7％，抗氧化剂0.5-3.5％，紫外线吸收剂0.5-3.5％，分散剂白油1.5-5.0％；上述耐候性地膜虽在使用360天后仍有较高的物理机械性能保留率，但初始力学性能不符合新疆地方的标准要求(db65/3189-2014)，因此无法用于新疆苛刻的高温、高旱环境中；此外，上述地膜采用大量的受阻胺类光稳定剂和紫外线吸收剂来达到耐老化的效果，成本增幅较大，难以在农户中得到有效的推广和应用。
技术实现要素：
本发明提供一种地膜及其制备方法，该地膜不含紫外线吸收剂和分散剂，在实现耐老化效果的同时降低了生产成本；特别是，该地膜符合db65/3189-2014标准的相关要求，可用于新疆等苛刻的高温、高旱环境，应用范围广泛。
本发明提供一种地膜，由如下重量份的组分组成：线性低密度聚乙烯76.5-81.8重量份、茂金属线性聚乙烯15-20重量份、高密度聚乙烯3-5重量份、受阻胺类光稳定剂0.02-0.15重量份、酚类抗氧剂0.05-0.15重量份和酯类抗氧剂0.05-0.2重量份。
本发明的地膜，在不含有紫外线吸收剂的情况下能够获得良好的耐老化效果，不仅能够满足在气候干旱、日照时间长、阳光辐射度高的西北地区的24个月使用期，从而便于地膜的有效回收，此外大大降低了地膜的生产成本；特别是，具有上述特定组成的地膜初始力学性能良好，符合db65/3189-2014标准的相关要求，可用于新疆等苛刻的高温、高旱环境，使用应用不受限制。
在本发明中，所述线性低密度聚乙烯的熔体流动速率mfr为1.0-2.0g/10min，密度为0.916-0.924g/cm3。具体地，线性低密度聚乙烯树脂可以选自dfda7047、dfda7042和ll0209aa中的至少一种，优选为ll0209aa。
在本发明中，所述茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr≤1.0g/10min，密度为0.916-0.922g/cm3；进一步地，所述茂金属线性聚乙烯的重均分子量为7-10万，分子量分布为2.0-3.1。本发明通过选用上述特定要求的茂金属线性聚乙烯，同时将其含量控制在上述合理的范围，增加了地膜的初始力学性能。
在本发明中，所述高密度聚乙烯的熔体流动速率mfr为0.5-8.0g/10min，密度为0.940-0.960g/cm3。具体地，高密度聚乙烯可以选自dmda8008、hd5410、5000s和dgdx6095中的至少一种，优选为dmda8008。
进一步地，所述受阻胺类光稳定剂与所述酯类抗氧剂的质量配比可以为1:(1-4)；所述酚类抗氧剂与所述酯类抗氧剂的质量配比可以为1:(1-4)。上述质量配比范围在保证地膜性能的同时，有利于降低地膜的生产成本。
在本发明中，受阻胺类光稳定剂可以选自tinuvin622和tinuvin944中的至少一种，优选为tinuvin944；酚类抗氧剂可以为抗氧剂1010；酯类抗氧剂可以为抗氧剂168。
本发明的地膜中，受阻胺类光稳定剂的用量比现有地膜低3-10倍，通过将少量的受阻胺类光稳定剂与低成本的酯类抗氧剂进行配伍，在不添加高成本紫外线吸收剂的情况下增加了地膜的耐老化性能，使其满足在气候干旱、日照时间长、阳光辐射度高的西北地区的24个月使用期，在达到相同耐老化效果的同时降低了生产成本，易于被农民和膜生产商接受，实现了地膜的有效回收，减少了白色污染。
本发明还提供上述地膜的制备方法，包括如下步骤：
将76.5-81.8重量份线性低密度聚乙烯、15-20重量份茂金属线性聚乙烯、3-5重量份高密度聚乙烯、0.02-0.15重量份受阻胺类光稳定剂、0.05-0.15重量份酚类抗氧剂和0.05-0.2重量份酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；
将所述混合料塑化挤出、吹胀牵引，制得所述地膜。
进一步地，所述塑化挤出的温度为190-230℃。
进一步地，所述吹胀牵引的吹胀比为2.5-3.0，牵引比为4-6。
本发明对地膜的尺寸不作严格限制，可根据实际需要合理设置；地膜的厚度可以为0.008±0.013mm，宽度可以为700-1400mm。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本发明的地膜中，受阻胺类光稳定剂的用量比现有地膜低3-10倍，通过将少量的受阻胺类光稳定剂与低成本的酯类抗氧剂进行配伍，在不添加高成本紫外线吸收剂的情况下增加了地膜的耐老化性能，使其满足在气候干旱、日照时间长、阳光辐射度高的西北地区的24个月使用期。
2、本发明的地膜，通过选用特定的茂金属线性聚乙烯，同时将其含量控制在合理的范围，不添加高成本的高压低密度聚乙烯ldpe，同时减少了高成本的高密度聚乙烯hdpe的加入量，增加了地膜的初始力学性能；该特定组成的地膜初始力学性能良好，符合db65/3189-2014标准的相关要求，可用于新疆等苛刻的高温、高旱环境，使用范围不受限制。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
各实施例和对照例采用的原料如下：
线性低密度聚乙烯：ll0209aa，熔体流动速率mfr为1.0-2.0g/10min，密度为0.916-0.924g/cm3，来自独山子石化公司；
茂金属线性聚乙烯：熔体流动速率mfr≤1.0g/10min，密度为0.916-0.922g/cm3，重均分子量为7-10万，分子量分布为2.0-3.1；
高密度聚乙烯：dmda8008，熔体流动速率mfr为0.5-8.0g/10min，密度为0.940-0.960g/cm3，来自独山子石化公司；
受阻胺类光稳定剂：tinuvin944，来自德国巴斯夫；
酚类抗氧剂：抗氧剂1010，购自金海雅宝公司；
酯类抗氧剂：抗氧剂168，购自金海雅宝公司。
实施例1
一、地膜组成
本实施例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为1.0g/10min，密度为0.918g/cm3，重均分子量为8.9万，分子量分布为2.0。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为190℃，吹胀牵引的吹胀比为3，牵引比4，经收卷分切，制得厚度为0.008mm、宽度为700mm的地膜(记作a1)。
按照新疆地方标准db65/3189-2014对制得的地膜进行检测；具体地，采用gb/t1040.3-2006方法检测地膜的拉伸负荷(纵/横)，采用gb/t1040.2测试方法检测地膜的断裂伸长率(纵/横)，采用qb/t1130-91方法检测地膜的直角撕裂负荷(纵/横)，结果见表1。
实施例2
一、地膜组成
本实施例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为0.5g/10min，密度为0.916g/cm3，重均分子量为10万，分子量分布为2.2。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为210℃，吹胀牵引的吹胀比为2.8，牵引比5，经收卷分切，制得厚度为0.010mm、宽度为1200mm的地膜(记作a2)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
实施例3
一、地膜组成
本实施例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为0.9g/10min，密度为0.918g/cm3，重均分子量为9.1万，分子量分布为2.5。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为220℃，吹胀牵引的吹胀比为2.5，牵引比5，经收卷分切，制得厚度为0.010mm、宽度为1200mm的地膜(记作a3)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
实施例4
一、地膜组成
本实施例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为0.6g/10min，密度为0.919g/cm3，重均分子量为9.7万，分子量分布为2.8。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为230℃，吹胀牵引的吹胀比为2.5，牵引比6，经收卷分切，制得厚度为0.010mm、宽度为1300mm的地膜(记作a4)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
实施例5
一、地膜组成
本实施例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为0.5g/10min，密度为0.920g/cm3，重均分子量为8.6万，分子量分布为3.0。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为230℃，吹胀牵引的吹胀比为3，牵引比5，经收卷分切，制得厚度为0.012mm、宽度为1400mm的地膜(记作a5)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
实施例6
一、地膜组成
本实施例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为1.0g/10min，密度为0.922g/cm3，重均分子量为7.4万，分子量分布为3.1。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为230℃，吹胀牵引的吹胀比为3，牵引比5，经收卷分切，制得厚度为0.013mm、宽度为1400mm的地膜(记作a6)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
实施例7
一、地膜组成
本实施例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为1.0g/10min，密度为0.920g/cm3，重均分子量为7.3万，分子量分布为3.1。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为230℃，吹胀牵引的吹胀比为3，牵引比5，经收卷分切，制得厚度为0.013mm、宽度为1400mm的地膜(记作a7)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
对照例1
一、地膜组成
本对照例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为1.0g/10min，密度为0.919g/cm3，重均分子量为9.5万，分子量分布为2.2。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为210℃，吹胀牵引的吹胀比为3，牵引比4，经收卷分切，制得厚度为0.010mm、宽度为700mm的地膜(记作b1)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
对照例2
本对照例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为1.2g/10min，密度为0.920g/cm3，重均分子量为8.0万，分子量分布为2.5。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为210℃，吹胀牵引的吹胀比为3，牵引比4，经收卷分切，制得厚度为0.011mm、宽度为700mm的地膜(记作b2)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
对照例3
本对照例的地膜，由如下重量份的组分组成：
其中，茂金属线性聚乙烯的熔体流动速率mfr为1.0g/10min，密度为0.919g/cm3，重均分子量为9.0万，分子量分布为3.2。
二、地膜的制备方法
按上述重量份将线性低密度聚乙烯、茂金属线性聚乙烯、高密度聚乙烯、受阻胺类光稳定剂、酚类抗氧剂和酯类抗氧剂混合均匀，制得混合料；随后，将混合均匀的混合料通过自动送料机投入到塑化挤出机料斗自动塑化挤出、吹胀牵引；其中，塑化挤出的温度为210℃，吹胀牵引的吹胀比为3，牵引比4，经收卷分切，制得厚度为0.010mm、宽度为700mm的地膜(记作b3)。
按照实施例1方法对制得的地膜进行检测，结果见表1。
试验例1
在新疆苛刻的高温、高旱环境下使用实施例1-7和对照例1-3的地膜，其中：各地膜使用时的环境条件为：每年6月～9月平均气温在30℃及以上，极高温度可达45℃，年均降水量仅16.4mm左右，夏季干旱少雨。
按照实施例1方法对使用后的各地膜进行检测，各地膜在使用6个月、12个月和24个月后的结果分别见表2至表4。
表1初始地膜的质量检测结果
表2使用6个月后地膜的质量检测结果
表3使用12个月后地膜的质量检测结果
表4使用24个月后地膜的质量检测结果
由上述结果可知：
1、本发明各实施例的地膜初始力学性能良好，符合db65/3189-2014标准的相关要求，因此可用于新疆等苛刻的高温、高旱环境，使用范围不受限制。
2、本发明各实施例的地膜在气候干旱、日照时间长、阳光辐射度高的西北地区能够实现24个月的使用期，地膜的耐老化性能良好，从而便于地膜的有效回收，减少了白色污染。
3、各对照例的地膜初始力学性能无法满足db65/3189-2014标准的相关要求，此外地膜在新疆等苛刻的高温、高旱环境的耐老化性能差，不易回收，并且易产生白色污染，地膜的使用范围受限。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。