本发明属于塑料农膜的
技术领域：
，提供了一种高透光性的保温隔热塑料农膜及其制备方法。
背景技术：
：农业是每个国家不可缺少的基础行业，发展和提高农业是每个国家首要的责任，为了农业提高和发展，我们必须提高机械、肥料等基础生产资料，其中，农业薄膜是农业发展不可缺少的一部分，塑料薄膜不仅可以使农作物不分气候加快生长，保护植物水分流失，防止低温，延长生长期、增产等。因此，对农用塑料薄膜的研究和发展广受关注。随着中国农村产业对塑料薄膜的市场需求不断上升，塑料薄膜在农村种植业中被广泛应用在塑料大棚领域。我国对农用塑料薄膜的需求量是巨大的，近年来，年均消耗在110万吨以上，是农业生产的主要生产资料。我国是农用塑料薄膜生产和使用最多的国家。农用塑料薄膜主要是棚膜和地膜、饲草用膜、遮阳网、防虫网等现代农用覆盖材料。目前我国各种棚膜年使用量约150万吨，年更新需求量约70万吨。使用的薄膜为普通聚氯乙烯薄膜、聚氯乙烯无滴膜、普通聚乙烯薄膜、聚乙烯无滴膜、聚乙烯多功能复合膜以及EVA多功能复合膜等。但现有棚膜在使用过程中存在一些问题，如白天射入大棚内地面的红外辐射能量在夜间经棚膜散失，大幅度降低棚温，尤其是聚烯烃流滴棚膜在夜间的散热比普通膜还要快；另一方面，大量红外线进入棚中，尤其是在中午，使得棚温过高而灼烧农作物。因此，保温隔热是塑料农膜非常重要的性能。目前国内外在塑料薄膜技术，尤其是农用塑料薄膜的性能提升方面已取得了一定成效。其中王晓玲等人发明了一种多功能农膜保温树脂母粒及其制备方法（中国发明专利申请号201510037713.X），由下列重量份的原料配制而成：水滑石22份~28份、石英4份~6份、硅藻土1份~3份、滑石粉1份~3份、高岭土2份~4份、碳酸钙1份~3份、二氧化硅1份~3份、耐候树脂母粒3份~6份、乙烯~醋酸乙烯共聚物5份~8份、茂金属1份~3份、紫外线吸收剂0.8份~1.5份、分散剂聚乙烯蜡1份~3份、线型低密度聚乙烯粉料29.5份~42.7份、高密度聚乙烯粉料5份~10份；该发明所生产的多功能农膜保温树脂母料，在农膜生产中不仅同时起到了加工助剂、保温助剂、开口助剂、缓释助剂、耐候助剂等作用，而且可使农膜内的夜间温度提高7-10℃。另外，吴白雪发明了一种纳米隔热农膜（中国发明专利申请号201710896554.8），包括透明的基膜和透明的树脂层，其中树脂层中含有纳米隔热材料并且具有780nm~2400nm波长红外线的80％以上的隔断率、380nm紫外线的58％的隔断率和可见光的90％以上的透过率；该发明提供的隔热复合农膜具有较高的可见光透过率较高的红外线隔断率和合适的紫外线透过率。本发明利用了农作物对光谱和温度的最佳生长条件要求；在紫外线和可见光找出合理的技术指标同时考虑对基膜的耐候性即膜的使用时间；利用在膜材料上形成一层隔断层降低大棚内的热释放速度。从而达到保温的作用。可见，现有技术中的塑料农膜的红外阻隔材料包括滑石粉等，但是滑石粉等填料具有多层结构，直接添加不仅分散效果差，还会降低薄膜的透明程度，导致雾度上升，不利于阳光透射，影响农作物的生长,，难以兼顾透明性和红外隔热性等缺点。技术实现要素：针对这种情况，我们提出一种高透光性的保温隔热塑料农膜及其制备方法，不仅能够改善农膜的透光性，还可有效起到保温隔热的作用，有利于农作物的健康生长。为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：一种高透光性的保温隔热塑料农膜的制备方法，在超临界CO2的带动下，丙烯酸和正丁醇对滑石粉进行预膨胀，然后加入磁粉剪切碾磨得到磁化薄层滑石粉，再与聚乙烯、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂混合，在外加磁场下挤出、吹塑成膜，制得高透光性的保温隔热塑料农膜，制备的具体步骤如下：（1）将滑石粉、表面改性剂、丙烯酸和正丁醇加入密闭的高速混合机内，并通入超临界CO2，混合分散，在超临界CO2的带动下，丙烯酸和正丁醇渗入滑石粉层间，泄压,制得预膨胀滑石粉；（2）采用磨盘型力化学反应器对步骤（1）制得的预膨胀滑石粉、磁粉进行剪切碾磨，制得磁化薄层滑石粉填料；（3）将步骤（2）制得的磁化薄层滑石粉填料与聚乙烯、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂在挤出设备内混合，同时在外加磁场条件下熔融挤出，并经吹膜机吹塑成保温隔热塑料农膜。优选的，步骤（1）所述表面改性剂为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯中的至少一种。优选的，步骤（1）所述预膨胀滑石粉中，各原料的重量份为，滑石粉70~84重量份、表面改性剂1~2重量份、丙烯酸6~10重量份、正丁醇5~8重量份。优选的，步骤（1）所述混合分散的转速为60~80r/min，时间为10~15min。优选的，步骤（2）所述磁粉为磁铁粉；所述预膨胀滑石粉、磁粉的质量比为100:0.2-0.5。优选的，步骤（3）所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168中的至少一种。所述的Ca/Zn复合稳定剂为热稳定剂,选用市售RC255L型Ca/Zn复合稳定剂。优选的，步骤（3）所述各原料的重量份为，磁化薄层滑石粉填料10~30重量份、聚乙烯62~86重量份、Ca/Zn复合稳定剂1~2重量份、抗氧剂1~2重量份。优选的，步骤（3）所述外加磁场的磁场强度为2~4T。滑石主要成分是滑石含水的硅酸镁，属单斜晶系，晶体呈假六方或菱形的片状，具有润滑性、抗黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性，用于塑料薄膜改性可显著提升膜的各项力学性能和保温隔热效果。但其层状结晶构造以及与树脂的界面相容性是影响薄膜透明度和改性效果的主要障碍，本发明利用超临界CO2的高流动性，带动膨胀剂（丙烯酸和正丁醇）等渗入滑石粉层间，将具有红外阻隔性能的滑石粉由丙烯酸和正丁醇预膨胀处理后，通过剪切碾磨赋磁，在吹膜加工时，利用外磁场，使磁化滑石粉取向和流动，促进滑石粉微片的分散，进而提高聚乙烯基体与滑石粉微片层的界面相容性和结合强度以及对光的反射性。本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的高透光性的保温隔热塑料农膜。该方法在超临界CO2的带动下，对滑石粉进行预膨胀，然后剪切碾磨并泄压得到磁化薄层滑石粉，再与聚乙烯、Ca/Zn复合稳定剂、抗氧剂混合，在外加磁场下挤出、吹塑成膜，制得高透光性的保温隔热塑料农膜。与传统方法相比，本发明的制备的本发明制备的塑料农膜，薄层化滑石粉填料在聚乙烯中的分散性好，界面结合强度高，不仅显著改善吹塑农膜的透光性和雾度，同时具有极好的保温隔热性能，可显著促进农作物的健康生长，在农业生产中应用前景广阔。本发明提供了一种高透光性的保温隔热塑料农膜及其制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1.本发明制备的塑料农膜，兼顾透明性和红外隔热性能，可显著促进农作物的健康生长。2.本发明的制备方法，利用超临界CO2的高流动性带动膨胀剂等渗入滑石粉层间膨胀，并利用磁粉剪切磁化薄层滑石粉填料，同时利用磁性取向和流动作用，促进聚乙烯与滑石粉界面相容性，提高了分散性能，可显著改善吹塑农膜的透光性和雾度。3.本发明的制备方法，滑石粉与聚乙烯的界面结合强度高，利用滑石粉的高阻隔性，显著提升保温隔热性能，有利于农作物生长。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。实施例1将76kg滑石粉、1kg异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、9kg丙烯酸和7kg正丁醇加入密闭的高速混合机内，充入二氧化碳至超临界，在转速为72r/min混合分散13min，泄压制得预膨胀滑石粉；然后采用磨盘型力化学反应器对预膨胀滑石粉、磁铁粉以质量比100:0.2混合进行剪切碾磨，制得磁化薄层滑石粉填料；将22kg磁化薄层滑石粉填料与72kg聚乙烯、1kgCa/Zn复合稳定剂、2kg抗氧剂1010在挤出设备内混合，同时在磁场强度为3T的外加磁场条件下熔融挤出，并经吹膜机吹塑成保温隔热塑料农膜。测试方法：将本发明制得的塑料农膜制成50mm×50mm的试样，试验温度为30℃，相对湿度为50%。（1）透光性：透光率：采用FX4000薄膜透光率测定仪测定塑料农膜的透光率，测试3次计算平均值。（2）保温隔热性：导热系数：采用DZDR-S导热系数测定仪测定塑料农膜的导热系数，表示其保温隔热性能，测试3次计算平均值。所得数据如表1所示。实施例2将84kg滑石粉、1kg异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、6kg丙烯酸和5kg正丁醇加入密闭的高速混合机内，充入二氧化碳至超临界，在转速为60r/min混合分散15min，泄压制得预膨胀滑石粉；然后采用磨盘型力化学反应器对预膨胀滑石粉、磁铁粉以质量比100:0.3混合进行剪切碾磨，制得磁化薄层滑石粉填料；将10kg磁化薄层滑石粉填料与86kg聚乙烯、1kgCa/Zn复合稳定剂、1kg抗氧剂1076在挤出设备内混合，同时在磁场强度为2T的外加磁场条件下熔融挤出，并经吹膜机吹塑成保温隔热塑料农膜。测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。实施例3将80kg滑石粉、1kg双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯、7kg丙烯酸和6kg正丁醇加入密闭的高速混合机内，充入二氧化碳至超临界，在转速为65r/min混合分散14min，泄压制得预膨胀滑石粉；然后采用磨盘型力化学反应器对预膨胀滑石粉、磁铁粉以质量比100:0.4混合进行剪切碾磨，制得磁化薄层滑石粉填料；将15kg磁化薄层滑石粉填料与80kg聚乙烯、1kgCa/Zn复合稳定剂、1kg抗氧剂264在挤出设备内混合，同时在磁场强度为2T的外加磁场条件下熔融挤出，并经吹膜机吹塑成保温隔热塑料农膜。测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。实施例4将70kg滑石粉、2kg异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、10kg丙烯酸和8kg正丁醇加入密闭的高速混合机内，充入二氧化碳至超临界，在转速为80r/min混合分散10min，泄压制得预膨胀滑石粉；然后采用磨盘型力化学反应器对预膨胀滑石粉、磁铁粉以质量比100:0.2-0.5混合进行剪切碾磨，制得磁化薄层滑石粉填料；将30kg薄层化滑石粉填料与62kg聚乙烯、4kg磁性淀粉微粒、2kgCa/Zn复合稳定剂、2kg抗氧剂168在挤出设备内混合，同时在磁场强度为4T的外加磁场条件下熔融挤出，并经吹膜机吹塑成保温隔热塑料农膜。测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。实施例5将74kg滑石粉、2kg异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、9kg丙烯酸和7kg正丁醇加入密闭的高速混合机内，充入二氧化碳至超临界，在转速为75r/min混合分散12min，泄压制得预膨胀滑石粉；然后采用磨盘型力化学反应器对预膨胀滑石粉、磁铁粉以质量比100:0.2-0.5混合进行剪切碾磨，制得磁化薄层滑石粉填料；将25kg薄层化滑石粉填料与68kg聚乙烯、4kg磁性淀粉微粒、1kgCa/Zn复合稳定剂、2kg抗氧剂1010在挤出设备内混合，同时在磁场强度为4T的外加磁场条件下熔融挤出，并经吹膜机吹塑成保温隔热塑料农膜。测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。实施例6将77kg滑石粉、2kg双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯、8kg丙烯酸和6kg正丁醇加入密闭的高速混合机内，充入二氧化碳至超临界，在转速为70r/min混合分散12min，泄压制得预膨胀滑石粉；然后采用磨盘型力化学反应器对预膨胀滑石粉、磁铁粉以质量比100:0.2-0.5混合进行剪切碾磨，制得磁化薄层滑石粉填料；将20kg薄层化滑石粉填料与74kg聚乙烯、3kg磁性淀粉微粒、1kgCa/Zn复合稳定剂、2kg抗氧剂1076在挤出设备内混合，同时在磁场强度为3T的外加磁场条件下熔融挤出，并经吹膜机吹塑成保温隔热塑料农膜。测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。对比例1塑料农膜制备过程中，未对滑石粉进行薄层化处理，其他制备条件与实施例6一致。测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。对比例2塑料农膜制备过程中，未对薄层滑石粉进行磁化处理，熔融挤出时未施加外加磁场，其他制备条件与实施例6一致。测试方法与实施例1一致，所得数据如表1所示。表1：性能指标厚度（mm）透光率（%）导热系数（W/m·k）实施例10.03292.70.018实施例20.03593.20.019实施例30.03693.10.017实施例40.04091.90.018实施例50.03594.90.021实施例60.03593.40.019对比例10.03582.40.052对比例20.03588.50.043当前第1页1 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