一种持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料及其制备方法与流程

1.本发明涉及塑料薄膜高分子材料技术领域，尤其涉及一种持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，聚乙烯无滴薄膜在农业上最重要的用途就是作为棚膜使用。塑料大棚对蔬菜、瓜果的提前播种和成熟起着至关重要的作用,它为一年四季提供新鲜蔬菜,满足人民生活需要做出了重大贡献。塑料大棚的主要功能是提高棚内温度。而目前大多数农地膜生产厂家所用(或自已生产的)聚乙烯无滴薄膜母料中的无滴剂如540b、622a或w94等,只有防滴效果,这就导致了棚内雾气较大,从而使如黄瓜、西瓜、茄子等开花类蔬菜容易染病,影响产量及收成。
3.另外，现有的聚乙烯防雾无滴薄膜都是在原无滴母料生产中加入了一定比例的氟系防雾剂(如防雾剂全氟烷等),从而使生产出的无滴薄膜具有了一定的防雾性,虽然在提高聚乙烯薄膜防雾滴性方面已取得明显的效果，但在薄膜防雾滴的持效性方面不是十分理想。聚乙烯防雾滴膜的无滴持效性差且防雾滴持效期通常只有3～10个月左右。因此，延长聚乙烯棚膜的无滴持效期，己成为聚乙烯棚膜加工领域必须共同努力解决的关键问题。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料及其制备方法。
5.本发明提出的一种持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料，包括下述质量份的组分：线性低密度聚乙烯65-78份、低密度聚乙烯22-35份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3-7份、防雾剂0.1-1份、无滴剂2-5份、金属氧化物0.1-1份；
6.所述无滴剂为马来酸酐-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物，其是在引发剂的作用下将马来酸酐接枝到甲基丙烯酸甲酯上制备得到。
7.优选地，所述无滴剂的马来酸酐接枝率为18％以上。
8.优选地，所述无滴剂的制备原料包括甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐和引发剂，其中甲基丙烯酸甲酯、马来酸酐和引发剂的质量比为100：(21.6～31.5)：(0.09～0.15)。
9.优选地，所述无滴剂的制备方法为：
10.(1)在惰性气氛下，将甲基丙烯酸甲酯和部分引发剂于65～75℃保温搅拌反应20～40min；
11.(2)降温至45～55℃，加入余量引发剂、温度为45～55℃的热水、马来酸酐，保温搅拌反应20～40min，再升温至85～95℃，保温搅拌反应2～4h，反应结束后降温至45～55℃，除去水相，将有机相水洗后，将得到的固体产物干燥，即得。
12.优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
13.优选地，步骤(1)中加入的引发剂占引发剂总质量的60-70％。
14.优选地，所述甲基丙烯酸甲酯与热水的比例为1g：(1.5～3)ml。
15.优选地，所述防雾剂为聚甘油脂肪酸酯、聚环氧乙烷甘油脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸脂、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸中的至少一种。
16.优选地，所述金属氧化物为纳米氧化铝、纳米氧化锌或其组合。
17.一种所述的持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料的制备方法，其特征在于，包括：
18.s1、将线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物高速混合均匀，得到混合料a；
19.s2、将所述混合料a与防雾剂、无滴剂、金属氧化物高速混合均匀，得到混合料b；
20.s3、将所述混合料b加入双螺杆挤出机中反应，然后挤出、冷却、造粒，得到持久型防雾无滴薄膜母料。
21.优选地，s1和s2中，高速混合的时间为3～5min。
22.优选地，s3中，反应温度为170～220℃，反应时间为3～5min。
23.本发明的有益效果如下：
24.1、本发明采用长链脂肪酸及酯类防雾剂与新型无滴剂组合制备防雾无滴母料，具有较好的防雾无滴效果，且防雾无滴性能持久。
25.2、eva是一类具有橡胶弹性的热塑性树脂,具有良好的韧性、挠曲性、耐应力开裂性和粘结性等。eva与聚烯烃类树脂共混作为改性剂,给pe分子链增加了弹性粒子。由于eva的玻璃化温度很低、粘度小,当它和pe共混后,随着eva的增多,形成适当的第二相。由于两组都有了乙烯基团,有较好的相容性,所以对pe有很强的增韧作用,增强了pe承受外力、溶剂作用而龟裂的能力,从而增强了薄膜的韧性、耐寒性及无滴效果、防雾效果的持久性。
26.3、纳米氧化铝呈球结构，表面具有较好的吸附性，在pe中具有较好的分散性，与pe树脂界面融合性好，用于pe薄膜中薄膜不易裂开，不会出现白点，且氧化铝粒径小，比表面积大，具有纳米吸附功能，从而延长了薄膜雾滴初现的时间。
27.本发明解决了棚内雾汽较大这一难点,同时解决了现有防雾滴薄膜防雾滴持效期短的问题，对减少蔬菜特别是开花类蔬菜的病虫害,提高蔬菜产量作出了贡献。
具体实施方式
28.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
29.实施例1
30.一种持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料，包括下述质量份的组分：线性低密度聚乙烯65份、低密度聚乙烯35份、乙烯-醋酸乙烯共聚物3份、聚甘油脂肪酸酯0.1份、无滴剂2份、纳米氧化铝0.1份。
31.其中，无滴剂的制备方法为：
32.(1)在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和通氮气的500ml四口瓶中加入100g甲基丙烯酸甲酯、0.06g偶氮二异丁腈，置于水浴中，开启冷却水，通氮气，开动搅拌器，升温至70℃，保温搅拌30min；
33.(2)降温至50℃，加入0.03g偶氮二异丁腈，加入200ml温度为50℃的蒸馏水，快速
加入21.6g马来酸酐，保温搅拌反应30min，然后升温至90℃，保温搅拌反应3h，反应结束后移走水浴，自然冷却至50℃，然后倒入分液漏斗中，分离水相，用200ml去离子水洗涤有机相，共洗涤3次，将得到的固体产物在真空烘箱中于50℃下烘干，即得。
34.取上述制得的无滴剂1.0g溶于25ml三氯甲烷中，加入内标异丁醇20μl，用sq-204气相色谱仪检测马来酸酐的含量为14.4％，推算得到马来酸酐的接枝率为18.1％。
35.上述持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料的制备方法包括：
36.s1、将线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物高速混合4min，得到混合料a；
37.s2、将所述混合料a与聚甘油脂肪酸酯、无滴剂、金属氧化物高速混合4min，得到混合料b；
38.s3、将所述混合料b加入双螺杆挤出机中反应，反应温度为200℃，反应时间为4min，然后挤出、冷却、造粒，得到持久型防雾无滴薄膜母料。
39.实施例2
40.一种持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料，包括下述质量份的组分：线性低密度聚乙烯70份、低密度聚乙烯30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5份、聚甘油脂肪酸酯0.3份、无滴剂3份、纳米氧化铝0.5份。
41.其中，无滴剂的制备方法同实施例1。
42.上述薄膜母料的制备方法同实施例1。
43.实施例3
44.一种持久型防雾无滴聚乙烯薄膜母料，包括下述质量份的组分：线性低密度聚乙烯75份、低密度聚乙烯25份、乙烯-醋酸乙烯共聚物7份、聚甘油脂肪酸酯0.7份、无滴剂5份、纳米氧化铝0.8份。
45.其中，无滴剂的制备方法同实施例1。
46.上述薄膜母料的制备方法同实施例1。
47.对比例1
48.对比例1与实施例1的区别仅为：薄膜母料的组分中不含无滴剂。
49.对比例2
50.对比例2与实施例1的区别仅为：薄膜母料的组分中不含纳米氧化铝。
51.试验例
52.将实施例1-3及对比例1-2所制备的防雾无滴聚乙烯母料应用于聚乙烯薄膜中，具体方法为：将低密度聚乙烯(ldpe)、线形低密度聚乙烯(lldpe)、防雾无滴聚乙烯薄膜母料按质量比为15:70:15混合均匀后，加入双螺杆挤出机，挤出进行吹塑即制得防雾无滴聚乙烯薄膜，双螺杆挤出机的各段温度为：一段：170℃、二段：180℃、三段：190℃、四段：185℃、五段：180℃。对上述制得的薄膜进行性能测试，测试方法如下：
53.1、初期防雾滴性：将烧杯置于60℃的恒温水槽中，环境温度为室温，观察15min内薄膜表面的水迹情况。a:膜面无变化；b:膜面产生水迹，但在3min内消失；c:膜面产生水迹，但在15min内消失；d:15min后膜面仍有水迹，但透明。
54.2、高温防雾滴性：取一块长15cm，宽15cm，厚度约为0.08mm的正方形棚膜，罩于500ml的烧杯上，杯口扎紧，烧杯内装有300ml水。然后将烧杯置于60℃的恒温水槽中，呈15
°
倾角，环境温度为室温。60℃时膜上雾滴面积超过膜面的1/3视为失效。棚膜从开始使用到失效所经历的时间定义为棚膜的无滴持效期。
55.3、低温防雾滴性：取一块长15cm，宽15cm，厚度约为0.08mm的正方形棚膜，罩于500ml的烧杯上，杯口扎紧，烧杯内装有300ml水。然后将烧杯置于18℃的恒温水槽中，环境温度为-5℃。膜上雾滴面积超过1/4视为失效。
56.4、棚膜防滴持久性评价：农田大棚覆盖进行实际观测，棚膜内表面鳞片状水滴的分布面积达到50％的天数。
●
：棚膜内表面鳞片状水滴的分布面积达到50％以下，膜透明性好。
○
：棚膜内表面鳞片状水滴的分布面积达到50％以上，膜透明性差。
57.上述薄膜的性能测试结果如表1所示：
58.表1薄膜的性能测试结果
[0059][0060]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。