一種農(nóng)用棚膜專用增透增強(qiáng)母粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種塑料棚膜專用母粒，特別是一種農(nóng)用棚膜專 用增透增強(qiáng)母粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國農(nóng)用塑料棚膜的產(chǎn)量和覆蓋面積均居世界之首，其中聚乙烯棚膜是我國主要 的農(nóng)膜品種，主要材料為線性低密度聚乙烯（LLDPE)和低密度聚乙烯（LDPE)，通常為兩者 的共混復(fù)合物。棚膜厚度一般在0.04?0. 12mm之間，透光率<90%，霧度>20%。有研宄 表明，降低薄膜的霧度，提高透光率，可促進(jìn)大棚內(nèi)越冬栽培植物光合作用，提高作物產(chǎn)量， 使作物提前成熟上市。因此，在塑料棚膜中發(fā)展低霧度、高透明的農(nóng)用棚膜對于提高大多數(shù) 作物產(chǎn)量，增加作物經(jīng)濟(jì)效益非常重要。
[0003] 霧度主要受到樹脂的特性，添加劑的含量，以及薄膜加工過程中結(jié)晶的大小影響。 在降低聚乙烯薄膜的霧度來提高透明性方面通常采用加入成核劑和增透劑的方法。通常 使用的是山梨醇類、有機(jī)磷酸鹽類、磷酸酯類等有機(jī)類和滑石粉、二氧化硅、云母、蒙脫土 等無機(jī)類小分子，以及高透明聚合物。如CN102746563A公開一種LLDPE透明棚膜專用料 的制備方法，采用有機(jī)或無機(jī)成核劑，抗靜電劑，硬脂酸鋅，LLDPE載體樹脂，制備LLDPE 透明棚膜專用料；可有效提高薄膜的透明性能、力學(xué)性能；CN102120843A公開了一種亞納 米硫酸鋇增強(qiáng)增韌透明母料及其制備方法，采用亞納米粉體與分散劑、潤滑劑、偶聯(lián)劑、載 體樹脂共同制備出在提高薄膜制品的力學(xué)性能的同時(shí)，還能夠提高其透明度的薄膜母料； ZL200510026428. 4公開了一種透明薄膜母料及其制備方法，所采用無機(jī)粉體為2000至 2500目滑石粉與稀土偶聯(lián)劑、硬脂酸單甘酯及由低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯和茂金 屬聚乙烯組成的復(fù)合載體共同制備出光學(xué)性能優(yōu)良的透明薄膜母料；CN103627072 A公開 了一種改性鈦白粉、成核劑、mLLDPE-g-MAA接枝物和mLLDPE載體樹脂制備的種聚烯烴高透 明薄膜母料。
[0004] 根據(jù)上述專利發(fā)現(xiàn)目前市場上的低霧度薄膜主要是在薄膜中添加透明成核劑來 降低薄膜霧度，但是有機(jī)成核劑價(jià)格非常昂貴，而且加入有機(jī)成核劑在擠出機(jī)長時(shí)間加溫 后易產(chǎn)生碳化現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性；而加入無機(jī)粉體成核劑也存在聚乙烯非極性大分 子與小分子無機(jī)粉體的相容性問題。可見上述專利技術(shù)以及其他現(xiàn)有技術(shù)中的低霧度薄膜 均存在著一定的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多不足之處，提供了一種農(nóng)用棚膜專用增透增 強(qiáng)母粒及其制備方法，該母粒以載體樹脂為基質(zhì)，配合選用的亞納米二氧化硅、納米二氧化 硅和分散劑獲得，這種母粒能夠顯著降低聚乙烯棚膜的霧度、明顯提高其透光率和拉伸強(qiáng) 度，其中可確保棚膜的霧度< 11 %、透光率多90%，拉伸強(qiáng)度提高近30%，并能提高棚膜的 保溫性能，高于現(xiàn)有聚乙烯棚膜的水平。
[0006] 發(fā)明人經(jīng)過研宄發(fā)現(xiàn)，只有成核劑數(shù)量足夠多且與聚乙烯具有較好的相容性才能 均勻分散，達(dá)到晶核均勻分布、球晶尺寸變小、使PE膜的透明性能得以改善并同時(shí)提高力 學(xué)性能，在上述思想的指導(dǎo)下，發(fā)明人獲得了如下的具體技術(shù)方案是：
[0007] -種農(nóng)用棚膜專用增透增強(qiáng)母粒，其特征在于：其主要組分按重量份計(jì)為：
[0008] 載體樹脂70?90份，亞納米二氧化娃1?15份，納米二氧化娃1?5份，分散劑 4-10 份；
[0009] 其中所述的載體樹脂為LLDPE、mLLDTO、LDPE的混合物，其中各組分配比按重量份 計(jì)為：LLDPE55?70份、mLLDPE 10?15份、LDPE15?30份；所述的亞納米二氧化硅為有 機(jī)硅氮烷偶聯(lián)劑原位改性二氧化硅或有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑原位改性二氧化硅或其混合物，其粒 徑尺寸25?IOOnm ;
[0010] 所述的納米 > 氧化娃為有機(jī)娃氣燒偶聯(lián)劑原位改性> 氧化娃或有機(jī)娃燒偶聯(lián)劑 原位改性二氧化硅或其混合物，其粒徑尺寸< 25nm ;
[0011] 所述的亞納米二氧化硅/納米二氧化硅的用量比為1?15/1?5 ;
[0012] 所述的分散劑為三乙醇胺、六甲基二硅胺烷、BD系列有機(jī)硅表面活性劑中的一種 或多種；
[0013] 所述的BD系列有機(jī)硅表面活性劑包括BD-3055或BD-3071或BD-3031。
[0014] 之所以采用上述的組分選擇，主要原因在于：
[0015] 基質(zhì)樹脂選用的LLDPE、LDPE和mLLDPE為棚膜的常用材料，適合聚烯烴類多材料 單層擠出和多層共擠薄膜，可提高上述樹脂之間的相容性，并保證二氧化硅在棚膜中的良 好分散性和功能性，選擇上述基質(zhì)樹脂原料易得且成本較低。
[0016] 本發(fā)明同時(shí)選用有機(jī)硅氮烷偶聯(lián)劑原位改性或有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑原位改性的亞納 米級、納米級二氧化硅作為成核劑，其主要原因有：①有機(jī)氮烷硅偶聯(lián)劑或有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑 原位改性二氧化硅，改性劑以化學(xué)鍵的形式與二氧化硅鍵和，結(jié)合牢固，在后續(xù)加工過程中 不會隨著升溫和剪切脫落，對二氧化硅的分散效果持久；②選擇兩種尺度的改性二氧化硅， 并在上述比例下進(jìn)行復(fù)配，能夠使其在薄膜樹脂中起到協(xié)同作用，在薄膜樹脂中呈現(xiàn)交聯(lián) 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分散效果和成核效果達(dá)到最佳，在最大程度上提高樹脂的熔體強(qiáng)度，尤其是提高 了 LLDPE的熔體強(qiáng)度，在薄膜減厚、增透的同時(shí)增加其力學(xué)性能；③二氧化硅中的Si-O鍵在 700?llOOcnT1范圍有強(qiáng)吸收，能夠有效提高棚膜的保溫性能。
[0017] 納米和亞納米二氧化硅由于有較大的比表面積，因此表面容易富含羥基，即使采 用有機(jī)化改性的二氧化硅，仍然會有部分羥基殘留。而優(yōu)選上述的分散劑，在加工過程中可 將納米和亞納米二氧化硅表面殘留的極性基團(tuán)羥基反應(yīng)掉，使得二氧化硅更易吸附于非極 性的大分子鏈表面，進(jìn)一步改善其與聚合物有機(jī)相的相容性，降低分子表面能，減少粒子間 相互團(tuán)聚作用，從而使二氧化硅粒子能夠更均勻、穩(wěn)定地分散在聚合物基體中，最終實(shí)現(xiàn)對 聚合物的增韌增強(qiáng)以及增透作用。
[0018] 除此之外，本發(fā)明還提供了上述母粒的制備方法，具體步驟如下：
[0019] 首先將各組分按比例配料，混合均勻與后再采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混造 粒，螺桿各區(qū)溫度為170?200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為80?300r/min，干燥即得棚膜專用增透增強(qiáng) 母粒；
[0020] 其中所述的混合為在高速混合機(jī)中混合15?30min，轉(zhuǎn)速為600?650r/min，或 在密煉機(jī)中混煉20?40min，密煉溫度為130?200°C。
[0021] 采用上述的制