一種抗穿刺性、耐候性優(yōu)異的聚乙烯組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種抗穿刺性、耐候性優(yōu)異的聚乙烯組合物，屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種 用于滿足在室外紫外光線強(qiáng)使用條件下的聚乙烯樹脂組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乙烯薄膜室外使用時(shí)在眾多領(lǐng)域要求具有優(yōu)異的耐候性、強(qiáng)度、抗穿刺性等，如 農(nóng)膜、牧草纏繞膜。我國是世界上農(nóng)用塑料薄膜使用量最多的國家，農(nóng)用棚膜的覆蓋面積 達(dá)2 *10nm2，地膜覆蓋面積達(dá)l*10nm2。農(nóng)用棚膜可分為普通棚膜和功能性棚膜兩大類。 功能性棚膜具有某些特殊功能（如轉(zhuǎn)光、防老化、流滴、防霧等）。功能性棚膜的開發(fā)與生產(chǎn) 已成為當(dāng)今世界農(nóng)膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和方向。農(nóng)用棚膜的選材目的是尋找一種或多種具有 穩(wěn)定產(chǎn)品性能，相互間有協(xié)同作用，易于生產(chǎn)加工，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)又易得的樹 脂和輔助功能助劑等，制備出物理機(jī)械性能、抗老化性能優(yōu)異的薄膜。
[0003] 地膜主要原料為L(zhǎng)LDPE和低密度聚乙烯（LDPE)由于地域、氣候條件、作業(yè)方式、 使用時(shí)間及農(nóng)作物不同，地膜抗老化性能要求有差異。西北地區(qū)風(fēng)沙及早晚溫差大，普通 地膜使用2個(gè)月后到揭膜耕地時(shí)已脆化、開裂老化，膜回收時(shí)殘膜率高導(dǎo)致土壤質(zhì)量和作 物產(chǎn)量下降。增加膜厚可提高地膜抗老化性，但增加畝用量使農(nóng)戶成本升高。
[0004] 牧草纏繞膜要求具有優(yōu)異的耐候性、耐穿刺及抗沖擊性能優(yōu)異，用它進(jìn)行牧草青 貯保鮮與傳統(tǒng)方式相比，損失浪費(fèi)極少；靈活方便；青貯制品質(zhì)量好；不污染環(huán)境； 成本低，效益高；保存期長(zhǎng)，因而成為牧草包裝材料的佼佼者。
[0005] 近年來，我國薄膜產(chǎn)品發(fā)展迅速，在土壤中的殘留量相當(dāng)驚人，為了減少薄膜對(duì)環(huán) 境污染，一種非常有效的措施是發(fā)展耐久性薄膜，增加薄膜的重復(fù)使用率，減少薄膜的相對(duì) 使用量。目前制備耐候性薄膜的通用方法是加入足夠量的抗氧劑和光穩(wěn)定劑，受阻酚類抗 氧劑可吸收膜塑料氧化自由基R.和R00.，受阻胺光穩(wěn)定劑（HALS)空間位阻效應(yīng)分解氫 過氧化物、猝滅激發(fā)態(tài)氧、捕獲自由基及再生循環(huán)。HALS與抗氧劑的協(xié)同效應(yīng)[能有效抑 制或降低膜大分子熱、光氧化反應(yīng)速度，并顯著提高其耐熱、耐光與降解性能，延長(zhǎng)膜使 用壽命。
[0006] 中國專利CN1040006《耐候性聚乙烯薄膜的制備方法》，公開了一種耐候性聚乙烯 薄膜的制備方法，其特征為采用受阻胺類作為主光穩(wěn)定劑、以二苯甲酮類和三嗪類為輔助 光穩(wěn)定劑，配合抗氧劑和酞青或偶氮系列顏料添加至LDPE或EVA中形成耐候母料，隨后將 該耐候母料添加至LDPE或LLDPE樹脂中得到耐候性薄膜組合物。該發(fā)明制備方法復(fù)雜，制 備薄膜的落鏢沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等較差。
[0007] 中國專利CN1132876《一種農(nóng)用棚膜》，公開了一種農(nóng)用棚膜組合物。該棚膜含有 50?90 %的由齊格勒一納塔催化劑或高壓聚合工藝制備的普通低密度聚乙烯和KT 50% 的由茂金屬催化劑制備的線性低密度聚乙烯，膜厚度為〇. 〇2(Γ〇. 045毫米。該發(fā)明的農(nóng)用 棚膜加工性能、落鏢沖擊強(qiáng)度及抗紫外老化能力均較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、加工性能 好，滿足在長(zhǎng)期戶外使用條件下的一種抗穿刺性、耐候性優(yōu)異的聚乙烯組合物。
[0009] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該抗穿刺性、耐候性優(yōu)異的聚乙烯 組合物，其特征在于，重量份的組成為：主聚乙烯樹脂8(Γ90份，副聚乙烯樹脂5~15份， 抗氧劑0. 3、. 7份，納米二氧化鈦I. 5?2. 5份，紫外線吸收劑0. f〇. 3份；所述的主聚乙 烯樹脂為乙烯與1- 丁烯共聚物或/和1-己烯的共聚物，密度為〇. 917?0. 924g/cm3 ;熔體 質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR)為I. 6~2. 4g/10min ;所述的副聚乙烯樹脂為利用茂金屬催化劑催化 生產(chǎn)的乙烯與1-己烯的共聚物，密度為0.916~0.922g/cm3 ;熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR)為 37?43g/10min。
[0010] 優(yōu)選的，所述的聚乙烯樹脂A密度為0.918、. 922g/cm3 ;熔體質(zhì)量流動(dòng)速率為 1. 8?2. 2 g/10min。 toon] 對(duì)于聚乙烯樹脂來說，密度決定制備薄膜的強(qiáng)度如拉伸強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等，但密 度過高會(huì)降低薄膜的抗穿刺性等性能。本發(fā)明中的主聚乙烯樹脂密度為0. 917~0. 924g/ cm3,優(yōu)選0. 918~0. 922g/cm3 ;MFR決定樹脂的加工性能和分子量大小，本發(fā)明樹脂的MFR為 1. 6?2. 4g/10min，優(yōu)選 L 8?2. 2 g/10min。
[0012] 所述的副聚乙烯樹脂為茂金屬催化劑生產(chǎn)，可提高薄膜的生產(chǎn)效率、強(qiáng)度和抗穿 刺性等，密度為0. 916?0. 922g/cm3,優(yōu)選0. 917?0. 920g/cm3 ;熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR)為 37?43g/10min，優(yōu)選38?41g/10min。各優(yōu)選范圍搭配更合理，兩者間的協(xié)同作用更明顯，產(chǎn) 品的抗穿刺性、耐候性能更有優(yōu)異。
[0013] 紫外線吸收劑能通過多種途徑捕獲游離基，分解過氧化物，轉(zhuǎn)移激發(fā)態(tài)能量，使耐 老化性能提高，其光穩(wěn)定性能比紫外線吸收劑高2~3倍。本發(fā)明采用的光穩(wěn)定劑為受阻胺 類，加入量為〇·廣〇· 3份，優(yōu)選(λ 15、· 25份。
[0014] 在薄膜中加入納米TiO2，由于納米粒子的超微尺寸和表面活性效應(yīng)能夠?qū)Ρ∧?nèi) 部的缺陷進(jìn)行修飾，并可減少薄膜內(nèi)部殘留的活性基團(tuán)；納米TiO 2的樹脂膜對(duì)600nm波長(zhǎng) 以內(nèi)的紫外線有良好的吸收性能。本發(fā)明采用的二氧化鈦為親水型(金紅石型)，具有全面 抵抗紫外線屏蔽的能力，粒徑尺寸在l(T20nm，比表面積大于50m 2/g，與受阻胺類紫外線吸 收劑有協(xié)同作用，兩者的比例為（12~16):1，可起到增強(qiáng)防老化，提高產(chǎn)品的性能的作用。但 二氧化鈦的加入量過高會(huì)影響薄膜的落鏢沖擊強(qiáng)度，二氧化鈦的加入量為I. 5~2. 5份，優(yōu) 選1. 8?2. 2份。
[0015] 當(dāng)薄膜與空氣接觸時(shí)，會(huì)與空氣中的氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而被氧化，是一種典型的自 由基反應(yīng)?？寡鮿┨砑拥奖∧ぶ校膳c塑料材料中因氧化產(chǎn)生的氧化自由基R_、ROO反應(yīng)， 中斷活性鏈的增長(zhǎng)，從而有效地抑制或降低塑料材料的降解、老化過程，延長(zhǎng)塑料制品的使 用壽命。組合物中抗氧劑含量為0. 3~0. 7份，優(yōu)選0. Γ0. 6份。所述的抗氧劑為受阻酚類抗 氧劑和亞磷酸脂類抗氧劑的復(fù)