聚乙烯防霧滴薄膜母料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種防霧滴聚乙烯薄膜母料及其制備方法，以LDPE的重量為百分之百計(jì)，包括：（1）100％的LDPE，（2）5％～10％的防霧滴劑，（3）2％～5％的LDPE-g-NMA接枝物；該母料中的LDPE-g-NMA接枝物明顯地改善防霧滴劑與PE樹脂相容性，有效地提高膜表面的潤濕性能，解決了聚乙烯棚膜使用的中后期霧滴害問題。在聚乙烯薄膜中通過內(nèi)添加方式引入這種防霧滴薄膜母料能夠制備出的防霧滴持效期長達(dá)40個(gè)月以上的長效防霧滴棚膜。
【專利說明】聚乙烯防霧滴薄膜母料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚乙烯樹脂組合物，具體涉及一種能夠顯著提高聚乙烯棚膜防霧滴持久性和初期防霧滴效果的聚乙烯防霧滴薄膜母料。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國的塑料大棚膜主要是聚乙烯膜，聚乙烯具有優(yōu)良的耐寒、防塵、易加工等特性，但它是一種疏水性樹脂，其薄膜的表面張力與水的表面張力相差較大。早春或晚秋季節(jié)時(shí)，塑料大棚內(nèi)外的溫度和濕度差異較大，采用普通薄膜覆蓋棚室后，當(dāng)塑料薄膜表面溫度達(dá)到露點(diǎn)以下時(shí)，空氣中的水汽達(dá)到飽和或過飽和時(shí)就會(huì)在棚膜內(nèi)壁凝結(jié)成大量霧滴。霧滴的存在會(huì)導(dǎo)致光散射或反射，降低作為農(nóng)用或園藝用大棚膜的透光性，影響作物的光合作用。同時(shí)霧滴滴落在棚內(nèi)植物上，還會(huì)造成植物的葉、莖、芽的枯萎或腐爛，直接降低作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。我國于20世紀(jì)80年代末期進(jìn)行聚乙烯防霧滴膜的研制，利用表面活性劑提高聚乙烯的臨界表面張力，從而使凝聚在聚乙烯膜內(nèi)壁的微小水珠鋪展成一層透明水膜，并順膜壁向下流入地面，達(dá)到防霧滴的效果。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，提高塑料表面的潤濕性并賦予其無滴性的方法主要有兩種:外涂覆無滴劑型和內(nèi)添加無滴劑型。一是外涂覆法采用高壓噴槍在大棚內(nèi)進(jìn)行表面噴涂處理。該方法的相關(guān)報(bào)道較多，如 JP2001211760、JP03-244907、JP2003013038 (A)、EP0732387、ZL200510025184.8.ZL200610064906.5等。由于這種方法不僅需要噴涂設(shè)備，操作繁瑣，成本較高，而且存在溶劑揮發(fā)污染環(huán)境的問題，所以國內(nèi)多采用內(nèi)添加法。二是內(nèi)添加法就是在塑料棚膜的生產(chǎn)過程中，將無滴劑添加到原料樹脂中一同進(jìn)行混煉、塑化，而后吹塑成膜。如:ZL03119742.6提供了一種由馬來酸酐醇醚酯混合物和高碳醇醚混合物共同組成的無滴聚乙烯棚膜組合物。CN1225929A公開了一種以含氟、含硅表面活性劑的消霧劑與以多元醇酯和烷基酚聚氧乙烯醚的無滴劑按比例配制成消霧型高效無滴劑，用其生產(chǎn)出具有優(yōu)良的消霧功能和無滴效 率的農(nóng)用大棚膜。JP 11310648采用乙烯和己烯共聚物與LDPE和適量的硬脂酸酯類防霧滴劑、含氟表面活性劑共同吹制成薄膜，其防霧滴有效期達(dá)10個(gè)月。JP 11322965提供了一種由含氟表面活性劑和失水山梨醇單硬脂酸酯、二甘油二硬脂酸酯、亞甲基二硬脂酰胺、水解石共同組成的防霧滴劑，添加到LLDPE棚膜中可以表現(xiàn)出良好的長期防霧滴性能。
[0004]上述專利基本都是直接添加防霧滴劑，雖然在提高聚乙烯薄膜防霧滴性方面已取得明顯的效果，但在薄膜防霧滴的持效性和初期防霧滴性方面不是十分理想。由于防霧滴劑與PE樹脂相容性差，親水性的小分子防霧滴劑在PE樹脂內(nèi)部存在遷移和析出的問題，在水的不斷作用下，常會(huì)出現(xiàn)防霧滴劑逐漸流失而喪失其功能，其防霧滴持效期只能維持3~10個(gè)月左右，這樣在聚乙烯棚膜使用的中后期霧滴害問題比較突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種防霧滴持效期在40個(gè)月以上且初期防霧滴效果優(yōu)良的聚乙烯防霧滴薄膜母料。本發(fā)明進(jìn)一步提出母料的制備方法。
[0006]本發(fā)明聚乙烯防霧滴薄膜母料，以低密度聚乙烯(LDPE)的重量為百分之百計(jì)，主要包括以下組份:
[0007]1) LDPE100%
[0008]2)防霧滴劑5%~10%
[0009]3) LDPE-g-NMA 接枝物 2% ~5%
[0010]所述的聚合物L(fēng)DPE采用高效齊格勒-納塔催化劑體系，由乙烯與a-烯烴(丙烯、丁烯、己烯和辛烯)通過高壓法共聚制得，其中密度(P ):0.912~0.935g/cm3 ;熔體流動(dòng)速率(MFR)為:1~10g/10min。所述的熔體流動(dòng)速率(MFR)是在190°C，2.16Kg負(fù)荷下的測定值。
[0011 ] 所述的LDPE-g-NMA接枝物是在引發(fā)劑的作用下將接枝單體接枝到LDPE主鏈上的接枝共聚物。引發(fā)劑選自二叔丁基過氧化氫(TBHP )、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷(BTOH)、二叔丁基過氧化物(DTBP)、過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲酰(BPO)中的一種，優(yōu)選BPDH。接枝單體為N-羥甲基丙烯酰胺(NMA)，純度≥99%。
[0012]所述的LDPE-g-NMA接枝物的制備方法為:按LDPE的重量百分比計(jì)，將3~10份的N-羥甲基丙烯酰胺(NMA)和100份的LDPE高速混合5~IOmin ;然后取0.01~0.1份的引發(fā)劑和丙酮按重量比為1: 2~1: 5配制成混合溶液，再將混合溶液放置到混合物料中高速混合5~10min,將混合好的物料在密閉容器中放置1~5h,最后通過雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度160~190°C，反應(yīng)時(shí)間5~lOmin，擠出、冷卻、造粒，得到NMA接枝率為0.5%~2.5%的LDPE-g-NMA接枝物。
[0013]所述的引發(fā)劑為有機(jī)過氧化物均為市售產(chǎn)品，其半衰期溫度因生產(chǎn)商的不同而略有差別，一般BPDH的半衰期T=183~187°C /lmin ；DTBP的半衰期T=191~194°C /Imin0
[0014]本發(fā)明所述的防霧滴劑為多元醇脂肪酸聚氧乙烯酯類化合物(含10-22個(gè)C的脂肪酸)，可以選自聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯(T-20)、聚氧乙烯山梨醇酐單棕櫚酸酯(T-40)、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯(T-60)、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯(T-80)、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯等中的一種或幾種混合物，其用量為5%~10%(按LDPE的重量百分比計(jì))。
[0015]本發(fā)明所述母料的制備可以在密煉機(jī)、捏合機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行，但以雙螺桿擠出機(jī)為最佳。選用雙螺桿擠出機(jī)制備時(shí)，可以采用原料預(yù)先混合、再進(jìn)行擠出的制備工藝。
[0016]具體地，本發(fā)明提供的LDPE防霧滴薄膜母料的制備方法如下:按LDPE的重量百分比計(jì)，將100份的LDPE和2~5份的LDPE-g-NMA接枝物一起放入到高速混合器中，高速混合3~5min ;然后再加入5~10份的防霧滴劑、0.1~0.2份的穩(wěn)定劑、0.1~0.2份的抗氧劑高速混合3~5min ;最后將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)，反應(yīng)溫度160~200°C，反應(yīng)時(shí)間3~5min，擠出、冷卻、造粒，制得LDPE防霧滴薄膜母料。
[0017]本發(fā)明在LDPE防霧滴薄膜母料的制備過程中還可加入一定量的熱穩(wěn)定劑和抗氧劑等助劑，助劑的加入只為滿足穩(wěn)定加工的要求，不會(huì)對(duì)母料的性能產(chǎn)生影響。
[0018]所述的抗氧劑可以是酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或數(shù)種復(fù)配物，如1010、1076、168、2246、1010與168復(fù)配等。穩(wěn)定劑為硬脂酸鹽類，如硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等。
[0019]本發(fā)明的LDPE防霧滴薄膜母料在聚乙烯棚膜中的添加量為10%~15%(按聚乙烯棚膜樹脂的重量份計(jì))，即可制得初期防霧滴效果優(yōu)良，防霧滴持效期在40個(gè)月以上的聚乙火布棚月旲。
[0020]本發(fā)明所述的母料中，首先，LDPE防霧滴薄膜母料中LDPE-g-NMA接枝物的極性基團(tuán)對(duì)防霧滴劑小分子有一定的吸附，能夠阻礙防霧滴劑小分子在聚乙烯棚膜中的快速遷移和析出，起到一定的緩釋作用，使得防霧滴劑慢慢地向膜表面遷移，達(dá)到長期防霧滴的效果，解決了在棚膜使用的中后期霧滴害的問題。其次，LDPE-g-NMA接枝物的極性作用可以明顯改善防霧滴劑和載體樹脂LDPE的相容性，又因其載體樹脂LDPE分子主鏈結(jié)構(gòu)與聚乙烯棚膜基礎(chǔ)樹脂的分子結(jié)構(gòu)相同，根據(jù)相似相容原理，母料與聚乙烯棚膜基礎(chǔ)樹脂混合時(shí)使得防霧滴劑能夠均勻地分散到聚乙烯棚膜中，從而賦予聚乙烯棚膜良好的防流滴性能。同時(shí)，LDPE-g-NMA接枝物的側(cè)基有多羥基強(qiáng)氫鍵的特點(diǎn)，具有很強(qiáng)的親水性，其分子主鏈結(jié)構(gòu)與聚乙烯棚膜基礎(chǔ)樹脂分子結(jié)構(gòu)相同，使其親水性側(cè)基易均勻地分散到聚乙烯棚膜表面，可以有效地提高棚膜的表面張力，降低水與膜面之間的接觸角，從而使凝結(jié)薄膜表面上的細(xì)小霧滴迅速擴(kuò)散形成連續(xù)的水膜，極大地提高了棚膜的初期防霧滴性。因此，在提高聚乙烯棚膜防霧滴性方面，LDPE-g-NMA接枝物和防霧滴劑使得棚膜表面的潤濕性能顯著提高，接觸角明顯下降，二者發(fā)揮出一定地協(xié)同效應(yīng)，這種協(xié)同效應(yīng)即極大地提高了棚膜的初期防霧滴性，又保證了棚膜使用的長期防霧滴效果。
【具體實(shí)施方式】[0021]⑴原料
[0022]I)樹脂
【權(quán)利要求】
1.一種聚乙烯防霧滴薄膜母料，以LDPE的重量為百分之百計(jì)，包含以下組份: 1)LDPE100% 2)防霧滴劑5%~10% 3)LDPE-g-NMA 接枝物 2% ~5% 所述的LDPE-g-NMA接枝物是在引發(fā)劑的作用下將N-羥甲基丙烯酰胺單體接枝到LDPE主鏈上的接枝共聚物。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜母料，其特征在于所述的引發(fā)劑選自二叔丁基過氧化氫、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷、二叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的薄膜母料，其特征在于所述的LDPE-g-NMA接枝物的制備方法為:按LDPE的重量百分比計(jì)，將3~10份的N-羥甲基丙烯酰胺和100份的LDPE高速混合5~IOmin;然后取0.01~0.1份的引發(fā)劑和丙酮按重量比為1: 2~1: 5配制成混合溶液，再將混合溶液放置到混合物料中高速混合5~lOmin，將混合好的物料在密閉容器中放置I~5h，最后通過雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度160~190°C，反應(yīng)時(shí)間5~lOmin，擠出、冷卻、造粒，得到LDPE-g-NMA接枝物。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜母料，其特征在于所述的防霧滴劑選自聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇三油酸酯等中的一種或幾種混合物，按LDPE的重量百分比計(jì)，其用量為5%~10%。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜母料，其特征在于所述的防霧滴薄膜母料的制備過程中加入熱穩(wěn)定劑和抗氧劑。
6.如權(quán)利要求5所述的薄膜母料，其特征在于所述的抗氧劑是酚類、受阻胺類、亞磷酸酯類抗氧劑中的一種或數(shù)種復(fù)配物。
7.如權(quán)利要求1所述的薄膜母料，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂。
8.—種如權(quán)利要求1所述的薄膜母料的制備方法，其特征在于所述的包括:按LDPE的重量百分比計(jì)，將100份的LDPE和2~5份的LDPE-g-NMA接枝物一起放入到高速混合器中，高速混合3~5min ;然后再加入5~10份的防霧滴劑高速混合3~5min ;最后將混合好的物料加入雙螺桿擠出機(jī)，反應(yīng)溫度160~200°C，反應(yīng)時(shí)間3~5min，擠出、冷卻、造粒，制得聚乙烯防霧滴薄膜母料。
【文檔編號(hào)】C08L23/08GK103571022SQ201210250249
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】徐典宏, 付含琦, 劉曉蘭, 范國寧, 史蓉, 周雷, 王月霞, 翟云芳, 朱晶, 魏緒玲, 何連成, 湯海鯤 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司