專利名稱：耐候性聚乙烯薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種耐候性塑料薄膜的制造方法。
作為農(nóng)用塑料薄膜，以往主要采用聚氯乙烯樹脂為原料。聚氯乙烯薄膜雖然較耐氣候老化，抗張強度較高，保溫性能較好及易于粘接。但由于含有大量增塑劑，加工及使用中增塑劑揮發(fā)加之樹脂分解會造成環(huán)境污染。溫室棚內(nèi)表面冷凝水易將膜內(nèi)增塑劑抽出且垂直滴下，招致作物病害，也由于耐低溫性能不好，較高溫度又易于松弛，易吸附灰塵及薄膜密度較大，單位面積內(nèi)成本增高，不易存放等缺點，近年來已逐漸為聚乙烯薄膜所取代。
日本公開特許JP86203147所推出的耐候性聚乙烯農(nóng)膜，所用樹脂及穩(wěn)定劑為線形低密度聚乙烯(d，0.922g/cm3) 90份乙烯-醋酸乙烯共聚物(sholexBM05-6) 10份(VA含量5%)紫外光吸收劑 Tinuvin 326 0.8份紫外光吸收劑 Tinuvin 327 0.5份該項技術(shù)中，由于所用樹脂為線形低密度聚乙烯與乙烯-醋酸乙烯共聚物的共混物，所以可以保證薄膜具有較高的起始力學(xué)性能，但穩(wěn)定劑配合體系不合理，又未使用抗氧劑，配方中僅用兩種苯并三唑類化合物作為紫外光吸收劑，Tinuvin 326和Tinuvin327本身對聚乙烯光穩(wěn)定效果就不好，而且?guī)缀鯚o抗熱氧化能力，因此樹脂在熱加工中必然要發(fā)生較強烈的熱氧化反應(yīng)，產(chǎn)生羰基和氫過氧化物等含氧基團，會加速薄膜在大氣條件下的光氧化反應(yīng)，縮短薄膜的使用壽命。另外，配方中所用紫外光吸收劑總量較高，大約占薄膜重量的1.3%，增加了薄膜的成本。紫外光穩(wěn)定劑的光穩(wěn)定效能主要取決于選用及配合，并不與加入量成正比關(guān)系，1.3%已超出正常加入量。
羅馬尼亞專利RomRO88462推出的耐候性聚乙烯農(nóng)膜所用樹脂為MI0.3的低密度聚乙烯，制成薄膜又較厚，所以起始力學(xué)性能值較高，主要問題是穩(wěn)定劑選用不當(dāng)，配方中雖然也是選用一種受阻胺和一種二苯甲酮做為光穩(wěn)定劑，并加入環(huán)氧脂肪醇做為輔助光穩(wěn)定劑，但所選用的受阻胺對聚乙烯光穩(wěn)定效能較差，在熱加工中有強化熱氧化效應(yīng)。配方中雖然試圖以環(huán)氧脂肪醇做為輔助光穩(wěn)定劑，但由于和其它穩(wěn)定劑之間無法形成協(xié)同體系，且本身對熱、光穩(wěn)定性均不佳，所以盡管薄膜很厚，但耐候性僅可達二年左右。該技術(shù)中所有光穩(wěn)定劑總量高達5.4%，抗氧劑量高達0.7%，助劑總加入量過高，達14.6%，遠(yuǎn)超出正常加入量。厚度大加之助劑加入量太高，使薄膜成本大幅度增高，同時也給加工帶來困難。
本發(fā)明的目的是選擇受阻胺類作為主光穩(wěn)定劑，以二苯甲酮類、三嗪類為輔助光穩(wěn)定劑，以酚類作抗氧劑，以酞菁系列和偶氮系列顏料并與紫外光穩(wěn)定劑相配合為可見光調(diào)節(jié)劑，以低分子量聚合物為載體，添加有上述光穩(wěn)定劑，抗氧劑和可見光調(diào)節(jié)劑，制成母料。以聚乙烯或以聚乙烯為主的聚烯烴共混物，內(nèi)加潤滑劑油酸酰胺，加工改性劑聚乙烯蠟及母料制備使用壽命達2-3年的耐候性聚乙烯薄膜。
本發(fā)明所用的聚烯烴樹脂是低密度聚乙烯(熔體指數(shù)0.2-3.0)，線形低密度聚乙烯(熔體指數(shù)0.5-3.0)，低密度聚乙烯(熔體指數(shù)0.2-3.0)和線形低密度聚乙烯(熔體指數(shù)0.5-3.0)的共混物。(第一種共混物)。低密度聚乙烯(熔體指數(shù)0.2-3.0)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(熔體指數(shù)0.5-3.0，VA含量2-15%)共混物(第二種共混物)。線形低密度聚乙烯(熔體指數(shù)0.5-3.0)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(熔體指數(shù)0.5-3.0，VA含量2-15%)共混物(第三種共混物)。第一種共混物中，線形低密度聚乙烯含量5-30%，第二種共混物中乙烯-醋酸乙烯共聚物含量5-15%，第三種共混物中乙烯-醋酸乙烯共聚物含量5-20%，低密度聚乙烯中混入少量線形低密度聚乙烯，會提高薄膜的力學(xué)性能，而乙烯-醋酸乙烯共聚物的加入主要對提高薄膜的韌性改善耐候性有貢獻。制成薄膜中基料樹脂占83-94.6%。
母料的基質(zhì)為載體樹脂，載體樹脂一般為低分子量的聚合物或烷體指數(shù)較大的聚合物，當(dāng)載體樹脂為低密度聚乙烯(MI7.0)，乙烯-醋酸乙烯共聚物(MI2.0)或低密度聚乙烯(MI7.0)與低密度聚乙烯(MI50)共混物(兩者比為2∶1)時，在母料中含量為80-91.4%)，制成薄膜中母料含量為5-15%。
本發(fā)明所用的主紫外光穩(wěn)定劑為受阻胺光穩(wěn)定劑三[1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基]亞磷酸酯或此光穩(wěn)定劑與其它受阻胺光穩(wěn)定劑。如Chimassorb944，Tinuvin622和Tinuvin144等的組合。主紫外光穩(wěn)定劑在母料中含量為4-11%。三[1，2，2，6，6-五甲基-4-哌基]亞磷酸酯與Chimassorb944或Tinuvin144的重量比為3∶2。輔助光穩(wěn)定劑為二苯甲酮類或三嗪類紫外光穩(wěn)定劑。當(dāng)輔助光穩(wěn)定劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮或三嗪-5時，兩者在母料中含量均為1.3-2.6%，抗氧劑為酚類抗氧劑，當(dāng)抗氧劑為2.6-二叔丁基對甲酚或β-(4-羥基-3.5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯時，兩者在母料中含量為1.3%-2.6%。
本發(fā)明所用的可見光調(diào)解劑由酞菁系列顏料，偶氮顏料或配合光穩(wěn)定劑組成，當(dāng)酞菁系列顏料為酞菁蘭，偶氮顏料為耐曬黃G時，兩者在母料中含量均為0.4-0.6%。
本發(fā)明所用的其它助劑包括潤滑劑和加工改性劑等，如硬脂酸酰胺，硬脂酸甘油脂，油酸酰胺，乙撐雙(羥基硬脂酰胺)，硬脂酸及其鹽，石油醚，石蠟，液體石蠟，聚乙烯蠟等，當(dāng)潤滑劑為油酸酰胺時，其加入量占薄膜的0.1-0.5%，當(dāng)加工改性劑為聚乙烯蠟時，其加入量占薄膜的0.3-1.5%，助劑的總加入量不超過樹脂重量的3%。將載體樹脂、光穩(wěn)定劑、抗氧劑和可見光調(diào)節(jié)劑預(yù)混合后，用混煉造粒機造粒，制得母料。
基料樹脂與母料混合后，在擠出機上按吹塑薄膜法吹膜的加工工藝，制成厚度為0.10-0.16mm的聚乙烯薄膜，加工溫度低密度聚乙烯或以低密度乙烯為主的共混物為150-190℃，線形低密度聚乙烯或以線形低密度聚乙烯為主的共混物為175-230℃。吹脹比1∶2.5-1∶3。牽引速度3-6m/min，主機轉(zhuǎn)速80-110rpm。
本發(fā)明具有獨特的紫外光穩(wěn)定劑、抗氧劑，可見光調(diào)節(jié)劑配合的協(xié)同體系。與同類產(chǎn)品相比較，該協(xié)同體系所用穩(wěn)定劑種類較少，配方簡單。主光穩(wěn)定劑易得，且加入量較少，膜內(nèi)主光穩(wěn)定劑的用量及穩(wěn)定劑總用量均大大低于同類產(chǎn)品中的加入量，因此成本低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明選用的可見光調(diào)節(jié)劑具有使用過程中保色，不敏化聚乙烯光氧化反應(yīng)的特點，可以促進植物生長，增產(chǎn)增收。
可以使用范圍較廣的聚烯烴為基料樹脂，原料來源充足。
本發(fā)明的“耐候性聚乙烯薄膜”的使用壽命為2-3年，即三夏兩冬，較目前的聚乙烯溫室大棚膜及其它長壽命聚乙烯膜壽命長。
實施例1低密度聚乙烯(MI0.3) 91.9%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.5%母料 7.5%其中母料組成如下低密度聚乙烯(MI7.0) 60%低密度聚乙烯(MI50) 30%三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯 5%三嗪-5 1.5%2.6-二叔丁基對甲酚 1.5%2-羥基-4-正辛氧基-二苯甲酮 1.5%耐曬黃G 0.5%將上述基料樹脂、油酸酰胺、聚乙烯蠟和母料按配比混勻，在PC-65吹塑機組(L/D 28∶1)上吹塑成0.14mm薄膜。
加工溫度參數(shù)機身一區(qū)150-180℃二區(qū)150-190℃三區(qū)170-200℃
機頭四區(qū)170-200℃五區(qū)160-190℃加工工藝參數(shù)吹脹比1∶2.5-1∶3牽引速度3-6m/min主機轉(zhuǎn)速 80-110rpm實施例2低密度聚乙烯(MI1.5%) 91.9%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.5%母料 7.5%其中母料組成及加工工藝條件同實施例1。
實施例3低密度聚乙烯(MI0.3) 74%線形低密度聚乙烯(MI1.5) 17.9%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.5%母料 7.5%其中母料組成如下乙烯-醋酸乙烯共聚物(MI2.0) 91%三[1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基]亞磷酸酯 3%受阻胺光穩(wěn)定劑Chimassorb 944 2%
2-羥基-4-正辛氧基-二苯甲酮 1.5%β-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯 2%酞菁蘭 0.5%加工工藝條件同實施例1。
實施例4低密度聚乙烯(MI 1.5) 74%線形低密度聚乙烯(MI1.5) 17.9%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.5%母料 7.5%其中母料組成同實施例3、加工工藝條件同實施例1。
實施例5低密度聚乙烯(MI 0.3) 74%乙烯-醋酸乙烯共聚物(MI 2.0) 17.9%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.5%母料 7.5%其中母料組成如下低密度聚乙烯(MI7.0) 90%三[1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基]亞磷酸酯 3%受阻胺光穩(wěn)定劑 Tinuvin 144 2%2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮 1.5%
β-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯 1.5%三嗪-5 1.5%耐曬黃G 0.5%加工工藝條件同實施例1。
實施例6低密度聚乙烯 74%乙烯-醋酸乙烯共聚物(MI2.0) 17.9%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.5%母料 7.5%其中母料組成同實施例5，加工工藝條件同實施例1。
實施例7線形低密度聚乙烯(MI1.5) 91.6%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.8%母料 7.5%其中母料組成如下乙烯-醋酸乙烯共聚物(MI2) 90%三[1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基]亞磷酸酯 5%2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮 1.5%
β-(4-羥基-3，5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯 1.5%三嗪-5 1.5%耐曬黃G 0.5%將上述基料樹脂、油酸酰胺、聚乙烯蠟和母料按配比混勻，在TOMI 60吹塑機組(L/D 25∶1)上吹塑成0.13mm的薄膜。
加工溫度參數(shù)機身一區(qū)175-195℃二區(qū)185-210℃三區(qū)190-230℃機頭四區(qū)190-230℃五區(qū)190-220℃加工工藝參數(shù)吹脹比1∶2.5-1∶3牽引速度3-6m/min主機轉(zhuǎn)速80-110rpm實施例8線形低密度聚乙烯(MI1.5) 82.4%乙烯-醋酸乙烯共聚物(MI2.0) 9.2%油酸酰胺 0.1%聚乙烯蠟 0.8%母料 7.5%
其中母料組成如下低密度聚乙烯(MI7.0) 91%三[1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酯 5%β-(4-羥基-3.5-二叔丁基苯基丙酸正十八碳醇酯 2%酞菁綠 0.5%2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮 1.5%加工工藝條件同實施例7。
權(quán)利要求
1.一種耐候性塑料薄膜的制造方法，其特征是母料的基質(zhì)為載體樹脂，載體樹脂為低分子量的聚合物或烷體指數(shù)較大的聚合物，當(dāng)載體樹脂為低密度聚乙烯(MI7.0)，乙烯-醋酸乙烯共聚物(MI2.0)或低密度聚乙烯(MI7.0)與低密度(MI50)共混物，兩者共混比為2∶1時，在母料中含量為80-91.4%，制成薄膜中母料含量為5-15%所采用的主紫外光穩(wěn)定劑為受阻胺光穩(wěn)定劑三[1，2，2，6，6-甲基-4-哌啶基]亞磷酸或酯此光穩(wěn)定劑與其它受阻胺光穩(wěn)定劑，如Chimassorb 944，Tinuvin 622和Tinuvin 144等的組合，主紫外光穩(wěn)定劑在母料中含量為4-11%，三[1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基]亞磷酸脂與Chimasorb 944或Tinuvin 144的重量比為3∶2。輔助光穩(wěn)定劑為二苯甲酮類三嗪類紫外光穩(wěn)定劑，當(dāng)輔助光穩(wěn)定劑為乙-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮或三嗪-5時，兩者在母料中含量均為1.3-2.6%，抗氧劑為酚類抗氧劑，當(dāng)抗氧劑為2.6-二叔丁基對甲酚或β-(4-羥基-3.5-二叔丁基苯基)丙酸正+八碳醇酯時，兩者在母料中含量均為1.3-2.6%所采用可見光調(diào)節(jié)劑由酞菁系列顏料，偶氮顏料或配合光穩(wěn)定劑組成，當(dāng)酞菁系列顏料為酞菁蘭，偶氮顏料為耐曬黃G時，兩者在母料中含量均為0.4-0.6%，采用的助劑當(dāng)潤滑劑為油酸酰胺時，其加入量占薄膜的0.1-0.5%，當(dāng)加工改進劑為聚乙烯臘時，其加入量占薄膜的0.3-1.5%，助劑的總加入量不超過樹脂重量的3%。將載體樹脂、光穩(wěn)定劑、抗氧劑和可見光調(diào)節(jié)劑予混合后，用混煉造粒機擠出造粒制得母料，基料樹脂與母料混合后，在擠出機上按吹塑薄膜法吹膜的加工工藝，制成厚度為0.10-0.16mm的聚乙烯薄膜，加工溫度低密度聚乙烯或以低密度聚乙烯為主的共混物為150-190℃，線形低密度聚乙烯或以線形低密度聚乙烯為主的共混物為175-230℃，吹脹比1∶2.5-1∶3，牽引速度3-6m/min主機轉(zhuǎn)速80-110rpm。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種耐候性塑料薄膜的制造方法。薄膜由聚乙烯或以聚乙烯為主的聚烯烴樹脂的共混物添加紫外光穩(wěn)定劑、抗氧劑、可見光調(diào)節(jié)劑及其它助劑擠出吹塑制成。紫外光穩(wěn)定劑由受阻胺類、三嗪類、二苯甲酮類光穩(wěn)定劑配合組成。抗氧劑為酚類化合物。樹脂與紫外光穩(wěn)定劑的重量比為100∶0.2-0.8，紫外光穩(wěn)定劑與抗氧劑的重量比為2-6∶1，該膜具有突出的耐候性。可制成溫室大棚膜等，在戶外連續(xù)使用2-3年。
文檔編號C08J5/18GK1056696SQ90101638
公開日1991年12月4日 申請日期1990年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月23日
發(fā)明者葉永成, 姜誠德, 宋玉春, 劉福菊 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所