一种设施农业用高强度可回收聚乙烯地膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种设施农业用高强度可回收聚乙烯地膜。所述聚乙烯地膜的组成与重量份为：线型低密度聚乙烯40‑60，茂金属聚乙烯15‑25，高密度聚乙烯5‑12，马来酸酐1‑3，聚（丙烯酸丁酯‑苯乙烯）晶须5‑10，硅烷偶联剂0.5‑2，润滑剂0.5‑1，抗氧剂0.1‑0.5，氧化石墨粉0.1‑0.3。本发明专利技术通过添加聚（丙烯酸丁酯‑苯乙烯）晶须增强了地膜的机械力学性、抗拉伸性和机械韧性，茂金属聚乙烯的加入调节了产品的耐穿刺性能，本发明专利技术地膜通过原料间的配合作用具有高强度和良好的耐老化性，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种设施农业用高强度可回收聚乙烯地膜及其制备方法
本专利技术涉及一种设施农业用高强度可回收聚乙烯地膜及其制备方法。
技术介绍
随着实现农业现代化进程的不断推进，目前使用地膜已成为确保农业高产稳产的重要手段之一，地膜覆盖是一项比较成熟的农业栽培技术，它既能保水保肥、保湿、保温，又能有效的增加和延长作物生长期，确保了作物产量的提高，然而地膜是一种高分子化合物，极难降解，即不受微生物侵蚀，也不能自行分解，其降解周期一般为200~300年，降解过程中还会溶出有毒物质!随着地膜覆盖年限的延长，残留的地膜若得不到及时回收，土壤中的残膜量不断增加。由于残留地膜不易分解腐烂，地膜残片积留在农田，年复一年，将是一大隐患。不但造成农田环境污染，而且埋在土壤中的废膜给耕作管理带来不便，还会破坏耕层结构，阻滞水肥的输导，影响土壤的通透性，阻碍作物根系对水肥的吸收和生长发育，降低土壤的肥力水平，甚至引起地下水难以下渗，土壤次生盐碱化，最终导致土壤质量和作物产量下降，长此下去必然给后人带来难以解决的污染危害，对农业可持续发展造成严重威胁。因此，治理农田残膜污染，保护农业生态环境，促进农业生产的可持续发展，大力开展可回收地膜性能质量的改善提高和残膜回收机械化技术的推广刻不容缓，已成为当前维护农业生态环境，促进农业可持续发展所急需解决的重要问题。残留地膜影响土壤物理性状，抑制作物生长发育，残留地膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然条件下，这些高聚化合物难以分解，若长期滞留在土壤中会影响土壤的透气性，阻碍土壤水肥的运移，由于土壤中残膜碎片改变或切断土壤空隙的连续性，致使水移动时产生较大的阻力，水向下移动缓慢，而使水分的渗透量随着地膜的增加而减少，土壤含水量下降，削弱了耕地的抗旱能力，甚至导致地下水难以下渗，引起土壤盐碱化等严重后果，残膜造成灌水不均匀和养分分配不平衡，土壤通气性能降低，影响土壤微生物活动和正常土壤结构形成，最终降低土壤肥力水平。由于残膜影响和破坏了土壤理化性状，必然造成作物根系生长发育困难，影响作物地上部分的生长，具有残膜的土壤阻止根系的生长，影响正常的吸收水分和养分，作物施肥时，大块的残膜隔离而隔肥，影响肥效，致使产量下降，造成烂种、烂苗现象，专家对农作物的产量统计分析指出:残膜不同程度的降低作物的产量，减产幅度为玉米11-13%，小麦9-10%，水稻8-14%，大豆5.5-9%，蔬菜14.5-59.2%。残膜的回收率不高，将会使地面露头的残膜与作物残茬、牧草混在一起，被牛羊误吃以后，阻隔食道，影响消化，甚至导致牲畜的死亡。由于回收残膜的局限性，加上处理回收残膜不彻底，方法欠妥，部分清理出来的残膜被人为的弃于田边、地头、水渠、林带之中，成为白色污染的重要标志，既不雅观，又影响田间的作业。地膜强度低，耐用性差，使用寿命短，其主要原因是地膜的熔融指数偏高，一些不宜用作地膜的树脂也被用作地膜原料，这些劣质地膜强度低，耐用性差，易破碎，难回收，不易清除，这是造成地膜残留的重要原因之一。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种设施农业用高强度可回收聚乙烯地膜及其制备方法。本专利技术实现过程如下：一种聚乙烯地膜母料，其特征在于各组分及重量份为：线型低密度聚乙烯40-60茂金属聚乙烯15-25高密度聚乙烯5-12马来酸酐1-3聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须5-10硅烷偶联剂0.5-2润滑剂0.5-1抗氧剂0.1-0.5氧化石墨粉0.1-0.3。所述的硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560),甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570),乙烯基三乙氧基硅烷(A151)。所述的润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、乙撑双硬脂酰胺。所述抗氧剂选自三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。上述聚乙烯地膜母料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将高密度聚乙烯、马来酸酐、聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须和硅烷偶联剂在高速混合机中进行混合，对聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须进行改性预分散处理得到M1，处理温度120~160℃；（2）将线型低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和润滑剂在高速混合机中进行混合处理得到M2，处理温度105~150℃；（3）将M1、M2、氧化石墨粉以及抗氧剂在高速混合机中进行混合处理得到M3，处理温度115~160℃；（4）将M3加入双螺杆挤出机中挤出塑化和造粒制成晶须增强的聚乙烯地膜母料，挤出温度160~200℃。使用上述聚乙烯地膜母料进一步可制备得到设施农业用高强度可回收聚乙烯地膜。专利技术人通过实验发现，上述步骤（1）中，首先将聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须（CAS号：25767-47-9）与高密度聚乙烯在高速混合机中进行预混合是非常必要的，这样处理更有利于聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须分散，其主要原因可能是聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须熔点（120℃）与高密度聚乙烯软化点（125～135℃）温度更为接近。本专利技术的优点与积极效果：本专利技术提供了一种高强度可回收聚乙烯地膜及其制备方法，通过添加聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须增强了地膜的机械力学性、抗拉伸性和机械韧性；本专利技术选用特定比例的线型低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和高密度聚乙烯确保了材料的透气性，茂金属聚乙烯的加入调节了产品的耐穿刺性能；本专利技术地膜通过原料间的配合作用具有高强度和良好的耐老化性，绿色环保；氧化石墨烯具有较高的比表面积，表面含有丰富的官能团，通过改性后的石墨烯与各物料之间具有良好的相容性和界面结合力，提高了材料的综合性能。具体实施方式以下通过具体的实施案例对本专利技术作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。若无特殊说明，本专利技术的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。实施例1一种聚乙烯地膜母料，由下述组分制备得到，各组分及重量份为：线型低密度聚乙烯50份，茂金属聚乙烯20份，高密度聚乙烯10份，马来酸酐2份，聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须8份，KH550硅烷偶联剂1份，润滑剂硬脂酸钙0.8份，抗氧剂β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯0.3份，氧化石墨粉0.2份。具体制备方法为：（1）按照上述比例将高密度聚乙烯、马来酸酐、聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须和硅烷偶联剂在高速混合机中进行混合，对聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须进行改性预分散处理10分钟得到M1，处理温度140℃；（2）将线型低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和润滑剂在高速混合机中混合10分钟处理得到M2，处理温度125℃；（3）将M1、M2、氧化石墨粉以及抗氧剂在高速混合机中进行混合处理15分钟得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚乙烯地膜母料，其特征在于各组分及重量份为：/n线型低密度聚乙烯 40-60/n茂金属聚乙烯 15-25/n高密度聚乙烯 5-12/n马来酸酐 1-3/n聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须 5-10/n硅烷偶联剂 0.5-2/n润滑剂 0.5-1/n抗氧剂 0.1-0.5/n氧化石墨粉 0.1-0.3。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯地膜母料，其特征在于各组分及重量份为：
线型低密度聚乙烯40-60
茂金属聚乙烯15-25
高密度聚乙烯5-12
马来酸酐1-3
聚（丙烯酸丁酯-苯乙烯）晶须5-10
硅烷偶联剂0.5-2
润滑剂0.5-1
抗氧剂0.1-0.5
氧化石墨粉0.1-0.3。


2.根据权利要求1所述的聚乙烯地膜母料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷，缩水甘油迷氧基丙基三甲氧基硅烷，甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷。


3.根据权利要求1所述的聚乙烯地膜母料，其特征在于：所述的润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、乙撑双硬脂酰胺。


4.根据权利要求1所述的聚乙烯地膜母料，其特征在于：所述抗氧剂选自三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、β-(3，5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治，余剑，张宝娟，贺泾渭，李渊博，杨佳龄，
申请(专利权)人：杨凌瑞丰环保科技有限公司，陕西富隆新塑材有限公司，西安市农业技术推广中心，杨佳龄，
类型：发明
国别省市：陕西;61