一种LLDPE透明棚膜专用料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种LLDPE透明棚膜专用料的制备方法；按LLDPE树脂重量100％计，加入成核剂0.01～0.2％，抗静电剂0.01～0.1％，硬脂酸锌为0.01～0.2％，在混炼机中混合均匀，在挤出机中熔融挤出，造粒，制备LLDPE透明棚膜专用料；本方法有效提高了薄膜的透明性能、力学性能，同时不增加助剂添加成本，可使LLDPE棚膜专用料雾度降至13％以下，薄膜的拉伸强度和断裂伸长率亦有所提高，透光率达到92％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种LLDPE透明棚膜专用料的制备方法。
技术介绍
线性低密度聚乙烯(LLDPE)膜具有优良的韧性，抗撕裂强度高，抗穿刺性能好等优点，被广泛用于农地膜和大棚膜等。近年来，随着包装行业对透明材质需求量的增大及农膜市场对棚膜及地膜的透明性能要求越来越高，透明LLDPE膜凭借其优异的力学性能得到快速发展，市场需求量逐年上升。 LLDPE透明改性的途径主要有三种⑴通过改变共聚单体来提高LLDPE膜的透明性能，用此技术方法生产的LLDPE膜透明性能优异，雾度在10%以下，目前国内在此技术方面存在的问题是共聚单体依赖进口，原料成本过高；(2)改变催化剂体系，把多活性中心的催化剂改为单活性中心的催化剂，主要采用茂金属催化剂来生产高透明LLDPE料，用此技术方法生产的LLDPE膜的雾度在5%以下，此技术的局限性是树脂的分子量分布太窄，加工性能差；(3)改善助剂配方，提高LLDPE树脂的透明性能，此技术方法的优点是操作简单、灵活，不用对装置进行技术改造。LLDPE树脂是由齐-纳催化剂，按配位聚合机理由乙烯、丁烯-I共聚而成的。由于催化剂体系的共聚能力较差，丁烯-I是随机插入到PE大分子上的，引起LLDPE树脂支化分布较宽，即某些大分子是高度支化的，而某些大分子是线性的无规线团结构，这就导致LLDPE树脂结晶结构的缺陷。按照Flory晶型理论，线性无规线团分子按折叠链结构生成片晶，进而长成晶核，LLDPE大分子以这些晶核为中心，生产大尺寸的球晶。由于晶核的产生是随机的，所以造成LLDPE树脂晶区分散的不均匀。在吹膜生产过程中，当树脂从熔融态向玻璃态转变过程中，在低于熔点的某一温度范围内开始结晶，由于晶核是随机产生，球晶的是在自然条件下生长的，导致球晶尺寸大,且分布不均匀。大尺寸的球晶在LLDPE膜表面发生光反射，使膜的透明性变差，另外，由于晶区与非晶区折光指数存在差异，导致界面处发生不规则的光散射和反射，从而使LLDPE树脂的透明性能较差。因此，通过控制LLDPE树脂的结晶性能，减少晶相区与非晶相区间的差别，可提高LLDPE膜的透明性。成核剂作为异相成核的核心，可有效增加晶核的密度，提高结晶温度和洁净度，当数量足够多的成核剂均匀分散时，晶核达到均匀分布，球晶的生长空间变小，减小球晶尺寸，能够减弱膜表面的光散射和光反射，使LLDPE膜的透明性能得以改善。普通PE棚膜不添加耐老化等助剂直接用原料吹塑生产的白膜，目前大棚及中小棚应用量很大，一般在春、秋季扣棚，使用期仅4 6个月，只能种植一季作物，浪费能源，增加用工，生产上逐渐被淘汰。PE防老化膜(长寿栅膜)系在PE树脂中加入耐老化助剂，经吹塑成膜。这种棚膜厚度0. 08 0. 12mm，使用期可达12 18个月，可进行2 3季作物栽培，不仅使用期延长，成本降低、节能，而且使产量与产值大幅度增加，它是目前设施栽培中重点推广的农膜品种。PE无滴防老化膜(双防农膜)同时具有流滴性、耐候性、透光性和保温性好，防雾滴效果可保持2 4个月，耐老化寿命可达12 18个月，是目前性能较全，使用广泛的农膜品种，不仅可用于温室及大、中小棚，而且对节能型日光温室早春茬栽培也较为适用。PE保温棚膜这种覆盖材料能阻止红外线向大气中辐射，可提高大棚温度I 2°C，在寒冷地区应用效果较好。PE多功能复合膜具有无滴、保温、耐候、长寿等多种功能，有的有阻隔紫外线功能，使棚内紫外线透过减少。有的能抑制菌核病子囊盘和灰霉菌分孢子的形成。使用期可达12 18个月。对各类PE棚膜，基础树脂的选择应满足(I)相对分子质量较高，Mw/Mn较窄，支链数、碳碳双键数少，发色团(羰基)含量低，催化剂残留量少，保证产品有优良的力学性能和耐老化性；(2)树脂的晶体尺寸较小，保证产品有良好的可见光透过率；(3)有利于流滴剂、防雾剂、保温剂发挥效能；(4)同一品种的树脂具有较低的结晶度。薄膜的力学性能与树脂的相对分子质量及其分布、支化度、结晶度、加工工艺条件 及添加剂等有关。一般情况下，与LDPE薄膜相比，LLDPE薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和直角撕裂强度分别提高60 % 70 %、60 % 80 %和50 % 70 %。但LLDPE熔体黏度较大，熔体强度较低，挤出吹塑宽幅棚膜时的加工性能不及LDPE。为提高力学性能，改善加工性能，降低原料成本，我国普遍采用LDPE与LLDPE共混生产宽幅棚膜。普遍认为，PE的相对分子质量高、Mw/Mn窄，则棚模的耐老化性能就好。而氧化和光稳定性在很大程度上依赖于PE的短支链数。短支链数较高的基础树脂，稳定性较差。支化度愈高，表明链结构的弱点愈多，高聚物稳定性愈差。其原因是叔碳原子和氢键增多，这些弱键易受O2的攻击，进一步生成氢过氧化物，按一般机理开始自动氧化反应。从分子结构方面分析，LLDPE的耐老化性能优于LDPE。此外，LLDPE中过渡金属离子含量(催化剂残留量)对薄膜的耐老化性能有明显影响。如某牌号LLDPE的MFR较小，相对分子质量较高，支链数较少，但催化剂残留量较多，用其吹塑的薄膜在自然气候曝露试验中，力学性能保留率明显降低。LDPE/LLDPE棚膜透光率及雾度的影响因素较多。LDPE/LLDPE棚膜光学性能不仅与LDPE和LLDPE的分子结构、结晶形态、结晶尺寸及结晶度有直接关系，而且与挤出机温度、口模与口模内成型段流道清洁度、吹塑膜泡冷却等工艺条件也有关系。一般情况下，LDPE薄膜的透光率高于LLDPE薄膜，雾度低于LLDPE薄膜。LDPE/LLDPE共混树脂熔体在冷却过程中的结晶非常复杂。在适当提高挤出机温度并强化吹塑膜泡冷却条件下，可提高薄膜的透光率，降低雾度。内添加型流滴剂作用机理与基础树脂的结晶度密切相关。流滴剂分布在树脂的非结晶区，并由此向膜表面迁移。结晶区内不能包容流滴剂，也不能作为通道使其迁移。所以棚膜的结晶状态对流滴剂的分布、迁移速度、流滴效果都有影响。结晶度高，除影响棚膜透明度外，还对流滴性产生负面效应。结晶度高的棚膜存在着流滴剂在膜面分布不均匀，流滴持效期短等缺陷。LLDPE与LDPE的分子结构差别表现在=LLDPE没有或很少有长支链，且传统膜用LLDPE为窄Mw/Mn的聚合物(Mw/Mn为3 4)。LLDPE短支链的链长取决于共聚单体的类型。支链数取决于所结合的共聚单体含量。只有碳原子数大于或等于4的烯烃共聚合才能有效地扰乱链状分子的紧密堆砌，从而降低密度得到LLDPE，同时产生连接不同晶区的系带分子，改进聚合物的韧性和强度。所以，膜用LLDPE都是乙烯与I-丁烯、I-己烯、I-辛烯或3-甲基-戊烯的共聚物。LLDPE结晶状态不仅取决于共聚单体的类型，还取决于共聚单体在聚合物中的分布和在分子链中分布的频率。在同等密度下，LLDPE的熔点比LDPE高10 15°C。用高倍偏光显微镜观察，LLDPE球晶直径为10 20 ii m，而LDPE球晶直径仅2 3 u m0总之，LLDPE与LDPE相比，显著提高了拉伸强度、抗撕裂性、抗穿刺性，并具有较好的耐热和耐寒性能。而在加工性能方面，LLDPE对应力的敏感性差，即在挤出加工的高剪切应力下，熔体黏度高得多，需要较大扭矩、较高熔体温度和模头压力，且易发生熔体破裂；但在膜泡牵伸时不发生硬化。有很本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LLDPE透明棚膜专用料的制备方法，其特征在于：按LLDPE树脂重量100％计，加入成核剂0.01～0.2％，抗静电剂0.01～0.1％，硬脂酸锌为0.01～0.2％，在混炼机中混合均匀，在挤出机中熔融挤出，造粒，制备LLDPE透明棚膜专用料；所述的成核剂由山梨醇类成核剂、有机磷酸盐类成核剂、无机类成核剂，松香类成核剂复配而成，按重量百分比山梨醇类成核剂/有机磷酸盐类成核剂/无机类成核剂/松香类成核剂的配比为0～15/0～15/50～100/0～20；所述的山梨醇类成核剂是二苄叉山梨醇、二(3，4？二甲基苄叉)山梨醇]、二(对甲基苄叉)山梨醇三中的一种；所述的有机磷酸盐类成核剂是正丁基苯甲酸铝、对叔丁基苯甲酸羟基铝两种中的一种；所述的无机类成核剂是滑石粉和二氧化硅、云母中的一种或几种，按重量百分比：滑石粉/二氧化硅/云母的配比为0～25/0～25/50～100；所述的松香类成核剂是脱氢枞酸或含有脱氢枞酸作为主要组分的松香基树脂酸组分中的一种；所述的抗静电剂为三种抗静电剂油酸酰胺、山芋酸酰胺、芥酸酰胺复配而成，按重量百分比油酸酰胺/山芋酸酰胺/芥酸酰胺配比为0～10/85～100/0～5；所述的挤出机的挤出温度为100～200℃；螺杆转速100～300r/min。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张明强，邹恩广，邱丽萍，马建英，姜进宪，王熺，王登飞，郭桂悦，张德英，安彦杰，王文燕，葛滕杰，刘龙，梁忠越，闫兵，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：