一种双层反射透气地膜及其制备方法

技术领域

本发明属于农用覆盖膜领域，具体涉及一种双层反射透气地膜及其制备方法。

背景技术

农作物的光合作用受到光照的影响较大，光照的缺乏会造成农作物的减产、品质下降等问题。通过反射地膜的使用，增加叶片的光照面积，提高光合作用效率。同时，反射地膜的使用可以减少农作物病害的产生。

传统的反射地膜通过在树脂薄膜的表面涂敷反光涂层达到反光的目的，但是地膜本身缺少空气流通所需的孔洞，易造成土壤温度过高、湿度过高等问题。现有技术常采用对地膜铺设时穿刺的方法实现其透气性，但是此种方法会降低地膜的张紧力，造成地层覆膜后其间的孔隙度减小，影响土壤水、热资源的高效利用。

基于上述问题，急需一种预设有孔的反射透气地膜，解决因地面覆盖所造成的土壤温度过高、湿度过高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双层反射透气地膜，通过膜体内部的无机多孔粒子的透气作用，降低因覆膜而造成的土壤温度过高、湿度过高的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种双层反射透气地膜，包括反射层、透气层和透气孔，所述反射层和透气层均分散有无机多孔粒子，至少部分所述无机多孔粒子贯穿所述反射层和透气层；所述透气孔包括无机多孔粒子的微孔和无机多孔粒子与所述反射层和/或所述透气层间的界面孔。

优选的，所述反射层和透气层的连续相均为树脂层。

优选的，所述树脂层的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的一种或多种的组合。

进一步优选的，所述反射层和透气层的连续相材质相同。

优选的，所述无机多孔粒子的微孔占所述透气孔总量的30～50％。

优选的，所述无机多孔粒子的微孔尺寸为20nm～3μm。

优选的，所述无机多孔粒子的比表面积为10～1000m

优选的，所述无机多孔粒子与所述反射层和/或所述透气层间的界面孔尺寸为10nm～1000nm。

优选的，所述无机多孔粒子占所述双层反射透气地膜总质量的5～50％。

进一步优选的，所述无机多孔粒子占所述双层反射透气地膜总质量的10～30％。

优选的，所述无机多孔粒子包括第一无机多孔粒子和第二无机多孔粒子，所述第一无机多孔粒子贯穿所述反射层和透气层。

后文中将所述第一无机多孔粒子称为“贯通型多孔粒子”，将所述第二无机多孔粒子为“非贯通型多孔粒子”。

优选的，所述第一无机多孔粒子的粒径范围为10～1000μm。

优选的，所述第二无机多孔粒子的粒径范围为5～800μm。

优选的，所述第一无机多孔粒子占无机多孔粒子总质量的5～50％。

优选的，所述双层反射透气地膜的厚度为10～1000μm。

优选的，所述反射层的厚度为3～800μm；更优选的，所述反射层的厚度为5～500μm。

优选的，所述透气层的厚度为3～800μm；更优选的，所述透气层的厚度为5～500μm。

优选的，所述第一无机多孔粒子的粒径不小于所述反射层和透气层的厚度之和。

优选的，所述反射层为分散有反射颗粒的树脂层。所述反射颗粒为可使0.4μm～0.7μm波长范围内的可见光入射光线发生反射，使光线、反射光线与入射光线、法线处于同一平面内的物质。

进一步优选的，所述反射颗粒为铝、铜、银、锌、金粒子的至少一种。

优选的，所述无机多孔粒子为多孔高岭土、多孔硅藻土、多孔海泡石、多孔滑石粉、多孔氧化铝、多孔氧化锌、多孔水滑石、多孔硫酸钡、多孔电气石、多孔氧化镁、多孔二氧化钛中的至少一种。

优选的，所述第一无机多孔粒子为多孔高岭土、多孔硅藻土、多孔海泡石中的至少一种。

优选的，所述反射层还分散有紫外线吸收剂。紫外线吸收剂是一类可以吸收波长范围在10～400nm范围内紫外光线的物质。

优选的，所述紫外线吸收剂为2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、单苯甲酸间苯二酚酯、2，2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪、六甲基磷酰三胺、氧化锡、二氧化钛中的一种或多种。

优选的，所述紫外线吸收剂占所述双层反射透气地膜总质量的0.01～5％。

优选的，所述反射层和透气层中均分散有防老剂。所述防老剂为可以与树脂分子因氧化、光照、受热而产生的自由基相结合，使自由基停止传递，终止老化的物质。

优选的，所述防老剂占所述双层反射透气地膜总质量的0.01～5％。

优选的，所述反射透气地膜是以流延成型或吹塑成型而制得。

本发明还提供一种双层反射透气地膜的流延成型方法，包括以下步骤：

(1)混料和投料：称取50～95％重量份的树脂颗粒和0～50％重量份的无机多孔粒子、0.01～5％重量份的防老剂进行混料后，投入第一挤出机；称取50～95％重量份的树脂颗粒、1～20％重量份的反射颗粒、0.01～5％重量份的防老剂、0～50％的无机多孔粒子进行混料后，投入第二挤出机；其中所述无机多孔粒子占物料总重量的5～50％；

(2)熔融共挤：两台挤出机五个温区温度设置为90℃～260℃、100℃～260℃、110℃～260℃、150℃～260℃、170℃～260℃，螺杆转速10～260r/min，模头温度为120～260℃，进行挤出，第一挤出机和第二挤出机的熔体经过层流分配进入流延机；

(3)流延成型：螺杆转速设置为10～50r/min，牵引速度设置为1～50m/min，冷却温度设置为3～40℃进行流延成型；

(4)牵引收卷：将成型后的薄膜分切、电晕处理后进行牵引收卷得到双层反射透气地膜产品。

步骤(3)中进行流延成型时，处于熔融状态的薄膜受到挤压，厚度减小，当薄膜厚度不超过无机多孔粒子的直径时，无机多孔粒子将薄膜贯穿。

优选的，所述步骤(1)中的树脂颗粒为聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯颗粒中的至少一种。

优选的，所述步骤(1)中当无机多孔粒子均为贯通型多孔粒子时，无机多孔粒子可以只投入第一挤出机或第二挤出机进行混料，也可以分别投入到两台挤出机中进行混料。

优选的，所述步骤(1)中的无机多孔粒子包括贯通型和非贯通型多孔粒子时，无机多孔粒子按比例分别投入第一挤出机或第二挤出机进行混料。

本发明还提供了一种双层反射透气地膜的吹塑成型方法，包括以下步骤：

(A)混料和投料：称取50～95％重量份的树脂颗粒和0～50％重量份的无机多孔粒子进行混料后，投入第一挤出机；称取50～95％重量份的树脂颗粒、1～20％重量份的反射颗粒、0～50％的无机多孔粒子进行混料后，投入第二挤出机；其中所述无机多孔粒子占物料总重量的5～50％；

(B)熔融共挤：第一挤出机和第二挤出机五个温区温度设置为90℃～260℃、100℃～260℃、110℃～260℃、150℃～260℃、170℃～260℃，螺杆转速10～260r/min，模头温度为120～260℃，进行挤出，第一挤出机和第二挤出机挤出的熔体经过层流分配进入吹塑机；

(C)吹塑成型：吹胀比设置为2～4；牵引比设置为2～8进行吹塑成型；

(D)冷却和牵引：将吹塑成型的薄膜经过风环20～30℃冷却后，通过人字夹板进入牵引辊牵引，同时进行分切；

(E)后处理：将分切后的薄膜经电晕处理、检验、包装后得到双层反射透气地膜产品。

优选的，所述步骤(1)中的树脂颗粒为聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯颗粒中的至少一种。

优选的，所述步骤(1)和步骤(F)中还包括称取0.01～5％重量份的紫外线吸收剂与50～95％重量份的树脂颗粒、1～20％重量份的反射颗粒、0.01～5％重量份的防老剂、0～50％的无机多孔粒子进行混料后，投入第二挤出机。

优选的，所述步骤(1)和步骤(F)中的无机多孔粒子包括第一无机多孔粒子和第二无机多孔粒子，所述第一无机多孔粒子占无机多孔粒子总质量的5～50％。

进一步优选的，所述第一无机多孔粒子的粒径为10～100μm。

优选的，当树脂颗粒为聚乙烯时，所述步骤(2)中的第一、第二挤出机五个温区温度设置为160℃～180℃、170℃～190℃、170℃～200℃、180℃～190℃、180℃～200℃。

优选的，当树脂颗粒为聚氯乙烯时，所述步骤(2)中的第一、第二挤出机五个温区温度设置为140℃～180℃、150℃～180℃、160℃～200℃、160℃～190℃、160℃～200℃。

优选的，当树脂颗粒为聚对苯二甲酸乙二醇酯时，所述步骤(2)中的第一、第二挤出机五个温区温度设置为190℃～240℃、190℃～240℃、200℃～250℃、200℃～250℃、200℃～260℃。

优选的，当树脂颗粒为聚丙烯时，所述步骤(2)中的第一、第二挤出机五个温区温度设置为150℃～180℃、150℃～180℃、160℃～190℃、160℃～200℃、160℃～210℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过在反射层添加反射颗粒，能够将照射至地面的光线反射至农作物叶片背面，提高农作物所受光照强度，从而提高光合作用效率，使农作物增产、提高农作物产品质量。

2、本发明双层透气反射透气地膜铺设后，由于增加了植物叶片背面所受的光照强度，能有效驱赶农作物害虫，提高农作物产量和质量。

3、本发明通过在双层地膜中添加无机多孔粒子，使地膜上下表面的空气可以通过透气孔流通，从而降低由覆盖造成的散热不佳、透湿不佳等问题，降低土壤温度和湿度。

4、本发明通过添加无机多孔粒子为地膜提供多种空气流通通道，包括贯通型多孔粒子提供的微孔通道、贯通型多孔粒子与反射层和透气层间的界面孔通道、非贯通型无机多孔粒子的微孔形成的联合通道、界面孔联合通道以及界面孔与多孔粒子的微孔形成的联合通道等，空气流通通道多样化，使得本发明的双层地膜具有优良的透气性。

5、本发明中的空气流通通道具有形状不规则性和分布的随意性，既保证了地膜的透气性，又不会像针刺孔那样占用反光面积，从而增加了地膜的反光面积和反光效率，为农作物提供更充足的光照强度。

附图说明

图1为本发明提供的一种双层反射透气地膜的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种双层反射透气地膜的结构示意图；

图3为本发明提供的一种双层反射透气地膜的流延成型方法流程图；

图4为本发明提供的一种双层反射透气地膜的吹塑成型方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

一种双层反射透气地膜1，如图1所示，包括反射层11、透气层12和透气孔13，反射层11的厚度为50μm，透气层12的厚度为50μm，透气孔13的尺寸为10nm～1μm。其中，反射层11和透气层12均分散有防老剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯、紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、多孔硅藻土14，多孔硅藻土平均粒径为100μm，孔径为200～600nm，孔体积为0.6～0.8cm

反射层11中还分散有铝反射颗粒15，铝反射颗粒15的粒径范围为1～10μm。

如图1所示，地膜1提供的空气流通通道有两种，一种是多孔硅藻土14的微孔形成的通道T1，一种是多孔硅藻土14与反射层11和透气层12间的界面孔形成的通道T2。

如图1所示，地膜1的反射层11中均匀分散有铝反射颗粒15，增加了地膜的反光面积和反光效率，为农作物提供充足的光照强度。光反射路径如箭头R1所示。

使用紫外-可见光分光光度计对反射透气地膜1的反射率进行测定，其反射率达27％；根据GB/T1038-2000所要求的测试方法，对地膜1的透气性进行测试，透气量达3960(cm

在其他优选实施例中，反射层和透气层的连续相材质也可以不同，比如反射层为聚氯乙烯，透气层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。可以根据实际需要，选择相同或不同的树脂材质作为连续相成分。

实施例2

一种双层反射透气地膜2，如图2所示，包括反射层21、透气层22和透气孔23，反射层21的厚度为100μm，透气层22的厚度为100μm，透气孔23的尺寸范围为10～30μm。其中，反射层21和透气层22均分散有四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯作为防老剂、紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和多孔高岭土24，多孔高岭土24包括贯通型的平均粒径为200μm的多孔高岭土241和非贯通型的平均粒径为100μm的多孔高岭土242，其中多孔高岭土241的孔径为300～500nm，比表面积为150～200m

反射层21中还分散有锌反射颗粒25，粒径范围为1μm～10μm。

如图2所示，地膜2提供的空气流通通道有两种，一种是多孔高岭土24的微孔形成的通道T3，一种是多孔高岭土24与反射层21和透气层22间的界面孔形成的通道T4。

如图2所示，地膜2的反射层21中均匀分散有锌反射颗粒25，增加了地膜的反光面积和反光效率，为农作物提供充足的光照强度。光反射路径如箭头R2所示。

使用紫外-可见光分光光度计对反射透气地膜2的反射率进行测定，其反射率达25％；根据GB/T1038-2000所要求的测试方法，对地膜2的透气性进行测试，透气量达3560(cm

实施例3

一种双层反射透气地膜3的流延成型方法，如图3所示，包括以下步骤：

(1)混料和投料：称取8kg聚乙烯树脂颗粒和1.5kg粒径为100～200μm，比表面积为80～120m

(2)熔融共挤：两台挤出机五个温区温度设置为170℃、180℃、180℃、190℃、190℃，螺杆转速设置为100r/min，模头温度为180℃，进行挤出；第一挤出机和第二挤出机挤出的熔体经过层流分配进入流延机；

(4)流延成型：螺杆转速设置为50r/min，牵引速度设置为30m/min，冷却温度设置为30℃，进行流延成型；

(5)牵引收卷：将成型后的薄膜经分切、电晕处理后进行牵引收卷得到双层反射透气地膜3，厚度为200μm；其中反射层厚度为100μm，透气层厚度为100μm。

使用紫外-可见光分光光度计对反射透气地膜3的反射率进行测定，其反射率达26％；根据GB/T1038-2000所要求的测试方法，对地膜3的透气性进行测试，透气量达3600(cm

实施例4

一种双层反射透气地膜4的吹塑成型方法，如图4所示，包括以下步骤：

(A)混料和投料：称取8kg的聚乙烯树脂颗粒，2kg平均粒径为400μm，比表面积为40～80m

(B)熔融共挤：设置第一挤出机、第二挤出机的五个温区温度设置为：160℃、170℃、180℃、180℃、190℃，螺杆转速100r/min，模头温度为180℃，进行挤出；第一挤出机和第二挤出机挤出的熔体经过层流分配进入吹塑机。

(C)吹胀/牵引：吹胀比设置为4；牵引比设置为5进行吹塑。

(D)将吹塑成型的薄膜经过20～30℃风环冷却后，通过人字夹板进入牵引辊牵引，同时进行分切。

(E)后处理：将分切后的薄膜经电晕处理、检验、包装后得到双层反射透气地膜4，厚度为400μm；其中反射层厚度为200μm，透气层厚度为200μm。

使用紫外-可见光分光光度计对反射透气地膜4的反射率进行测定，其反射率达28％；根据GB/T1038-2000所要求的测试方法，对地膜4的透气性进行测试，透气量达3340(cm

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。