技术领域
[0001] 本
发明涉及一种地膜，具体是一种聚偏二氟乙烯农用塑料着色地膜，该膜厚为10μm～80μm。本发明还涉及上述聚偏二氟乙烯农用塑料着色地膜的制造方法。
背景技术
[0002] 自我国将塑料
薄膜应用于农业生产至今，生产实践已经证明：农用塑料薄膜
覆盖栽培技术的应用，不仅能促进作物生长，使作物增产，农民增收，而且还改变了我国传统农业生产方式。其中，地膜覆盖栽培技术，它能起到保温护根、防冻、保墒、调节光照、节
水、除草、防虫以及控制
土壤盐
碱度的作用，能促进作物早熟，提高作物产量和
质量，还能实现果蔬在寒冷季节的栽培。
[0003] 随着农业现代化的
进程，农膜的使用量越来越多。如上所述，它的优点是明显的，但它的负面影响也随之日益显现出耒。其中最为严重的就是通常所说的“白色污染”，特别是殘留在土壤中农膜碎片会逐渐积累，形成阻隔层，严重影响
植物根系的正常生长，破坏土壤热传递和水分的疏通，最终造成减产。我国是农业大国，但在我国农膜市场中，主要以PE膜为主，部份为PVC膜和EVA膜，加上我国使用的农用地膜普遍偏薄(我国企业生产地膜厚度为6μm，美国为24μm，韩国为20μm，日本为15μm)强度低，耐候性、抗老化性能差，无论是在作物适期揭膜，还是在作物
收获后期揭膜，使用机械作业收卷回收都容易使膜破裂，影响机器连续工作，难以发挥效益。再则，这样的农膜回收后可利用性差，回收成本较高，经济上得不偿失。
[0004] 基于上述情况，研制、开发，广泛使用可回收、满足作物不同要求的高性能、多功能农用地膜，是减少“白色污染”有效途径之一。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种聚偏二氟乙烯农用塑料着色地膜以及制造该地膜的方法。该地膜机械
力学性能和耐候性较优，具有控制土壤中
杂草生长，作物保温护根、保墒、节水、防虫、防止
肥料流失，以及促进作物早熟，提高作物产量和质量等功能。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
[0007] 一种聚偏二氟乙烯农用塑料着色地膜，其含有如下质量百分比组分：
[0008]
[0009] 所述PVDF
树脂为偏二氟乙烯的均聚物，其熔流指数为2～15g/10min(5Kg，230℃)。
[0010] 所述PMMA树脂为甲基
丙烯酸甲酯(MMA)的均聚物，或者是丙烯酸烷基酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚
单体中至少一种单体与甲基丙烯酸甲酯的共聚物，或为甲基丙烯酸甲酯均聚物与上述共聚物的组合物，所述PMMA树脂的熔流指数为2～15g/10min(5Kg，230℃)；PMMA含量为5％～70％，更有利为20％～50％，高于70％不利于膜的耐候性，低于5％不利于无机颜料的分散；通过加入丙烯酸酯类抗冲击改性剂(ACR)可提高薄膜的抗冲击性能，加入的量不宜超过PMMA总质量的40％。
[0011] 所述颜料为无机颜料，所述无机颜料为金属
氧化物、
碳酸盐、
炭黑或无机复合原料。金属氧化物例如二氧化
钛、氧化
铝、
二氧化硅；碳酸盐如碳酸
钙；炭黑；或无机复合颜料如颜料蓝28、颜料绿26、颜料黄53等中的一种或一种以上的组合物；当制备白色膜时，所述颜料为平均粒径为200nm～600nm的
纳米级金红石二氧化钛，外层用氧化铝和
二氧化硅包覆以提高其分散性和降低对PMMA和PVDF树脂的催化分解作用。当制备黑膜选用炭黑时，炭黑的含量为膜总质量的0.05％～5％，更有利为0.1％～3％，使用量大于5％炭黑易引起团聚，降低力学性能和耐候性，炭黑平均粒径为15～60nm。在制备其它着色地膜时优先选用复合无机颜料，复合无机颜料与有机颜料相比，具有更为稳定的物理和化学性质和更强的阻隔紫外光、可见光并反射红外光等功能，因此能更长时间保持薄膜的使用性能，提高了膜的耐候性和抗老化性能，更加有利于作物的生长。
[0012] 所述
光稳定剂含有紫外吸收剂、受阻胺光稳定剂中一种或一种以上的组合物。其中，所述含有的紫外吸收剂，优先选择两种以上不同紫外光吸收剂组合，在200nm～400nm紫外光
辐射波长范围内，优先选择在<300nm的低波长范围内具有最大吸收的一种紫外光吸收剂和在>300nm的高波长范围内具有最大吸收的另一种紫外光吸收剂的组合。例如：在低波长处(～275nm)有一最大吸收峰的Tinuvin 1577、Cyasorb 1164等紫外吸收剂可和在高波长处(～350nm)有一最大吸收的Tinuvin 360、Tinuvin P、Tinuvin 327等紫外光吸收剂组合。在高波长紫外吸收区具有最大吸收的紫外吸收剂，同时在其它紫外吸收区内可存在次吸收。这样的组合更有利于对耒自于较宽波长范围内的紫外光辐射的吸收，有利于抑止紫外光辐射对薄膜的光化学降解作用，提高了薄膜的耐候性、抗老化性能。紫外吸收剂和受阻胺组合具有协同效应。
[0013] 所述热稳定剂为
磷酸酯、
亚磷酸酯、受阻酚、受阻胺类抗氧剂中一种或一种以上的组合物；加入热稳定剂主要为了在加工和最终产品中防止PVDF/PMMA树脂，尤其是PMMA树脂的热氧降解，确保膜的使用性能。加入量为膜总质量的0～3％，优选亚磷酸酯与受阻酚抗氧剂的组合物。
[0014] 所述分散剂为
脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、邻苯二
甲酸酯、氧化聚乙烯蜡、聚乙烯蜡类中的一种或其中一种以上的组合。
[0015] 上述的聚偏二氟乙烯农用塑料着色地膜的制造方法，包括以下步骤：
[0016] (1)将预先经干燥处理的PVDF树脂、PMMA树脂、颜料、分散剂、热稳定剂、光稳定剂加入至高速混合机中，在80℃～100℃下高速搅拌30分钟，然后冷却至45℃，得到专用干混料；
[0017] (2)将所得干混料于170℃～210℃下，在双螺杆
挤出机挤出
造粒，制备成聚偏二氟乙烯农用塑料地膜专用母粒；
[0018] (3)将上述所得专用母粒加入至单
螺杆挤出机中，
单螺杆挤出机的三段
温度分别控制在160℃～180℃，180℃～200℃，200℃～220℃，在上述温度条件下进行塑化挤出，模头
温度控制在210℃～220℃，熔体经
衣架式模头流延成膜，再经双辊冷却、牵引、卷取，得到聚偏二氟乙烯农用塑料着色地膜。
[0019] 上述制备工艺较为简便，容易控制，安全可靠；本发明制备方法也可首先制备以PVDF、PMMA为
基础树脂加入高浓度的颜料(例如：40％)及一定量的热稳定剂、光稳定剂、分散剂等组成的色母粒，然后再通过共混挤出、流延、冷却、牵引、卷取制备成所需要的着色地膜。
[0020] 本发明的地膜具有阻隔阳光作用，能抑止杂草光合作用，从而起到控制杂草的生长；该地膜具有绝热、防水流失作用，对作物具有保温护根、保墒、节水、防虫以及防止肥料流失等作用；该地膜具有调节光照作用，不同
颜色的地膜能满足特定作物对光波的选择，更加有利提高作物的产量和质量和防治
害虫；该地膜机械力学性能和耐候性优异于同厚度的PE、PVC、EVA塑料地膜，易于机械铺膜和作物收获后机械收膜，
回收利用率高，使用周期长，可回收性好。
具体实施方式
[0021] 本发明
实施例中所应用的主要组分为(但不限于使用以下组分)：
[0022] 实施例1
[0023] 含有如下质量百分比组分：PVDF树脂(VDF均聚物，熔体流动指数8～15g/10min(230℃,5Kg)，得自国内三爱富公司)54％、Plexiglas 7N(聚甲基丙烯酸甲酯树脂，熔体流动指数为6g/10min(230℃,3.8Kg)得自自赢创罗姆公司)32％、R-960(为纳米级金红石二氧化钛，平均粒径500nm，表面已经三氧化二铝和二氧化硅处理，得自DuPont公司)10％、复合光稳定剂(紫外吸收剂Tinuvin 1577、Tinuvin 327与受阻胺Tinuvin 770的组合物，得自Ciba精化公司)2.6％、Irganox B 215(抗氧剂Irgafos168和Irganox1010的组合物，得自Ciba精化公司)1.2％、分散剂EBS(N,N，-亚乙基双硬脂酰胺)0.2％。
[0024] 将上述组分预先干燥处理后加入至高速混合机中，在90℃下高速搅拌30分钟，然后冷却至45℃，得到专用干混料。
[0025] 将所得干混料于200℃下，在
双螺杆挤出机挤出造粒，制备成聚偏二氟乙烯农用塑料地膜专用母粒。
[0026] 将上述所得专用母粒加入至单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机的三段温度分别控制在165℃，185℃，210℃，在上述温度条件下进行塑化挤出，模头温度控制在210℃，熔体经衣架式模头流延成膜，再经双辊冷却、牵引、卷取，得到聚偏二氟乙烯农用塑料白色地膜。
[0027] 实施例2
[0028] 含有如下质量百分比组分：PVDF树脂(VDF均聚物，熔体流动指数8～15g/10min(230℃,5Kg)，得自国内三爱富公司)54％、Plexiglas 7N(聚甲基丙烯酸甲酯树脂，熔体流动指数为6g/10min(230℃,3.8Kg)得自赢创罗姆公司)20％、D320(含丙烯酸酯类抗冲击改性剂：壳为PMMA，核为丙烯酸丁酯/丁二烯的共聚体，得自Arkema公司)12％、R-960(为纳米级金红石二氧化钛，平均粒径500nm，表面已经三氧化二铝和二氧化硅处理，得自杜邦(DuPont)公司)10％、复合光稳定剂(紫外吸收剂Tinuvin 1577、Tinuvin P与受阻胺Tinuvin 770的组合物，得自Ciba精化公司)2.6％、Irganox B 215(抗氧剂Irgafos168和Irganox1010的组合物，得自Ciba精化公司)1.2％、分散剂EBS(N,N，-亚乙基双硬脂酰胺)0.2％。
[0029] 将上述组分预先干燥处理后加入至高速混合机中，在100℃下高速搅拌30分钟，然后冷却至45℃，得到专用干混料。
[0030] 将所得干混料于180℃下，在双螺杆挤出机挤出造粒，制备成聚偏二氟乙烯农用塑料地膜专用母粒。
[0031] 将上述所得专用母粒加入至单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机的三段温度分别控制在175℃，190℃，215℃，在上述温度条件下进行塑化挤出，模头温度控制在215℃，熔体经衣架式模头流延成膜，再经双辊冷却、牵引、卷取，得到聚偏二氟乙烯农用塑料白色地膜。
[0032] 实施例3
[0033] 含有如下质量百分比组分：PVDF树脂(VDF均聚物，熔体流动指数8～15g/10min(230℃,5Kg)，得自国内三爱富公司)58％、Altuglas BS 580(甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的共聚物,熔体流动指数为4.5g/10min(230℃,3.8Kg)得自Arkema公司)35％、R-960(为纳米级金红石二氧化钛，平均粒径500nm，表面已经三氧化二铝和二氧化硅处理，得自DuPont公司)0.1％、R330R(炭黑得自卡博特公司)2.9％、复合光稳定剂(紫外吸收剂Tinuvin 1577、Tinuvin 327和受阻胺Tinuvin 770的组合物，得自Ciba精化公司)2.6％、Irganox B 215(抗氧剂Irgafos168和Irganox1010的组合物，得自Ciba精化公司)1.2％、分散剂EBS(N,N，-亚乙基双硬脂酰胺)0.2％。
[0034] 将上述组分预先干燥处理后加入至高速混合机中，在90℃下高速搅拌30分钟，然后冷却至45℃，得到专用干混料。
[0035] 将所得干混料于170℃下，在双螺杆挤出机挤出造粒，制备成聚偏二氟乙烯农用塑料地膜专用母粒。
[0036] 将上述所得专用母粒加入至单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机的三段温度分别控制在170℃，195℃，210℃，在上述温度条件下进行塑化挤出，模头温度控制在210℃，熔体经衣架式模头流延成膜，再经双辊冷却、牵引、卷取，得到聚偏二氟乙烯农用塑料黑色地膜。
[0037] 实施例4
[0038] 含 有 如 下 质 量 百 分 比 组 分：VDF均 聚 物( 熔 体 流 动 指 数 8 ～15g/10min(230℃,5Kg)，得自国内三爱富公司)63％、Altuglas BS 580(甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的共聚物,熔体流动指数为4.5g/10min(230℃,3.8Kg)得自Arkema公司)30％、R-960(为纳米级金红石二氧化钛，平均粒径500nm，表面已经三氧化二铝和二氧化硅处理，得自DuPont公司)0.1％、R330R(炭黑得自卡博特公司)2.9％、复合光稳定剂(紫外吸收剂Tinuvin 1577、Tinuvin 360和受阻胺Tinuvin 770的组合物，得自Ciba精化公司)2.6％、Irganox B 215(抗氧剂Irgafos168和Irganox1010的组合物，得自Ciba精化公司)1.2％、分散剂EBS(N,N，-亚乙基双硬脂酰胺)0.2％。
[0039] 将上述组分预先干燥处理后加入至高速混合机中，在80℃下高速搅拌30分钟，然后冷却至45℃，得到专用干混料。
[0040] 将所得干混料于210℃下，在双螺杆挤出机挤出造粒，制备成聚偏二氟乙烯农用塑料地膜专用母粒。
[0041] 将上述所得专用母粒加入至单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机的三段温度分别控制在175℃，190℃，220℃，在上述温度条件下进行塑化挤出，模头温度控制在220℃，熔体经衣架式模头流延成膜，再经双辊冷却、牵引、卷取，得到聚偏二氟乙烯农用塑料黑色地膜。
[0042] 实施例5
[0043] 含 有 如 下 质 量 百 分 比 组 分：VDF均 聚 物( 熔 体 流 动 指 数 8 ～15g/10min(230℃,5Kg)，得自国内三爱富公司)58％、Altuglas BS 510(甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸乙酯的共聚物)得自Arkema公司)30％、R-960(为纳米级金红石二氧化钛，平均粒径500nm，表面已经三氧化二铝和二氧化硅处理，得自DuPont公司)6％、颜料蓝28(主要组成分为Co-Al氧化物的复合无机颜料，得自美国薛特公司)2％、复合光稳定剂(紫外吸收剂Cyasorb 1164、Tinuvin 360和受阻胺Chimassorb 119的组合物，分别得自美国氰特工业公司和Ciba精化公司)2.6％、Irganox B 215(抗氧剂Irgafos168和Irganox1010的组合物，得自Ciba精化公司)1.2％、分散剂(氧化聚乙烯蜡)0.2％。
[0044] 将上述组分预先干燥处理后加入至高速混合机中，在95℃下高速搅拌30分钟，然后冷却至45℃，得到专用干混料。
[0045] 将所得干混料于190℃下，在双螺杆挤出机挤出造粒，制备成聚偏二氟乙烯农用塑料地膜专用母粒。
[0046] 将上述所得专用母粒加入至单螺杆挤出机中，单螺杆挤出机的三段温度分别控制在170℃，185℃，210℃，在上述温度条件下进行塑化挤出，模头温度控制在220℃，熔体经衣架式模头流延成膜，再经双辊冷却、牵引、卷取，得到聚偏二氟乙烯农用塑料蓝色地膜。
[0047] 上述实施例1-5获得的着色地膜(20μm)检测结果如表1所示：
[0048] 表1 为着色地膜(20μm)检测结果
[0049]
