本發明涉及功能性母料領域，具體涉及一種用于改善地面覆蓋膜用的聚乙烯材料的固水能力的功能母粒。
背景技術：
：聚乙烯（PE）是乙烯聚合制得的一種熱塑性樹脂，具有無毒、無臭且耐低溫的優良性能。而且聚乙烯呈現白色蠟狀透明、較為柔韌，是農用薄膜的優選材質之一，尤其是在地面覆蓋膜即地膜方面的應用。農作物用的地膜有保溫、保水、保肥、防病和抑制雜草生長的功能。其中地膜的保水功能主要是抑制土壤水分的蒸發。由于聚乙烯吸水性弱使得聚乙烯地膜從大氣中捕集水分的能力較弱，聚乙烯地膜上因露珠等留下的水分也容易蒸發，使聚乙烯地膜下的作物不能有效的利用環境中的水分。因此提高聚乙烯地膜從周圍環境中固水的能力，對于節約水資源、促進作物生長顯得非常重要。中國專利CN105175848A，公布日期2015年12月23日，
專利名稱：一種由納米坡縷石負載交聯淀粉改性的低密度聚乙烯降解地膜及其制備方法，公開了一種通過向低密度聚乙烯中添加交聯淀粉、納米坡縷石制得的可降解的低密度聚乙烯降解膜，具有能被生物充分降解的性能，同時吸水透氣。但是該聚乙烯降解膜的吸水性能一般，而且不具備低溫吸水、高溫脫水的效果。母粒是將超常量的改性化學助劑均勻負載在載體樹脂中而得到的粒狀聚集體。與直接在制品中添加改性化學助劑相比：母粒的分散效果好使制品的性能均勻，母粒的載體樹脂與制品樹脂的相容性好使添加母粒的制品的性能提提升效果更好，母粒的使用安全、功能全面。技術實現要素：針對現有的聚乙烯地膜的吸水、固水能力較弱，農作物不能充分利用周圍環境中的水分的問題，本發明的目的在于提供一種可以改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒，使添加有該功能母粒的聚乙烯地膜具有良好的固化能力，同時具有低溫吸水、高溫脫水的效果，提高農作物對周圍環境中的水分的充分利用，促進農作物生長，節約水資源。本發明提供如下的技術方案：一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒，由以下重量份的原料組份制備而成：載體樹脂80～100份、固水劑20～30份、光敏劑5～10份、納米級硅藻土2～3份、耐候劑0.8～1份、偶聯劑為0.5～0.7份，其中載體樹脂為聚乙烯醇樹脂，固水劑由以下重量份比的組份組成：竹纖維:木漿:植物吸水提取物:納米級海泡石=1:1～1.5:0.5～0.7:1.2～1.5。本發明的功能母粒選用聚乙烯醇樹脂作為載體樹脂與聚乙烯制品的相容性好，可使功能母粒在聚乙烯制品中分散更為均勻，有助于提升聚乙烯地膜性能一致性。同時聚乙烯醇樹脂具有良好的吸水性能，與聚乙烯交聯可以增強聚乙烯地膜的固水能力。竹纖維含有大量的竹纖維素、果膠質，其中纖維素中含有的大量的羥基可以通過與水分子形成氫鍵固水，果膠質是植物細胞壁的主要成份，具有強烈的吸水性，從而使竹纖維具有優良的瞬間吸水性。木漿的主要成份是纖維素、半纖維素、果膠質等，從而與竹纖維相互強化吸水效果。植物吸水提取物主要是利用馬鈴薯果膠和玉米淀粉的固水能力實現吸水。海泡石是一種含水硅酸鎂，具有良好的吸水性能。同時竹纖維、植物吸水物、木漿和海泡石在日光照射下可以再次脫水，同時竹纖維還有良好的透氣性能，可以增強聚乙烯地膜日光下的透氣疏水能力。這樣固水劑協同竹纖維、植物吸水物、木漿和海泡石的不同吸水能力與日照高溫下的脫水能力，銅管功能母粒添加到聚乙烯地膜制品中，使聚乙烯地膜在平時尤其是夜晚溫度低、濕度大的時候能從環境中固水，在中午日光直射下能夠脫水，使聚乙烯地膜下的農作物能夠及時補水。光敏劑吸光后產生高溫使聚乙烯地膜吸附的水再次蒸發脫出，強化功能母粒固水后的脫水能力。硅藻土可以加強聚乙烯地膜的疏水透氣能力，同時硅藻土的吸附水的能力可以強化功能母粒的固水能力。耐候劑可增強聚乙烯地膜的耐光耐氧化能力，延長壽命。偶聯劑改善硅藻土、海泡石與聚乙烯、聚乙烯醇樹脂之間的表面活性，提高添加有功能母粒的聚乙烯地膜的性能。作為本發明的一種改進，所述光敏劑的吸收波長范圍為360～760nm。這樣光敏劑在白天尤其是日光強時吸收光能，促進功能母粒中的固水劑脫水。光敏劑在夜晚可見光減弱后吸收光能下降，保證固水劑能夠及時吸水。作為本發明的一種改進，所述光敏劑優選N-天門冬酰基二氫卟酚。N-天門冬酰基二氫卟酚的吸光范圍廣，吸收光能多。作為本發明的一種改進，所述耐候劑的重量份比為光穩定劑744:紫外線吸收劑UVP-327=1:1.5～2.0。光穩定劑744的成分為4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶，紫外線吸收劑UVP-327的成分為2-（2’-羥基-3’，5’-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑。兩者配合使用與聚乙烯的相容性好，既可以提高聚乙烯地膜的耐光穩定性，同時可以吸收部分紫外光線釋放熱量，強化光敏劑的效果。作為本發明的一種改進，所述偶聯劑為硅烷偶聯劑。硅烷偶聯劑能夠顯著改善海泡石、硅藻土等與聚乙烯的表面活性，提高粘結性能，同時還可以增強聚乙烯的耐候性。一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：（1）將重量份的各原料組份放入混合攪拌機中在45～55℃攪拌混合1～2小時，攪拌速度280～350r/min；（2）將混合物料投入雙螺桿擠出機中，保持雙螺桿擠出機的攪拌速度為150～200r/min，雙螺桿擠出機各段的溫度范圍為130～180℃，經充分熔融復合后擠出成粒；（3）將步驟（2）所得顆粒經過-15目～+20目的篩網過篩。首先將原料在混合攪拌機中高速攪拌均勻，提高功能母粒的性能一致性。通過雙螺桿擠出機熔融復合擠出成顆粒狀，提高了功能母粒在聚乙烯地膜制品中的均勻分散程度，有助于聚乙烯地膜制品性能均勻一致。功能母粒的粒徑可通過-15目～+20目的篩網，既保證功能母粒在聚乙烯地膜制品中均勻分散，又避免粒徑過大影響功能母粒在聚乙烯地膜制備中的熔融分散效果。作為本發明的一種改進，步驟（2）中雙螺桿擠出機各段的溫度控制分別為：一段130～145℃、二段145～155℃、三段155～165℃、四段165～175℃、五段175～180℃、六段170～175℃、模頭溫度為170～175℃。通過設定雙螺桿擠出機各段的操作溫度逐漸上升，充分釋放功能母粒中各配料的結合水、潤滑分散的特性，提高功能母粒性能的穩定均勻。作為本發明的一種改進，在進行步驟（3）篩網篩選顆粒前，先將步驟（2）所得顆粒首先在120～130℃下通風干燥2～4小時，獲得干燥的顆粒。這樣可以促進功能母粒表面結構均勻，便于母粒的長期存放。本發明的有益效果如下：本發明的功能母粒協同了竹纖維、木漿、海泡石和植物吸水提取物的吸水能力，添加到聚乙烯地膜制品中可提升聚乙烯地膜的固水能力，同時具有夜間低溫吸水、白天日光高溫放水的效果，使農作物充分利用環境中的水分，促進農作物生長，節約水資源。具體實施方式下面就本發明的具體實施方式作進一步說明：本發明的光敏劑的吸收波長范圍優選為360～760nm。實施例1：一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒，由以下重量份組份制備而成：載體樹脂80g、固水劑20g、光敏劑5g、納米級硅藻土2g、耐候劑0.8g、偶聯劑為0.5g，其中載體樹脂聚乙烯醇樹脂，提高功能母粒與聚乙烯制品的相容性，同時增強吸水能力，固水劑由以下重量份比的組份組成：竹纖維:木漿:植物吸水提取物:納米級海泡石=1:1:0.5:1.2，植物吸水提取物優選由以下重量份比的組份組成：馬鈴薯果膠質組成:玉米淀粉=1:1.2，光敏劑優選N-天門冬酰基二氫卟酚，具有較廣的吸光范圍，耐候劑的組成優選重量份比為光穩定劑744:紫外線吸收劑UVP-327=1:1.2，偶聯劑優選為硅烷偶聯劑。一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：（1）將重量份的各原料組份放入混合攪拌機中在45℃攪拌混合2小時，攪拌速度280r/min；（2）將混合物料投入雙螺桿擠出機中，保持雙螺桿擠出機的攪拌速度為150r/min，雙螺桿擠出機各段的溫度范圍為130～180℃，經充分熔融復合后擠出成粒；（3）將步驟（2）所得顆粒經過-15目～+20目的篩網過篩。為得到性能較好的功能母粒，步驟（2）中雙螺桿擠出機各段的溫度控制分別為：一段130～145℃、二段145～155℃、三段155～165℃、四段165～175℃、五段175～180℃、六段170～175℃、模頭溫度為170～175℃。為提高功能母粒表面結構均勻性，將步驟（2）所得顆粒首先在120℃下通風干燥4小時，獲得干燥的顆粒后再通過步驟（3）的篩網篩選。通過-15目～+20目的篩網篩選的顆粒即為改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒。實施例2：一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒，由以下重量份組份制備而成：載體樹脂90g、固水劑25g、光敏劑7.5g、納米級硅藻土2.5g、耐候劑0.9g、偶聯劑為0.6g，其中載體樹脂聚乙烯醇樹脂，提高功能母粒與聚乙烯制品的相容性，同時增強吸水能力，固水劑由以下重量份比的組份組成：竹纖維:木漿:植物吸水提取物:納米級海泡石=1:1.25:0.6:1.375，植物吸水提取物優選由以下重量份比的組份組成：馬鈴薯果膠質組成:玉米淀粉=1:1.375，光敏劑優選N-天門冬酰基二氫卟酚，具有較廣的吸光范圍，耐候劑的組成優選重量份比為光穩定劑744:紫外線吸收劑UVP-327=1:1.375，偶聯劑優選為硅烷偶聯劑。一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：（1）將重量份的各原料組份放入混合攪拌機中50℃攪拌混合1.5小時，攪拌速度300r/min；（2）將混合物料投入雙螺桿擠出機中，保持雙螺桿擠出機的攪拌速度為175r/min，雙螺桿擠出機各段的溫度范圍為130～180℃，經充分熔融復合后擠出成粒；（3）將步驟（2）所得顆粒經過-15目～+20目的篩網過篩。為得到性能較好的功能母粒，步驟（2）中雙螺桿擠出機各段的溫度控制分別為：一段130～145℃、二段145～155℃、三段155～165℃、四段165～175℃、五段175～180℃、六段170～175℃、模頭溫度為170～175℃。為提高功能母粒表面結構均勻性，將步驟（2）所得顆粒首先在130℃下通風干燥3小時，獲得干燥的顆粒后再通過步驟（3）的篩網篩選。通過-15目～+20目的篩網篩選的顆粒即為改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒。實施例3：一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒，由以下重量份組份制備而成：載體樹脂100g、固水劑30g、光敏劑10g、納米級硅藻土3g、耐候劑1.0g、偶聯劑為0.7g，其中載體樹脂聚乙烯醇樹脂，提高功能母粒與聚乙烯制品的相容性，同時增強吸水能力，固水劑由以下重量份比的組份組成：竹纖維:木漿:植物吸水提取物:納米級海泡石=1:1.5:0.7:1.5，植物吸水提取物優選由以下重量份比的組份組成：馬鈴薯果膠質組成:玉米淀粉=1:1.5，光敏劑優選N-天門冬酰基二氫卟酚，具有較廣的吸光范圍，耐候劑的組成優選重量份比為光穩定劑744:紫外線吸收劑UVP-327=1:1.5，偶聯劑優選為硅烷偶聯劑。一種改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒的制備方法，包括以下步驟：（1）將重量份的各原料組份放入混合攪拌機中55℃攪拌混合1小時，攪拌速度350r/min；（2）將混合物料投入雙螺桿擠出機中，保持雙螺桿擠出機的攪拌速度為200r/min，雙螺桿擠出機各段的溫度范圍為130～180℃，經充分熔融復合后擠出成粒；（3）將步驟（2）所得顆粒經過-15目～+20目的篩網過篩。為得到性能較好的功能母粒，步驟（2）中雙螺桿擠出機各段的溫度控制分別為：一段130～145℃、二段145～155℃、三段155～165℃、四段165～175℃、五段175～180℃、六段170～175℃、模頭溫度為170～175℃。為提高功能母粒表面結構均勻性，將步驟（2）所得顆粒首先在140℃下通風干燥2小時，獲得干燥的顆粒后再通過步驟（3）的篩網篩選。通過-15目～+20目的篩網篩選的顆粒即為改善聚乙烯地膜固水能力的功能母粒。分別添加實施例1、2、3的母粒的聚乙烯地膜（對應為例1樣品、例2樣品、例3樣品）與市售聚乙烯地膜（對比例）的測試性能見表1，測試方法為：將尺寸為100cm×100cm的四張地膜置于23±2℃、風速為3.5m/s的干燥箱中干燥至恒重，記錄質量m0，然后分別置于23±2℃，相對濕度為85%的密閉無光照環境中放置48小時吸水，取出后稱重記錄質量m1，然后置于35℃、風速為3.5m/s的干燥箱中10小時后稱重記錄質量m2，分別計算樣品的相對吸水率a和烘干后的殘留水率b，其中a=（m1-m2）/m1*100%，b=（m2-m0）/m2*100%。表1測試數據測試項目例1樣品例2樣品例3樣品對比例相對吸水率a12.9%13.6%14.0%＜0.01%殘留水率b0.06%0.08%0.07%＜0.01%添加有實施例1、2、3的功能母粒的聚乙烯地膜具有良好的固水能力和脫水能力，能夠從周圍大氣環境中吸收水分并供給農作物使用，可以促進農作物生長，節約水資源。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