農膜用炭黑及其色母料的製作方法
2023-05-22 21:19:11 1
專利名稱：農膜用炭黑及其色母料的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是生產農用覆蓋膜時使用的炭黑和含有這種炭黑的濃縮物-色母料。
在低溫季節或較冷地區，由於農作物栽培的需要，常使用無色透明或染色的塑料薄膜覆蓋農作物。同無色透明或其它顏色的薄膜相比，把炭黑配合到低密度聚乙烯之類的樹脂中，製成的黑色農用覆蓋膜，更有實用經濟價值而且用量最大。這種黑色農膜能吸收陽光提高地溫，保持土壤溼度，抑制雜草滋生，同時，因加入了炭黑，使之強度增大，抗老化，延長使用壽命。
黑色農膜的物理機械性能和成型加工性，都與炭黑在樹脂中的分散狀態密切相關。高耐磨炭黑、中超耐磨炭黑等普通炭黑，由於其粒子表面活性官能團不夠豐富，同時樹脂的親和力不強，在樹脂中分散不太均勻，導致黑色農膜的物理機械性能差，較容易破碎，難以成形加工成微米級厚度的薄膜。西歐、北美使用的黑色農膜厚度為0.03～0.06mm。日本專利特開昭61-192751號公報中，介紹了一種厚度為0.02mm的耐熱農用覆蓋膜。黑色農膜厚度較大，不容易降低生產成本，很不適合我國農村推廣應用。要是黑色農膜作得太薄，又可能由於易損壞而散布在土壤中造成汙染。
本發明的一個目的是提供一種用於生產微米級厚度農用覆蓋膜的炭黑。
本發明的另一目的是提供一種用於生產微米級厚度農用覆蓋膜的炭黑色母料。
用粒徑為20～30mm、鄰苯二甲酸二丁酯(以下簡記成DBP)為80～120cm3/100g，著色力為100～110%的普通炭黑，作為製取本發明農膜用炭黑的基礎原料。把這種基礎炭黑用風篩機、磁選機、微粒粉碎機等精製，減少炭黑的灰分、雜質含量。
經過精製的基礎炭黑，再放進迴轉式改性處理器中，在常溫常壓下利用改性劑對炭黑作表面改性處理。本發明中使用的改性劑為NO、NO2、硝酸、重鉻酸鉀、臭氧等。最好採用氣態改性劑，以空氣作為改性劑的載體。炭黑處理量與改性劑量的重量比應保證在20∶1～200∶1，最好是50∶1～150∶1，以便確保炭黑與改性劑在迴轉式改性處理器中充分接觸。這樣處理使炭黑含有佔炭黑重量2%以上的羥基、羧基、內酯基等活性官能團，從而得到本發明的生產微米級厚度黑色農膜所需要的炭黑。
由此可知，本發明用於生產農用覆蓋膜的炭黑，具有粒徑20～30mm，OBP吸收值80～120cm3/100g，著色力100～110%，而且含有佔該炭黑重量2%以上的活性官能團。
這樣的粒徑較小且結構不太高的炭黑，很有利於生產微米級厚度的農用覆蓋膜。這種炭黑含有較多的活性官能團，加強了同聚乙烯類樹脂的親和性，容易與樹脂結合併分散均勻，大大提高炭黑-樹脂複合材料機械強度。
把精製和表面改性處理得到的粒徑20～30nm，OBP吸收值80～120cm3/100g，著色力100～110%，而且含有佔炭黑重量2%以上的活性官能團的炭黑，用密封機、開煉機、混煉型雙螺杆擠出機之類設備，同低密度聚乙烯或低密度聚乙烯與高密度聚乙烯的共混樹脂等聚乙烯類樹脂、及潤滑劑、分散劑等添加劑混煉，製成炭黑佔總重量20～60%的粒狀或其它形式炭黑色母料。本發明中使用的添加劑量控制在佔炭黑色母料總重量的5%以下。
因此，本發明的用於生產農用覆蓋膜的炭黑色母料，內含聚乙烯類樹脂、炭黑、添加劑，炭黑量佔色母料重量的20～60%，其特徵在於所使用的炭黑是粒徑20～30nm，OBP吸收值80～120cm3/100g，著色力100～110%，且含有佔炭黑重量2%以上的活性官能團的炭黑，所使用的添加劑量佔色母料重量的5%以下。
製成的炭黑色母料，可以按照實際要求，與規定量的吹塑級聚乙烯例如低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等混煉，稀釋到幾倍至十幾倍後，用通常的吹膜工藝，生產出厚度0.01mm以下的農用覆蓋膜。
使用本發明的農膜用炭黑及其色母料，與吹塑級聚乙烯聚合，能用常規吹膜工藝生產出比常用黑色農膜薄一半以上的微米級厚度的農用覆蓋膜，大大減少農膜的生產成本;而且能使產品農膜表面光滑，厚薄均勻;還能保持農膜優良的機械強度、抗老化能力、耐熱性等，該農膜用於種植3～4季莊稼後仍可完整回收，不汙染土地。
實施例把粒徑25nm，OBP吸收值108cm3/100g，著色力100%的爐法炭黑，順次經過風篩、磁選、微粒粉碎後，放入迴轉式改性處理器中，使炭黑與含有臭氧的氣體充分接觸，讓炭黑中的羥基、羧基、內酯基等活性官能團含量提高到佔炭黑重量的2.5%。
經處理後的炭黑同熔融指數為2g/10分以上的低密度聚乙烯樹脂按3∶7的比例配合，加入佔重量4%的常用添加劑如潤滑劑、分散劑等，使用混煉型雙螺杆擠出機造粒，得到炭黑重量佔總重量30%的農膜用炭黑色母粒。
將10分重量的炭黑色母粒，同重量60分的低密度聚乙烯、25分線性低密度聚乙烯、5分高密度聚乙烯混煉稀釋後，用中空吹塑成型法，製成了厚0.007～0.009mm的黑色農用覆蓋膜。製成的黑色農膜按GB1040-79、HG2-167-65分別測出其物理機械性能結果如下。
拉伸強度，NPa縱向18.44橫向12.55扯斷伸長率，%縱向317.5橫向302.5直角撕裂強度，KN/a縱向98.3橫向139.權利要求
1.一種用於生產農用覆蓋膜的炭黑，具有粒徑20～30nn，OOP吸收值80～120cm3/100g，著色力100～110%，其特徵在於含有佔該炭黑重量2%以上的活性官能團。
2.一種用於生產農用覆蓋膜的炭黑色母料，內含聚乙烯類樹脂、炭黑、添加劑，炭黑量佔色母料重量的20～60%，其特徵在於所使用的炭黑是具有粒徑20～30nm，OBP吸收值80～120ca3/100g，著色力100～110%，含有佔該炭黑重量2%以上的活性官能團的炭黑，所使用的添加劑量佔色母料重量的5%以下。
全文摘要
一種用於生產農用覆蓋膜的炭黑及其色母料。該炭黑粒徑為20～30nm，DBP吸收值為80～120cm
文檔編號C08K9/04GK1066862SQ92104960
公開日1992年12月9日 申請日期1992年6月18日 優先權日1992年6月18日
發明者聶緒建, 毛子霖, 胡麗玲, 楊智勇, 陳正方 申請人:化學工業部炭黑工業研究設計所