本发明属于节水灌溉器件领域，涉及一种耐氧化聚乙烯滴灌带及其制备方法。
背景技术：
滴灌带是利用塑料管(滴灌管引)道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。是通过出流孔口非常小入的滴头或滴灌带，把水一滴一滴地均匀而缓慢地滴在作物根部附近的土壤中。
滴灌带一般由低密度聚乙烯(ldpe)、中密度聚乙烯(mdpe)、高密度聚乙烯(hdpe)3种主料和其他辅料进行生产，然而，在实际使用过程中也存在较多问题，主要表现在滴灌带容易被太阳灼伤、极度气候条件下滴头粘接处侧边开裂、环境应力开裂等方面，在内蒙、新疆、甘肃河西走廊等地，给农业生产带来了较大经济损失。
滴灌带容易开裂的主要原因是：⑴ldpe、mdpe、hdpe均为粒料且密度不同，在混料过程中存在分层、混料不均的现象，导致低滴灌带各向异性过大，存在较大的局部缺陷；⑵ldpe、mdpe、hdpe为物理共混，虽能形成局部交联，但其为物理交联，在外界环境因素诱导的情况下不能稳定存在，无法抵抗各类严苛的自然环境；⑶虽然ldpe、mdpe、hdpe同为pe材料，但存在线性结构和非线性结构、分子量大小等差异，各组分相容性不够彻底，导致滴灌带出现缺陷；(4)光老化，ldpe、mdpe、hdpe由于其在使用过程中是露天铺设，对其耐氧化性能有较高的要求，但相应的聚合物被光辐照时，由于聚合物内的吸收官能团被激化，于是产生自由基和氢过氧化物，进而引发链降解，ldpe、mdpe、hdpe具有耐候性能差、易发生开裂等缺点。
因此，如何制备一种耐氧化聚乙烯滴灌带是目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种耐氧化聚乙烯滴灌带及其制备方法。本发明的耐氧化聚乙烯滴灌带采用的复合抗氧剂的主体是高分子有机材料，其不仅有良好的耐氧化性能还与聚乙烯聚合物之间的相容性好，减少滴灌带制备时出现的结构缺陷。相比于普通滴灌带，它能够为滴灌带提供更高强度的耐氧化性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种耐氧化聚乙烯滴灌带，包括以下重量份数的组分：
炭黑0.5-1份；
ppa加工助剂0.25-0.5份；
复合抗氧剂1-2份；
高密度聚乙烯38-45份；
线性低密度聚乙烯30-35份；
所述复合抗氧剂的组成为：抗氧剂b2154-6wt％；抗紫外线吸收剂uv5319-12wt％；低密度高压聚乙烯：82-87wt％。
作为优选的技术方案：
优选的，所述复合抗氧剂的组成为：抗氧剂b2155wt％；抗紫外线吸收剂uv53110wt％；低密度高压聚乙烯：85wt％。
优选的，所述复合抗氧剂的组成为：抗氧剂b2154wt％；抗紫外线吸收剂uv53112wt％；低密度高压聚乙烯：84wt％。
优选的，炭黑0.8份；ppa加工助剂0.3份；复合抗氧剂1份；高密度聚乙烯43份；线性低密度聚乙烯34份。
优选的，炭黑0.7份；ppa加工助剂0.4份；复合抗氧剂1.5份；高密度聚乙烯41份；线性低密度聚乙烯35份；
优选的，所述炭黑是普通色素炭黑；所述普通色素炭黑的粒径为30-34nm；所述pa加工助剂是型号为pe9199的北京吉和色母公司所生产的ppa加工助剂。
优选的，所述高密度聚乙烯的分子量为45000-55000；所述线性低密度聚乙烯的分子量为100000-120000；所述低密度高压聚乙烯的分子量为50000-70000。本发明中所提到的高密度、低密度以及高压聚乙烯等均是本领域技术人员根据所学知识清楚确定的本领域常用的聚乙烯材料。
本发明还提供了耐氧化聚乙烯滴灌带的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、ppa加工助剂和炭黑依次加入到混料斗内混合均匀后加入挤出机，混合时的搅拌速率为1000-1200rpm；
(2)将复合抗氧剂加入共挤机中，然后将复合抗氧剂与经挤出机挤出的熔体混合后，在190-195℃下预热，经成型机头在255-260℃条件下挤出、冷却、定型、牵引得到。
优选的，所述复合抗氧剂的制备方法为：将低密度高压聚乙烯、抗氧剂b215和抗紫外线吸收剂uv531依次混合后加入共挤机中，在170-185℃下预热，经成型机头在205-220℃条件下挤出、冷却、切粒得到。
塑料、合成纤维和橡胶等高分子材料容易发生热氧降解反应，加入抗氧剂可以保持高分子材料的优良性能，延长使用寿命。有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。能消除自由基的抗氧剂有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物，称为主抗氧剂；能分解氢过氧化物的抗氧剂有含磷和含硫的有机化合物，称为辅助抗氧剂。
本发明采用的b215抗氧剂就是主抗氧剂1010(酚类)和辅抗氧剂168(亚磷酸酯)按1：2的比例复配而成的，为防止光老化需要在pe中加入紫外线吸收剂，它可将波长290～400nm的紫外线吸收激化转化为没有破坏性的较长波长的光线；本发明选用的紫外线吸收剂uv-531能有效吸收240-340nm的紫外光，具有色浅、无毒、相容性好、迁移性小、易于加工等特点，能与b215抗氧剂协同，将照射到滴灌带表面的紫外线充分吸收并转化，提供了良好的光稳定效果；另外，本发明的复合抗氧剂是由b215抗氧剂、紫外线吸收剂uv-531和低密度高压聚乙烯熔融共混后制得的主体是高分子有机材料复合抗氧剂，其不仅有良好的耐氧化性能还与聚乙烯聚合物之间的相容性好，减少滴灌带制备时出现的晶体结构缺陷；相比于普通滴灌带，它能够为滴灌带提供更高强度的耐氧化性能。
有益效果：
1、本发明选用的紫外线吸收剂uv-531能有效吸收240-340nm的紫外光，具有色浅、无毒、相容性好、迁移性小、易于加工等特点，还有助于减少色泽,同时延缓泛黄和阻滞物理性能损失。
2、本发明制备的耐氧化聚乙烯滴灌带在露天使用中防止滴灌带侧边开裂，使得滴灌带具有优异的综合性能，其与不加入抗氧剂的普通聚乙烯滴灌带相比，有效增强滴灌带耐氧化性能，保证滴灌带使用寿命，降低了滴灌带在使用过程中对滴灌带造成损害的可能性。
3、本发明引入了紫外线吸收剂和抗氧剂，在二者的协同作用下成功地解决了滴灌带光降解和氧降解问题，提高了产品抵御严苛自然环境条件的能力。
4、本发明引入了复合抗氧剂，在滴灌带生产过程中发生交联反应，形成化学的微交联结构，提高了复合抗氧剂与聚乙烯聚合物之间的相容性，进而有利于提高滴灌带的机械强度，克服生产过程中存在的变形、断管、缠绕应力过大等造成的质量隐患。
5、本发明所得的滴灌带产品外观光滑平整、强度韧性高、抗光热氧降解性能突出、抗太阳灼伤性能优异、耐环境应力性能卓越、成本低廉，实际应用到节水灌溉领域节能降耗、增产增收增效明显。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1-5
本发明的一种耐氧化聚乙烯滴灌带，包括以下重量份数的组分：
炭黑0.5-1份；
ppa加工助剂0.25-0.5份；
复合抗氧剂1-2份；
高密度聚乙烯38-45份；
线性低密度聚乙烯30-35份；
所述复合抗氧剂的组成为：抗氧剂b2154-6wt％；抗紫外线吸收剂uv5319-12wt％；低密度高压聚乙烯：82-87wt％。
其中，炭黑是普通色素炭黑；所述普通色素炭黑的粒径为；pa加工助剂是型号为pe9199的北京吉和色母公司所生产的ppa加工助剂。高密度聚乙烯的分子量为45000-55000；线性低密度聚乙烯的分子量为100000-120000；低密度高压聚乙烯的分子量为50000-70000。
本发明实施例1-5耐氧化聚乙烯滴灌带对应的组分明细如下表1所示。
表1为本发明实施例1-5耐氧化聚乙烯滴灌带对应的组分明细
本发明还提供了耐氧化聚乙烯滴灌带的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料：将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、ppa加工助剂和炭黑依次加入到混料斗内混合均匀后加入挤出机，混合时的搅拌速率为1000-1200rpm；
(2)将复合抗氧剂加入共挤机中，然后将复合抗氧剂与经挤出机挤出的熔体混合后，在190-195℃下预热，经成型机头在255-260℃条件下挤出、冷却、定型、牵引得到。
本发明实施例1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带对应的工艺条件如下表2所示。
表2本发明实施例1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带中对应的工艺条件
其中，复合抗氧剂的制备方法为：将低密度高压聚乙烯、抗氧剂b215和抗紫外线吸收剂uv531依次混合后加入共挤机中，在170-185℃下预热，经成型机头在205-220℃条件下挤出、冷却、切粒得到。本发明实施例1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带对应的复合抗氧剂制备的工艺条件如下表3所示。
表3本发明实施例1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带中复合抗氧剂制备对应的工艺条件
二、性能检测
1、按照gb/t1040.3-2006规定的方式测定实施例1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带的断裂强度(mpa)和断裂伸长率(％)，实验结果见表4。
表4实施例1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带的断裂强度和断裂伸长率
2、实施例1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带与普通聚乙烯滴灌带在同条件下露天铺设，测定6个月内的抗氧化测试结果，具体如表5所示。
表5本发明1-5制备的耐氧化聚乙烯滴灌带与普通聚乙烯滴灌带的抗氧化测试结果
其中，普通聚乙烯滴灌带除了不含有复合氧化剂外，其余与实施例4的聚乙烯滴灌带的配比和制备方法相同。
通过试验对比发现，添加抗氧剂能有效提高聚乙烯滴灌带的耐氧化性能。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。