專利名稱：一種專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒 及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源(如玉米)所 提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由發(fā)酵過程制成乳酸，再通過化學(xué)合成轉(zhuǎn)換成聚乳酸。其 具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水， 不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境非常有利，是公認(rèn)的環(huán)境友好材料。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等 各種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛。可用于加工從工業(yè)到民用的各種塑料制品、包裝 食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布。進而加工成農(nóng)用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、 室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等等，市場前景十分看好。現(xiàn)有的黑色母粒的載體材料 與聚乳酸的相容性不是很理想，影響到聚乳酸基可降解塑料的機械性能和碳黑的分散性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種易分散，添加量少， 且添加后不影響塑料的機械性能的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒。以及，上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的制備方法。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，包括如下重量百分比的配方組分色素碳黑20 40%分散潤滑劑15 30%載體樹脂 40 65%，其中，所述載體樹脂為聚乳酸。以及，上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法，包括如下步驟按照上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的配方稱取各組分，并進行預(yù)混 合；將預(yù)混合所形成的混合物料進行密煉；將密煉后的混合物料進行擠出造粒，得到所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑 色母粒。上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒中的色素碳黑組分除作為染色用之 夕卜，能夠使得含有該黑色母粒的塑料有效的防止因陽光照射而產(chǎn)生光氧化降解，從而提高 塑料制品的質(zhì)量和使用壽命。分散潤滑劑組分在擠出過程中黏附在其他組分表面，使得該 黑色母粒獲得較好的初步凝膠化和分散效果。以成分為聚乳酸的載體樹脂組分使得含有該 黑色母粒的塑料易降解，經(jīng)濟環(huán)保。該專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒以聚乳酸載 體樹脂為基礎(chǔ)組分，并與色素碳黑、分散潤滑劑等組分在擠出過程中互相作用，使得專用于制備聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒具有優(yōu)良的相容性好，易分散。在利用專用于聚乳酸 基可降解塑料的黑色母粒制備塑料的過程中，該黑色母粒不僅用量少，而且制得的塑料具 有優(yōu)良的機械性能，易被降解，經(jīng)濟環(huán)保。該專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方 法只需按配方將各組分進行預(yù)混合，密煉，擠出即可得到產(chǎn)品，其制備方法工藝簡單，成本 低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中圖1為本發(fā)明專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法的工藝流程示意 圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供一種易分散，添加量少，且添加后不影響塑料的機械性能的專 用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒。該專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒包括如下 重量百分比的配方組分色素碳黑 20 40%分散潤滑劑15 30%載體樹脂 40 65%，其中，所述載體樹脂為聚乳酸。具體地，上述色素碳黑組分的存在，其作用除作為染色用之外，還能發(fā)揮紫外光穩(wěn) 定劑的功效，能夠有效的防止含有本發(fā)明實施例黑色母粒的塑料因受陽光照射而產(chǎn)生光氧 化降解，從而提高塑料制品的質(zhì)量和使用壽命。其中，該色素碳黑的粒徑優(yōu)選為10 30nm。上述分散潤滑劑組分優(yōu)選為聚乙烯蠟、乙烯_醋酸乙烯酯蠟(EVA蠟)、乙撐雙硬脂 酸酰胺(EBS)、硬脂酸系列分散劑中的一種或幾種。其中，聚乙烯蠟優(yōu)選為初熔點是100 106°C，分子量是3000 5000的聚乙烯蠟，乙烯-醋酸乙烯酯蠟優(yōu)選為初熔點是100 110°C，分子量是2500 4000的乙烯-醋酸乙烯酯蠟，乙撐雙硬脂酸酰胺優(yōu)選為初熔點是 140 150°C的乙撐雙硬脂酸酰胺。該分散潤滑劑組分在擠出過程中黏附在其他組分表面， 在擠出過程中的高速剪切作用下，使得該黑色母粒獲得較好的初步凝膠化和分散效果。上述載體樹脂組分的成分為聚乳酸，該聚乳酸使得該專用于聚乳酸基可降解塑料 的黑色母粒以及相關(guān)的塑料能夠降解，經(jīng)濟環(huán)保，而且還能使得含有該黑色母粒的塑料具 有良好的機械性能。上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒以聚乳酸載體樹脂為基礎(chǔ)組分，并與 色素碳黑、分散潤滑劑等組分在擠出過程中互相作用，使得專用于制備聚乳酸基可降解塑 料的黑色母粒具有優(yōu)良的相容性好，易分散。在利用專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母 粒制備塑料的過程中，該黑色母粒不僅用量少，而且制得的塑料具有優(yōu)良的機械性能，易被 降解，經(jīng)濟環(huán)保。
本發(fā)明實施例還提供了上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法，其 工藝流程如圖1所示。該方法包括如下步驟Sl 按照上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的配方稱取各組分，并進行 預(yù)混合；S2 將預(yù)混合所形成的混合物料進行密煉；S3:將密煉后的混合物料進行擠出造粒，得到所述的專用于聚乳酸基可降解塑料 的黑色母粒。具體地，上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法的Sl步驟中，該預(yù) 混合是將按配方稱取的各組分優(yōu)選在800 2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合5 30分鐘，使 得各組分混合，形成混合物料。上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法的S2步驟中，密煉優(yōu)選將 經(jīng)預(yù)混合所形成的混合物料在密煉機密煉3 20分鐘，使得混合物料中的各組分進一步混 合，達到均勻的混合狀態(tài)。上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法的S3步驟中，經(jīng)密煉后的 混合物料優(yōu)選加入擠出機中擠出并造粒，該擠出是采用雙螺桿擠出機擠出，所述混合物料 在所述雙螺桿擠出機中各段的溫度分別為一段溫度180 220°C、二段溫度180 220°C、 三段溫度180 220°C，四段溫度180 200，五段溫度170 190，六段溫度170 190，七 段溫度170 190，八段溫度170 190，模頭溫度190 210。

上述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法只需按配方將各組分進行 預(yù)混合，密煉，擠出即可得到產(chǎn)品，其制備方法工藝簡單，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。在擠出 造粒過程中，各組分在擠出的高速剪切作用下分子間互相作用，從而使得本發(fā)明實施例專 用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒具有上述優(yōu)異性能。現(xiàn)以具體專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方和制備方法為例，對本發(fā)明 進行進一步詳細說明。實施例1專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料40%、粒徑為30nm的色素炭黑40%、分散潤滑劑20%其中，分散劑組成為初熔為100°C、分子量為5000聚乙烯蠟10%，初熔為140°C 的 EBS 10%。其制備方法先將各組分按比例在高速混合機進行預(yù)混合，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘， 混合時間5分鐘，接著在密煉機中進行密煉，密煉時間5分鐘，然后將密煉后的混合料加入 到雙螺桿擠出機中擠出，經(jīng)冷卻、干燥、切粒得到所需黑母粒，該混合物料在雙螺桿擠出機 中各段的溫度分別為一段溫度200°C、二段溫度220°C、三段溫度210°C、四段溫度180、五 段溫度190、六段溫度180、七段溫度190、八段溫度190、模頭溫度190。實施例2專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料65%、粒徑為IOnm的色素炭黑20%、分散潤滑劑15%。其中，分散劑組成為初熔為106°C、分子量為3000聚乙烯蠟5%，初熔為150°C的 EBS 10%。
其制備方法先將各組分按比例在高速混合機進行預(yù)混合，轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘， 混合時間30分鐘，接著在密煉機中進行密煉，密煉時間8分鐘，然后將密煉后的混合料加入 雙螺桿擠出機中擠出，經(jīng)冷卻、干燥、切粒得到所需黑母粒，該混合物料在雙螺桿擠出機中 各段的溫度分別為一段溫度180°C、二段溫度180°C、三段溫度220°C、四段溫度200、五段 溫度170、六段溫度170、七段溫度170、八段溫度170，模頭溫度210。實施例3專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料50%粒徑為20nm的色素炭黑30%分散潤滑劑20%其中，分散劑組成為初熔為102°C、分子量為4000聚乙烯蠟5%，初熔為145°C的 EBS 10%，初熔為110°C、分子量為4000乙烯-醋酸乙烯酯蠟5%。其制備方法先將各組分按比例在高速混合機進行預(yù)混合，轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘， 混合時間10分鐘，接著在密煉機中進行密煉，密煉時間20分鐘，然后將密煉后的混合料加 入雙螺桿擠出機中擠出，經(jīng)冷卻、干燥、切粒得到所需黑母粒，該混合物料在雙螺桿擠出機 中各段的溫度分別為一段溫度180°C、二段溫度210°C、三段溫度185°C、四段溫度190、五 段溫度185、六段溫度180、七段溫度180、八段溫度180、模頭溫度200。

實施例4專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料40%、粒徑為15nm的色素炭黑40%、分散潤滑劑20%。其中，分散劑組成為初熔為105°C、分子量為3500聚乙烯蠟5%，初熔為148°C的 EBS 5%，初熔為100°C、分子量為2500乙烯-醋酸乙烯酯蠟5%，硬脂酸鋅5%。其制備方法先將各組分按比例在高速混合機進行預(yù)混合，轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分鐘， 混合時間10分鐘，接著在密煉機中進行密煉，密煉時間3分鐘，然后將密煉后的混合料加入 雙螺桿擠出機中擠出，經(jīng)冷卻、干燥、切粒得到所需黑母粒，該混合物料在雙螺桿擠出機中 各段的溫度分別為一段溫度205°C、二段溫度200°C、三段溫度200°C、四段溫度180、五段 溫度175、六段溫度185、七段溫度180、八段溫度190，模頭溫度205。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于包括如下重量百分比的 配方組分色素碳黑 20 40% 分散潤滑劑15 30% 載體樹脂 40 65%， 其中，所述載體樹脂為聚乳酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 色素碳黑的粒徑為10 30nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 分散潤滑劑為聚乙烯蠟、乙烯_醋酸乙烯酯蠟、乙撐雙硬脂酸酰胺、硬脂酸系列分散劑中的 一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 聚乙烯蠟的初熔點為100 106°C，分子量為3000 5000。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 乙烯-醋酸乙烯酯蠟的初熔點為100 110°C，分子量為2500 4000。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 乙撐雙硬脂酸酰胺的初熔點為140 150°C。
7.一種專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法，包括如下步驟按照權(quán)利要求1 6任一所述專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的配方稱取各組 分，并進行預(yù)混合；將預(yù)混合所形成的混合物料進行密煉；將密煉后的混合物料進行擠出造粒，得到所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法，其特征在 于所述預(yù)混合是將按配方稱取的各組分在800 2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下混合5 30分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法，其特征在 于所述密煉時間為3 20分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備方法，其特征 在于所述擠出是采用雙螺桿擠出機擠出，所述混合物料在所述雙螺桿擠出機中各段的溫 度分別為一段溫度180 220°C、二段溫度180 220°C、三段溫度180 220°C，四段溫 度180 200，五段溫度170 190，六段溫度170 190，七段溫度170 190，八段溫度 170 190，模頭溫度190 210。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒及其制備方法。該專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒包括如下重量百分比的配方組分色素炭黑20～40％、分散潤滑劑15～30％、載體樹脂40～65％，其中，所述載體樹脂為聚乳酸。該專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒以聚乳酸載體樹脂為基礎(chǔ)組分，并與色素炭黑、分散潤滑劑等組分在擠出過程中互相作用，使得專用于制備聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒具有優(yōu)良的相容性，易分散。在利用專用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制備塑料的過程中，該黑色母粒不僅用量少，而且制得的塑料具有優(yōu)良的機械性能，易被降解，經(jīng)濟環(huán)保。制備方法工藝簡單，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08K3/04GK102040814SQ201010611390
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者徐東, 徐永, 黃義宏 申請人:深圳市科聚新材料有限公司