专利名称：一种专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒及其制备方法
技术领域：
本发明属于化工技术领域，特别涉及一种专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒 及其制备方法。
背景技术：
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所 提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。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，最终生成二氧化碳和水， 不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。聚乳酸适用于吹塑、热塑等 各种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装 食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、 室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等，市场前景十分看好。现有的黑色母粒的载体材料 与聚乳酸的相容性不是很理想，影响到聚乳酸基可降解塑料的机械性能和碳黑的分散性。
发明内容
本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种易分散，添加量少， 且添加后不影响塑料的机械性能的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒。以及，上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的制备方法。为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下一种专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组分色素碳黑20 40%分散润滑剂15 30%载体树脂 40 65%，其中，所述载体树脂为聚乳酸。以及，上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法，包括如下步骤按照上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的配方称取各组分，并进行预混 合；将预混合所形成的混合物料进行密炼；将密炼后的混合物料进行挤出造粒，得到所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑 色母粒。上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒中的色素碳黑组分除作为染色用之 夕卜，能够使得含有该黑色母粒的塑料有效的防止因阳光照射而产生光氧化降解，从而提高 塑料制品的质量和使用寿命。分散润滑剂组分在挤出过程中黏附在其他组分表面，使得该 黑色母粒获得较好的初步凝胶化和分散效果。以成分为聚乳酸的载体树脂组分使得含有该 黑色母粒的塑料易降解，经济环保。该专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒以聚乳酸载 体树脂为基础组分，并与色素碳黑、分散润滑剂等组分在挤出过程中互相作用，使得专用于制备聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒具有优良的相容性好，易分散。在利用专用于聚乳酸 基可降解塑料的黑色母粒制备塑料的过程中，该黑色母粒不仅用量少，而且制得的塑料具 有优良的机械性能，易被降解，经济环保。该专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方 法只需按配方将各组分进行预混合，密炼，挤出即可得到产品，其制备方法工艺简单，成本 低，适于工业化生产。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1为本发明专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法的工艺流程示意 图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供一种易分散，添加量少，且添加后不影响塑料的机械性能的专 用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒。该专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒包括如下 重量百分比的配方组分色素碳黑 20 40%分散润滑剂15 30%载体树脂 40 65%，其中，所述载体树脂为聚乳酸。具体地，上述色素碳黑组分的存在，其作用除作为染色用之外，还能发挥紫外光稳 定剂的功效，能够有效的防止含有本发明实施例黑色母粒的塑料因受阳光照射而产生光氧 化降解，从而提高塑料制品的质量和使用寿命。其中，该色素碳黑的粒径优选为10 30nm。上述分散润滑剂组分优选为聚乙烯蜡、乙烯_醋酸乙烯酯蜡(EVA蜡)、乙撑双硬脂 酸酰胺(EBS)、硬脂酸系列分散剂中的一种或几种。其中，聚乙烯蜡优选为初熔点是100 106°C，分子量是3000 5000的聚乙烯蜡，乙烯-醋酸乙烯酯蜡优选为初熔点是100 110°C，分子量是2500 4000的乙烯-醋酸乙烯酯蜡，乙撑双硬脂酸酰胺优选为初熔点是 140 150°C的乙撑双硬脂酸酰胺。该分散润滑剂组分在挤出过程中黏附在其他组分表面， 在挤出过程中的高速剪切作用下，使得该黑色母粒获得较好的初步凝胶化和分散效果。上述载体树脂组分的成分为聚乳酸，该聚乳酸使得该专用于聚乳酸基可降解塑料 的黑色母粒以及相关的塑料能够降解，经济环保，而且还能使得含有该黑色母粒的塑料具 有良好的机械性能。上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒以聚乳酸载体树脂为基础组分，并与 色素碳黑、分散润滑剂等组分在挤出过程中互相作用，使得专用于制备聚乳酸基可降解塑 料的黑色母粒具有优良的相容性好，易分散。在利用专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母 粒制备塑料的过程中，该黑色母粒不仅用量少，而且制得的塑料具有优良的机械性能，易被 降解，经济环保。
本发明实施例还提供了上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法，其 工艺流程如图1所示。该方法包括如下步骤Sl 按照上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的配方称取各组分，并进行 预混合；S2 将预混合所形成的混合物料进行密炼；S3:将密炼后的混合物料进行挤出造粒，得到所述的专用于聚乳酸基可降解塑料 的黑色母粒。具体地，上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法的Sl步骤中，该预 混合是将按配方称取的各组分优选在800 2000转/分钟的转速下混合5 30分钟，使 得各组分混合，形成混合物料。上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法的S2步骤中，密炼优选将 经预混合所形成的混合物料在密炼机密炼3 20分钟，使得混合物料中的各组分进一步混 合，达到均勻的混合状态。上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法的S3步骤中，经密炼后的 混合物料优选加入挤出机中挤出并造粒，该挤出是采用双螺杆挤出机挤出，所述混合物料 在所述双螺杆挤出机中各段的温度分别为一段温度180 220°C、二段温度180 220°C、 三段温度180 220°C，四段温度180 200，五段温度170 190，六段温度170 190，七 段温度170 190，八段温度170 190，模头温度190 210。
上述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法只需按配方将各组分进行 预混合，密炼，挤出即可得到产品，其制备方法工艺简单，成本低，适于工业化生产。在挤出 造粒过程中，各组分在挤出的高速剪切作用下分子间互相作用，从而使得本发明实施例专 用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒具有上述优异性能。现以具体专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方和制备方法为例，对本发明 进行进一步详细说明。实施例1专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料40%、粒径为30nm的色素炭黑40%、分散润滑剂20%其中，分散剂组成为初熔为100°C、分子量为5000聚乙烯蜡10%，初熔为140°C 的 EBS 10%。其制备方法先将各组分按比例在高速混合机进行预混合，转速为2000转/分钟， 混合时间5分钟，接着在密炼机中进行密炼，密炼时间5分钟，然后将密炼后的混合料加入 到双螺杆挤出机中挤出，经冷却、干燥、切粒得到所需黑母粒，该混合物料在双螺杆挤出机 中各段的温度分别为一段温度200°C、二段温度220°C、三段温度210°C、四段温度180、五 段温度190、六段温度180、七段温度190、八段温度190、模头温度190。实施例2专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料65%、粒径为IOnm的色素炭黑20%、分散润滑剂15%。其中，分散剂组成为初熔为106°C、分子量为3000聚乙烯蜡5%，初熔为150°C的 EBS 10%。
其制备方法先将各组分按比例在高速混合机进行预混合，转速为800转/分钟， 混合时间30分钟，接着在密炼机中进行密炼，密炼时间8分钟，然后将密炼后的混合料加入 双螺杆挤出机中挤出，经冷却、干燥、切粒得到所需黑母粒，该混合物料在双螺杆挤出机中 各段的温度分别为一段温度180°C、二段温度180°C、三段温度220°C、四段温度200、五段 温度170、六段温度170、七段温度170、八段温度170，模头温度210。实施例3专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料50%粒径为20nm的色素炭黑30%分散润滑剂20%其中，分散剂组成为初熔为102°C、分子量为4000聚乙烯蜡5%，初熔为145°C的 EBS 10%，初熔为110°C、分子量为4000乙烯-醋酸乙烯酯蜡5%。其制备方法先将各组分按比例在高速混合机进行预混合，转速为800转/分钟， 混合时间10分钟，接着在密炼机中进行密炼，密炼时间20分钟，然后将密炼后的混合料加 入双螺杆挤出机中挤出，经冷却、干燥、切粒得到所需黑母粒，该混合物料在双螺杆挤出机 中各段的温度分别为一段温度180°C、二段温度210°C、三段温度185°C、四段温度190、五 段温度185、六段温度180、七段温度180、八段温度180、模头温度200。
实施例4专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒配方PLA塑料40%、粒径为15nm的色素炭黑40%、分散润滑剂20%。其中，分散剂组成为初熔为105°C、分子量为3500聚乙烯蜡5%，初熔为148°C的 EBS 5%，初熔为100°C、分子量为2500乙烯-醋酸乙烯酯蜡5%，硬脂酸锌5%。其制备方法先将各组分按比例在高速混合机进行预混合，转速为800转/分钟， 混合时间10分钟，接着在密炼机中进行密炼，密炼时间3分钟，然后将密炼后的混合料加入 双螺杆挤出机中挤出，经冷却、干燥、切粒得到所需黑母粒，该混合物料在双螺杆挤出机中 各段的温度分别为一段温度205°C、二段温度200°C、三段温度200°C、四段温度180、五段 温度175、六段温度185、七段温度180、八段温度190，模头温度205。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种专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 配方组分色素碳黑 20 40% 分散润滑剂15 30% 载体树脂 40 65%， 其中，所述载体树脂为聚乳酸。
2.根据权利要求1所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 色素碳黑的粒径为10 30nm。
3.根据权利要求1所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 分散润滑剂为聚乙烯蜡、乙烯_醋酸乙烯酯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸系列分散剂中的 一种或几种。
4.根据权利要求3所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 聚乙烯蜡的初熔点为100 106°C，分子量为3000 5000。
5.根据权利要求3所述的专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-醋酸乙烯酯蜡的初熔点为100 110°C，分子量为2500 4000。
6.根据权利要求3所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒，其特征在于所述 乙撑双硬脂酸酰胺的初熔点为140 150°C。
7.一种专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法，包括如下步骤按照权利要求1 6任一所述专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒的配方称取各组 分，并进行预混合；将预混合所形成的混合物料进行密炼；将密炼后的混合物料进行挤出造粒，得到所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒。
8.根据权利要求7所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法，其特征在 于所述预混合是将按配方称取的各组分在800 2000转/分钟的转速下混合5 30分钟。
9.根据权利要求7所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法，其特征在 于所述密炼时间为3 20分钟。
10.根据权利要求7所述的专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备方法，其特征 在于所述挤出是采用双螺杆挤出机挤出，所述混合物料在所述双螺杆挤出机中各段的温 度分别为一段温度180 220°C、二段温度180 220°C、三段温度180 220°C，四段温 度180 200，五段温度170 190，六段温度170 190，七段温度170 190，八段温度 170 190，模头温度190 210。
全文摘要
本发明公开了一种专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒及其制备方法。该专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组分色素炭黑20～40％、分散润滑剂15～30％、载体树脂40～65％，其中，所述载体树脂为聚乳酸。该专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒以聚乳酸载体树脂为基础组分，并与色素炭黑、分散润滑剂等组分在挤出过程中互相作用，使得专用于制备聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒具有优良的相容性，易分散。在利用专用于聚乳酸基可降解塑料的黑色母粒制备塑料的过程中，该黑色母粒不仅用量少，而且制得的塑料具有优良的机械性能，易被降解，经济环保。制备方法工艺简单，成本低，适于工业化生产。
文档编号C08K3/04GK102040814SQ201010611390
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者徐东, 徐永, 黄义宏 申请人:深圳市科聚新材料有限公司