本發(fā)明屬于塑料著色領(lǐng)域，具體涉及一種低析出聚己內(nèi)酯色母粒及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚己內(nèi)酯(polycaprolactone,pcl)是由ε-己內(nèi)酯開環(huán)聚合所得的線性脂肪族聚酯。它是一種半結(jié)晶型高分子,在室溫下是橡膠態(tài),其熱穩(wěn)定性較好,分解溫度比其它聚酯要高得多。聚己內(nèi)酯降解后的產(chǎn)物為co2和h2o,對人體無毒,具有優(yōu)良的藥物通過性、生物相容性、生物降解性、力學(xué)性能等優(yōu)點,可用作生物醫(yī)用材料。聚己內(nèi)酯具有良好的熱塑性和成型加工性,可采用擠出、吹塑、注射、熔融紡絲等方法制成各種形狀的產(chǎn)品。聚己內(nèi)酯材料還可以用作農(nóng)用地膜、容器、漁網(wǎng)、釣魚線、各種無紡布、防止斜面崩壞網(wǎng)、膠粘劑、肥料的控制釋放體、包裝材料以及一次性餐具等。聚己內(nèi)酯與其它高分子的相容性很好,可以制備出多種性能優(yōu)良的共聚物或共混物,因此聚己內(nèi)酯及其共聚物的研究近年來受到研究者的重視。

隨著生物降解塑料高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，對聚己內(nèi)酯生物可降解色母粒的需要也日益增加。然而，由于聚己內(nèi)酯高結(jié)晶性能、熔點低的特點，使用現(xiàn)有技術(shù)中的色母粒對聚己內(nèi)酯著色時，容易導(dǎo)致顏色析出、分散不良等缺陷以及暗室黃變效應(yīng)。

因此，仍需研發(fā)一種適用于聚己內(nèi)酯的色母粒以滿足市場的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低析出聚己內(nèi)酯色母粒，本發(fā)明提供的低析出聚己內(nèi)酯色母粒對聚己內(nèi)酯具有優(yōu)良的著色性能和分散性能，能有效減輕制品的暗室黃變效應(yīng)，并具有完全降解性能。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述低析出聚己內(nèi)酯色母粒的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種低析出聚己內(nèi)酯色母粒，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯15～95%；

油酸酯1～5%；

二氫楊梅素0.1～2%；

顏料0.1～80%；

填料0～50%。

本發(fā)明提供的低析出聚己內(nèi)酯色母粒采用聚己內(nèi)酯作為載體，使得制備得到的色母粒與被著色樹脂具有良好的相容性，能充分保證色母粒的分散性能及完全降解性能。油酸酯對顏料的浸潤能力強，能夠保證顏料與載體樹脂充分粘接，從而有利于提高顏料的分散效果、降低顏料的析出、降低色母粒的粘度、獲得良好的分散效果。二氫楊梅素為植物提取抗氧劑，其對聚己內(nèi)酯的抗氧化效果突出，并且可顯著減少著色制品的暗室黃變，另外其還可完全降解。本發(fā)明通過選用特定含量的上述組分，制備得到的低析出聚己內(nèi)酯色母粒具有優(yōu)良的著色性能和分散性能，能有效減輕制品的暗室黃變效應(yīng)，并具有完全降解性能。

作為一種優(yōu)選地技術(shù)方案，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯35～95%；

油酸酯3～5%；

二氫楊梅素0.3～1%；

顏料1～30%；

填料1～10%。

在本發(fā)明中，聚己內(nèi)酯的特性粘度對色母粒的性能有較大影響，特性粘度太低則擠出機螺桿的剪切力低，不利于顏料的分散；特性粘度太大，則不利聚己內(nèi)酯對顏料的浸潤，導(dǎo)致顏料在色母中的分散性降低，進一步影響色母粒與被著色樹脂的著色，容易導(dǎo)致色點、色紋等缺陷。

因此，優(yōu)選地，所述聚己內(nèi)酯的特性粘度為0.3～3dl/g；更為優(yōu)選地，所述聚己內(nèi)酯的特性粘度為0.75～1.75dl/g。

在本發(fā)明中，特性粘度測試采用《中國藥典》2010年版二部，烏氏粘度計法，測定。

油酸酯能起到分散、提高流動性的作用，可減少顏料的團聚，降低色母粒的粘度、獲得良好的分散效果。優(yōu)選地，所述油酸酯為油酸己二酸季戊四醇酯、油酸甘油酯或油酸季戊四醇酯中的一種或幾種。

本發(fā)明中的顏料可選用環(huán)保無機顏料和/或有機顏料。

優(yōu)選地，所述無機顏料為鈦白粉、碳黑、氧化鐵紅(顏料紅101)、釩酸鉍黃（顏料黃184）、鈦鎳黃(顏料黃53)、鈷藍（顏料藍28）、鈦鉻棕(顏料棕24)、鐵鉻棕(顏料棕29)、群青（顏料藍29）、鐵鋅鉻棕(p.br.33)、鈷綠（p.g.50）銅鉻黑（p.bk.28）中的一種或幾種。

所述有機顏料為顏料橙61、顏料橙64、顏料橙71、顏料橙73、顏料橙79、顏料橙82、顏料黑27、顏料紅122、顏料紅144、顏料紅149、顏料紅166、顏料紅178、顏料紅179、顏料紅202、顏料紅214、顏料紅220、顏料紅221、顏料紅254、顏料紅264、顏料紅272、顏料紅48:2、顏料紅48:3、顏料紅57:1、顏料黃110、顏料黃119、顏料黃128、顏料黃138、顏料黃139、顏料黃164、顏料黃180、顏料黃183、顏料黃191:1、顏料黃215、顏料黃229、顏料黃62、顏料黃93、顏料黃95、顏料藍15:1、顏料藍15:3、顏料藍15:4、顏料綠36、顏料綠7、顏料紫19、顏料紫29、顏料紫37中的一種或幾種。

上述優(yōu)選顏料在聚己內(nèi)酯具有優(yōu)異的耐遷移性，可防止顏料析出到制品表面。

在本發(fā)明中，填料可以減少顏料的團聚，提高顏料與聚己內(nèi)酯等其它物料的分散性能，填料還能提高聚己內(nèi)酯的剛性，有利于切粒系統(tǒng)切出更加完美的顆粒，進一步提高生產(chǎn)效率。優(yōu)選地，所述填料為淀粉、納米碳酸鈣或納米滑石粉中的一種或幾種。

上述低析出聚己內(nèi)酯色母粒的制備方法，所述方法為：按配方稱取各原料并低溫高速混合，采用雙螺桿擠出機擠出，水冷后切粒。

優(yōu)選地，擠出機喂料口溫度控制在50℃以下，其余各區(qū)溫度為50～120℃，擠出機的轉(zhuǎn)速控制在100～400rpm。

優(yōu)選地，將擠出物拉條后采用兩節(jié)水槽冷卻，第一節(jié)水槽水溫為30±5℃，第二節(jié)水槽為5～10℃；水槽長度為5～10米。

優(yōu)選地，所述切粒機為門式切粒機。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明以聚己內(nèi)酯、油酸酯、二氫楊梅素和顏料為主要原料制備得到的低析出聚己內(nèi)酯色母粒對聚己內(nèi)酯具有優(yōu)良的著色性能和分散性能，能有效減輕制品的暗室黃變效應(yīng)，并具有完全降解性能。本發(fā)明提供的低析出聚己內(nèi)酯色母粒對聚己內(nèi)酯具有較大的推廣應(yīng)用價值。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的解釋說明，但具體實施例并不對本發(fā)明作任何限定。實施例中，所述百分含量均為重量百分比。

實施例1

一種低析出聚己內(nèi)酯色母粒，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度0.5）18.9%、鈦白粉80%、油酸季戊四醇酯1%、二氫楊梅素0.1%。

將上述組分在高速混合機中高速混合5min，其中高速混合機通冷水冷卻?；旌狭霞尤腚p螺桿擠出機中擠出。擠出機喂料口溫度控制在35℃，其余各區(qū)溫度為70℃，擠出機的轉(zhuǎn)速200rpm，將擠出物拉條，采用兩節(jié)水槽冷卻，第一節(jié)水槽水溫為30℃，第二節(jié)水槽為5℃，水槽長度10米；經(jīng)水冷卻的料條采用門式切里機切粒。

實施例2

一種低析出聚己內(nèi)酯色母粒，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度0.7）59.5%、碳黑35%、油酸甘油酯5%、二氫楊梅素0.5%。

將上述組分在高速混合機中高速混合5min，其中高速混合機通冷水冷卻?；旌狭霞尤腚p螺桿擠出機中擠出。擠出機喂料口溫度控制在30℃，其余各區(qū)溫度為120℃，擠出機的轉(zhuǎn)速400rpm，將擠出物拉條，采用兩節(jié)水槽冷卻，第一節(jié)水槽水溫為35℃，第二節(jié)水槽為10℃，水槽長度10米；經(jīng)水冷卻的料條采用門式切里機切粒。

實施例3

一種低析出聚己內(nèi)酯色母粒，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度1.1）79%、顏料藍15:315%、油酸己二酸季戊四醇酯4%、二氫楊梅素0.5%，納米碳酸鈣1.5%。

將上述組分在高速混合機中高速混合5min，其中高速混合機通冷水冷卻。混合料加入雙螺桿擠出機中擠出。擠出機喂料口溫度控制在30℃，其余各區(qū)溫度為90℃，擠出機的轉(zhuǎn)速300rpm，將擠出物拉條，采用兩節(jié)水槽冷卻，第一節(jié)水槽水溫為35℃，第二節(jié)水槽為10℃，水槽長度10米；經(jīng)水冷卻的料條采用門式切里機切粒。

實施例4

一種低析出聚己內(nèi)酯色母粒，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度1.1）73.5%、顏料藍15:30.5%、油酸己二酸季戊四醇酯4%、二氫楊梅素2%，納米碳酸鈣20%。

將上述組分在高速混合機中高速混合5min，其中高速混合機通冷水冷卻?；旌狭霞尤腚p螺桿擠出機中擠出。擠出機喂料口溫度控制在30℃，其余各區(qū)溫度為90℃，擠出機的轉(zhuǎn)速300rpm，將擠出物拉條，采用兩節(jié)水槽冷卻，第一節(jié)水槽水溫為35℃，第二節(jié)水槽為10℃，水槽長度10米；經(jīng)水冷卻的料條采用門式切里機切粒。

對比例1

本對照例提供的聚己內(nèi)酯色母粒的配方中選用聚乙烯蠟和抗氧劑1076分別替代實施例中的油酸季戊四醇酯和二氫楊梅素，其它組分及含量與實施例1相同，具體地，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度1.1）79%、顏料藍15:315%、聚乙烯蠟4%、抗氧劑10760.5%，納米碳酸鈣1.5%。

本對照例的制備方法同實施例1。

對比例2

本對照例提供的聚己內(nèi)酯色母粒的配方中選用聚乙烯蠟替代實施例3中的油酸己二酸季戊四醇酯，其它組分及含量與實施例3相同；具體地，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度1.1）79%、顏料藍15:315%、聚乙烯蠟4%、二氫楊梅素0.5%，納米碳酸鈣1.5%。

本對照例的制備方法同實施例3。

對比例3

本對照例提供的聚己內(nèi)酯色母粒的配方中選用抗氧劑1076替代實施例3中的二氫楊梅素，其它組分及含量與實施例3相同；具體地，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度1.1）79%、顏料藍15:315%、油酸己二酸季戊四醇酯4%、抗氧劑10760.5%，納米碳酸鈣1.5%。

本對照例的制備方法同實施例3。

對照例4

本對照例提供的聚己內(nèi)酯色母粒的配方中選用的油酸酯的用量較低，其它各組分及含量與實施例3相同，具體地，所述低析出聚己內(nèi)酯色母粒按質(zhì)量份數(shù)由以下組分組成：

聚己內(nèi)酯（特性粘度1.1）82.9%、顏料藍15:315%、油酸己二酸季戊四醇酯0.1%、二氫楊梅素0.5%，納米碳酸鈣1.5%。

本對照例的制備方法同實施例3。

將實施例1～4及對比例1～4制備得到的聚己內(nèi)酯色母粒進行性能測試，測試方法如下：

（1）分散性能評價

將所制得色母粒分別添加至聚己內(nèi)酯塑料中，添加量為4%；連續(xù)注射20塊色板。觀察色板中是否出現(xiàn)色紋。統(tǒng)計色點的數(shù)目和大小，評價其著色均勻性。

（2）暗室黃變評價

將所制得色母粒分別添加至聚己內(nèi)酯塑料中，添加量為4%，連續(xù)注射色板。取5塊顏色均一、無色紋色點的樣板。采用cr400測色儀測試樣板b值,記錄為b1，然后將樣品放在室內(nèi)無光照射的地方放置6個月，再次測試樣板b值，記錄為b2，計算δb(δb=b2-b1)。δb為正表示偏黃，正值越大，偏黃越明顯。

表1實施例1～4及對比例1～4的聚己內(nèi)酯色母粒的性能測試

。

從上表的實驗結(jié)果可知，采用本發(fā)明提供的色母粒注塑樣板，樣板中基本沒有出現(xiàn)條紋，色點個數(shù)也明顯少于各對比例，直徑≥0.6mm的色點不存在，直徑為0.3～0.6mm的色點≤3個，表明本發(fā)明的色母粒的分散性優(yōu)異。從實施例1和對比例1的暗室黃變δb值可以看出，實施例的黃變要遠小于對比例，δb小于0.8，這表明本發(fā)明色母粒具有優(yōu)異的抗黃變性能。