一種pla夜光母粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種PLA夜光母粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料，它的機(jī)械性能及物理性能良好，擁有良 好的光澤性和透明度，同時(shí)具有良好的抗拉強(qiáng)度及延展度。PLA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，相容性與可降解性良好。近年來(lái)，隨著功能母粒技術(shù)的發(fā) 展，夜光母粒發(fā)展也很快。但是現(xiàn)有的夜光母粒由于存在許多缺陷，導(dǎo)致使用受限。由于夜 光粉顆粒的硬度較大、熔點(diǎn)高，在熔融混煉過(guò)程中夜光粉對(duì)螺桿和機(jī)器內(nèi)部進(jìn)行摩擦，容易 出現(xiàn)鐵肩，造成金屬污染，使母粒發(fā)黑變色，對(duì)螺桿的磨損程度較大。同時(shí)夜光母粒在使用 中對(duì)基體顏色有一定的要求，顏色深的基體樹(shù)脂對(duì)夜光母粒的發(fā)光效果產(chǎn)生了遮蓋，使夜 光產(chǎn)品的發(fā)光亮度小，發(fā)光時(shí)間短，目前的基體樹(shù)脂一般有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。 PLA夜光母粒中夜光成分的濃度較低，一般僅在10%-30%之間。PLA的玻璃化溫度約為60 °C，非晶部分常溫下為玻璃態(tài)，容易產(chǎn)生降解，故只能生產(chǎn)分子量較低的PLA夜光母粒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中夜光母粒在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)黑變色、發(fā)光時(shí)間短、夜光粉 含量低的問(wèn)題，提供了一種PLA夜光母粒及其制備方法，該夜光母粒長(zhǎng)效發(fā)光、對(duì)機(jī)器磨損 小、適用范圍廣。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種PLA夜光母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：
[0005] 聚乳酸 50 %-65 %
[0006] 助劑 5 %-10 %
[0007] 夜光粉 30 %-40 %
[0008] 所述助劑為聚乙烯蠟和/或硬脂酸鋅；
[0009] 所述聚乳酸的重均分子量為50000-100000。
[0010] 本發(fā)明克服了本領(lǐng)域的技術(shù)偏見(jiàn)，采用分子量高的PLA作為基體樹(shù)脂及高含量的 夜光粉制備夜光母?！，F(xiàn)有技術(shù)中制備的夜光母粒其夜光粉含量均不高，是受生產(chǎn)工藝限 制，由于夜光粉中含有較多的金屬粒子，金屬粒子硬度較大，吸熱系數(shù)較大，當(dāng)夜光粉含量 增大時(shí)，金屬粒子與機(jī)器內(nèi)壁的摩擦幾率增大，導(dǎo)致變黑現(xiàn)象嚴(yán)重。同時(shí)，較高分子量的PLA 制備夜光母粒過(guò)程中，加工比較困難，如加工溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致熔體流動(dòng)速率過(guò)快。
[0011]本發(fā)明采用高分子量PLA與30-40wt%夜光粉共混，在混煉過(guò)程中，隨著夜光粉含 量的增大，其吸熱系數(shù)較大，在同樣生產(chǎn)溫度下，混煉時(shí)間一定時(shí)，熔體的實(shí)際溫度會(huì)有一 定的升高，對(duì)高分子量PLA的加工提供便利，例如母粒的生產(chǎn)溫度是150-170°C，在實(shí)際運(yùn)用 時(shí)PLA的加工溫度會(huì)在190°C以上。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚乳酸的重均分子量為50000-100000時(shí)， 可得到最佳的夜光母粒。所述聚乳酸，熔點(diǎn)為175°C_185°C，密度為1.20-1.30kg/L，特征粘 數(shù)IV為0.2-8dl/g。
[0012] 所述助劑可以為聚乙烯蠟、硬脂酸鋅或者聚乙烯蠟和硬脂酸鋅的混合物，當(dāng)為聚 乙烯蠟和硬脂酸鋅混合物時(shí)，聚乙烯蠟與硬脂酸鋅的質(zhì)量比為4:1。
[0013] 為達(dá)到更好的效果，本發(fā)明所述聚乙烯蠟的熔點(diǎn)為100-106°c，分子量為3000-5000 〇
[0014] 更進(jìn)一步的，所述夜光粉為夜光粉Y-8D。夜光粉的顆粒大小直接影響夜光粉顆粒 在基體樹(shù)脂中的分散性，顆粒越小，分散性越好并能夠減少摩擦，當(dāng)夜光粉目數(shù)是800目以 上時(shí)，其性能最佳。
[0015] 為達(dá)到一些特殊功能，本發(fā)明還可以通過(guò)加入功能性添加劑來(lái)改善母粒的其他性 能，如抗靜電劑、阻燃劑、增亮劑、抗菌劑、抗氧化劑等。
[00?6]本發(fā)明同時(shí)請(qǐng)求保護(hù)上述PLA夜光母粒的制備方法。
[0017] 該方法包括以下步驟：按重量配比稱(chēng)取各組分并加入到料筒中低速混料，混合均 勻后，加入到轉(zhuǎn)速為80~250r/min擠出機(jī)中，在170-230°C溫度下經(jīng)過(guò)熔融混煉后擠出造 粒，然后進(jìn)行干燥，包裝，即得PLA夜光母粒。
[0018] 所述料筒可以為本領(lǐng)域公知的任一種用于盛裝原料的料筒，如塑料料筒，為減小 生產(chǎn)過(guò)程中夜光顆粒對(duì)機(jī)器造成磨損進(jìn)而使夜光粉變黑的現(xiàn)象，采用料筒低速混料，經(jīng)發(fā) 明人大量的工藝摸索，低速混料的轉(zhuǎn)速為60r/min。
[0019] 在擠出工藝上，本發(fā)明并沒(méi)有選擇本領(lǐng)域廣泛使用雙螺桿擠出機(jī)或多螺桿擠出機(jī) 進(jìn)行擠出，而是選用單螺桿擠出機(jī)以較低的轉(zhuǎn)速80~250r/min擠出，因?yàn)閱温輻U擠出及低 的擠出速率可以減少擠出過(guò)程中的剪切力，可以避免夜光粉在熔融混煉過(guò)程中產(chǎn)生的金屬 污染。為達(dá)到更好的效果，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為1 〇〇~200r/min。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)單螺桿擠出、降低擠出速率、升高加 工溫度以及塑料料筒低速混料等工藝條件的改進(jìn)，減小生產(chǎn)過(guò)程中夜光粉對(duì)機(jī)器的磨損， 避免產(chǎn)生夜光粉變黑現(xiàn)象;升高加工溫度，提高熔體對(duì)夜光粉的包覆能力，生產(chǎn)夜光粉濃度 高的PLA夜光母粒;本發(fā)明PLA夜光母粒具有夜光相濃度高、長(zhǎng)效發(fā)光、PLA分子量大、對(duì)機(jī)器 磨損小、分散均勻和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下述實(shí)施例不用于限制本 發(fā)明的保護(hù)范圍，如無(wú)特殊說(shuō)明，本發(fā)明所涉及化學(xué)制劑或原料可以從化學(xué)公司獲得。所述 夜光粉優(yōu)選夜光粉Y-8D購(gòu)于大連中邦化學(xué)工業(yè)股份有限公司。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] -種PLA夜光母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：
[0024] 聚乳酸50%、聚乙烯蠟6%、硬脂酸鋅1.5%、夜光粉40%、功能性添加劑余量。其制 備方法如下：
[0025]按重量配比稱(chēng)取各組分，先將聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后加入聚乙 稀錯(cuò)和硬脂酸鋅的混合物(質(zhì)量比4:1)、功能性添加劑，在轉(zhuǎn)速60r/min低速混料機(jī)中混合3 分鐘，待混合均勻后，加入到螺桿轉(zhuǎn)速為1 〇〇r/min單螺桿擠出機(jī)中，在170°C_230°C溫度下 經(jīng)過(guò)熔融混煉后擠出造粒，然后進(jìn)行干燥，包裝，即得PLA夜光母粒。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] -種PLA夜光母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：
[0028] 聚乳酸65%、聚乙烯蠟4%、硬脂酸鋅1 %、夜光粉30%。
[0029]其制備方法如下：
[0030] 按重量配比稱(chēng)取各組分，先將聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后按比例4:1 加入聚乙稀錯(cuò)和硬脂酸鋅的混合物，在轉(zhuǎn)速60r/min低速混料機(jī)中混合3分鐘，待混合均勾 后，加入到螺桿轉(zhuǎn)速為150r/min單螺桿擠出機(jī)中，在200°C溫度下經(jīng)過(guò)熔融混煉后擠出造 粒，然后進(jìn)行干燥，包裝，即得PLA夜光母粒。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] -種PLA夜光母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：
[0033] 聚乳酸55%、聚乙烯蠟8%、硬脂酸鋅2%、夜光粉35%。
[0034]其制備方法如下：
[0035] 按重量配比稱(chēng)取各組分，先將聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后按比例4:1 加入聚乙稀錯(cuò)和硬脂酸鋅的混合物，在轉(zhuǎn)速60r/min低速混料機(jī)中混合3分鐘，待混合均勾 后，加入到螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min單螺桿擠出機(jī)中，在170°C°C溫度下經(jīng)過(guò)熔融混煉后擠出造 粒，然后進(jìn)行干燥，包裝，即得PLA夜光母粒。
[0036] 實(shí)施例4
[0037] -種PLA夜光母粒，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為：
[0038] 聚乳酸55%、聚乙烯蠟6%、硬脂酸鋅1.5%、夜光粉35%、功能性添加劑余量。其制 備方法如下：
[0039]按重量配比稱(chēng)取各組分，先將聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后加入聚乙 稀錯(cuò)和硬脂酸鋅的混合物(質(zhì)量比4:1)、功能性添加劑，在轉(zhuǎn)速60r/min低速混料機(jī)中混合3 分鐘，待混合均勻后，加入到螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min單螺桿擠出機(jī)中，在230°C溫度下經(jīng)過(guò)熔 融混煉后擠出造粒，然后進(jìn)行干燥，包裝，即得PLA夜光母粒。
[0040] 表1本發(fā)明PLA夜光母粒性能測(cè)試
[0041]
[0042]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種PLA夜光母粒，其特征在于，其組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為： 聚乳酸50 %-65 % 助劑 5 %-10 % 夜光粉30 %-40 % 所述助劑為聚乙烯蠟和/或硬脂酸鋅； 所述聚乳酸的重均分子量為50000-100000。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PLA夜光母粒，其特征在于，所述助劑為聚乙烯蠟和硬脂酸鋅 時(shí)，聚乙烯蠟與硬脂酸鋅的質(zhì)量比為4:1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PLA夜光母粒，其特征在于，所述聚乙烯蠟的熔點(diǎn)為100-106 °C，分子量為 3000-5000。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PLA夜光母粒，其特征在于，所述夜光粉為夜光粉Y-8D。5. -種如權(quán)利要求1所述的PLA夜光母粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:按權(quán) 利要求1所述重量配比稱(chēng)取各組分并加入到料筒中低速混料，混合均勻后，加入到轉(zhuǎn)速為80 ~250r/min擠出機(jī)中，在170-230°C溫度下經(jīng)過(guò)熔融混煉后擠出造粒，然后進(jìn)行干燥，包裝， 即得PLA夜光母粒。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的PLA夜光母粒的制備方法，其特征在于，低速混料的轉(zhuǎn)速為 60r/min〇7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的PLA夜光母粒的制備方法，其特征在于，所述擠出機(jī)為單螺桿 擠出機(jī)。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的PLA夜光母粒的制備方法，其特征在于，擠出機(jī)轉(zhuǎn)速為100~ 200r/min〇
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種PLA夜光母粒及其制備方法。該P(yáng)LA夜光母粒組分按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)配比為聚乳酸50％-65％、助劑5％-10％、夜光粉30％-40％，所述助劑為聚乙烯蠟和/或硬脂酸鋅；所述聚乳酸的重均分子量為50000-100000。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)單螺桿擠出、降低擠出速率、升高加工溫度以及塑料料筒低速混料等工藝條件的改進(jìn)，減小生產(chǎn)過(guò)程中夜光粉對(duì)機(jī)器的磨損，避免產(chǎn)生夜光粉變黑現(xiàn)象；升高加工溫度，提高熔體對(duì)夜光粉的包覆能力，生產(chǎn)夜光粉濃度高的PLA夜光母粒；同時(shí)本發(fā)明PLA夜光母粒具有長(zhǎng)效發(fā)光、PLA分子量大、對(duì)機(jī)器磨損小、分散均勻和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C08L23/06, B29B9/06, C08L67/04, B29C47/92, C08K5/098
【公開(kāi)號(hào)】CN105440621
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610029921
【發(fā)明人】劉元文, 劉元政, 劉云
【申請(qǐng)人】大連晶彩色母粒有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2016年1月15日