一种pla夜光母粒及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种PLA夜光母粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，它的机械性能及物理性能良好，拥有良 好的光泽性和透明度，同时具有良好的抗拉强度及延展度。PLA适用于吹塑、热塑等各种加 工方法，加工方便，应用十分广泛，相容性与可降解性良好。近年来，随着功能母粒技术的发 展，夜光母粒发展也很快。但是现有的夜光母粒由于存在许多缺陷，导致使用受限。由于夜 光粉颗粒的硬度较大、熔点高，在熔融混炼过程中夜光粉对螺杆和机器内部进行摩擦，容易 出现铁肩，造成金属污染，使母粒发黑变色，对螺杆的磨损程度较大。同时夜光母粒在使用 中对基体颜色有一定的要求，颜色深的基体树脂对夜光母粒的发光效果产生了遮盖，使夜 光产品的发光亮度小，发光时间短，目前的基体树脂一般有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。 PLA夜光母粒中夜光成分的浓度较低，一般仅在10%-30%之间。PLA的玻璃化温度约为60 °C，非晶部分常温下为玻璃态，容易产生降解，故只能生产分子量较低的PLA夜光母粒。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有技术中夜光母粒在生产过程中发黑变色、发光时间短、夜光粉 含量低的问题，提供了一种PLA夜光母粒及其制备方法，该夜光母粒长效发光、对机器磨损 小、适用范围广。
[0004] 本发明是这样实现的：一种PLA夜光母粒，其组分按质量百分数配比为：
[0005] 聚乳酸 50 %-65 %
[0006] 助剂 5 %-10 %
[0007] 夜光粉 30 %-40 %
[0008] 所述助剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌；
[0009] 所述聚乳酸的重均分子量为50000-100000。
[0010] 本发明克服了本领域的技术偏见，采用分子量高的PLA作为基体树脂及高含量的 夜光粉制备夜光母粒。现有技术中制备的夜光母粒其夜光粉含量均不高，是受生产工艺限 制，由于夜光粉中含有较多的金属粒子，金属粒子硬度较大，吸热系数较大，当夜光粉含量 增大时，金属粒子与机器内壁的摩擦几率增大，导致变黑现象严重。同时，较高分子量的PLA 制备夜光母粒过程中，加工比较困难，如加工温度过高会导致熔体流动速率过快。
[0011]本发明采用高分子量PLA与30-40wt%夜光粉共混，在混炼过程中，随着夜光粉含 量的增大，其吸热系数较大，在同样生产温度下，混炼时间一定时，熔体的实际温度会有一 定的升高，对高分子量PLA的加工提供便利，例如母粒的生产温度是150-170°C，在实际运用 时PLA的加工温度会在190°C以上。发明人发现当聚乳酸的重均分子量为50000-100000时， 可得到最佳的夜光母粒。所述聚乳酸，熔点为175°C_185°C，密度为1.20-1.30kg/L，特征粘 数IV为0.2-8dl/g。
[0012] 所述助剂可以为聚乙烯蜡、硬脂酸锌或者聚乙烯蜡和硬脂酸锌的混合物，当为聚 乙烯蜡和硬脂酸锌混合物时，聚乙烯蜡与硬脂酸锌的质量比为4:1。
[0013] 为达到更好的效果，本发明所述聚乙烯蜡的熔点为100-106°c，分子量为3000-5000 〇
[0014] 更进一步的，所述夜光粉为夜光粉Y-8D。夜光粉的颗粒大小直接影响夜光粉颗粒 在基体树脂中的分散性，颗粒越小，分散性越好并能够减少摩擦，当夜光粉目数是800目以 上时，其性能最佳。
[0015] 为达到一些特殊功能，本发明还可以通过加入功能性添加剂来改善母粒的其他性 能，如抗静电剂、阻燃剂、增亮剂、抗菌剂、抗氧化剂等。
[00?6]本发明同时请求保护上述PLA夜光母粒的制备方法。
[0017] 该方法包括以下步骤：按重量配比称取各组分并加入到料筒中低速混料，混合均 匀后，加入到转速为80~250r/min挤出机中，在170-230°C温度下经过熔融混炼后挤出造 粒，然后进行干燥，包装，即得PLA夜光母粒。
[0018] 所述料筒可以为本领域公知的任一种用于盛装原料的料筒，如塑料料筒，为减小 生产过程中夜光颗粒对机器造成磨损进而使夜光粉变黑的现象，采用料筒低速混料，经发 明人大量的工艺摸索，低速混料的转速为60r/min。
[0019] 在挤出工艺上，本发明并没有选择本领域广泛使用双螺杆挤出机或多螺杆挤出机 进行挤出，而是选用单螺杆挤出机以较低的转速80~250r/min挤出，因为单螺杆挤出及低 的挤出速率可以减少挤出过程中的剪切力，可以避免夜光粉在熔融混炼过程中产生的金属 污染。为达到更好的效果，挤出机转速为1 〇〇~200r/min。
[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是:通过单螺杆挤出、降低挤出速率、升高加 工温度以及塑料料筒低速混料等工艺条件的改进，减小生产过程中夜光粉对机器的磨损， 避免产生夜光粉变黑现象;升高加工温度，提高熔体对夜光粉的包覆能力，生产夜光粉浓度 高的PLA夜光母粒;本发明PLA夜光母粒具有夜光相浓度高、长效发光、PLA分子量大、对机器 磨损小、分散均匀和适用范围广等优点。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例来进一步说明本发明的技术方案，下述实施例不用于限制本 发明的保护范围，如无特殊说明，本发明所涉及化学制剂或原料可以从化学公司获得。所述 夜光粉优选夜光粉Y-8D购于大连中邦化学工业股份有限公司。
[0022] 实施例1
[0023] -种PLA夜光母粒，其组分按质量百分数配比为：
[0024] 聚乳酸50%、聚乙烯蜡6%、硬脂酸锌1.5%、夜光粉40%、功能性添加剂余量。其制 备方法如下：
[0025]按重量配比称取各组分，先将聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后加入聚乙 稀錯和硬脂酸锌的混合物(质量比4:1)、功能性添加剂，在转速60r/min低速混料机中混合3 分钟，待混合均匀后，加入到螺杆转速为1 〇〇r/min单螺杆挤出机中，在170°C_230°C温度下 经过熔融混炼后挤出造粒，然后进行干燥，包装，即得PLA夜光母粒。
[0026] 实施例2
[0027] -种PLA夜光母粒，其组分按质量百分数配比为：
[0028] 聚乳酸65%、聚乙烯蜡4%、硬脂酸锌1 %、夜光粉30%。
[0029]其制备方法如下：
[0030] 按重量配比称取各组分，先将聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后按比例4:1 加入聚乙稀錯和硬脂酸锌的混合物，在转速60r/min低速混料机中混合3分钟，待混合均勾 后，加入到螺杆转速为150r/min单螺杆挤出机中，在200°C温度下经过熔融混炼后挤出造 粒，然后进行干燥，包装，即得PLA夜光母粒。
[0031] 实施例3
[0032] -种PLA夜光母粒，其组分按质量百分数配比为：
[0033] 聚乳酸55%、聚乙烯蜡8%、硬脂酸锌2%、夜光粉35%。
[0034]其制备方法如下：
[0035] 按重量配比称取各组分，先将聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后按比例4:1 加入聚乙稀錯和硬脂酸锌的混合物，在转速60r/min低速混料机中混合3分钟，待混合均勾 后，加入到螺杆转速为120r/min单螺杆挤出机中，在170°C°C温度下经过熔融混炼后挤出造 粒，然后进行干燥，包装，即得PLA夜光母粒。
[0036] 实施例4
[0037] -种PLA夜光母粒，其组分按质量百分数配比为：
[0038] 聚乳酸55%、聚乙烯蜡6%、硬脂酸锌1.5%、夜光粉35%、功能性添加剂余量。其制 备方法如下：
[0039]按重量配比称取各组分，先将聚乳酸和夜光粉加入到塑料料筒中，然后加入聚乙 稀錯和硬脂酸锌的混合物(质量比4:1)、功能性添加剂，在转速60r/min低速混料机中混合3 分钟，待混合均匀后，加入到螺杆转速为120r/min单螺杆挤出机中，在230°C温度下经过熔 融混炼后挤出造粒，然后进行干燥，包装，即得PLA夜光母粒。
[0040] 表1本发明PLA夜光母粒性能测试
[0041]
[0042]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种PLA夜光母粒，其特征在于，其组分按质量百分数配比为： 聚乳酸50 %-65 % 助剂 5 %-10 % 夜光粉30 %-40 % 所述助剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌； 所述聚乳酸的重均分子量为50000-100000。2. 根据权利要求1所述的PLA夜光母粒，其特征在于，所述助剂为聚乙烯蜡和硬脂酸锌 时，聚乙烯蜡与硬脂酸锌的质量比为4:1。3. 根据权利要求1所述的PLA夜光母粒，其特征在于，所述聚乙烯蜡的熔点为100-106 °C，分子量为 3000-5000。4. 根据权利要求1所述的PLA夜光母粒，其特征在于，所述夜光粉为夜光粉Y-8D。5. -种如权利要求1所述的PLA夜光母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:按权 利要求1所述重量配比称取各组分并加入到料筒中低速混料，混合均匀后，加入到转速为80 ~250r/min挤出机中，在170-230°C温度下经过熔融混炼后挤出造粒，然后进行干燥，包装， 即得PLA夜光母粒。6. 根据权利要求5所述的PLA夜光母粒的制备方法，其特征在于，低速混料的转速为 60r/min〇7. 根据权利要求5所述的PLA夜光母粒的制备方法，其特征在于，所述挤出机为单螺杆 挤出机。8. 根据权利要求5所述的PLA夜光母粒的制备方法，其特征在于，挤出机转速为100~ 200r/min〇
【专利摘要】本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种PLA夜光母粒及其制备方法。该PLA夜光母粒组分按质量百分数配比为聚乳酸50％-65％、助剂5％-10％、夜光粉30％-40％，所述助剂为聚乙烯蜡和/或硬脂酸锌；所述聚乳酸的重均分子量为50000-100000。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过单螺杆挤出、降低挤出速率、升高加工温度以及塑料料筒低速混料等工艺条件的改进，减小生产过程中夜光粉对机器的磨损，避免产生夜光粉变黑现象；升高加工温度，提高熔体对夜光粉的包覆能力，生产夜光粉浓度高的PLA夜光母粒；同时本发明PLA夜光母粒具有长效发光、PLA分子量大、对机器磨损小、分散均匀和适用范围广等优点。
【IPC分类】C08L23/06, B29B9/06, C08L67/04, B29C47/92, C08K5/098
【公开号】CN105440621
【申请号】CN201610029921
【发明人】刘元文, 刘元政, 刘云
【申请人】大连晶彩色母粒有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2016年1月15日