CN107325506B

CN107325506B - 一种低析出聚己内酯色母粒及其制备方法

Info

Publication number: CN107325506B
Application number: CN201710532480.XA
Authority: CN
Inventors: 刘鹏; 雷周桥; 黎泽顺; 卢俊文
Original assignee: GUANGDONG PERSIA TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG PERSIA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2019-06-14
Anticipated expiration: 2037-07-03
Also published as: CN107325506A

Abstract

本发明涉及一种低析出聚己内酯色母粒及其制备方法，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：聚己内酯15～95%、油酸酯1～5%、二氢杨梅素0.1～2%份、颜料0.1～80%、填料0～50%。本发明提供的低析出聚己内酯色母粒对聚己内酯具有优良的着色性能和分散性能，能有效减轻制品的暗室黄变效应，并具有完全降解性能。

Description

一种低析出聚己内酯色母粒及其制备方法

技术领域

本发明属于塑料着色领域，具体涉及一种低析出聚己内酯色母粒及其制备方法。

背景技术

聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)是由ε-己内酯开环聚合所得的线性脂肪族聚酯。它是一种半结晶型高分子,在室温下是橡胶态,其热稳定性较好,分解温度比其它聚酯要高得多。聚己内酯降解后的产物为CO₂和H₂O,对人体无毒,具有优良的药物通过性、生物相容性、生物降解性、力学性能等优点,可用作生物医用材料。聚己内酯具有良好的热塑性和成型加工性,可采用挤出、吹塑、注射、熔融纺丝等方法制成各种形状的产品。聚己内酯材料还可以用作农用地膜、容器、渔网、钓鱼线、各种无纺布、防止斜面崩坏网、胶粘剂、肥料的控制释放体、包装材料以及一次性餐具等。聚己内酯与其它高分子的相容性很好,可以制备出多种性能优良的共聚物或共混物,因此聚己内酯及其共聚物的研究近年来受到研究者的重视。

随着生物降解塑料高速发展和广泛应用，对聚己内酯生物可降解色母粒的需要也日益增加。然而，由于聚己内酯高结晶性能、熔点低的特点，使用现有技术中的色母粒对聚己内酯着色时，容易导致颜色析出、分散不良等缺陷以及暗室黄变效应。

因此，仍需研发一种适用于聚己内酯的色母粒以满足市场的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低析出聚己内酯色母粒，本发明提供的低析出聚己内酯色母粒对聚己内酯具有优良的着色性能和分散性能，能有效减轻制品的暗室黄变效应，并具有完全降解性能。

本发明的另一目的在于提供上述低析出聚己内酯色母粒的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低析出聚己内酯色母粒，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

聚己内酯 15～95%；

油酸酯 1～5%；

二氢杨梅素 0.1～2%；

颜料 0.1～80%；

填料 0～50%。

本发明提供的低析出聚己内酯色母粒采用聚己内酯作为载体，使得制备得到的色母粒与被着色树脂具有良好的相容性，能充分保证色母粒的分散性能及完全降解性能。油酸酯对颜料的浸润能力强，能够保证颜料与载体树脂充分粘接，从而有利于提高颜料的分散效果、降低颜料的析出、降低色母粒的粘度、获得良好的分散效果。二氢杨梅素为植物提取抗氧剂，其对聚己内酯的抗氧化效果突出，并且可显著减少着色制品的暗室黄变，另外其还可完全降解。本发明通过选用特定含量的上述组分，制备得到的低析出聚己内酯色母粒具有优良的着色性能和分散性能，能有效减轻制品的暗室黄变效应，并具有完全降解性能。

作为一种优选地技术方案，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

聚己内酯 35～95%；

油酸酯 3～5%；

二氢杨梅素 0.3～1%；

颜料 1～30%；

填料 1～10%。

在本发明中，聚己内酯的特性粘度对色母粒的性能有较大影响，特性粘度太低则挤出机螺杆的剪切力低，不利于颜料的分散；特性粘度太大，则不利聚己内酯对颜料的浸润，导致颜料在色母中的分散性降低，进一步影响色母粒与被着色树脂的着色，容易导致色点、色纹等缺陷。

因此，优选地，所述聚己内酯的特性粘度为0.3～3dL/g；更为优选地，所述聚己内酯的特性粘度为0.75～1.75dL/g。

在本发明中，特性粘度测试采用《中国药典》2010年版二部，乌氏粘度计法，测定。

油酸酯能起到分散、提高流动性的作用，可减少颜料的团聚，降低色母粒的粘度、获得良好的分散效果。优选地，所述油酸酯为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种或几种。

本发明中的颜料可选用环保无机颜料和/或有机颜料。

优选地，所述无机颜料为钛白粉、碳黑、氧化铁红(颜料红 101)、钒酸铋黄（颜料黄184）、钛镍黄(颜料黄 53)、钴蓝（颜料蓝 28）、钛铬棕(颜料棕 24)、铁铬棕(颜料棕 29)、群青（颜料蓝 29）、铁锌铬棕(P.Br.33)、钴绿（P.G.50）铜铬黑（P.Bk.28）中的一种或几种。

所述有机颜料为颜料橙 61、颜料橙 64、颜料橙 71、颜料橙 73、颜料橙 79、颜料橙 82、颜料黑 27、颜料红 122、颜料红 144、颜料红 149、颜料红 166、颜料红 178、颜料红179、颜料红 202、颜料红 214、颜料红 220、颜料红 221、颜料红 254、颜料红 264、颜料红272、颜料红 48:2、颜料红 48:3、颜料红 57:1、颜料黄 110、颜料黄 119、颜料黄 128、颜料黄 138、颜料黄 139、颜料黄 164、颜料黄 180、颜料黄 183、颜料黄 191:1、颜料黄 215、颜料黄 229、颜料黄 62、颜料黄 93、颜料黄 95、颜料蓝 15:1、颜料蓝 15:3、颜料蓝 15:4、颜料绿 36、颜料绿 7、颜料紫 19、颜料紫 29、颜料紫 37中的一种或几种。

上述优选颜料在聚己内酯具有优异的耐迁移性，可防止颜料析出到制品表面。

在本发明中，填料可以减少颜料的团聚，提高颜料与聚己内酯等其它物料的分散性能，填料还能提高聚己内酯的刚性，有利于切粒***切出更加完美的颗粒，进一步提高生产效率。优选地，所述填料为淀粉、纳米碳酸钙或纳米滑石粉中的一种或几种。

上述低析出聚己内酯色母粒的制备方法，所述方法为：按配方称取各原料并低温高速混合，采用双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒。

优选地，挤出机喂料口温度控制在50℃以下，其余各区温度为50～120℃，挤出机的转速控制在100～400rpm。

优选地，将挤出物拉条后采用两节水槽冷却，第一节水槽水温为30±5℃，第二节水槽为5～10℃；水槽长度为5～10米。

优选地，所述切粒机为门式切粒机。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明以聚己内酯、油酸酯、二氢杨梅素和颜料为主要原料制备得到的低析出聚己内酯色母粒对聚己内酯具有优良的着色性能和分散性能，能有效减轻制品的暗室黄变效应，并具有完全降解性能。本发明提供的低析出聚己内酯色母粒对聚己内酯具有较大的推广应用价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明，但具体实施例并不对本发明作任何限定。实施例中，所述百分含量均为重量百分比。

实施例1

聚己内酯（特性粘度0.5）18.9%、钛白粉 80%、油酸季戊四醇酯1%、二氢杨梅素0.1%。

将上述组分在高速混合机中高速混合5min，其中高速混合机通冷水冷却。混合料加入双螺杆挤出机中挤出。挤出机喂料口温度控制在35℃，其余各区温度为70℃，挤出机的转速200 rpm，将挤出物拉条，采用两节水槽冷却，第一节水槽水温为30℃，第二节水槽为5℃，水槽长度10米；经水冷却的料条采用门式切里机切粒。

实施例2

聚己内酯（特性粘度0.7）59.5%、碳黑35%、油酸甘油酯5%、二氢杨梅素 0.5%。

将上述组分在高速混合机中高速混合5min，其中高速混合机通冷水冷却。混合料加入双螺杆挤出机中挤出。挤出机喂料口温度控制在30℃，其余各区温度为120℃，挤出机的转速400 rpm，将挤出物拉条，采用两节水槽冷却，第一节水槽水温为35℃，第二节水槽为10℃，水槽长度10米；经水冷却的料条采用门式切里机切粒。

实施例3

聚己内酯（特性粘度1.1）79%、颜料蓝15:3 15%、油酸己二酸季戊四醇酯4%、二氢杨梅素0.5%，纳米碳酸钙 1.5%。

将上述组分在高速混合机中高速混合5min，其中高速混合机通冷水冷却。混合料加入双螺杆挤出机中挤出。挤出机喂料口温度控制在30℃，其余各区温度为90℃，挤出机的转速300 rpm，将挤出物拉条，采用两节水槽冷却，第一节水槽水温为35℃，第二节水槽为10℃，水槽长度10米；经水冷却的料条采用门式切里机切粒。

实施例4

聚己内酯（特性粘度1.1）73.5%、颜料蓝15:3 0.5 %、油酸己二酸季戊四醇酯4%、二氢杨梅素2 %，纳米碳酸钙 20 %。

对比例1

本对照例提供的聚己内酯色母粒的配方中选用聚乙烯蜡和抗氧剂1076分别替代实施例中的油酸季戊四醇酯和二氢杨梅素，其它组分及含量与实施例1相同，具体地，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

聚己内酯（特性粘度1.1）79%、颜料蓝15:3 15%、聚乙烯蜡4%、抗氧剂1076 0.5%，纳米碳酸钙 1.5%。

本对照例的制备方法同实施例1。

对比例2

本对照例提供的聚己内酯色母粒的配方中选用聚乙烯蜡替代实施例3中的油酸己二酸季戊四醇酯，其它组分及含量与实施例3相同；具体地，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

聚己内酯（特性粘度1.1）79%、颜料蓝15:3 15%、聚乙烯蜡4%、二氢杨梅素0.5%，纳米碳酸钙 1.5%。

本对照例的制备方法同实施例3。

对比例3

本对照例提供的聚己内酯色母粒的配方中选用抗氧剂1076替代实施例3中的二氢杨梅素，其它组分及含量与实施例3相同；具体地，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

聚己内酯（特性粘度1.1）79%、颜料蓝15:3 15%、油酸己二酸季戊四醇酯4%、抗氧剂10760.5%，纳米碳酸钙 1.5%。

本对照例的制备方法同实施例3。

对照例4

本对照例提供的聚己内酯色母粒的配方中选用的油酸酯的用量较低，其它各组分及含量与实施例3相同，具体地，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

聚己内酯（特性粘度1.1）82.9%、颜料蓝15:3 15%、油酸己二酸季戊四醇酯0.1%、二氢杨梅素0.5%，纳米碳酸钙 1.5%。

本对照例的制备方法同实施例3。

将实施例1～4及对比例1～4制备得到的聚己内酯色母粒进行性能测试，测试方法如下：

（1）分散性能评价

将所制得色母粒分别添加至聚己内酯塑料中，添加量为4%；连续注射20块色板。观察色板中是否出现色纹。统计色点的数目和大小，评价其着色均匀性。

（2）暗室黄变评价

将所制得色母粒分别添加至聚己内酯塑料中，添加量为4%，连续注射色板。取5块颜色均一、无色纹色点的样板。采用CR400测色仪测试样板b值,记录为b1，然后将样品放在室内无光照射的地方放置6个月，再次测试样板b值，记录为b2，计算Δb(Δb=b2-b1)。Δb为正表示偏黄，正值越大，偏黄越明显。

表1 实施例1～4及对比例1～4的聚己内酯色母粒的性能测试

。

从上表的实验结果可知，采用本发明提供的色母粒注塑样板，样板中基本没有出现条纹，色点个数也明显少于各对比例，直径≥0.6mm的色点不存在，直径为0.3～0.6mm的色点≤3个，表明本发明的色母粒的分散性优异。从实施例1和对比例1的暗室黄变Δb值可以看出，实施例的黄变要远小于对比例，Δb小于0.8，这表明本发明色母粒具有优异的抗黄变性能。

Claims

1.一种低析出聚己内酯色母粒，其特征在于，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

所述油酸酯为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种或几种。

2.根据权利要求1所述低析出聚己内酯色母粒，其特征在于，所述低析出聚己内酯色母粒按质量份数由以下组分组成：

3.根据权利要求1或2所述低析出聚己内酯色母粒，其特征在于，所述聚己内酯的特性粘度为0.3～3dL/g。

4.根据权利要求3所述低析出聚己内酯色母粒，其特征在于，所述聚己内酯的特性粘度为0.75～1.75dL/g。

5.根据权利要求1所述低析出聚己内酯色母粒，其特征在于，所述颜料为环保无机颜料和/或有机颜料。

6.根据权利要求1或2所述低析出聚己内酯色母粒，其特征在于，所述填料为淀粉、纳米碳酸钙或纳米滑石粉中的一种或几种。

7.权利要求1所述低析出聚己内酯色母粒的制备方法，其特征在于，所述方法为：按配方称取各原料并低温高速混合，采用双螺杆挤出机挤出，水冷后切粒。

8.根据权利要求7所述低析出聚己内酯色母粒的制备方法，其特征在于，挤出机喂料口温度控制在50℃以下，其余各区温度为50～120℃，挤出机的转速控制在100～400rpm。

9.根据权利要求7所述低析出聚己内酯色母粒的制备方法，其特征在于，将挤出物拉条后采用两节水槽冷却，第一节水槽水温为30±5℃，第二节水槽为5～10℃，水槽长度为5～10米。