CN116891622B - 一种长效防老化母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种长效防老化母粒及其制备方法，属于塑料材料技术领域。其特征在于，重量份组成包括：PBS树脂120~150、PPC树脂180~220份、改性钛白粉70~90份、调色剂0.5~7份、分散剂10~15份、扩散粉15~25份、抗氧剂50~70份、扩链剂0.1~1份。本发明防老化母粒紧贴下可降解塑料工艺，能实现防老化助剂在制品中的有效分散。本发明制备的防老化母粒方便后置工序使用，可直接与下游可降解塑料粒子掺混，过程简单，成本较低。
Description
技术领域
一种长效防老化母粒及其制备方法，属于塑料材料技术领域。
背景技术
防老化母粒是采用抗氧剂、光稳定剂和表面活性剂等原料经特殊工艺加工而成的颗粒状产品。具有抗氧化、防潮解作用。主要用于塑料和橡胶制品的着色及提高产品的物理机械性能等，在塑料中主要应用于增白和填充改性等方面，也可用于食品包装袋的生产。在热塑性树脂中加入适量的防老剂可以阻止聚合物的降解并赋予其一定的颜色和光泽度以及其它一些特殊的物理化学特性，如耐热、耐候性等。
在中国专利CN113174128A中公开了一种抗紫外线防老化母粒，包括以下重量份数的组分：钛白粉100~150份，调色剂10~16份，分散剂10~15份，扩散粉20~30份，抗氧剂70~100份，UV粉100~150份，PC树脂580~620份。该发明所提供的抗紫外线防老化母粒，通过UV粉和PC树脂的组合使用，使得母粒具有抗紫外线防老化的效果。该母粒主要针对抗光老化，其对腐蚀性液体及氧化环境的抗老化能力仍显不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供抗老化能力更加全面、环境适应力更强的长效防老化母粒及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：长效防老化母粒，其特征在于，重量份组成包括：PBS树脂120~150份、PPC树脂180~220份、改性钛白粉70~90份、调色剂0.5~7份、分散剂10~15份、扩散粉15~25份、抗氧剂50~70份、扩链剂0.1~1份。
本发明提供一种防老化母粒，尤其适用于现有的可降解塑料中，可降解塑料因为要保持废弃后的可降解能力，往往本身的抗老化效果不足，影响可降解材料在很多领域的应用；本发明用一定比例的聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）为基础料，PBS和PPC的性能差异较大，本发明通过扩大两种原料树脂的差异性，提高母粒对不同材料的适应性，再利用微量的扩链剂促进结合，制成的母粒能够和现有的可降解塑料良好的相容，能使其中的抗老化组分能够在塑料中均匀分散，从而达到良好的防老化效果，同时保持塑料的良好的韧性，不会降低材料强度。同时PBS和PPC也不会影响可降解塑料的降解能力。
所述的重量份组成优选为：PBS树脂130~140份、PPC树脂195~210份、改性钛白粉75~85份、调色剂3~5份、分散剂12~14份、扩散粉18~22份、抗氧剂55~65份、扩链剂0.3~0.8份。优选的组成配比下，能够达到更好的防老化效果。
优选的，上述长效防老化母粒中，所述的改性钛白粉的粒径为10μm~20μm，所述的改性钛白粉为醋酸化学修饰的钛白粉。优选的改性钛白粉能够更好的与PBS和PPC结合，能够起到更好的抗光老化效果。其中所述的醋酸化学修饰的钛白粉具体为：将粉磨至上述粒径的钛白粉投入到质量浓度50%~60%的醋酸溶液中，在35℃~40℃搅拌反应15min~25min，过滤出钛白粉后烘干即得。用合适浓度的醋酸与钛白粉反应修饰后，增加了钛白粉表面的粗糙度，不但能增加其与PBS和PPC的结合强度，还能改善其表面形态，提高对光的漫反射，增强材料抗光性能。
本发明能够适应抗老化领域的多数分散剂，对各功能组分的均匀分散有促进作用。优选的，上述长效防老化母粒中，所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺分散剂。能够使各功能组分在PBS和PPC结合的基料中更均匀的分散，更好的保证防老化性能。
优选的，上述长效防老化母粒中，所述调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝和/或颜料黑。
优选的，上述长效防老化母粒中，所述的抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕0.7~1.9的复合抗氧剂。本发明还提供尤其适合本发明基料的复合抗氧剂通过两种抗氧剂按一定比例的搭配，能够在PBS和PPC结合的基料均匀的分散并形成稳定的结合点，良好的提高抗氧老化能力。
优选的，上述长效防老化母粒中，所述PBS树脂的分子量Mn在5×104~8×104、PPC树脂的分子量Mn在1.3×105~1.7×105。上述分子量的PBS和PPC相互更容易在扩链剂的作用下结合，混合更均匀，能更好的两者的优点相结合。
优选的，上述长效防老化母粒中，所述的重量份组成还包括：负离子粉10~20份、抗菌剂15~30份。本发明的基础材料的包容性较好，在添加负离子粉和抗菌剂后也能起到相应的效果。
PBS和PPC本身的相容性不足、共混性能较差，本发明中利用微量的扩链剂将两种材料的分子链连接，来促进两种基础材料的结合，不会影响母料与其他塑料的混合使用和再加工。所述的扩链剂选用异氰酸酯扩链剂能够较好的保证上述效果。
上述长效防老化母粒的制备方法，制备步骤为：
1）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
2）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得。
具体的，上述长效防老化母粒的制备方法中，所述的挤出造粒的进料温度为115℃~125℃，机头温度为180℃~190℃。优选的挤出条件，能够将本发明的原料实现良好稳定的混合。
与现有技术相比，本发明一种长效防老化母粒及其制备方法具有以下有益效果：本发明防老化母粒主要用于可降解塑料的防老化领域，应用于传统塑料也具有较好的抗老化能力。本发明应用后具有高效持久抗紫外线、抗氧、抗海水老化特性，由本防老化母粒制得的可降解塑料加速老化200h后，最大力保留率大于80%，具有良好的力学性能保护效果。将本发明防老化母粒与可降解塑料树脂混合均匀，不会影响材料的可降解性能。本发明防老化母粒紧贴下游可降解塑料工艺，能实现防老化助剂在制品中的有效分散。本发明制备的防老化母粒方便后置工序使用，可直接与下游可降解塑料粒子掺混，过程简单，成本较低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述。如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例1
1）按重量份PBS树脂135份、PPC树脂200份、10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉80份、调色剂4份、乙撑双硬脂酰胺13份、扩散粉20份、抗氧剂60份、MDI 0.5份、负离子粉15份、抗菌剂20份备料。其中，抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕1.3的复合抗氧剂；调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝、颜料黑按质量比5﹕1.5﹕1.5﹕0.8的复合色剂；PBS树脂的分子量Mn在6.5×104、PPC树脂的分子量Mn在1.4×105。
2）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
3）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得，挤出造粒的进料温度为120℃，机头温度为185℃。
实施例2
1）按重量份PBS树脂130份、PPC树脂210份、10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉75份、调色剂5份、乙撑双硬脂酰胺12份、扩散粉22份、抗氧剂55份、MDI 0.8份、负离子粉10份、抗菌剂30份备料。其中，抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕1的复合抗氧剂；调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝、颜料黑按质量比1.5﹕1.7﹕1.2﹕0.7的复合色剂；PBS树脂的分子量Mn在6.5×104、PPC树脂的分子量Mn在1.4×105。
2）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
3）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得，挤出造粒的进料温度为120℃，机头温度为185℃。
实施例3
1）按重量份PBS树脂140份、PPC树脂195份、10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉85份、调色剂3份、乙撑双硬脂酰胺14份、扩散粉18份、抗氧剂65份、MDI 0.3份、负离子粉20份、抗菌剂15份备料。其中，抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕1.5的复合抗氧剂；调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝、颜料黑按质量比2.5﹕0.8﹕1.7﹕0.8的复合色剂；PBS树脂的分子量Mn在6.5×104、PPC树脂的分子量Mn在1.4×105。
2）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
3）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得，挤出造粒的进料温度为120℃，机头温度为185℃。
实施例4
1）按重量份PBS树脂135份、PPC树脂200份、10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉80份、调色剂4份、乙撑双硬脂酰胺13份、扩散粉20份、三（壬基苯基）亚磷酸酯60份、MDI 0.5份、负离子粉15份、抗菌剂20份备料。其中，调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝、颜料黑按质量比5﹕1.5﹕1.5﹕0.8的复合色剂；PBS树脂的分子量Mn在6.5×104、PPC树脂的分子量Mn在1.4×105。
2）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
3）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得，挤出造粒的进料温度为120℃，机头温度为185℃。
实施例5
1）按重量份PBS树脂135份、PPC树脂200份、10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉80份、调色剂4份、乙撑双硬脂酰胺13份、扩散粉20份、抗氧剂60份、MDI 0.5份、负离子粉15份、抗菌剂20份备料。其中，抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕1.3的复合抗氧剂；调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝、颜料黑按质量比5﹕1.5﹕1.5﹕0.8的复合色剂；PBS树脂的分子量Mn在1.2×105、PPC树脂的分子量Mn在7×104。
2）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
3）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得，挤出造粒的进料温度为120℃，机头温度为185℃。
实施例6
1）按重量份PBS树脂120份、PPC树脂220份、改10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉70份、调色剂7份、乙撑双硬脂酰胺10份、扩散粉25份、抗氧剂50份、MDI1份、负离子粉10份。其中，抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕1.9的复合抗氧剂；调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝、颜料黑按质量比1﹕2﹕1﹕1的复合色剂；PBS树脂的分子量Mn在5×104、PPC树脂的分子量Mn在1.7×105。
2）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
3）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得，挤出造粒的进料温度为115℃，机头温度为180℃。
实施例7
1）按重量份PBS树脂150份、PPC树脂180份、10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉90份、调色剂0.5份、乙撑双硬脂酰胺15份、扩散粉15份、抗氧剂70份、MDI0.1份。其中，抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕0.7的复合抗氧剂；调色剂为颜料黄、颜料红、颜料蓝、颜料黑按质量比3﹕0.5﹕2﹕0.5的复合色剂；PBS树脂的分子量Mn在8×104、PPC树脂的分子量Mn在1.3×105。
2）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
3）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得，挤出造粒的进料温度为125℃，机头温度为180℃。
对比例1
基本组成和制备方法同实施例1，不同的是使用等量的未醋酸化学修饰的钛白粉代替其中的10μm~20μm的醋酸化学修饰钛白粉。
对比例2
基本组成和制备方法同实施例1，不同的是未添加任何扩链剂。
取用4％的各实施例制得的母粒分别加入到PBAT塑料中制成防老化塑料样品。按照表1的标准进行老化测试：
表1 测试标准
测试结果见表2：
表2 测试结果
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (6)
1.一种长效防老化母粒，其特征在于，重量份组成为：PBS树脂120~150份、PPC树脂180~220份、改性钛白粉70~90份、调色剂0.5~7份、分散剂10~15份、扩散粉15~25份、抗氧剂50~70份、扩链剂0.1~1份、负离子粉10~20份、抗菌剂15~30份；
所述的改性钛白粉的粒径为10μm~20μm，所述的改性钛白粉为醋酸化学修饰的钛白粉；
所述的醋酸化学修饰的钛白粉具体为：将粉磨至粒径为10μm~20μm的钛白粉投入到质量浓度50%~60%的醋酸溶液中，在35℃~40℃搅拌反应15min~25min，过滤出钛白粉后烘干即得。
2.根据权利要求1所述一种长效防老化母粒，其特征在于，所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺分散剂。
3.根据权利要求1所述一种长效防老化母粒，其特征在于，所述的抗氧剂为三（壬基苯基）亚磷酸酯和N,N'-二(2-萘基)-1,4-苯二胺按质量比1﹕0.7~1.9的复合抗氧剂。
4.根据权利要求1所述一种长效防老化母粒，其特征在于，所述PBS树脂的分子量Mn在5×104~8×104、PPC树脂的分子量Mn在1.3×105~1.7×105。
5.权利要求1~4任一项所述一种长效防老化母粒的制备方法，其特征在于，制备步骤为：
1）将PBS树脂、PPC树脂和扩链剂以外的物料称取后加入研磨机中共同研磨混合得到细粉状混合物；
2）把细粉状混合物、PBS树脂、PPC树脂和扩链剂用高速混合机混合均匀后，经挤出造粒机挤出造粒即得。
6.根据权利要求5所述一种长效防老化母粒的制备方法，其特征在于，所述的挤出造粒的进料温度为115℃~125℃，机头温度为180℃~190℃。
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|---|
| 3种改性方法对纳米二氧化钛-聚乙烯醇复合膜性能的影响;徐国斌等;《中国食品学报》(第10期);全文 * |
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