[發明專利]一種PLA夜光母粒及其制備方法

有效

• 申請號: 201610029921.X
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105440621B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 劉元文;劉元政;劉云
• 申請（專利權）人: 大連晶彩色母粒有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L23/06;C08K5/098;B29B9/06;B29C47/92
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 胡景波

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地說是一種PLA夜光母粒及其制備方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)是一種新型的生物降解材料，它的機械性能及物理性能良好，擁有良好的光澤性和透明度，同時具有良好的抗拉強度及延展度。PLA適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，應用十分廣泛，相容性與可降解性良好。近年來，隨著功能母粒技術的發展，夜光母粒發展也很快。但是現有的夜光母粒由于存在許多缺陷，導致使用受限。由于夜光粉顆粒的硬度較大、熔點高，在熔融混煉過程中夜光粉對螺桿和機器內部進行摩擦，容易出現鐵屑，造成金屬污染，使母粒發黑變色，對螺桿的磨損程度較大。同時夜光母粒在使用中對基體顏色有一定的要求，顏色深的基體樹脂對夜光母粒的發光效果產生了遮蓋，使夜光產品的發光亮度小，發光時間短，目前的基體樹脂一般有聚乙烯、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℃，非晶部分常溫下為玻璃態，容易產生降解，故只能生產分子量較低的PLA夜光母粒。

發明內容

本發明為解決現有技術中夜光母粒在生產過程中發黑變色、發光時間短、夜光粉含量低的問題，提供了一種PLA夜光母粒及其制備方法，該夜光母粒長效發光、對機器磨損小、適用范圍廣。

本發明是這樣實現的：一種PLA夜光母粒，其組分按質量百分數配比為：

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。

本發明克服了本領域的技術偏見，采用分子量高的PLA作為基體樹脂及高含量的夜光粉制備夜光母?！，F有技術中制備的夜光母粒其夜光粉含量均不高，是受生產工藝限制，由于夜光粉中含有較多的金屬粒子，金屬粒子硬度較大，吸熱系數較大，當夜光粉含量增大時，金屬粒子與機器內壁的摩擦幾率增大，導致變黑現象嚴重。同時，較高分子量的PLA制備夜光母粒過程中，加工比較困難，如加工溫度過高會導致熔體流動速率過快。

本發明采用高分子量PLA與30-40wt％夜光粉共混，在混煉過程中，隨著夜光粉含量的增大，其吸熱系數較大，在同樣生產溫度下，混煉時間一定時，熔體的實際溫度會有一定的升高，對高分子量PLA的加工提供便利，例如母粒的生產溫度是150-170℃，在實際運用時PLA的加工溫度會在190℃以上。發明人發現當聚乳酸的重均分子量為50000-100000時，可得到最佳的夜光母粒。所述聚乳酸，熔點為175℃-185℃，密度為1.20-1.30kg/L，特征粘數IV為0.2-8dl/g。

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，當為聚乙烯蠟和硬脂酸鋅混合物時，聚乙烯蠟與硬脂酸鋅的質量比為4：1。

為達到更好的效果，本發明所述聚乙烯蠟的熔點為100-106℃，分子量為3000-5000。

更進一步的，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脂中的分散性，顆粒越小，分散性越好并能夠減少摩擦，當夜光粉目數是800目以上時，其性能最佳。

為達到一些特殊功能，本發明還可以通過加入功能性添加劑來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。

本發明同時請求保護上述PLA夜光母粒的制備方法。

該方法包括以下步驟：按重量配比稱取各組分并加入到料筒中低速混料，混合均勻后，加入到轉速為80～250r/min擠出機中，在170-230℃溫度下經過熔融混煉后擠出造粒，然后進行干燥，包裝，即得PLA夜光母粒。

所述料筒可以為本領域公知的任一種用于盛裝原料的料筒，如塑料料筒，為減小生產過程中夜光顆粒對機器造成磨損進而使夜光粉變黑的現象，采用料筒低速混料，經發明人大量的工藝摸索，低速混料的轉速為60r/min。

在擠出工藝上，本發明并沒有選擇本領域廣泛使用雙螺桿擠出機或多螺桿擠出機進行擠出，而是選用單螺桿擠出機以較低的轉速80～250r/min擠出，因為單螺桿擠出及低的擠出速率可以減少擠出過程中的剪切力，可以避免夜光粉在熔融混煉過程中產生的金屬污染。為達到更好的效果，擠出機轉速為100～200r/min。