一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒及其制备方法，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：非结晶聚乳酸18～90份、生物可降解增塑剂2～20份、颜料0.5～80份、填充剂0～72.5份；其中，所述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯。本发明专利技术提供的生物可降解色母粒以非结晶聚乳酸为载体，以特定的乙酰环氧化脂肪酸酯为增塑剂和分散剂，制备得到的色母粒分散性好、吸水率低、适应范围广，不仅适用于聚乳酸的着色，对聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)等均具有较好的着色效果。本发明专利技术提供的色母粒的配方中不含不可降解的载体或分散剂，具有可完全生物降解特性。

A biodegradable masterbatch with high dispersion and low water absorption rate and its preparation method

The invention relates to a biodegradable masterbatch with high dispersion and low water absorption rate and its preparation method, the biodegradable masterbatch quality according to the number of copies is composed of the following components: non crystalline polylactic acid from 18 to 90, biodegradable plasticizer 2 - 20, 0.5 - 80, paint filling agent from 0 to 72.5; among them, the biodegradable plasticizer acetyl epoxidized fatty acid esters. The present invention provides biodegradable masterbatch with non crystalline polylactic acid as the carrier, in particular acetyl epoxidized fatty acid ester as plasticizer and dispersant, the prepared masterbatch with good dispersion, low water absorption, to adapt to a wide range, not only suitable for the coloring of polylactic acid, polycaprolactone (PCL), poly Ding Erzhi acid (PBS), polybutylene adipate (PBAT) Ding Erzhi has good color effect. The present invention provides masterbatch formulations containing no carrier biodegradable or dispersing agent, has completely biodegradable properties.

【技术实现步骤摘要】
一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒及其制备方法
本专利技术属于塑料着色领域，具体涉及一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒及其制备方法。
技术介绍
生物可降解材料是指一类在自然界中通过堆肥处理，在微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类作用下引起降解的材料。理想的生物降解材料是一种使用性能优良、废弃后可被环境微生物完全分解、最终形成自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。随着环保意识的增强和世界各国立法相继出台，生物降解新材料行业面临新的发展机遇。欧、美、日等发达国家和地区相继制订和出台了有关法规，通过局部禁用、限用、强制收集以及收取污染税等措施限制不可降解塑料的使用，大力发展生物降解新材料，以保护环境、保护土壤，其中法国2005年即出台政策规定所有可拎一次性塑料袋在2010年后必须可生物降解。中国也陆续出台了多项政策鼓励生物降解塑料的应用和推广。2004年全国人大通过了《可再生能源法(草案)》和《固废法(修订)》，鼓励再生生物质能利用和降解塑料的推广应用。目前，生物可降解材料主要有聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)、聚己内酯(PCL)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚乙烯醇(PVA)和聚-β-羟基丁酸酯(PHB)等。其中，PLA具有良好的力学性能、价格相对低廉，是目前用量最大品种之一。随着生物降解材料高速发展和广泛应用，对生物可降解色母粒的需要将日益增加。中国专利CN1368516、CN101392078、CN101319068等采用聚乙烯或乙烯醋酸乙烯共聚物等不可降解材料为载体，这必然影响到产品的最终降解性能。中国专利CN101475695和CN102040814虽然采用生物可降解塑料为载体，然而这些专利中也添加了聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡或EBS等不可降解助剂，制备得到的色母粒无法完全降解。中国专利CN104151800中添加有硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂，也无法实现完全降解。中国专利CN102391626中选用的载体树脂虽然为生物基可完全降解聚合物，但是该专利中未添加任何加工助剂，这导致色母粒在生产过程中颜料分散效果不理想、加工粘度较大、后续使用容易出现色点等问题。本专利技术旨在克服上述色母粒存在的不足，提供一种完全可生物降解、分散性能优异、吸水率低的色母粒。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，本专利技术提供的生物可降解色母粒以非结晶聚乳酸为载体，以特定的乙酰环氧化脂肪酸酯为增塑剂和分散剂，制备得到的色母粒完全可生物降解、分散性好、吸水率低、适应范围广，具有较好的着色效果。本专利技术的另一目的在于提供上述高分散、低吸水率的生物可降解色母粒的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：非结晶聚乳酸18～90份、生物可降解增塑剂2～20份、颜料0.5～80份、填充剂0～72.5份；其中，所述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯，所述乙酰环氧化脂肪酸酯的结构如下：其中，m+n＝14，m＝5～9，n＝5～9。乙酰环氧化脂肪酸酯是一种来源于植物油酸的增塑剂，其本身具有良好的生物可降解性能。本专利技术意外发现将其用于PLA基色母粒时具有良好的分散、增塑的作用，可显著提高颜料的分散性能、降低色母粒的粘度和吸水率，获得良好的分散效果。另外，与柠檬酸酯类、高分子聚酯增塑剂相比，乙酰环氧化脂肪酸酯具有价格便宜、与聚乳酸相容性好、使用过程不会产生迁移等问题。优选地，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：非结晶聚乳酸25～80份、生物可降解增塑剂3～15份、颜料1～70份、填充剂1～70份；其中，述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯。更为优选地，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：非结晶聚乳酸40份、生物可降解增塑剂5份、颜料40份、填充剂15份；其中，所述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯；其中，所述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯。本专利技术以非结晶性聚乳酸为载体，其软化变形温度比结晶性聚乳酸较低，以其为原料制备得到的色母粒在使用过程中的分散性能更好。在本专利技术中，非结晶聚乳酸的数均分子量对色母粒的制备影响较大，数均分子量过大导致物料粘度较大，而数均分子量过小物料粘度较小，这都会影响到色母粒的制备。优选地，所述非结晶聚乳酸的数均分子量为5000～200000；更为优选地，所述非结晶聚乳酸的数均分子量为50000～100000。优选地，所述乙酰环氧化脂肪酸酯为乙酰环氧化植物油酸甘油酯、二乙酰环氧化植物油酸甘油酯、乙酰环氧化植物油酸二甘油酯中的一种或几种。优选地，所述乙酰环氧化脂肪酸酯为乙酰环氧化植物油酸甘油酯。优选地，所述颜料为无机颜料、有机颜料中的一种或几种。填充剂可以在一定程度上增加色母粒的分散性能并降低生产成本，本专利技术中的填充剂可以选用本领域常规的填充剂。优选地，所述填充剂为淀粉、碳酸钙、滑石粉、二氧化硅、云母或硫酸钡中的一种或几种。优选地，所述有机颜料为酞青颜料、偶氮颜料、吖啶颜料中的一种或几种；所述无机颜料为钛白粉、炭黑或铁红中的一种或几种。本专利技术还公开了上述高分散、低吸水率的生物可降解色母粒的制备方法，所述方法为：按配方称取原料，然后将所述原料预先混合均匀，于挤出机或密炼机中熔融混炼、挤出造粒即得。优选地，所述熔融混炼的温度为130～170℃，挤出造粒的温度为130～190℃，挤出机的转速为100～400rpm。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的生物可降解色母粒以非结晶聚乳酸为载体，以乙酰环氧化脂肪酸酯为增塑剂和分散剂，制备得到的色母粒分散性好、吸水率低、适应范围广，不仅适用于聚乳酸的着色，对聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、聚对苯二甲酸己二酸丁二酯(PBAT)均具有较好的着色效果。本专利技术提供的色母粒的配方中不含不可降解的载体或分散剂，具有可完全生物降解特性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释说明，但具体实施例并不对本专利技术作任何限定。以下各实施例中聚乳酸购自Naturework公司，其商品牌号为4060D；乙酰环氧化脂肪酸酯增塑剂购自广州市海珥玛植物油脂有限公司，其商品牌号为HM-828；其它颜料、填充剂等均为本领域常用的材料。以下各实施例中，所述百分含量均为重量百分比。实施例1一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：PLA4060D18％、二乙酰环氧化植物油酸甘油酯2％，钛白粉80％。将上述组分采用混合机预混均匀，然后采用长径比为28:1的单螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度设定为60℃、130℃、130℃、130℃，主机转速100rpm。实施例2一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：PLA4060D30％、乙酰环氧化脂肪酸酯HM-82820％，炭黑40％、滑石粉10％。将上述组分采用混合机预混均匀，然后密炼机进行熔融混炼，混炼温度140℃、转速30rpm，然后采用长径比为40:1的双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度设定为60℃、150℃、150℃、150℃，主机转速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，其特征在于，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：非结晶聚乳酸18～90份、生物可降解增塑剂2～20份、颜料0.5～80份、填充剂0～72.5份；其中，所述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯，所述二乙酰环氧化脂肪酸酯的结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，其特征在于，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：非结晶聚乳酸18～90份、生物可降解增塑剂2～20份、颜料0.5～80份、填充剂0～72.5份；其中，所述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯，所述二乙酰环氧化脂肪酸酯的结构如下：，其中，m+n=14，m=5～9，n=5～9。2.根据权利要求1所述高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，其特征在于，所述生物可降解色母粒按质量份数由以下组分组成：非结晶聚乳酸25～80份、生物可降解增塑剂3～15份、颜料2～70份、填充剂1～70份；其中，所述生物可降解增塑剂为乙酰环氧化脂肪酸酯。3.根据权利要求1或2所述高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，其特征在于，所述乙酰环氧化脂肪酸酯为乙酰环氧化植物油酸甘油酯、二乙酰环氧化植物油酸甘油酯、乙酰环氧化植物油酸二甘油酯中的一种或几种。4.根据权利要求3所述高分散、低吸水率的生物可降解色母粒，其特征在于，所述乙酰环氧化脂肪酸酯为乙酰环氧化植...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳范文，刘鹏，黎泽顺，雷周桥，卢俊文，
申请(专利权)人：广东波斯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44