一种生物降解塑料色母粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工领域，具体涉及一种生物降解塑料色母粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着塑料工业的不断发展，塑料的需求量也随之大量增加。由于塑料不容易分解回收，其废弃物也成为有害垃圾，污染着环境。
[0003]生物降解塑料由于具有良好的降解性，可广泛应用于各行各业。塑料制品由颜料色粉着色时，颜料一般是粉状，添加和混合时容易飞扬，被人体吸入后将影响操作人员的健康，不利于环境的洁净；使用者通过色粉给生物基降解塑料着色，费时费力、颜色不均匀，且造成材料性能下降。
[0004]色母粒是20世纪60年代开发的一种塑料着色产品，它是把颜料超常量均匀的载附于树脂中而制得的聚合物的复合物，具有使用方便、色泽稳定的优点。但是，目前还没有生物降解塑料色母粒。使用普通的非降解塑料的色母粒来着色，使得生物降解塑料混入了非降解塑料成分，带来了性能下降以及不能完全降解的隐患。
[0005]据相关资料获悉，全球生物降解塑料的年均需求增长率约15%，中国将成为生物降解塑料需求量增长最快的市场，也滋生出更多色彩的需求，需要通过添加生物降解塑料色母粒来满足客户市场所需，未来色母粒将朝着多功能化、高颜色含量和高技术含量方向发展。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种生物降解塑料色母粒及其制备方法，通过将颜料添加到可生物降解的原料中，在不影响原料物理性能的基础上，实现优越的相容性和使用寿命。
[0007]为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下:
一种生物降解塑料色母粒，按重量百分比计，由以下组分组成:生物降解塑料载体60-85 %，填料 0-15%,颜料 5-25 %，助剂 2-9 % ；
其中，所述生物降解塑料载体为聚乳酸(PLA)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的一种或两种以上。
[0008]优选地，所述填料为二氧化硅(Si02)和/或碳酸钙(CaC03)，所述颜料为无机颜料或有机颜料，所述助剂由偶联剂、增塑剂及润滑剂组成，偶联剂、增塑剂及润滑剂均分别占助剂的重量百分比为30%~35%。
[0009]优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述增塑剂为己二酸二甘醇酯和/或甘油；所述润滑剂为油酸酰胺或芥酸酰胺。
[0010]优选地，所述生物降解塑料色母粒的形状为柱状。
[0011]上述生物降解塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)将按重量百分比计量的各组分加入混料器中，混合至均匀，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所得的混合物料加入螺杆挤出机中，经熔融挤出，冷却切粒，即得。
[0012]优选地，步骤(1)中所述混料器的转速为600~1000转/分钟，温度不高于50°C，搅拌混合10~30分钟。
[0013]优选地，步骤(2)中所述螺杆挤出机为双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的长径比为37:1-50:1，转速为 300-450 转 / 分钟。
[0014]进一步，所述双螺杆挤出机从进料端至出料端均分为五个区，温度依次设置为:第一区90°C ±5°C，第二区110°C ~130°C，第三区150°C ~170°C，第四区及第五区均为160。。?185 Γ ο
[0015]优选地，步骤(2)中所述冷却切粒采用风冷热切造粒。
[0016]所述生物降解塑料载体均为普通市售产品；所述填料的粒径均为微米级；所述颜料是环保无毒的有机颜料或无机颜料，其中，常用的有机颜料包括永固红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、永固黄、大紫等，常用的无机颜料包括金红石钛白粉、炭黑、群青等；所述生物降解色母粒的颜色有大红、橙色、黄色、绿色、天蓝、紫色、灰色、黑色、白色等，并可以复配成各种潘通色卡颜色；所述助剂为普通市售产品，起到增强粘合力、润滑及增加硬度的作用。
[0017]本发明以生物降解塑料为载体，加上颜料、填料及助剂，经过双螺杆挤出机挤出，制得生物降解塑料色母粒，其颜料分散性优异，并与生物降解塑料具有良好的匹配性；由于生物降解塑料载体将颜料和空气、水分隔离，有利于保持颜料的化学稳定性；色母粒与待着色树脂的颗粒度相近，在计量上更方便准确，混合时不会粘附于容器上，与待着色树脂的混合也较均匀，因此保证了色母粒添加量的稳定，从而保证了不同批次制品颜色的稳定；色母粒着色时，不会产生粉尘；保护了操作人员的健康及环境的清洁。
[0018]总之，本发明制得的色母粒物化性能优异，代替非降解塑料色母粒的使用，避免了生物降解塑料中混入不可降解的塑料成分，解决了生物降解塑料造粒着色的费时费力，以及颜料对生物降解塑料性能的影响等问题，可广泛应用于传统塑料加工工艺中，如注塑、吹塑、吹膜、片材等。
[0019]实施例1
一种白色柱状、ΡΒΑΤ专用的生物降解塑料色母粒，由以下组分按重量百分比计量组成:ΡΒΑΤ:70%，微米级Si02:6%，金红石钛白粉颜料:20%，硅烷偶联剂:1.25%，己二酸二甘醇酯:1.35%，油酸酰胺:1.4%;
上述生物降解塑料色母粒的制备方法，包括以下步骤:
(1)将按重量百分比计量的各组分加入高速混料器中，混料器的转速为700转/分钟，温度不高于50°C，搅拌混合20分钟至均匀，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所得的混合物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出，风冷热切造粒，即得。
[0020]其中，PBAT为巴斯夫公司的普通市售产品；双螺杆挤出机的长径比为42:1，转速为400转/分钟；双螺杆挤出机从进料端至出料端均匀分为五个区，温度依次设置为:第一区90°C，第二区110°C，第三区150°C，第四区160°C，第五区160°C。
[0021]实施例2
一种黄色柱状、PLA专用的生物降解塑料色母粒，由以下组分按重量百分比计量组成:PLA:65%，微米级Si02:10%，永固黄颜料:19%，硅烷偶联剂:2%，己二酸二甘醇酯:2%，油酸酰胺:2% ； 上述生物降解塑料色母粒的制备方法，包括以