CN115716980B - 一种全降解pla色母粒制备配方及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了应用于色母粒制备领域的一种全降解PLA色母粒制备配方及工艺，通过双轴搅拌单元在搅拌改性着色过程中，搅拌片进行水平轴方向上的搅拌操作，一号齿轮组带动转动横杆转动，使得位于通槽内部的搅拌叶形成竖直方向上的搅拌混合处理，由此形成双轴混合处理，同时能够借助内弯设计的搅拌叶形成捞抄效果，与搅拌片配合使得混合搅拌筒内部的物料实现全方位的搅拌处理，提高搅拌充分性和均匀性，并能通过活动杆陷落时摩擦尖端具有相应的收纳空间，以便降低软化粘附在摩擦尖端表面的PLA颗粒接触作用，方便粘附的PLA颗粒在离心作用下脱离摩擦件的表面，实现摩擦件表面粘附遮挡物的清理。
Description
技术领域
本发明涉及色母粒制备领域，特别涉及一种全降解PLA色母粒制备配方及工艺。
背景技术
全降解色母粒主要是由天然高分子或农副产品经微生物发酵或合成具有生物降解性的高分子制得，其中生物降解高分子主要有天然高分子、微生物合成高分子和化学合成高分子三大类，PLA以淀粉等天然物质为基础并通过微生物合成的生物降解塑料，对环境的保护具有重要意义。
现有的全降解PLA色母粒制备工艺在操作过程中，通常将PLA颗粒作为载体，与分散剂和颜料经过高速混合后加入双螺杆机，经熔融挤出，得到PLA降解色母粒，在混合时通常为单一的水平向搅拌混合，使得混合的均匀性不够彻底，此外在混合时，搅拌构件的表面通常设置有摩擦件使得PLA颗粒在混合摩擦过程中光滑的表面变得粗糙进而方便颜料的渗透与留存，但是摩擦过程中的摩擦会产生热量使得PLA颗粒变软，从而在混合摩擦过程中使得变软的PLA颗粒粘附在搅拌构件表面的摩擦件上，影响PLA颗粒的改性着色效果。
为此我们提出一种全降解PLA色母粒制备配方及工艺，通过提供双轴式的搅拌处理使得PLA颗粒与分散剂和颜料的搅拌更加充分，此外还能针对搅拌摩擦过程中产生的粘黏予以清理，使得搅拌构件表面的摩擦件的表面不被软化的PLA遮挡，以此保证PLA颗粒的改性着色效果。
发明内容
本申请目的在于提高全降解PLA色母粒在制备过程中的搅拌效率和搅拌充分性并对搅拌过程中粘黏在摩擦件表面的颗粒予以清除，保证PLA颗粒的改性着色效果，相比现有技术提供一种全降解PLA色母粒制备配方，配方的具体内容如下：
PLA颗粒：60%-74%；
混色颜料：10%-13％；
分散剂：8%-18%；
抗氧化剂：6%-12%；
偶联剂：2%-5%。
一种全降解PLA色母粒制备配方的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
步骤一：将PLA颗粒、混色颜料、分散剂、抗氧化剂和偶联剂按照比例投放进混合搅拌筒的内部进行双轴式搅拌混合；
步骤二：将步骤一得到的混合物加入双螺杆机，挤出机料仓，挤出造粒制得全降解PLA色母粒。
进一步的，混合搅拌筒的内部安装有双轴搅拌单元，双轴搅拌单元包括有转动内杆、转动外杆、搅拌片、转动横杆、搅拌叶和通槽，混合搅拌筒的内壁通过轴承安装有内部中空的转动外杆，转动外杆的外部环绕安装有等距布置的搅拌片，搅拌片的内部设有通槽，通槽的内壁通过轴承安装有延伸至转动外杆内部的转动横杆，且转动横杆的表面滑筒套接有磁筒，磁筒的表面环绕安装有位于通槽内部的搅拌叶，转动外杆的内部通过支杆连接有尾端延伸至混合搅拌筒下方的转动内杆，且转动内杆的表面与转动横杆位于转动外杆内部的端部通过一号齿轮组传动连接。
进一步的，一号齿轮组包括有一号锥齿轮和二号锥齿轮，转动横杆的端部表面套接有一号锥齿轮，转动内杆的表面套接有二号锥齿轮，且一号锥齿轮与二号锥齿轮均位于转动外杆的内部并啮合传动。
进一步的，搅拌叶的表面布置有摩擦件，摩擦件包括有摩擦尖端和锥台座，搅拌叶的表面贯穿安装有锥台座，锥台座远离搅拌叶的表面密封连接有摩擦尖端，且摩擦尖端的表面布置有刚性的摩擦粒。
进一步的，摩擦尖端的内顶壁固定连接有贯穿延伸至搅拌叶内部的活动杆，活动杆的尾端连接有磁吸盘，搅拌叶的内部布置有与摩擦件一一对应的限位滑筒，限位滑筒的底壁安装有电磁环和位于电磁环内侧的弹簧。
进一步的，活动杆的顶端表面安装有台阶式的锥台撑架，且锥台撑架位于摩擦尖端的内侧并与摩擦尖端等高。
进一步的，摩擦尖端为柔性材料制成，锥台座为刚性材料制成，且摩擦尖端与锥台座的高度比为1：2-3。
进一步的，通槽的一侧内壁镶嵌有电磁板，且电磁板与磁筒之间的作用力相互排斥。
进一步的，混合搅拌筒的外侧安装有搅拌支架，搅拌支架的一侧底端安装有支撑台，支撑台的表面固定有驱动电机，驱动电机的输出端套接有三号锥齿轮，转动外杆的尾端表面套接有四号锥齿轮，且三号锥齿轮与四号锥齿轮啮合传动。
相比于现有技术，本申请的优点在于：
（1）在搅拌物料时，转动外杆转动使得搅拌片进行水平轴方向上的搅拌操作，同时一号齿轮组带动转动横杆转动，使得位于通槽内部的搅拌叶形成与搅拌片搅拌混合方向相垂直方向上的搅拌混合处理，同时能够借助内弯设计的搅拌叶形成捞抄效果，将靠下方位的物料转移至靠上的搅拌方位，与搅拌片配合使得混合搅拌筒内部的物料实现全方位的搅拌处理，提高搅拌充分性和均匀性。
（2）摩擦尖端表面的刚性摩擦粒可提高颜料与PLA颗粒表面的留存作用，此外内部为中空状态的摩擦尖端和锥台座，使得后续活动杆陷落时摩擦尖端具有相应的收纳空间，以便降低软化粘附在摩擦尖端表面的PLA颗粒接触作用，方便粘附的PLA颗粒在离心作用下脱离摩擦件的表面，实现摩擦件表面粘附遮挡物的清理。
（3）在电磁环通电后与磁吸盘之间的磁力作用为相互吸引，活动杆下滑，摩擦尖端陷落，沾黏异物脱离摩擦件表面，-s后电磁环与磁吸盘之间的磁力作用为相互排斥，与弹簧的弹性作用相互配合使得活动杆将摩擦尖端撑起，以便继续进行PLA颗粒表面的粗糙处理。
（4）电磁板内部改变功率，可使得磁筒与通槽内壁之间的距离处于变化状态，进而调整搅拌叶在水平向的搅拌位置，从而使得搅拌操作更加全面化。
（5）锥台撑架的使用，可使得柔性的摩擦尖端在被活动杆撑起后能够保持填充状态的弧形设计而不被混合搅拌筒内部的物料挤压影响，确保摩擦处理时的面积最大化，此外锥台撑架在跟随活动杆下降时，摩擦尖端的内壁缺少支撑更加容易发生塌陷进而与软化粘黏的PLA颗粒脱离。
附图说明
图1为本申请的混合搅拌筒内部图；
图2为本申请的混合搅拌筒和驱动电机安装图；
图3为本申请的双轴搅拌单元示意图；
图4为本申请的图3中的A处放大图；
图5为本申请的搅拌叶表面摩擦尖端和锥台座安装图；
图6为本申请的搅拌叶内部安装图；
图7为本申请的摩擦尖端和锥台座仰视图；
图8为本申请的摩擦尖端陷落状态示意图；
图9为本申请的活动杆和锥台撑架安装图；
图10为本申请的摩擦尖端和锥台座以及活动杆安装示意图。
图中标号说明：
1、搅拌支架；2、混合搅拌筒；3、双轴搅拌单元；31、转动内杆；32、转动外杆；33、搅拌片；34、转动横杆；35、搅拌叶；36、通槽；341、一号锥齿轮；342、二号锥齿轮；351、摩擦尖端；352、锥台座；353、活动杆；354、磁吸盘；355、弹簧；356、电磁环；357、限位滑筒；358、锥台撑架；4、驱动电机；41、三号锥齿轮；42、四号锥齿轮。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种全降解PLA色母粒制备配方，配方的具体内容如下：
PLA颗粒：60%；
混色颜料：13％；
分散剂：18%；
抗氧化剂：6%；
偶联剂：2%。
一种全降解PLA色母粒制备配方的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
步骤一：将PLA颗粒、混色颜料、分散剂、抗氧化剂和偶联剂按照比例投放进混合搅拌筒2的内部进行双轴式搅拌混合；
步骤二：将步骤一得到的混合物加入双螺杆机，挤出机料仓，挤出造粒制得全降解PLA色母粒。
请参阅图1-4，混合搅拌筒2的内部安装有双轴搅拌单元3，双轴搅拌单元3包括有转动内杆31、转动外杆32、搅拌片33、转动横杆34、搅拌叶35和通槽36，混合搅拌筒2的内壁通过轴承安装有内部中空的转动外杆32，转动外杆32的外部环绕安装有等距布置的搅拌片33，搅拌片33的内部设有通槽36，通槽36的内壁通过轴承安装有延伸至转动外杆32内部的转动横杆34，且转动横杆34的表面滑筒套接有磁筒，磁筒的表面环绕安装有位于通槽36内部的搅拌叶35，转动外杆32的内部通过支杆连接有尾端延伸至混合搅拌筒2下方的转动内杆31，且转动内杆31的表面与转动横杆34位于转动外杆32内部的端部通过一号齿轮组传动连接。
具体的，在物料投放至混合搅拌筒2内部后，在驱动电机4提供的转矩支持下，转动内杆31带动转动外杆32转动，从而使得搅拌片33能够进行水平轴方向上的搅拌操作，同时转动状态的转动内杆31带动表面的一号齿轮组转动使得转动横杆34转动，进而带动位于通槽36内部的搅拌叶35转动，形成与搅拌片33搅拌混合方向相垂直方向上的搅拌混合处理，同时能够借助内弯设计的搅拌叶35形成捞抄效果，将靠下方位的物料转移至靠上的搅拌方位，与搅拌片33配合使得混合搅拌筒2内部的物料实现全方位的搅拌处理，提高搅拌充分性和均匀性。
请参阅图4，一号齿轮组包括有一号锥齿轮341和二号锥齿轮342，转动横杆34的端部表面套接有一号锥齿轮341，转动内杆31的表面套接有二号锥齿轮342，且一号锥齿轮341与二号锥齿轮342均位于转动外杆32的内部并啮合传动。
具体的，通过一号锥齿轮341和二号锥齿轮342的啮合传动，能够将转动内杆31的转动作用切换成平行于转动横杆34方向的转动作用，为搅拌叶35的转动提供支持。
请参阅图5，搅拌叶35的表面布置有摩擦件，摩擦件包括有摩擦尖端351和锥台座352，搅拌叶35的表面贯穿安装有锥台座352，锥台座352远离搅拌叶35的表面密封连接有摩擦尖端351，且摩擦尖端351的表面布置有刚性的摩擦粒。
具体的，摩擦尖端351表面的刚性摩擦粒可在搅拌过程中对接触的PLA颗粒表面产生划痕，使得PLA颗粒的表面变得粗糙，提高颜料与PLA颗粒表面的留存作用，此外内部为中空状态的摩擦尖端351和锥台座352，为活动杆353以及锥台撑架358提供安装空间和后续活动杆353陷落时摩擦尖端351具有相应的收纳空间，以便降低软化粘附在摩擦尖端351表面的PLA颗粒接触作用，方便粘附的PLA颗粒在离心作用下脱离摩擦件的表面，实现摩擦件表面粘附遮挡物的清理。
请参阅图6-8，摩擦尖端351的内顶壁固定连接有贯穿延伸至搅拌叶35内部的活动杆353，活动杆353的尾端连接有磁吸盘354，搅拌叶35的内部布置有与摩擦件一一对应的限位滑筒357，限位滑筒357的底壁安装有电磁环356和位于电磁环356内侧的弹簧355。
具体的，在摩擦尖端351陷落时，需要接通电磁环356，使得电磁环356通电后与磁吸盘354之间的磁力作用为相互吸引，使得活动杆353沿着限位滑筒357内壁下滑，进而带动与活动杆353尖端连接的摩擦尖端351陷落至锥台座352内部的空间中，吸引作用保持3-5s后电磁环356与磁吸盘354之间的磁力作用为相互排斥，在此过程中原先被压缩形变的弹簧355在自身弹性作用下释放向上的作用，与排斥作用相互配合使得活动杆353向上移动进而将陷落状态的摩擦尖端351予以撑起，以便继续进行PLA颗粒表面的粗糙处理。
请参阅图9，活动杆353的顶端表面安装有台阶式的锥台撑架358，且锥台撑架358位于摩擦尖端351的内侧并与摩擦尖端351等高。
具体的，锥台撑架358的使用，可使得柔性的摩擦尖端351在被活动杆353撑起后能够保持填充状态的弧形设计而不被混合搅拌筒2内部的物料挤压影响，确保摩擦处理时的面积最大化，此外锥台撑架358在跟随活动杆353下降时，摩擦尖端351的内壁缺少支撑更加容易发生塌陷进而与软化粘黏的PLA颗粒脱离。
请参阅图10，摩擦尖端351为柔性材料制成，锥台座352为刚性材料制成，且摩擦尖端351与锥台座352的高度比为1：2。
具体的，柔性材料使得摩擦尖端351的陷落成为可能，且摩擦尖端351与锥台座352之间的高度差使得摩擦尖端351的活动空间相对充分。
通槽36的一侧内壁镶嵌有电磁板，且电磁板与磁筒之间的作用力相互排斥。
具体的，电磁板内部改变功率，可使得磁筒与通槽36内壁之间的距离处于变化状态，进而调整搅拌叶35在水平向的搅拌位置，从而使得搅拌操作更加全面化。
混合搅拌筒2的外侧安装有搅拌支架1，搅拌支架1的一侧底端安装有支撑台，支撑台的表面固定有驱动电机4，驱动电机4的输出端套接有三号锥齿轮41，转动外杆32的尾端表面套接有四号锥齿轮42，且三号锥齿轮41与四号锥齿轮42啮合传动。
具体的，通过驱动电机4带动三号锥齿轮41转动，间接带动套接有四号锥齿轮42的转动外杆32转动，进而为双轴搅拌单元3的转动提供动力支持。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围内。
Claims (5)
1.一种全降解PLA色母粒制备方法，其特征在于，所述色母粒的配方如下：
PLA颗粒：60%-74%；
混色颜料：10%-13%；
分散剂：8%-18%；
抗氧化剂：6%-12%；
偶联剂：2%-5%；
其方法的制备步骤如下：
步骤一：将PLA颗粒、混色颜料、分散剂、抗氧化剂和偶联剂按照比例投放进混合搅拌筒（2）的内部进行双轴式搅拌混合，所述混合搅拌筒（2）的内部安装有双轴搅拌单元（3），所述双轴搅拌单元（3）包括有转动内杆（31）、转动外杆（32）、搅拌片（33）、转动横杆（34）、搅拌叶（35）和通槽（36），所述混合搅拌筒（2）的内壁通过轴承安装有内部中空的转动外杆（32），所述转动外杆（32）的外部环绕安装有等距布置的搅拌片（33），所述搅拌片（33）的内部设有通槽（36），所述通槽（36）的内壁通过轴承安装有延伸至转动外杆（32）内部的转动横杆（34），且转动横杆（34）的表面滑筒套接有磁筒，磁筒的表面环绕安装有位于通槽（36）内部的搅拌叶（35），所述转动外杆（32）的内部通过支杆连接有尾端延伸至混合搅拌筒（2）下方的转动内杆（31），且转动内杆（31）的表面与转动横杆（34）位于转动外杆（32）内部的端部通过一号齿轮组传动连接；
所述搅拌叶（35）的表面布置有摩擦件，摩擦件包括有摩擦尖端（351）和锥台座（352），所述搅拌叶（35）的表面贯穿安装有锥台座（352），所述锥台座（352）远离搅拌叶（35）的表面密封连接有摩擦尖端（351），且摩擦尖端（351）的表面布置有刚性的摩擦粒，所述摩擦尖端（351）的内顶壁固定连接有贯穿延伸至搅拌叶（35）内部的活动杆（353），所述活动杆（353）的尾端连接有磁吸盘（354），所述搅拌叶（35）的内部布置有与摩擦件一一对应的限位滑筒（357），所述限位滑筒（357）的底壁安装有电磁环（356）和位于电磁环（356）内侧的弹簧（355）；
所述摩擦尖端（351）为柔性材料制成，所述锥台座（352）为刚性材料制成，且摩擦尖端（351）与锥台座（352）的高度比为1：2-3，在摩擦尖端（351）陷落时，需要接通电磁环（356），使得电磁环（356）通电后与磁吸盘（354）之间的磁力作用为相互吸引，使得活动杆（353）沿着限位滑筒（357）内壁下滑，进而带动与活动杆（353）尖端连接的摩擦尖端（351）陷落至锥台座（352）内部的空间中，吸引作用保持3-5s后电磁环（356）与磁吸盘（354）之间的磁力作用为相互排斥，在此过程中原先被压缩形变的弹簧（355）在自身弹性作用下释放向上的作用，与排斥作用相互配合使得活动杆（353）向上移动进而将陷落状态的摩擦尖端（351）予以撑起；
步骤二：将步骤一得到的混合物加入双螺杆机，挤出机料仓，挤出造粒制得全降解PLA色母粒。
2.根据权利要求1所述的一种全降解PLA色母粒制备方法，其特征在于，所述一号齿轮组包括有一号锥齿轮（341）和二号锥齿轮（342），所述转动横杆（34）的端部表面套接有一号锥齿轮（341），所述转动内杆（31）的表面套接有二号锥齿轮（342），且一号锥齿轮（341）与二号锥齿轮（342）均位于转动外杆（32）的内部并啮合传动。
3.根据权利要求1所述的一种全降解PLA色母粒制备方法，其特征在于，所述活动杆（353）的顶端表面安装有台阶式的锥台撑架（358），且锥台撑架（358）位于摩擦尖端（351）的内侧并与摩擦尖端（351）等高。
4.根据权利要求1所述的一种全降解PLA色母粒制备方法，其特征在于，所述通槽（36）的一侧内壁镶嵌有电磁板，且电磁板与磁筒之间的作用力相互排斥。
5.根据权利要求1所述的一种全降解PLA色母粒制备方法，其特征在于，所述混合搅拌筒（2）的外侧安装有搅拌支架（1），所述搅拌支架（1）的一侧底端安装有支撑台，支撑台的表面固定有驱动电机（4），所述驱动电机（4）的输出端套接有三号锥齿轮（41），所述转动外杆（32）的尾端表面套接有四号锥齿轮（42），且三号锥齿轮（41）与四号锥齿轮（42）啮合传动。
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Denomination of invention: A formula and process for preparing fully degradable PLA masterbatch Granted publication date: 20230905 Pledgee: Yanjiang sub branch of Zhejiang Linhai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Taizhou pulide New Material Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980028491 |