[發明專利]聚合物組合物和包含聚乳酸和聚烯烴的制品

有效

• 申請號: 200980115506.4
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN102015873A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 迪米特里斯·I·科利亞斯;諾曼·S·布羅伊勒斯;約翰·A·麥克丹尼爾
• 申請（專利權）人: 寶潔公司
• 主分類號: C08L23/00
• 分類號: C08L23/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳桉

發明領域

本發明涉及聚合物組合物以及由所述組合物模塑的制品和制備所述組合物的方法，所述組合物包含聚乳酸(PLA)、聚烯烴、和任選的非反應性熔體強度增強添加劑(NRMSEA)。

發明背景

目前發現，聚烯烴在從包裝到功能性產品例如醫療器械和一次性消費品的許多應用中被廣泛使用。它們不僅安全，而且重量輕并且相對便宜。聚烯烴相對容易通過各種成型操作來熔融加工成它們的最終形態，并且由于它們良好的熱穩定性和惰性特性，其也容易被回收。它們由于這樣的多種特性而在現代社會中無處不在。

目前可商購獲得的聚烯烴得自石油和/或天然氣，它們是有限的自然資源。由于聚烯烴的來源是有限的，所以聚烯烴的價格是與原油和天然氣的價格波動聯系在一起的。最近，經濟上、社會上、環境上和政策上對于減少對有限資源例如石油和天然氣的依賴以及將其替換為得自可再生原料的材料的壓力已經增大。最理想地，這種可再生材料具有與那些傳統聚烯烴相近的可加工性和性能特性以及成本結構。同樣期望的是，這種可再生材料保持傳統聚烯烴的可回收性并且不顯著改變現今場所中高密度聚乙烯(HDPE)的回收基礎設施。

可再生熱塑性材料的實例是聚乳酸(PLA)，其為得自可再生農產品的脂族聚酯。PLA已經用于許多應用之中，例如水瓶和保鮮工藝的吸塑包裝，以完全取代聚烯烴或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。但是，由于PLA有限的可加工性(即，熔體強度差，這就不允許將其擠壓吹塑為瓶子)、有限的可回收性(即，缺少專門的回收流，可能污染PET回收流，如下所述)和所述材料的其它不利性質(即，熱變形溫度低、隔水差、在非食品包裝應用中遇到的對溶劑和表面活性劑抗性差)，其沒有得到廣泛的使用。

已經通過向較低濃度(小于約50重量％)的PLA添加其它組分來努力改變PLA的一些性質(即，熔體強度差)。例如，已經向濃度小于約50重量％的PLA添加聚烯烴及其共聚物來改善PLA的沖擊性能。但是，這種PLA和聚烯烴混合物的加工與聚烯烴，例如HDPE的加工不同，需要額外的預加工步驟和使用雙螺桿擠出機以及反應性熔體強度增加添加劑(RMSEA)，以實現較少的聚烯烴相在PLA連續相中的充分分散。預加工需要將PLA顆粒和聚烯烴顆粒熔融、混合、冷卻、固化，然后切割為PLA/聚烯烴顆粒，然后將其裝入雙螺桿擠出機。雙螺桿擠出機和/或RMSEA的使用顯著增加了生產工藝的成本和復雜性。在擠壓吹塑中，塑模機通常結合單螺桿擠出機而不是雙螺桿擠出機。對于RMSEA，這些添加劑的使用需要對生產工藝進行監測和更大的控制。RMSEA的使用還需要純化步驟以除去未反應的反應物，并且其可產生揮發性的產物，這就必須使用雙螺桿擠出機來排放這種揮發性產物。因此，過去教導PLA和聚烯烴的混合物無法簡單地取代聚烯烴例如HDPE，和在傳統的聚烯烴加工平臺(即傳統的擠壓吹塑平臺)上使用單螺桿擠出機且不進行預加工或使用RMSEA進行加工。

此外，由于從主PET回收流中分離這種由PLA和聚烯烴混合物制備的產物存在困難，因此目前這種產物不能回收。存在兩個主要的塑料回收流：HDPE流和PET流(PET是透明的塑料，被HDPE污染后損害了其透明度，即，PET變得渾濁)。在回收前，使用水基分離系統通過密度來分離兩種塑料。PET的密度大于水的密度1g/cm³，其在水基分離系統中下沉。HDPE的密度小于1g/cm³并且其漂浮在水基分離系統中。由HDPE和PLA的共混物制備的容器密度大于1g/cm³，其中PLA的濃度為大約30％或更大。這種容器在水基分離系統中下沉，因此會污染PET流。

因此，在與聚烯烴的可加工性、性能、可回收性和成本相近但包含可再生聚合物的聚合物組合物方面仍然存在著需求。

例證性實施方案的內容

本發明涉及用于生產包含可再生材料的制品的組合物，特別是用于模塑成這種制品的聚合物組合物。所述組合物包含濃度大于約0.1重量％的PLA和小于約15重量％的聚烯烴，和任選的NRMSEA。組合物中可包含或不包含NRMSEA，這取決于組合物中PLA的濃度。

還提供了制備制品的方法，所述制品包含濃度大于約0.1重量％并且小于約15重量％的PLA、聚烯烴，和任選的NRMSEA。取決于PLA的濃度，可包含或不包含NRMSEA。

例證性的和優選的實施方案的詳細描述

盡管本說明書以特別指出并清楚地要求保護本發明的權利要求書作出結論，但據信通過以下說明可更好地理解本發明。