[發明專利]用于制造具有高熱變形溫度的制品的可生物降解聚合物組合物

有效

• 申請號: 201380078522.7
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN105452375B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: N·馬瑞尼;A·拉里斯
• 申請（專利權）人: 諾瓦蒙特股份公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L67/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 汪宇偉

本發明涉及特別適用于通過注塑和熱成型制造具有高熱變形溫度(HDT)的制品的可生物降解聚合物組合物。

本發明還涉及制造所述組合物的方法和由此獲得的制品。

聚乳酸是一種源于可再生來源的可生物降解的熱塑性聚酯。其機械性質使其成為替代常規熱塑性聚合物的理想候選，特別是在需要高剛性的應用的情況下，例如用于制造一次性餐具、硬質容器或飲料容器蓋。

盡管在事實上，聚乳酸可以以最小的改性用于普通機械，其某些性質迄今為止仍未令其廣泛和普遍地用作常規熱塑性材料的替代品。

在注塑行業，例如，與使用聚乳酸及其與其它可生物降解聚合物的組合物相關的最大困難之一在于由此制成的制品在高于環境溫度的溫度下受到高負荷時極易變形。這是因為在使用普通的注塑生產方法獲得的制品中，聚乳酸主要以非晶態聚合物的形式存在，其因此僅在充分低于其玻璃化轉變溫度(大約60℃)時才是剛性的。通常通過提高聚乳酸的百分比結晶度，例如通過對制品施以退火熱處理來減輕這種傾向。

然而，即使這種技術帶來制品熱變形溫度的顯著提高，其仍會造成其變形。因此，在設計和制造所述制品的階段必須采取特別的預防措施，這對它們的工業加工性產生不利的影響。

考慮到上面的情況，因此合意的是具有能夠在不影響其尺寸穩定性的情況下經濟有效地轉變為具有高熱變形溫度的制品的含聚乳酸的可生物降解組合物。

特別地，本發明涉及用于制造具有高熱變形溫度的制品的可生物降解聚合物組合物，其包含：

i)相對于組分i和ii的總和為40-70重量％、優選45-65重量％的乳酸的聚酯；

ii)相對于組分i和ii的總和為30-60重量％、優選35-55重量％的包含二羧基組分和二醇組分的至少一種芳族脂族聚酯(AAPE)，其包含以下結構單元：

—[—O—(R₁₁)—O—C(O)—(R₁₃)—C(O)—]—

—[—O—(R₁₂)—O—C(O)—(R₁₄)—C(O)—]—

其中二醇組分包含衍生自二醇的—O—(R₁₁)—O—和—O—(R₁₂)—O—單元，其中R₁₁和R₁₂相同或不同，并選自C2-C14亞烷基、C5-C10亞環烷基、C2-C12氧基亞烷基、雜環基團及其混合物，

其中二羧酸組分包含衍生自脂族二酸的—C(O)—(R₁₃)—C(O)—單元和衍生自芳族二酸的—C(O)—(R₁₄)—C(O)—單元，其中R₁₃選自C0-C20亞烷基及其混合物，衍生自芳族二酸的單元的摩爾百分比為二羧基組分的超過50％并且小于或等于70摩爾％；

iii)相對于可生物降解聚合物組合物的總重量為0至小于1重量％的纖維素纖維；

iv)相對于可生物降解聚合物組合物的總重量為1-10重量％、優選2-6重量％的成核劑，所述成核劑選自包含1,4-亞丁基琥珀酸酯的重復單元的聚酯、滑石及其混合物。

就涉及乳酸聚酯(組分i)而言，這有利地選自聚-L-乳酸、聚-D-乳酸和聚-D-L-乳酸的立體復合物或其混合物。

具有超過50,000的分子量Mw和50-500Pas、優選100-300Pas(按照標準ASTM D3835在T＝190℃、剪切速率＝1000s^-1、D＝1mm、L/D＝10下測得)的剪切粘度的含有至少95重量％的衍生自L-乳酸或D-乳酸或其組合的重復單元的聚乳酸的聚合物或共聚物是特別優選的。

在特別優選的實施方案中，乳酸聚酯包含98重量％的衍生自L-乳酸的單元，2％的衍生自D-乳酸的重復單元，具有160-170℃的熔點，55-65℃的玻璃化轉變溫度(Tg)和10-60克/10分鐘、優選15-40克/10分鐘的MFR(按照標準ASTM-D1238在190℃和2.16千克下測得)。

可以按照本領域已知的任何一種方法來進行制造乳酸聚酯的過程。特別地，聚酯可以有利地經由通過打開來自交酯的環的聚合反應來獲得。

就涉及脂族-芳族聚酯AAPE(組分ii)而言，二羧基組分包含衍生自上述類型的脂族二酸和芳族二酸的單元。

在脂族二酸中，琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸,十二烷二酸,十三烷二酸,十六烷二酸和十八烷二酸是特別優選的。這些二酸的混合物也是特別有用的。

還包括在鏈中具有不飽和的二酸，例如衣康酸和馬來酸。