包含热塑性淀粉的聚烯烃组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 一般而言本发明设及聚締姪组合物。具体地，本发明设及包含聚締姪和降解助剂 的聚締姪组合物、制备该组合物的方法和由其形成的产品。
【背景技术】
[0002] 由于聚締姪例如聚己締和聚丙締的相对低的成本、良好的机械性能和长期稳定 性，它们的使用已大量增加。然而，该使用的增加已产生了很多与聚合物处置和环境问题相 关的挑战。
[0003]-方面，聚締姪优良的物理性能和长期稳定性使得它们对于用于消费产品制造中 是特别有吸引力的。另一方面，当消费产品最终成为填埋地的废弃物时它们的长期稳定性 变成了问题。具体而言，聚締姪在自然环境中不易降解，并且可W持续存在数百年。
[0004] 因此，一个挑战是开发一种聚締姪组合物，其在它的消费寿命（即它的"有效寿 命"）期间表现出与相应的传统聚締姪组合物相似（若非相同）的性能，但当其成为废弃物 并且进入填埋地时可W更容易地降解。
[0005] 作为回应，已开发出所谓的"控制降解"聚締姪组合物。例如，将金属（例如镶、铜、 钻）盐与聚締姪混合从而W受控方式加速其降解。因此，可W用W下方式制备聚締姪组合 物：由其衍生的消费产品的降解时间被安排为与该产品的有效寿命的预期终点同时发生。 W该种方式，消费产品当在填埋地中时将更易于降解。
[0006] 加速聚締姪降解的试剂（相对于不含该试剂的聚締姪），例如上述的金属盐在本 领域被称为"降解助剂"。
[0007] 已示出在聚締姪组合物中使用降解助剂对加速降解是有效的。
[0008] 本领域技术人员应当理解，本上下文中术语"降解"旨在表示由聚締姪组合物制成 的产品由于聚締姪的分子量降低而经历脆化，然后是碎裂或粉碎。该种降解在本领域被称 为氧降解（oxo-degradation)，并且不能将其与需要微生物作用的生物降解混淆。
[0009] 因此，当经历氧降解时聚締姪的物理性能降低，并且由其制成的产品变脆至它们 可W容易地碎裂成较小的块的程度。产生的粉碎的降解产品有利地呈现减小的体积并且因 此具有较低的填埋地影响。另外，产品的粉碎使得该聚合物组合物随时间过去更易于受到 经由生物降解的生物同化作用。
[0010] 然而，传统降解助剂的使用在W下方面可能是有问题的：它们本身有毒并且在经 降解的聚合物内产生有毒的残余物。例如很多降解助剂是基于有毒重金属盐的。
[0011] 此外，传统的受控可降解聚締姪组合物大体上包含高比例的不可再生的石油资源 (例如至少聚締姪）并且因此产生额外的可持续性和环境问题。至少部分由可再生资源制 成的可生物降解的聚合物是已知的，但它们通常表现出相对于聚締姪较差的物理性能。
[0012] 因此，机会仍然存在于开发替代的聚締姪组合物，其解决或缓解一个或多个与传 统聚締姪组合物相关的劣势或缺陷，或至少提供一种有效的替代的聚締姪组合物。
【发明内容】
[0013] 因此，本发明提供了一种包含聚締姪、两亲聚合物增容剂、铁栋桐酸盐和热塑性淀 粉和/或其构成组分的聚締姪组合物。
[0014] 本领域技术人员将理解，包含聚締姪和淀粉的组合物因具有相对差的物理和/或 降解性能而知名。
[0015] 现已发现根据本发明的组合物的组分可W被烙融混合W提供聚締姪组合物，其显 示了优良的物理性能，并且还可W被调整为在一段期望的时间之后W受控方式降解。最值 得注意的是，该烙融混合的组合物可W保持聚締姪的有利的物理性能，引入显著的可再生 的内含物（例如铁栋桐酸盐和热塑性淀粉），并且呈现了W受控方式降解的能力。
[0016] 因此，不仅可W制备根据本发明的组合物W使其W受控方式降解，从而帮助使填 埋地的影响最小化，而且该组合物还具有较低的石油化学衍生的内含物。由该组合物制造 的消费产品可W呈现该优势，并且在其有效寿命期间仍显示优良的物理性能。
[0017] 可组分的物理共混物、组分的烙融混合共混物或其组合的形式提供根据本发 明的组合物。
[0018] 例如，可所有组分的烙融混合共混物的形式提供该组合物。
[0019] 还可两种或更多种烙融混合共混物的物理共混物的形式提供该组合物，各烙 融混合共混物由两种或更多种组分制成。例如，组合物可W包含（1)聚締姪和铁栋桐酸盐 的烙融混合共混物和（2)聚締姪、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的烙融混合共混物的物 理共混物。组合物还可W包含W下的物理共混物；（1)聚締姪和铁栋桐酸盐的烙融混合共 混物、（2)聚締姪、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的烙融混合共混物和（3)聚締姪。
[0020] 还可-种或更多种组分与一种或更多种由两种或更多种组分制成的烙融混 合共混物的物理混合物的形式提供该组合物。例如，组合物可W包含W下的物理共混物： (1)聚締姪和铁栋桐酸盐的烙融混合共混物、（2)聚締姪、（3)两亲聚合物增容剂和（4)热 塑性淀粉和/或其构成组分。
[0021] 当不是W所有组分的烙融混合共混物的形式提供组合物时，应当理解通常将制备 该样的组合物W使其最终被烙融混合并且形成其中所有组分的烙融混合共混物。
[0022] 当通过烙融混合（a)两种或更多种烙融混合共混物，各烙融混合共混物由两种或 更多种组分制备，或一种或更多种组分与一种或更多种由两种或更多种组分制成的烙融混 合共混物来制备烙融混合形式的组合物时，可W在该组合物的组分的加工性和总体增容作 用方面获得优势。
[0023] 可烙融混合组合物的形式提供/使用热塑性淀粉本身，或可W在组合物的烙 融混合期间由其构成组分原位制备热塑性淀粉。因此，根据本发明的组合物可W包含聚締 姪、两亲聚合物增容剂、铁栋桐酸盐和热塑性淀粉和/或热塑性淀粉的构成组分，即淀粉和 一种或更多种增塑剂。在使用热塑性淀粉的构成组分的情况下，在被烙融混合时组合物中 的淀粉和一种或更多种增塑剂将被转化成热塑性淀粉，所得到的烙融混合组合物将包含热 塑性淀粉。换言之，在根据本发明的烙融混合组合物中，旨在于在烙融混合期间将预烙融混 合组合物中的热塑性淀粉的任何构成组分都基本上转化成热塑性淀粉。
[0024] 在物理共混物的形式中，本领域技术人员将理解，由于铁栋桐酸盐降解助剂可能 未与组合物的其他组分均匀混合，组合物本身可能未表现出受控降解性。
[0025]根据本发明的某些组合物可W被描述为包含聚締姪、两亲聚合物增容剂、铁栋桐 酸盐和热塑性淀粉的可降解聚締姪组合物。
[0026]被提供为呈"可降解的"聚締姪组合物的形式意指W烙融混合共混物的形式提供 组合物的组分（即聚締姪、两亲聚合物增容剂、铁栋桐酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组 分）。
[0027]因此，本发明还可W被描述为提供可降解的聚締姪组合物，其包含聚締姪、两亲聚 合物增容剂、铁栋桐酸盐和热塑性淀粉作为完整的均质共混物。
[0028]本发明还可W被描述为提供可降解的聚締姪组合物，其包含聚締姪、两亲聚合物 增容剂、铁栋桐酸盐和热塑性淀粉的烙融混合共混物。
[0029]为了帮助调整在制造之后根据本发明的组合物开始剧烈降解的时间点，在组合物 中包含氧化抑制剂可能是期望的。该样的氧化抑制剂在本领域通常被称为"稳定剂"，并且 包括酪类抗氧化剂、自由基清除化合物、有机亚磯酸醋和紫外线扣V)吸收化合物。
[0030]在一个实施方案中，根据本发明的组合物还包含氧化抑制剂。
[0031]本发明的组合物中铁栋桐酸盐作为降解助剂的效率和有效性可W通过控制其粒 度而被有利地增强。
[0032]在一个实施方案中，铁栋桐酸盐的平均粒度小于1微米，例如在约80nm至约800nm的范围内，或在约80皿至约600皿的范围内。
[0033]本发明还提供了制备聚締姪组合物的方法，该方法包括烙融混合一种或更多种包 含聚締姪、两亲聚合物增容剂、铁栋桐酸盐和热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物。
[0034]在一个实施方案中，方法包括使包含聚締姪和铁栋桐酸盐的组合物与包含聚締 姪、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉和/或其构成组分的组合物烙融混合。
[00巧]在另一个实施方案中，方法包括使（1)包含聚締姪和铁栋桐酸盐的烙融混合组合 物，与（2)包含聚締姪、两亲聚合物增容剂和热塑性淀粉的烙融混合组合物烙融混合。
[0036]在另一个实施方案中，方法包括使（1)包含聚締姪和铁栋桐酸盐的烙融混合组合 物，与（2)包含聚締姪、两亲聚合物增容剂、热塑性淀粉的烙融混合组合物W及（3)聚締姪 烙融混合。
[0037]为了帮助描述本发明，方便地将包含聚締姪、两亲聚合物增容剂、铁栋桐酸盐和热 塑性淀粉的烙融混合共混物称为"可降解的聚締姪组合物"。
[0038]在一种烙融混合共混物包含聚締姪、两亲聚合物增容剂、铁