聚合物组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及含有生物聚合物例如聚乳酸（PLA)、和至少一种第二聚合物的组合物。
【背景技术】
[0002] 聚乳酸（PLA)是衍生自再生资源（例如玉米、糖用甜菜和木薯）的合成脂族聚酯， 其最终可在堆肥条件下降解。
[0003] 虽然已有利用PLA用于多种最终用途应用的尝试，但是已知PLA是脆性的且表现 出低的韧性，这可产生低冲击强度的产品或物品。PLA的耐冲击性可以通过使用现有的聚 合物型冲击调节剂进行调节；然而，目前可获得的聚合物型冲击调节剂总是降低PLA材料 的透明度。例如，液态增塑剂可以高的含量（>15%)使用来改善PLA的耐冲击性，然而，在 PLA共混物的寿命期间，存在增塑剂的迀移。此外，在不避免促进增塑剂迀移的重结晶的情 况下，在结晶PLA中使用液态增塑剂是不可能的。
[0004] 已对冲击调节剂（例如橡胶、聚（乙二醇）（PEG)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 (ABS))进行测试。然而，这些冲击调节添加剂和PLA基体之间的不溶混性是主要的缺点。
[0005] 可商购获得的BioStrength? 150(甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯-共聚物 (MBS))是目前可获得的用于PLA的最佳冲击调节剂之一；然而，当加入15% (重量/重量） 的BioStrength? 150时，所得PLA材料的雾度从纯PLA的5增加到95。另一个商业产品 BioStrength? 28〇(丙烯酸类核壳冲击调节剂）是不太有效的冲击调节剂，尽管所得的 PLA材料据称保持透明。然而，本发明人观察到：加入15% (重量/重量）的BioStrength? 280产生了雾度为44的材料。
[0006] 增塑剂是提高材料流动性的添加剂。常用的增塑剂是柠檬酸三丁酯（TBC)和乙酰 柠檬酸三丁酯（ATBC)。然而，当15 %的TBC或ATBC与PLA混合时，在夏季的室温（25-30°C ) 下储存数天后，本发明人观察到增塑剂的迀移。
[0007] 相应地，据称Grinsted增塑剂不迀移，然而，本发明人观察到，含Grinsted增塑剂 的PLA在储存期间变白。另外，差示扫描量热法（DSC)表明老化的材料开始结晶。因此，可 以说，该材料在较长时间期间是不稳定的。
[0008] 其他常用的聚合物调节剂是苯乙烯嵌段共聚物，例如聚（苯乙烯-丁二烯-苯乙 烯）、或SBS。本发明人实施的进一步研究表明：PLA与SBS的共混物即使在低至10% (重 量/重量）的SBS浓度时还表现出完全不相容性。
[0009] 因此有必要改善现有技术的组合物。
【发明内容】
[0010] 本发明的第一方面提供组合物，其含有：
[0011] -至少一种第一聚合物，选自聚乳酸（PLA)、淀粉、聚丁二酸丁二醇酯（PBS)、聚（己 二酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸酯）（PBAT)和它们的混合物；
[0012] -至少一种第二聚合物，选自聚丁二烯（PB)、高抗冲聚苯乙烯（HIPS)、或它们的混 合物；和
[0013] -至少一种聚乳酸（PLA)和聚丁二烯（PB)的嵌段共聚物。
[0014] 本发明人已惊奇地发现，PLA和PB的嵌段共聚物是用于含有生物聚合物（例如聚 乳酸PLA)、和其他聚合物（例如聚丁二烯）的组合物的良好增容剂。此外，本发明人已经表 明，根据本发明的组合物具有改善的耐冲击性。
[0015] 本发明的第二方面涵盖了制备根据本发明的第一方面的组合物的方法，所述方法 包括以下步骤：
[0016] 使至少一种第一聚合物与至少一种第二聚合物和至少一种PLA和PB的嵌段共聚 物接触，其中，所述第一聚合物选自聚乳酸（PLA)、淀粉、聚丁二酸丁二醇酯（PBS)、聚（己二 酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸酯）（PBAT)和它们的混合物，所述第二聚合物选自聚丁二烯 (PB)、高抗冲聚苯乙烯（HIPS)、或它们的混合物。
[0017] 本发明的第三方面涵盖了含有根据本发明的第一方面的组合物的物品，或者，采 用根据本发明的第二方面的方法形成的物品。
[0018] 本发明的优选实施方式公开在具体的说明书和所附的权利要求书中。在下面的段 落中，更详细地定义本发明的不同方面。除非明确地另外指明，如此定义的每个方面可以与 任意的一个或多个其他方面组合。特别地，指明为优选或有利的任意特征可以与任意的一 个或多个指明为优选或有利的其他特征组合。
【附图说明】
[0019] 图1示出了表明根据本发明的实施方式的组合物A1的DSC曲线的图。
[0020] 图2示出了表明组合物A2的DSC曲线的图。
[0021] 图3示出了根据本发明实施方式的组合物A1的扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0022] 图4示出了组合物A2的扫描电子显微镜（SEM)图像。
[0023] 图5示出了组合物A3的扫描电子显微镜（SEM)图像。
【具体实施方式】
[0024] 除非上下文另有指示，当描述本发明时，使用的术语根据以下定义解释。
[0025] 除非另有定义，在公开本发明中所用的全部术语（包括技术术语和科学术语）具 有如本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义。通过进一步的引导，包括术语的 定义来更好地理解本发明的教导。
[0026] 在以下段落中，将更详细地定义本发明的不同方面。除非明确地另外指明，如此定 义的每个方面可以与任意一个或多个其他方面相组合。特别地，指明为优选或有利的任意 特征可以与任意一个或多个指明为优选或有利的其他特征组合。
[0027] 本说明书全文中所指的"一个实施方式"或"实施方式"意味着针对实施方式所描 述的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，本说明书全文中的 不同位置处出现的短语"在一个实施方式中"或"在实施方式中"不一定全部是指相同的实 施方式，但可以是指相同的实施方式。此外，具体的特征、结构或特性可以在一个或多个实 施方式中以本领域技术人员从该公开内容显见的任意合适的方式结合。此外，虽然本文描 述的某些实施方式包括在其它实施方式中包含的一些特征而没有其它的特征，但不同实施 方式的特征的组合意在本发明的范围内，且形成不同的实施方式，如本领域技术人员将理 解的。
[0028] 如本文使用的术语"含有"、"包含"和"由…组成"与"包括"、"包含"或"含有"、"具 有"同义，并且是包容性的或开放式的且不排除另外的未列举的成员、要素或方法步骤。应 当理解的是，如本文所用的术语"含有"、"包含"和"由…组成"包括术语"由…组成"、"包括" 和"由…构成"。
[0029] 除非上下文明确地另外指明，如在本说明书和所附权利要求书中所用的单数形式 "一"、"一个"和"该"包括复数指代物。作为例子，"一层"意味着一个层或多于一个层。
[0030] 除非另有定义，本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本领域技术人员通常 所理解的相同含义。本文引用的所有出版物都以引用的方式纳入到本文中。
[0031] 通过端点的数值范围列举包括所有的整数，且在适当的情况下包括归入该范围内 的分数（举例来说，当表示诸如要素的数量时，1-5可以包括1、2、3、4,而且，当表示诸如测 量结果时，1-5还可以包括1. 5、2、2. 75和3. 80)。端点的列举还包括端点值本身（例如， 1. 0-5. 0包括1. 0和5. 0这两者）。本文列举的任何数值范围均旨在包括所有归入其中的 子范围。
[0032] 本发明提供包含如下的组合物：
[0033] -至少一种第一聚合物，选自聚乳酸、淀粉、聚丁二酸丁二醇酯、聚（己二酸丁二醇 酯-共-对苯二甲酸酯）、和它们的混合物；优选地，其中所述至少一种第一聚合物是聚乳 酸；
[0034]-至少一种第二聚合物，选自聚丁二烯、高抗冲聚苯乙烯、或它们的混合物；优选 地，其中所述至少一种第二聚合物是聚丁二烯；和
[0035] -至少一种聚乳酸和聚丁二烯的嵌段共聚物，在本文中也称作PLA-PB嵌段共聚 物。
[0036] 本组合物含有至少一种第一聚合物，其选自聚乳酸、淀粉、聚丁二酸丁二醇酯、聚 (己二酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸酯）、和它们的混合物。
[0037] 举例来说，基于所述组合物的总重量，所述组合物可含有5重量％ -95重量％，例 如10重量％ -90重量％，例如20重量％ -80重量％，例如30重量％ -70重量％的所述至 少一种第一聚合物。
[0038] 在优选实施方式中，所述至少一种第一聚合物是聚乳酸。
[0039] 如本文所用的，术语"聚乳酸"或"聚丙交酯"或"PLA"可互换使用，且是指含有 源于乳酸的重复单元的聚（乳酸）聚合物。合适等级的聚乳酸的例子包括但不限于，来 自 Synbra Technology bv 的 SynteiTa::? 丨)丨.I.Λ 1010、.NatureWorks? PLA 聚合物 6201D、 MatoreWo