专利名称：相容性试剂和树脂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相容性试剂和包含该相容性试剂的树脂组合物。更具体地，本发明涉及一种用于制备具有优良耐热性和抗冲击性的树脂组合物的相容性试剂，和包含该相容性试剂的树脂组合物。
背景技术：
聚(乳酸)已被用作用于(生物可降解)树脂组合物的材料。然而，聚(乳酸)通常具有刚性和缺乏抗冲击性的性能，因此其通常仅用于有限的应用。
在例如专利文献1中公开了可改善该性能的技术。该技术包括在聚(羟基羧酸)中加入包含乳酸单元和聚酯单元的抗冲改性剂，由此得到的聚酯组合物不易喷霜，从而保持完整的挠性和透明性，并具有抗冲击性。
专利文献1JP-A-2001-335623然而，在上述技术中，待与聚(羟基羧酸)混合的抗冲改性剂具有不充分的相容性，在其比例很低时其产生的效果也低。因此为了获得抗冲击性充分改善的效果，需要提高聚酯组合物中抗冲改性剂的比例。另一方面，抗冲改性剂具有高的挠性，因此该技术产生了如下问题。抗冲改性剂比例的提高改善挠性，但同时降低其软化温度，这会导致其耐热性差。
发明概述本发明是为克服上述问题而做出的。
本发明的目的在于提供一种能够为树脂组合物提供优良耐热性和抗冲击性的相容性试剂。
本发明的另一目的在于提供一种包含该相容性试剂的树脂组合物。
本发明的其它目的和效果将通过下面的描述变得显而易见。
本发明人进行了广泛的研究。结果发现，通过使用下面的组成实现了发明目的，因此完成了本发明。
本发明提供如下技术方案(1)一种相容性试剂，其是组分A和组分B的嵌段共聚物，其中组分A包含聚(D-乳酸)或D-乳酸/淀粉共聚物树脂，组分B包含熔点或软化点不高于聚(乳酸)熔点或软化点的生物可降解树脂。
(2)一种树脂组合物，其包含聚(L-乳酸)和如上述(1)中所述的相容性试剂。
本发明的相容性试剂具有加速结晶的作用，当其与聚(L-乳酸)混合时，可以为树脂组合物提供优良的耐热性和抗冲击性。
发明详述下面将对本发明的相容性试剂和树脂组合物进行详细解释。
本发明的相容性试剂是组分A和组分B的嵌段共聚物，其中组分A包含聚(D-乳酸)或D-乳酸/淀粉共聚物树脂，组分B包含熔点或软化点不高于聚(乳酸)熔点或软化点的生物可降解树脂。该嵌段共聚物的类型没有特别限定，可以是A-B型、A-B-A型和B-A-B型中的任意一种。
熔点或软化点不高于聚(乳酸)熔点或软化点的生物可降解树脂，即本发明相容性试剂中的组分B，没有特别限定。其实例包括商用树脂，例如聚己酸内酯、己酸内酯/丁二醇琥珀酸酯共聚物、聚(丁二醇己二酸酯-对苯二甲酸酯)、聚(丁二醇琥珀酸酯)、己二酸改性的聚(丁二醇琥珀酸酯)树脂、碳酸酯改性的聚(丁二醇琥珀酸酯)树脂、聚(乙二醇对苯二甲酸酯-琥珀酸酯)、聚(乙二醇琥珀酸酯)，和聚(羟基丁酸酯)。可使用这些中的任何一种。
本发明相容性试剂的重均分子量的优选范围为1,000～2,000,000。当相容性试剂的重均分子量低于1,000时，会形成共晶并获得结晶速率的提高。然而，在这种情况下树脂会呈糖浆状，难以处理。当其重均分子量高于2,000,000时，这种相容性试剂会具有较高的熔融粘度，会产生其在聚合后难于取出的情况。
在本发明的相容性试剂用于树脂组合物的情况下，其添加量没有特别限定。然而，优选为每100重量份基础树脂中，其添加量为1～100重量份，更优选为2～30重量份。在其添加量低于1重量份的情况下，会产生这样的情况，即不能获得显著的结晶促进效果，以及树脂组合物的耐热性没有得到改善。当相容性试剂的添加量高于100重量份时，尽管其耐热性得到改善，但在目前情况下会导致树脂成本的增加。
本发明树脂组合物的特征在于包含聚(L-乳酸)和本发明的相容性试剂。
本发明中包含的聚(L-乳酸)没有特别限定。其实例包括通过将聚合催化剂加到含90％的发酵乳酸和淀粉的混合物中，并使该混合物进行脱水聚合反应制备而成的聚(L-乳酸)、商用聚(乳酸)产品(例如Lacea H-100J，由Mitsui Chemicals，Inc.生产)、和包含耐热性纳米复合填料的聚(乳酸)。可使用这些中的任何一种。
本发明的树脂组合物优选进一步包含交联剂。该交联剂没有特别限定。任何环氧化物、硅烷、异氰酸酯和其它交联剂都可使用，只要其在聚(乳酸)的熔点不汽化即可。
交联剂的添加量没有特别限定。然而，优选为每100重量份的聚(L-乳酸)中，其添加量为0.01～10重量份，更优选为0.01～2重量份。当其添加量低于0.01重量份时，会产生这样的情况，即交联剂的添加对聚(乳酸)抗冲击性的改善并没有产生显著的影响。甚至当交联剂添加量高于30重量份时，会产生耐热性和抗冲击性降低的情况。
本发明的树脂组合物也可进一步包含结晶促进剂、赋挠性剂和相容性试剂，这些物质的各种均不是本发明上述的相容性试剂。
不是本发明相容性试剂的结晶促进剂的例子包括上面列举的作为本发明相容性试剂中组分A的那些。
不是本发明相容性试剂的赋挠性剂的例子包括上面列举的作为本发明中组分B的实例的那些。
在这种情况下，本发明中赋挠性剂的添加量优选为每100重量份的聚(L-乳酸)中，为1～100重量份，更优选为2～15重量份。当其添加量低于1重量份时，会产生这样的情况，即赋挠性剂的添加对聚(乳酸)抗冲击性的改善并没有产生显著的影响。当赋挠性剂的添加量高于100重量份时，会产生树脂组合物中海-岛结构发生颠倒的情况，结果尽管其抗冲击性得到改善，但其耐热性降低。
不同于本发明相容性试剂的相容性试剂没有特别限定。然而，其优选为由聚(D-或L-乳酸)或D-或L-乳酸/淀粉共聚物树脂与熔点或软化点不高于聚(乳酸)熔点或软化点的生物可降解树脂发生嵌段共聚反应制备而成的聚合物。该生物可降解树脂为，例如聚己酸内酯、聚(丁二醇己二酸酯-对苯二甲酸酯)、己二酸改性的聚(丁二醇琥珀酸酯)树脂，等等。对于共聚反应，可以采用脱水缩合反应，其中将树脂在减压条件下加热并共融；或者是交联反应，其中使用带有两个或多个异氰酸酯基团或环氧基团的化合物。
相容性试剂的添加量没有特别限定。然而，优选为每100重量份聚(乳酸)中，其添加量为1～30重量份，更优选为5～30重量份。当其添加量低于1重量份时，会产生这样的情况，即相容性试剂的添加对聚(乳酸)抗冲击性的改善并没有产生显著的影响。甚至当其添加量高于30重量份时，会产生抗冲击性的改善效果不再提高的情况。而且，会产生其拉伸强度和耐热性下降的情况。
实施例参考下面的实施例将对本发明作更详细的描述，但本发明不应当被解释为限定于此。
实施例1(a)混合聚(乳酸)、本发明的相容性试剂、不同于本发明相容性试剂的相容性试剂和赋挠性剂称出各自为球形的100重量份的聚(L-乳酸)(Lacea H-100J，由Mitsui Chemicals，Inc.生产)、6.7重量份的D-乳酸/淀粉共聚物树脂∶聚(丁二醇琥珀酸酯)＝3∶1(本发明的相容性试剂1；A-B-A型)、18.3重量份的聚(L-乳酸)/聚(丁二醇琥珀酸酯)嵌段共聚物树脂(相容性试剂)、和10重量份的聚己酸内酯(赋挠性剂)(Placcel H-7，由DicelChemical Industries，Ltd.生产)。在一个PE袋中将上述组分预混合在一起。将形成的混合物用捏合机SIKR(由Kurimoto，Ltd.生产)进行捏制，挤压成股，在输送机上冷却，然后制粒。
(b)树脂混合物的注射模塑
根据JIS-K7113，将由上述(a)制备的颗粒状混合物模制成#1拉伸试样，和用于测量负载变形的棒状试样(100mm×10mm×4mm)，各自使用由Sanjo Seiki Co.，Ltd.生产的SAV-30。在螺杆上游部分、螺杆下游部分和喷嘴处的模制温度分别设定为170℃、175℃和180℃。此外，试验操作的模制温度为110℃(在活动压板侧的测量值，模制温度设定为120℃)，冷却时间为120秒。
将得到的试样在110℃的炉子中加热2小时。(对得到的试样，根据JIS K7191-2测试其热变形温度，根据JIS K7113测量其最大拉伸强度和断裂伸长率。进一步根据JIS K7110测试试样的Izod冲击强度。)得到的结果如表1中所示。
实施例2用与实施例1相同的方法制备试样，除了加入0.5重量份的Duranate(P301-75E，由Asahi Kasei Corp.生产)(交联剂)。然后分别用与实施例1相同的方法测量试样的热变形温度、最大拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
得到的结果如表1中所示。
实施例3用与实施例2相同的方法制备试样，除了将D-乳酸/淀粉共聚物树脂∶聚(丁二醇琥珀酸酯)＝3∶1替换为10重量份的D-乳酸/淀粉共聚物树脂∶聚(丁二醇琥珀酸酯)＝1∶1(本发明的相容性试剂2；A-B型)，并且聚(L-乳酸)/聚(丁二醇琥珀酸酯)嵌段共聚物树脂的量改变为15重量份。然后分别用与实施例1相同的方法测量试样的热变形温度、最大拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
得到的结果如表1中所示。
对比例1用与实施例1～3相同的方法制备试样，除了仅使用100重量份的聚(L-乳酸)，模制温度改变为30℃。分别用与实施例1～3相同的方法测量试样的热变形温度、最大拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
得到的结果如表1中所示。
对比例2用与实施例1～3相同的方法制备试样，除了将组成改变为如下所示。分别用与实施例1～3相同的方法测量试样的热变形温度、最大拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
聚(L-乳酸) 100重量份D-乳酸/0.1wt.％淀粉共聚物树脂 5重量份得到的结果如表1中所示。
对比例3用与实施例1～3相同的方法制备试样，除了将组成改变为如下所示。分别用与实施例1～3相同的方法测量试样的热变形温度、最大拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
聚(L-乳酸) 100重量份D-乳酸/0.1wt.％淀粉共聚物树脂 5重量份聚(L-乳酸)/聚(丁二醇琥珀酸酯)嵌段共聚物树脂20重量份得到的结果如表1中所示。
对比例4用与实施例1～3相同的方法制备试样，除了将组成改变为如下所示。分别用与实施例1～3相同的方法测量试样的热变形温度、最大拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
聚(L-乳酸) 100重量份D-乳酸/0.1wt.％淀粉共聚物树脂 5重量份聚(L-乳酸)/聚(丁二醇琥珀酸酯)嵌段共聚物树脂20重量份聚己酸内酯 5重量份得到的结果如表1中所示。
对比例5用与实施例1～3相同的方法制备试样，除了将组成改变为如下所示。分别用与实施例1～3相同的方法测量试样的热变形温度、最大拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度。
聚(L-乳酸) 100重量份D-乳酸/0.1wt.％淀粉共聚物树脂 5重量份聚(L-乳酸)/聚(丁二醇琥珀酸酯)嵌段共聚物树脂20重量份聚己酸内酯 10重量份得到的结果如表1中所示。
表1
从表1中显然可知依照本发明实施例1～3的树脂组合物具有优良的耐热性和抗冲击性。
由本发明的树脂组合物得到的模压制品可用于汽车部件、家用电器的部件和普通的工业材料。
参考其特定的实施方式对本发明进行详细的描述，本领域的技术人员能够在不脱离其精神和范围的情况下显而易见地作出各种变化和改进。
本发明是在2005年7月19日提出的日本专利申请2005-209020的基础上提出的，其内容引入本发明作为参考。
权利要求
1.一种相容性试剂，其为组分A和组分B的嵌段共聚物，其中组分A包含聚(D-乳酸)或D-乳酸/淀粉共聚物树脂，组分B包含熔点或软化点不高于聚(乳酸)熔点或软化点的生物可降解树脂。
2.一种树脂组合物，其包含聚(L-乳酸)和权利要求1的相容性试剂。
全文摘要
本发明提供了一种相容性试剂，其是组分A和组分B的嵌段共聚物，其中组分A包含聚(D－乳酸)或D－乳酸/淀粉共聚物树脂，组分B包含熔点或软化点不高于聚(乳酸)熔点或软化点的生物可降解树脂。
文档编号C08L101/16GK1900159SQ20061010614
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月19日 优先权日2005年7月19日
发明者杉山一男, 白石浩平, 矢野徹 申请人:学校法人近畿大学, 西川橡胶工业株式会社