专利名称：聚硅氧烷改性的聚乳酸组合物、利用其的组合物、成形制品和制造方法
技术领域：
本发明涉及一种聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，其具有高水平的耐冲击性、相对于破裂弯曲应变和拉伸断裂应变的柔性、以及耐渗出性；使用其的组合物；使用其的成形制品；以及其制造方法。
背景技术：
已知包括聚乳酸的多羟基羧酸具有优异的性能如相对高水平的成形性、韧性和硬度。其中，使用天然材料如玉米可以合成聚乳酸，且所述聚乳酸具有优异的成形性和生物降解性，由此作为环境友好树脂，已经开发了它们以用于各种领域中。尽管聚乳酸具有如上所述的优异性能，但是与石油衍生的树脂如ABS树脂相比，耐冲击性或者相对于破裂弯曲应变或拉伸断裂应变的柔性更低。因此，聚乳酸的缺点在于，可能不能将其用作需要高耐冲击性的电气或电子装置用外部装饰材料。已经进行了尝试以对得自这种聚乳酸树脂组合物的成形产物赋予耐冲击性。例如，专利文献1报道了含有聚乳酸和其他生物降解性树脂、以及另外的硅类添加剂和乳酸聚酯的生物降解性树脂组合物，其具有良好的耐冲击性并优选用于电子或电气装置中。然而，由于这些生物降解性树脂含有大量硅类添加剂，所以随时间的推移可能发生表面渗出。 如果为了避免这种表面渗出而降低硅类添加剂的量，则难以获得具有耐冲击性的成形产物。此外，专利文献2报道了含有有机聚硅氧烷如硅油而由此具有耐冲击性和耐热性两者的聚乳酸树脂的成形产物。然而，硅油与聚乳酸的相容性差，由此在成形期间或之后， 硅油可能渗入到成形产物的表面内，从而导致成形产物的性能劣化且缺乏实用性。另外，专利文献3报道了含有聚乳酸和有机硅与乳酸的共聚物而由此具有良好的耐冲击性和阻燃性的生物降解性树脂组合物。然而，在这些组合物的情况中，阻燃性良好， 但是与通常用于电子或电气装置中的树脂相比，耐冲击性不足。此外，用于制造有机硅与乳酸的共聚物的方法复杂。因此，难以将这些组合物应用于实际应用中。另外，专利文献4报道了含有有机硅化合物和无机填料(成核剂)的乳酸聚合物组合物以作为具有耐冲击性和耐热性两者的聚合物，另外，专利文献5报道了含有多羟基羧酸结构单元、特定二羧酸和二醇的聚酯嵌段共聚物、聚乳酸和特定硅氧烷化合物的聚乳酸树脂组合物，这些聚乳酸组合物具有耐冲击性、透明度和耐渗出性。然而，得自这些组合物的成形产物具有改进的耐冲击性，但是不满足电子或电气装置所需要的水平。对于如下聚乳酸树脂存在需求具有与ABS树脂相当的耐冲击性、在需要高耐冲击性的应用中可用作ABS树脂的替代品、不会展示表面渗出且可通过简单方法制造。先前技术文献专利文献专利文献1 日本特开2004-161790
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专利文献2专利文献3专利文献4专利文献5
日本特开平11-116786 日本特开2004-277575 日本特开2004-；35四08 日本特开2007-262200
发明内容
本发明的目的是提供聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂、使用其的组合物、成形产物及其制造方法，所述聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂具有与ABS树脂相当的耐冲击性、在需要高耐冲击性的应用中可用作ABS树脂的替代品、并对破裂弯曲应变或拉伸断裂应变具有良好的柔性。通过使用根据本发明的这种聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，可通过简单的方法制造具有耐渗出性的成形产物。本发明人进行了热切的研究以提高聚乳酸树脂的耐冲击性、对破裂弯曲应变或拉伸断裂应变的柔性以及耐渗出性。结果发现，具有聚硅氧烷化合物片段的聚乳酸树脂具有优异的耐冲击性、对破裂弯曲应变或拉伸断裂应变的柔性以及耐渗出性，其中所述具有聚硅氧烷化合物片段的聚乳酸树脂通过以特定比率使在侧链的至少一部分上具有氨基的聚硅氧烷化合物与聚乳酸树脂发生反应而得到。另外，已经发现，通过将具有环氧基的聚硅氧烷化合物与具有聚硅氧烷化合物片段的聚乳酸树脂进行共混而得到的聚乳酸树脂组合物具有更优异的耐冲击性、对破裂弯曲应变或拉伸断裂应变的柔性以及耐渗出性，其中所述具有聚硅氧烷化合物片段的聚乳酸树脂通过以特定比率使在侧链的至少一部分上具有氨基的聚硅氧烷化合物与聚乳酸树脂发生反应而得到。由此，基于这些发现而完成了本发明。因此，本发明涉及具有聚乳酸化合物片段和具有氨基的含氨基的聚硅氧烷化合物片段的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，其中相对于含氨基的聚硅氧烷化合物，所述氨基的平均含量为0. 01 2. 5重量％，且相对于聚乳酸化合物，所述氨基的平均含量为3 300重量 ppm0本发明的另一个目的是提供含有所述聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂中至少一种的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物、或通过对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种与熔融的聚乳酸化合物进行混合并搅拌而得到的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物。本发明的还另一个目的是提供一种制造聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物的方法，所述方法包括对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种与熔融聚乳酸化合物进行混合和搅拌。本发明的还一个目的是提供一种成形产物，所述成形产物是使用所述聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂和所述聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物中的至少一种得到的。作为这种聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂具有非常好的机械性能如耐冲击性以及高的表面渗出抑制效果的原因，可以预期，使具有氨基的聚硅氧烷化合物与聚乳酸树脂中的酯基发生反应以通过酰胺键来形成聚硅氧烷聚乳酸共聚物。原则上，聚乳酸树脂与聚硅氧烷化合物相互不具有相容性，从而导致分散不良或表面渗出。然而，通过对具有特定量氨基的聚硅氧烷化合物与聚乳酸化合物进行聚合可形成其中在聚乳酸树脂中引入了特定量聚硅氧烷片段的聚硅氧烷聚乳酸共聚物，且可将这些共聚物非常好地分散在聚乳酸树脂中以形成能够良好地结合至与聚乳酸树脂的界面的弹性体粒子。由此，通过使用这些树脂，认为可以对成形产物赋予良好的耐冲击性、对破裂弯曲应变或拉伸断裂应变的柔性、以及耐渗出性。另外，通过将含环氧基的聚硅氧烷化合物与所述聚硅氧烷聚乳酸共聚物进行共混，由于在聚硅氧烷聚乳酸共聚物中形成了更强的有机硅弹性体粒子或者对这些共聚物赋予了塑性，所以认为成形产物可具有更优异的耐冲击性或机械柔性。可通过简单的方法来制造根据本发明的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂。此外，所述树脂具有与ABS树脂相当的耐冲击性、在需要高耐冲击性的应用中可用作ABS树脂的替代品、并具有对破裂弯曲应变或拉伸断裂应变的良好柔性。通过使用根据本发明的树脂，能够得到具有耐渗出性的成形产物。另外，当制造或丢弃这种成形产物时，能够降低环境负担。
图1是显示根据本发明的聚硅氧烷改性聚乳酸树脂的冲击性能的图。图2是显示根据本发明的聚硅氧烷改性聚乳酸树脂的弯曲性能的图。图3是显示根据本发明的聚硅氧烷改性聚乳酸树脂的拉伸性能的图。图4是显示聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物的光学显微镜图像的图，所述聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物得自本发明的实施例19。图5是显示聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物的光学显微镜图像的图，所述聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物得自本发明的实施例20。图6是显示聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物的光学显微镜图像的图，所述聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物得自本发明的比较例20。图7是显示聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物的光学显微镜图像的图，所述聚硅氧烷改性聚乳酸树脂组合物得自本发明的比较例21。
具体实施例方式根据本发明，所述聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂的特征在于具有聚乳酸化合物片段、以及具有氨基的含氨基的聚硅氧烷化合物片段，其中所述氨基相对于含氨基的聚硅氧烷化合物的平均含量为0. 01 2. 5重量％，且相对于聚乳酸化合物的平均含量为3 300 重量ppm。用于根据本发明的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂中的聚乳酸化合物片段的实例包括得自生物质材料或者其衍生物或变体的聚乳酸化合物的萃取物、或通过使用得自生物质材料或者其衍生物或变体的乳酸化合物的单体或低聚物进行缩聚而得到的产物、以及由生物质之外的材料合成的聚乳酸化合物的片段。作为形成这种片段的聚乳酸化合物的实例， 存在由下式(XT)表示的化合物化学式1
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权利要求
1.一种聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，其具有聚乳酸化合物片段和具有氨基的含氨基的聚硅氧烷化合物片段，其中相对于所述含氨基的聚硅氧烷化合物，所述氨基的平均含量为 0. 01 2. 5重量％，且相对于所述聚乳酸化合物，所述氨基的平均含量为3 300重量ppm。
2.如权利要求1所述的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，其中所述含氨基的聚硅氧烷化合物包含由式(1)或( 表示的含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种，化学式1
3.如权利要求1或2所述的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，其中所述含氨基的聚硅氧烷化合物的片段包含由所述含氨基的聚硅氧烷化合物与具有环氧基的含环氧基的聚硅氧烷化合物的反应产物构成的片段。
4.如权利要求3所述的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，其中所述含环氧基的聚硅氧烷化合物包含由式(1 、(19)、00)或表示的含环氧基的聚硅氧烷化合物中的至少一种， 且由式(19)或表示的含环氧基的聚硅氧烷化合物含有平均少于2重量％的环氧基，化学式3化学式4
5.如权利要求1 4中任一项所述的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂，由式(3) (5)、 (8)、(11)、(13) (17)或(18)中的任一项表示， 化学式7化学式8
6.一种聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物，其通过对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种以及熔融的聚乳酸化合物进行混合和搅拌而得到。
7.如权利要求6所述的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物，其中所述组合物通过对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种，选自含环氧基的聚硅氧烷化合物中的至少一种，以及熔融的聚乳酸化合物进行混合和搅拌而得到。
8.如权利要求6所述的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物，其中所述组合物通过如下而得到对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种以及熔融的聚乳酸化合物进行混合和搅拌，随后添加选自含环氧基的聚硅氧烷化合物中的至少一种，并进行混合和搅拌。
9.一种成形产物，其通过使用选自权利要求1 5中任一项的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂和权利要求6 8中任一项的聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物中的至少一种而得到。
10.一种制造聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物的方法，所述方法包括对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种以及熔融的聚乳酸化合物进行混合和搅拌。
11.如权利要求10所述的制造聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物的方法，其中所述方法包括对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种，选自含环氧基的聚硅氧烷化合物中的至少一种，以及熔融的聚乳酸化合物进行混合和搅拌。
12.如权利要求10所述的制造聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂组合物的方法，其中所述方法包括对选自含氨基的聚硅氧烷化合物中的至少一种以及熔融的聚乳酸化合物进行混合和搅拌，随后添加选自含环氧基的聚硅氧烷化合物中的至少一种，并进行混合和搅拌。
全文摘要
本发明公开了一种聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂、使用其的组合物、成形制品和成形方法，由此可通过简单的方法制造成形制品，且其中可将所述制品用于需要高水平耐冲击性的应用中以作为ABS树脂等的替代品，所述制品具有与所述物质类似水平的耐冲击性，具有优异的相对于破裂弯曲应变和拉伸断裂应变的柔性，且具有耐渗出性。所述聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂具有作为聚乳酸化合物的片段和作为具有氨基的含氨基的聚硅氧烷化合物的片段。相对于所述含氨基的聚硅氧烷化合物，氨基的平均含量为0.01～2.5质量％，且相对于所述聚乳酸化合物，所述氨基的平均含量为3～300重量ppm。
文档编号C08G63/91GK102414257SQ20108001952
公开日2012年4月11日 申请日期2010年3月8日 优先权日2009年3月6日
发明者中村彰信, 位地正年, 曾山诚 申请人:日本电气株式会社