专利名称：含有磷化合物和聚硅氧烷化合物的聚乳酸树脂组合物及由其制成的模塑制品的制作方法
技术领域：
根据本发明的示例性实施方式涉及包含磷化合物和聚硅氧烷化合物作为必要组分且具有优异的抗渗移性的聚乳酸树脂组合物，并且涉及用其制成的模塑制品。
背景技术：
聚羟基羧酸(包括聚乳酸树脂)具有相对优异的模塑加工性、韧性和刚性等。其中，聚乳酸树脂可以由天然存在的材料(例如玉米)合成，并且具有优异的模塑加工性、可生物降解性等。因此，聚乳酸树脂已被开发在多个领域作为环境协调型树脂。然而，虽然聚乳酸树脂具有优异的物理性能，但是与得自石油原料的树脂(例如丙烯腈-苯乙烯-丁二·烯共聚物(ABS)树脂)相比，它的抗冲击性和断裂韧性(根据例如弯曲断裂应变和拉伸断裂应变确定)较差。因此，难以将聚乳酸树脂用在需要高水平抗冲击性的电气/电子设备用的护套材料。对于这种含有聚乳酸树脂的树脂组合物来说，已经试图为由其制成的模塑制品提供抗冲击性。例如，专利文献I报导了通过使聚乳酸树脂和另一种可生物降解的树脂以及硅酮基添加剂和乳酸基聚酯结合，得到具有优异的抗冲击性且适用于包括电气和电子设备的领域的可生物降解的树脂组合物。此外，专利文献2报导了通过掺入有机聚硅氧烷(例如硅油)得到既有抗冲击性又有耐热性的聚乳酸树脂的模塑制品。此外，专利文献3报导了通过使聚乳酸和硅酮-乳酸共聚物结合而得到在抗冲击性、阻燃性等方面优异的可生物降解的树脂组合物。专利文献4报导了通过将阻燃剂(100-0. 5重量份，例如磷基阻燃剂、氮化合物基阻燃剂和硅酮基阻燃剂)和除聚乳酸之外的树脂(120-0. 5重量份)掺入聚乳酸树脂(100重量份)而得到阻燃性、耐热性和机械特性方面优异的树脂组合物。作为另一个文献，专利文献5公开了一种乳酸基聚合物组合物，其包含有机硅化合物作为既有耐冲击性又有耐热性的聚合物，以及无机填料(结晶成核剂)。此外，专利文献6公开了一种聚乳酸树脂组合物，其包含由多羟基结构单元和特定的二羧酸和二醇、聚乳酸和特定的硅氧烷化合物得到的聚酯基嵌段共聚物，该聚乳酸组合物具有抗冲击性、透明性和抗渗移性。此外，专利文献7公开了通过结合作为必要组分的聚乳酸树脂、含量为0. 2质量％或更小的含有碱金属基物质的金属水合物、磷腈衍生物(一种磷化合物)得到既有优异的抗渗移性又有优异的分子量保持率的聚乳酸树脂组合物和聚乳酸树脂模制物。引用列表专利文献专利文献I JP2004-161790A专利文献2 JP11-116786A专利文献3 JP2004-277575A
专利文献 4 JP2004-190026A
专利文献5 :JP2004-352908A专利文献6 JP2OO7-2622OOA专利文献7 :TO 2010/004799
发明内容
本发明要解决的技术问题然而，在专利文献I所述的可生物降解的树脂组合物中，当含有大量硅酮基添加剂时，可能随时间发生渗移。当为了克服该问题降低硅酮基添加剂的量时，难以得到具有抗冲击性的模塑制品。专利文献2中使用的硅油与聚乳酸的相容性较差，并且在模塑成型过程中或模塑之后在模塑制品的表面渗出，其结果是模塑制品的物理性能可能变化。其缺少头用性。
对于专利文献3中所述的可生物降解的树脂组合物，用于制备硅酮-乳酸共聚物的工艺很复杂。此外，尽管其具有优异的阻燃性，但抗冲击性与已用于电子和电气设备的传统树脂相比不足。因此，从实用的观点来看，该树脂组合物是不利的。同样，对于专利文献4中所述的树脂组合物，尽管其具有优异的阻燃性，但抗冲击性与已用于电子和电气设备的传统树脂相比不足。因此，从实用的观点来看，该树脂组合物是不利的。由专利文献5和6中所述的组合物得到的模塑制品的抗冲击性得到改善；然而，该抗冲击性不满足电子和电气领域要求的水平。对于专利文献7中所述的聚乳酸树脂组合物，由于聚乳酸树脂和磷化合物的极性显著不同，所以可加入的磷化合物的浓度有限。当磷化合物的量增大到得到优异的阻燃性和机械特性(例如抗冲击性)所需的添加量时，模制物的表面上可能出现显著的渗移。因此，需要得到一种这样的聚乳酸树脂组合物，其可以通过简单的方法生产并且在需要高水平的抗冲击性和阻燃性的应用中不产生任何渗移问题。根据本发明的示例性实施方式的问题是提供可以通过简单的方法生产并且即使在需要高水平的抗冲击性和阻燃性的应用中也具有抗渗移性的聚乳酸树脂组合物，以及提供使用其的模塑制品。解决问题的手段根据本发明的示例性实施方式涉及聚乳酸树脂组合物，其包含磷化合物(A)、聚乳酸树脂(C)和含有能与聚乳酸树脂(C)反应的官能团的聚硅氧烷化合物(B)作为必要组分。此外，示例性实施方式涉及通过模塑上述聚乳酸树脂组合物而得到的模塑制品本发明的有益效果根据本发明的示例性实施方式，可以通过简单的方法制备甚至在需要高水平的抗冲击性和阻燃性的应用中具有抗渗移性的聚乳酸树脂组合物，并且提供在生产过程和处理过程中能降低环境负载的模塑制品。
具体实施例方式本发明人已经处理了如下情况添加磷化合物(A)，以便为含有聚乳酸树脂(C)作为主要组分的模塑制品提供阻燃性和可塑性，并且已经针对通过改善磷化合物(A)在聚乳酸树脂(C)中的溶解性来改善抗渗移性的方法进行大量研究。结果，本发明人业已发现，通过向聚乳酸树脂(C)添加含有能与聚乳酸树脂(C)反应的官能团的聚硅氧烷化合物⑶，可以得到抗渗移性优异的聚乳酸树脂组合物。包含含有能与聚乳酸树脂(C)反应的官能团的聚硅氧烷化合物(B)的聚乳酸树脂组合物具有抑制磷化合物(A)的渗出的优异效果的原因假设为如下由于聚乳酸树脂(C)与聚硅氧烷化合物(B)反应形成聚硅氧烷-聚乳酸树脂共聚物(在下文中被称为"聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂")，聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂的极性与聚乳酸树脂(C)的极性相t匕，变得较低，更接近磷化合物(A)的极性，由此增强了聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂与磷化合物(A)之间的分子间相互作用。因此，由这种聚乳酸树脂组合物得到的模制物中所含的低分子量化合物(诸如磷化合物(A))变得难以迁移到模制物的表面。更具体地，将描述使用在侧链含有氨基的聚硅氧烷化合物(B)的情形。基本上，由于聚乳酸树脂(C)和磷化合物(A)的极性差别很大，所以在高温和高湿度条件下聚乳酸树脂(C)和磷化合物(A)产生相分离。结果，磷化合物(A)往往从模制物的表面等渗移出。与之相比，侧链含有氨基的聚硅氧烷化合物(B)与聚乳酸树脂(C)的酯基反应从而通过酰胺键产生聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂。聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂的极性比聚乳酸树脂(C)的极性低，接近磷化合物(A)的极性。因此，磷化合物(A)对含有聚硅氧烷改性的聚乳酸树脂作为主要组分的聚乳酸树脂(C)的亲和性增大。换句话说，由于分子间相互作用(例如氢键)在具有引入其中的聚硅氧烷链段的聚乳酸树脂(C)和磷化合物(A)之间起作用，磷化合物(A)的渗出受到抑制。因此，使用根据本发明的示例性实施方式的聚乳酸树脂组合物的模塑制品被认为具有优异的抗渗移性。此外，在上述聚乳酸树脂组合物中，硅酮改性的聚乳酸树脂和未改性的聚乳酸树脂(C)均被磷化合物(A)塑化。除了该效应，含有能与聚乳酸树脂(C)反应的官能团的聚硅氧烷化合物(B)还被精细地分散。与其中向聚乳酸树脂(C)单独加入磷化合物(A)或单独加入聚硅氧烷化合物(B)的情况相比，两种效应起到协同作用，显著改善抗冲击性。此外，磷化合物(A)的作用改善了阻燃性。作为根据示例性实施方式的聚乳酸树脂组合物的主要组分的聚乳酸树脂(C)的实例可能包括得自生物质原料的聚乳酸树脂提取物、其衍生物或改性化合物；得自生物质原料的乳酸基化合物的单体和低聚物或由其衍生物或改性化合物合成的缩聚产物；由除生物质原料之外的其他材料合成的聚乳酸树脂的链段。例如，可以提及下面式(3)所表示的聚乳酸树脂。
权利要求
1.一种聚乳酸树脂组合物，其包含磷化合物(A)、聚乳酸树脂(C)和含有能与所述聚乳酸树脂(C)反应的官能团的聚硅氧烷化合物(B)作为必要组分。
2.如权利要求I所述的聚乳酸树脂组合物，其中，所述聚硅氧烷化合物(B)含有一个或更多个选自氨基、环氧基、甲基丙烯酰基、羟基、烷氧基和羧基的官能团作为能与所述聚乳酸树脂(C)反应的官能团。
3.如权利要求2所述的聚乳酸树脂组合物，其中，所述聚硅氧烷化合物(B)在侧链上含有氨基作为能与所述聚乳酸树脂(C)反应的官能团。
4.如权利要求3所述的聚乳酸树脂组合物，其中，所述聚硅氧烷化合物(B)由下面的式(1)表示
5.如权利要求2所述的聚乳酸树脂组合物，其中，所述聚硅氧烷化合物(B)具有在末端或侧链的某一位置形成二氨基结构的氨基作为能与所述聚乳酸树脂(C)反应的官能团。
6.如权利要求5所述的聚乳酸树脂组合物，其中，所述聚硅氧烷化合物(B)由下面的式(2)表示
7.如权利要求3-6中任意一项所述的聚乳酸树脂组合物，其中，基于所述聚硅氧烷化合物(B)和所述聚乳酸树脂(C)的总量，氨基的平均含量R2为超过50质量ppm到小于250质量ppm。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的聚乳酸树脂组合物，其中，所述磷化合物(A)是选自磷腈衍生物、芳香族缩合型磷酸酯和磷杂菲或其衍生物的一种或多种。
9.通过模塑权利要求1-8中任意一项所述的聚乳酸树脂组合物而得到的模塑制品。
全文摘要
本发明提供了一种可以通过简单的方法制备并且甚至在需要高抗冲击性和优异阻燃特性的应用中具有抗渗移性的聚乳酸树脂组合物。还提供了一种使用所述聚乳酸树脂组合物制成的模塑制品。所公开的聚乳酸树脂组合物包含磷化合物(A)、聚乳酸树脂(C)和具有能与聚乳酸树脂(C)反应的官能团的聚硅氧烷化合物(B)作为必要组分。所公开的模塑制品通过模塑所述聚乳酸树脂组合物而得到。
文档编号C08G81/00GK102812086SQ20108006565
公开日2012年12月5日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年3月26日
发明者木内幸浩, 森下直树, 曾山诚, 位地正年 申请人:日本电气株式会社