聚乳酸树脂和包含该聚乳酸树脂的包装膜的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚乳酸树脂，所述聚乳酸树脂呈现出优良的物理性质比如柔性和耐热性并且因此可以有效地用作包装材料，并且具有生态友好的性质。本发明还涉及一种包含所述聚乳酸树脂的包装膜。上述聚乳酸树脂包含：硬链段，其包含预定的聚乳酸重复单元；和软链段，其包含其中预定的基于聚酯的多元醇重复单元经由氨基甲酸酯键被线性连接的聚氨基甲酸酯多元醇重复单元。聚乳酸树脂具有60wt％或更高的恒定的来自生物质的有机碳含量(％C bio)。
【专利说明】聚乳酸树脂和包含该聚乳酸树脂的包装膜
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚乳酸树脂和包含聚乳酸树脂的包装膜。更特别地，本发明涉及 环境友好的并且由于包括耐热性和柔性的其优良性质而用作包装材料的聚乳酸树脂和包 含聚乳酸树脂的包装膜。
【背景技术】
[0002] 源自石油资源的大部分常规聚合物，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)、尼龙、聚 烯烃和聚氯乙烯（PVC)树脂，已经被用于宽范围应用的材料比如包装材料。然而，在废物处 理过程中这些聚合物是耐生物降解的并且涉及类似引起全球变暖的二氧化碳气体的环境 问题。此外，已经存在对包括聚乳酸的基于生物质的树脂的用途（在耗尽石油资源之后）的 广泛研宄。诸如聚乳酸的基于生物质的树脂被认为具有可生物降解特性和环境友好特性。
[0003] 然而，因为源自植物的聚乳酸在耐热性和机械性质上比基于石油的树脂更低，一 直存在对塑料应用的限制。特别地，已经尝试使用聚乳酸树脂作为诸如包装膜的包装材料， 但由于聚乳酸树脂的差的柔性而失败。
[0004] 为了克服聚乳酸树脂的问题，已经提出的是，将低分子量的增韧剂或增塑剂添加 至聚乳酸树脂，或将通过基于聚醚或基于脂肪族聚酯的多元醇的加成聚合产生的增塑剂应 用于聚乳酸树脂。
[0005] 然而，在包含根据这些方法生产的聚乳酸树脂的包装膜的大部分中存在柔性的很 小的改进。此外，当增塑剂随着时间渗出时包装膜呈现出差的稳定性，并且具有混浊度增加 以及低透明度减小的缺点。在常规方法的大部分情况下，柔性的改进起因于机械性质、可加 工性、尺寸稳定性和抗粘连性质的大幅减小，并且因此其不适合用于包装膜。因此，需要允 许生产具有最佳化的柔性的包装膜的聚乳酸树脂。此外，聚乳酸树脂的另一个问题在于差 的耐热性。当被暴露于高温时，聚乳酸树脂或由其制成的膜可以经历通过解聚的降解并且 示出差的耐热性。
[0006] 此外，当增塑剂被用于根据常规方法生产包含聚乳酸树脂的包装膜时，相当大的 量的增塑剂需要被用于改进包装膜的柔性。因此，尽管含有聚乳酸树脂，但由于相当大的量 的增塑剂，包装膜可能不充分地具有可生物降解特性和环境友好特性。
[0007] 因此，存在对用于呈现出优良性质并且具有聚乳酸树脂独有的充分的可生物降解 特性和环境友好特性的包装的聚乳酸树脂膜的连续性需求，所述优良性质包括柔性、机械 性质、透明度、耐热性、抗粘连性质、可加工性和抗渗出性质。
[0008] 发明详沐
[0009] 抟术目标
[0010] 因此，本发明的目的是提供用作包装材料的聚乳酸树脂，所述包装材料呈现出包 括优越的柔性和耐热性并且具有充分的可生物降解特性和环境友好特性的一般性质。
[0011] 本发明的另一个目的是提供包含聚乳酸树脂的包装膜。
[0012] 抟术解决方案
[0013] 本发明提供聚乳酸树脂，所述聚乳酸树脂包含：硬链段，其包含以下的化学式1的 聚乳酸重复单元；和软链段，其包含其中以下的化学式2的聚醚多元醇重复单元经由氨基 甲酸酯键被线性连接的聚氨基甲酸酯多元醇重复单元，其中聚乳酸树脂具有60wt%或更多 的由以下的等式1界定的来自生物质源的有机碳含量Cbio):
[0014] [化学式1]
【权利要求】
1. 一种聚乳酸树脂，包含： 硬链段，其包含以下的化学式1的聚乳酸重复单元；和 软链段，其包含其中以下的化学式2的聚醚多元醇重复单元经由氨基甲酸酯键被线性 连接的聚氨基甲酸酯多元醇重复单元， 其中所述聚乳酸树脂具有60wt%或更多的由以下的等式1界定的来自生物质源的有 机碳含量（％Cbio): [等式1]
%Cbio=(在所述聚乳酸树脂中含有的总碳原子中14C同位素与12C同位素的重量 比V(在来自所述生物质源的标准材料中含有的总碳原子中14C同位素与12C同位素的重量 比）， 在所述化学式1和所述化学式2中，A是2个至5个碳原子的直链亚烷基或支链亚烷 基，m是10至100的整数，且n是700至5000的整数。
2. 根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，其中所述14C同位素以基于所述聚乳酸树脂中 含有的碳原子的总含量的〇.7X lO^Vt%至1. 2X lO^Vt%的含量被包含。
3.根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，具有70wt%或更多的由所述等式1界定的来自 所述生物质源的所述有机碳含量（％Cbio)。
4.根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，其中，当通过ISO 14000兼容LCA(生命周期评 估）的标准评估所述聚乳酸树脂时，在制备lkg所述聚乳酸树脂中C02的生成量为1. 0kg或 更少。
5.根据权利要求1所述的聚乳酸树脂， 其中所述氨基甲酸酯键通过所述聚醚多元醇重复单元的末端羟基和二异氰酸酯化合 物之间的反应形成，并且 所述聚醚多元醇重复单元经由所述氨基甲酸酯键被线性连接以形成所述聚氨基甲酸 酯多元醇重复单元。
6.根据权利要求5所述的聚乳酸树脂，包含其中所述硬链段和所述软链段彼此共聚的 嵌段共聚物。
7.根据权利要求6所述的聚乳酸树脂，其中所述嵌段共聚物具有酯键，所述酯键在所 述聚乳酸重复单元的末端羧基和所述聚氨基甲酸酯多元醇重复单元的末端羟基之间形成 键合。
8.根据权利要求7所述的聚乳酸树脂，包含所述嵌段共聚物、和保持未连接到所述聚 氨基甲酸酯多元醇重复单元的所述聚乳酸重复单元。
9. 根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，具有25°C至55°C的玻璃化转变温度（Tg)和 160°C至178°C的熔融温度（Tm)。
10. 根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，具有50, 000至200, 000的数均分子量和 100, 000至400, 000的重均分子量。
11. 根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，具有1. 60至2. 20的分子量分布（Mw/Mn)。
12. 根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，包含以基于所述聚乳酸树脂的总重量的 65wt%至95wt%的量的所述硬链段和以基于所述聚乳酸树脂的总重量的5wt%至35wt% 的量的所述软链段。
13. 根据权利要求1所述的聚乳酸树脂，其中所述聚醚多元醇重复单元具有400至 9000的数均分子量。
14. 一种包装膜，包含根据权利要求1所述的聚乳酸树脂。
15. 根据权利要求14所述的包装膜，具有5ym至500ym的厚度。
16.根据权利要求14所述的包装膜，具有350kgf/mm2至750kgf/mm2的总的纵向和横 向方向的杨氏模量、l〇kgf/mm2或更高的初始抗张强度、在100 °C热风烘箱中处理1小时后 0. Olwt%至3. Owt%的重量损失率、3%或更少的混浊度和85%或更高的透光率。
【文档编号】C08G63/08GK104487478SQ201380038839
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】刘荣万, 郑在一, 李太雄, 李启允, 全晟完 申请人:Sk化学株式会社