專利名稱：從熱塑性聚合物的復(fù)合物獲得的可生物降解產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于エ業(yè)發(fā)明的本專利申請(qǐng)涉及熱塑性聚合物的復(fù)合物エ業(yè)，并且具體涉及苯乙烯嵌段共聚物的復(fù)合物，該復(fù)合物可以用于獲得可生物降解產(chǎn)品而無(wú)需對(duì)所述產(chǎn)品的生物降解使用特殊步驟。
背景技術(shù)：
SBS (苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯)、SIS(苯こ烯-異戊ニ烯-苯こ烯)、SIBS (苯こ烯-異戊ニ烯，丁ニ烯-苯こ烯)苯こ烯嵌段共聚物和相關(guān)的氫化后的衍生物(SEBS、SEPS等等)通常用具有低含量芳族產(chǎn)品的鏈烷型礦物油對(duì)其進(jìn)行塑化。為了獲得平均壽命長(zhǎng)于一年的技術(shù)產(chǎn)品，所述嵌段共聚物可以適當(dāng)?shù)厥褂糜袡C(jī)或無(wú)機(jī)類型的多種添加剤、增量劑、增強(qiáng)劑、顔料等進(jìn)行調(diào)配，并且通過(guò)復(fù)合方法形成エ業(yè)行業(yè)中使用的復(fù)合物，例如鞋、汽車組件、玩具、密封件等。作為熱塑性弾性材料，與硫化弾性體相比，所述復(fù)合物具有相當(dāng)多的實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)；因此它們的應(yīng)用持續(xù)增長(zhǎng)，降低了網(wǎng)狀橡膠的市場(chǎng)份額。對(duì)于硫化彈性產(chǎn)品也為常見(jiàn)的問(wèn)題之一是較差的生物降解性，因?yàn)楫a(chǎn)品中礦物油的存在極大地降低了它們的環(huán)境降解能力。具有有機(jī)基料如從大量的植物有機(jī)體(大豆、玉米、亞麻等，以及淀粉和纖維素)中提取的油構(gòu)成的增塑劑、填料或增量劑的使用有助于解決至少部分由礦物增塑劑產(chǎn)生的問(wèn)題，即人體接觸和生物降解的問(wèn)題。同一申請(qǐng)人的國(guó)際專利申請(qǐng)W02008/087675和W02009/152870很好地描述了關(guān)于前述問(wèn)題的現(xiàn)有技術(shù)狀況。無(wú)論如何，在這兩篇專利申請(qǐng)中描述的復(fù)合物根據(jù)ISO 14855的規(guī)定不是可生物降解的，因?yàn)榛暇酆衔锊糠?該部分限定了這些產(chǎn)品的分類并且給出了它們的基本的物化特性)不能在確定時(shí)間段內(nèi)使其達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)所需的90%的生物降解。EP O 726 325描述了聚碳酸酯樹脂(其為特殊聚酷)的分解方法。該方法提出了在產(chǎn)品壽命周期的最后，也就是說(shuō)當(dāng)產(chǎn)品必須被處理時(shí)添加酶。因此該文獻(xiàn)沒(méi)有記載本身可以生物降解的產(chǎn)品，并且未在復(fù)合物中混合所述酶以獲得所述產(chǎn)品。另ー方面，與由苯こ烯嵌段共聚物的復(fù)和物獲得的產(chǎn)品相比，聚酯產(chǎn)品更易生物降解。因此獲得更易生物降解的問(wèn)題不存在了。JP 6-322216描述了使聚こ烯醇(PVA)變得可生物降解的方法，其提出用微生物涂覆終產(chǎn)品的表面。同樣在這個(gè)例子中，微生物并未與復(fù)合物混合，并且聚こ烯醇不同于熱塑性聚烯烴。實(shí)際上，該文獻(xiàn)斷言，使用微生物使聚烯烴變得可生物降解的結(jié)果是不令人滿意的。 JP 2002-362578描述了由聚丁ニ酸こニ醇酯(聚酷)制造的塑料袋的生產(chǎn)，其中添加了大量的酵母菌以使其特別能生物降解。必須考慮的是酯基相對(duì)于苯こ烯嵌段共聚物來(lái)說(shuō)非常容易分解。而且由于通常為一次性或在丟棄前使用幾次，可生物降解的塑料袋的平均壽命非常短。因此這種聚酯對(duì)要求更長(zhǎng)壽命的技術(shù)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)不適合。JP 2007-063297描述了可容易分解和生物降解的聚酯的合成方法。在壽命周期的最后，產(chǎn)品的降解可以由微生物來(lái)進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)發(fā)明由熱塑性聚合物的復(fù)合物獲得的ー種可生物降解的產(chǎn)品來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，所述產(chǎn)品適合在技術(shù)行業(yè)中應(yīng)用并且平均壽命長(zhǎng)于五年，同時(shí)該產(chǎn)品在其壽命周期的最后可被迅速地生物降解。根據(jù)本發(fā)明，從熱塑性聚合物的復(fù)合物得到的可生物降解產(chǎn)品含有至少ー種苯こ烯嵌段共聚物、增塑劑和用于生物降解的催化劑。
增塑劑為天然的油，并且生物降解催化劑是酵母。苯こ烯嵌段共聚物的重量百分比為可生物降解產(chǎn)品的總重的20% 70%，優(yōu)選50% 60%。天然的油的重量百分比為可生物降解產(chǎn)品的總重的10% 60%，優(yōu)選40% 50%。酵母的重量百分比為可生物降解產(chǎn)品的總重的O. 5% 4%。本發(fā)明的可生物降解產(chǎn)品可以是用于生產(chǎn)最終產(chǎn)品的可生物降解復(fù)合物，或者其可以是從非生物可降解復(fù)合物井向其中添加酵母獲得的可生物降解的最終產(chǎn)品。最終產(chǎn)品具有長(zhǎng)于五年的平均壽命。在苯こ烯嵌段共聚物中，SBS (苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯)是優(yōu)選使用的。然而，與SBS相關(guān)的產(chǎn)品和它們的組合也可以使用，例如SIS (苯こ烯-異戊ニ烯-苯こ烯)或SBS(苯こ烯-丁ニ烯，異戊ニ烯-苯こ烯)。另外，可以使用SBS的氫化的同源物，其為SBS嵌段共聚物，其脂肪族不飽和鏈被氫化，例如SEBS (苯こ烯-乙烯，丁烯-苯こ烯)、SEPS (苯こ烯-こ烯,丙烯-苯こ烯)、SEEPS (苯こ烯-こ烯，こ烯,丙烯-苯こ烯)。在天然的油中，菜籽油和大豆油的混合油是優(yōu)選的。然而，也可以使用単獨(dú)的菜籽油和単獨(dú)的大豆油。任何來(lái)源的其它的蔬菜油也可以使用，例如棕櫚油、花生油、玉米油以及類似的油。在酵母中，啤酒酵母是優(yōu)選使用的，其為最容易在市場(chǎng)上找到的產(chǎn)品。但是，其它的固體或液體形式的酵母也可以使用，例如天然酵母或酵母原(yeast mother)。非常有利的是，可以使用改性的酵母(例如部分水解的酵母)來(lái)降低酵母的典型氣味。為了可生物降解復(fù)合物的實(shí)現(xiàn)，將苯こ烯嵌段共聚物、天然的油和啤酒酵母混合以獲得半流體的產(chǎn)品，將其在約120 180°C的溫度下擠出，如此得到了形成含酵母的可生物降解復(fù)合物的微?；蚱??？蓪⒖缮锝到鈴?fù)合物用于擠出或模制過(guò)程以獲得含酵母的最終可生物降解產(chǎn)品?；蛘撸搹?fù)合物可通過(guò)僅使用苯こ烯嵌段共聚物和天然的油來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該情形中，當(dāng)待實(shí)現(xiàn)最終可生物降解產(chǎn)品時(shí)，在擠出或模制過(guò)程中將酵母添加到所述復(fù)合物中以實(shí)現(xiàn)最終可生物降解產(chǎn)品。在該例子中，所添加的酵母的重量百分比相對(duì)于最終可生物降解產(chǎn)品為O. 5% 4%,并且無(wú)論如何,酵母與最終產(chǎn)品完全混合。酵母對(duì)有機(jī)產(chǎn)品(天然的油)有催化作用，并且根據(jù)聚合物結(jié)構(gòu)和復(fù)合物的植物含量，使得由這樣的復(fù)合物獲得的材料在幾個(gè)月內(nèi)超過(guò)占全部90%的生物降解臨界點(diǎn)。以上指的是在酵母和天然的油之間存在協(xié)同作用。最終產(chǎn)品在ISO 14855確定的條件下是可生物降解的。
具體實(shí)施例方式以下為根據(jù)本發(fā)明的可生物降解復(fù)合物的ー些實(shí)例。
實(shí)施例I(復(fù)合物-EPI)KgSBS，例如 SOL T 161100菜籽油和大豆油的混合油80釀酒酵母2. O將這些組分混合并擠出以獲得可生物降解復(fù)合物(EPl)。將該可生物降解復(fù)合物(EPl)模制以獲得用于進(jìn)行各種檢測(cè)的樣品，并且顯示出如下特征特征
邵氏硬度(ShoreA)30
MI (190°/5/Kg)25
斷裂抗拉強(qiáng)度(兆帕)4.5
伸長(zhǎng)率(％)800
按照ISO 14855生物降解90%4個(gè)月實(shí)施例2
(復(fù)合物-EP2)Kg
SBS, SOL T 161 型100
菜籽油和大豆油的混合油80
PS晶體30
啤酒酵母2.0由于用來(lái)増加最終產(chǎn)品硬度的苯こ烯(PS)晶體的存在，可生物降解復(fù)合物(EP2)不同于第一種復(fù)合物(EPl)，如下述指出的特征所示特征邵氏硬度(Shore A)60
MI50
斷裂抗拉強(qiáng)度4.5
伸長(zhǎng)率(％)500 磨損度(mm3)20
按照ISO 14855生物降解90%6個(gè)月與復(fù)合物(EPl)相比，復(fù)合物(EP2)中PS晶體的添加導(dǎo)致生物降解時(shí)間延長(zhǎng)了兩個(gè)月。為了獲得最終產(chǎn)品的更高的硬度，苯こ烯(PS)晶體必須占所述復(fù)合物的2% 30%，優(yōu)選 10% 20%。為了獲得相同的結(jié)果，可以使用其它聚合物，例如，5% 30%量的間同立構(gòu)1，2-聚丁ニ烯，或2% 5%量的聚(こ烯-こ酸こ烯酯)(EVA)或聚(こ烯-丙烯酸甲酷)(EMA)或聚(こ烯-丙烯酸丁酯)(EBA)，來(lái)取代苯こ烯晶體或抗沖擊苯こ烯。實(shí)施例3與實(shí)施例2相同，不同之處在于使用天然酵母代替啤酒酵母。按照ISO 14855生物降解90%的時(shí)間為4個(gè)月。在這個(gè)特定的情形下，天然酵母獲得了比啤酒酵母更好的生物降解結(jié)果。實(shí)施例4與實(shí)施例2相同，不同之處在于使用淀粉酶代替啤酒酵母。按照ISO 14855生物降解90%的時(shí)間為12個(gè)月。如實(shí)施例4所述，與酵母相比，酶的應(yīng)用得到了比較不令人滿意的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種由熱塑性聚合物的復(fù)合物獲得的可生物降解產(chǎn)品，包含 -苯乙烯嵌段共聚物， -增塑劑，和 -生物降解催化劑， 其特征在于所述增塑劑為天然的油，并且所述生物降解催化劑為酵母。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于所述酵母的重量百分比濃度為可生物降解產(chǎn)品的總重的0. 5% 4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于所述酵母包含啤酒酵母和/或天然酵母。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于所述酵母包含改性的酵母，例如部分水解的酵母，以降低酵母的典型氣味。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于所述天然的油的重量百分比濃度為可生物降解產(chǎn)品的總重的40% 50%。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于所述天然的油包含菜籽油和/或大豆油。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于所述苯乙烯嵌段共聚物的重量百分比濃度為可生物降解產(chǎn)品的總重的50% 60%。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于所述苯乙烯嵌段共聚物為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)。
9.據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于其還包含聚合物，例如聚苯乙烯(PS)晶體，或間同立構(gòu)1，2聚丁二烯，或聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)，或聚(乙烯-丙烯酸甲酯)(EMA)，或聚(乙烯-丙烯酸丁酯)(EBA)，以提高產(chǎn)品的硬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于其含有濃度為可生物降解產(chǎn)品的10% 20%重量的聚苯乙烯晶體(PS)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于其為可生物降解復(fù)合物，該復(fù)合物是通過(guò)將苯乙烯嵌段共聚物、天然的油和酵母混合以得到半固態(tài)產(chǎn)品，并將該半固態(tài)產(chǎn)品擠出以生成所述可生物降解復(fù)合物的微?；蚱６玫降?。
12.根據(jù)權(quán)利要求I 10的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于其為平均壽命長(zhǎng)于5年的最終技術(shù)產(chǎn)品，該產(chǎn)品是通過(guò)將含有苯乙烯嵌段共聚物、天然的油和酵母的可生物降解復(fù)合物擠出或模制而獲得的。
13.根據(jù)權(quán)利要求I 10的任一項(xiàng)所述的可生物降解產(chǎn)品，其特征在于其為平均壽命長(zhǎng)于5年的最終技術(shù)產(chǎn)品，該產(chǎn)品是通過(guò)將含有苯乙烯嵌段共聚物和天然的油的復(fù)合物擠出或模制而獲得的，在擠出或模制過(guò)程中在該復(fù)合物中添加了酵母。
全文摘要
本發(fā)明記載了從熱塑性聚合物的復(fù)合物獲得的可生物降解產(chǎn)品，包含苯乙烯嵌段共聚物、增塑劑和生物降解催化劑，其中增塑劑為天然的油并且生物降解催化劑為酵母。
文檔編號(hào)C08L53/02GK102649862SQ201110047050
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者B·卡爾迪納利 申請(qǐng)人:泰克諾費(fèi)爾姆股份公司