包含聚乳酸樹脂的聚丙烯樹脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聚丙烯/聚乳酸樹脂組合物，其包含聚丙烯樹脂、聚乳酸樹脂、反應(yīng)性相容劑、任選沖擊改性劑和無(wú)機(jī)填料，該組合物具有出色的耐熱性、抗沖擊性和撓曲模量。
【專利說(shuō)明】包含聚乳酸樹脂的聚丙烯樹脂組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包含聚乳酸樹脂的聚丙烯樹脂組合物(下文中稱為“聚丙烯/聚乳酸樹脂組合物”)，特別涉及包含聚丙烯樹脂、聚乳酸樹脂、反應(yīng)性相容劑、任選沖擊改性劑和無(wú)機(jī)填料的聚丙烯/聚乳酸樹脂組合物，其具有出色的耐熱性、抗沖擊性和撓曲模量。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油品枯竭或全球變暖的問(wèn)題的增長(zhǎng)，對(duì)包括二氧化碳的溫室氣體排放的控制變得勢(shì)在必行。在這方面，為了代替例如來(lái)自油類資源的聚合物材料，建立了尋求來(lái)自生物質(zhì)的生態(tài)友好樹脂的途徑。
[0003]在那些生態(tài)友好的樹脂中，聚乳酸是通過(guò)來(lái)自玉米淀粉發(fā)酵的乳酸聚合制備的脂肪族聚酯。聚乳酸是可生物降解的聚合物，與其他生態(tài)友好的塑料材料相比，其具有出色的機(jī)械性能，并且便宜且無(wú)害，因此它的的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展到多個(gè)領(lǐng)域，例如包括食品容器、一次性產(chǎn)品，例如塑料包裝和嬰兒產(chǎn)品等。但是，與其他多用途聚合物相比，聚乳酸差的耐熱性和抗沖擊性使得它的應(yīng)用非常有限。因此，為彌補(bǔ)聚乳酸的這些缺陷，進(jìn)行了研究，使其與具有出色耐熱性的聚烯烴共混。聚烯烴中，比聚乙烯具有更好的耐熱性的聚丙烯可以有利地用于改進(jìn)聚乳酸的耐熱性，但是所述的兩種聚合物具有不同的極性且因此相互之間并不相容。在這方面，主要使用的是包括使用相容劑的方法。
[0004]韓國(guó)的公開專利申請(qǐng)N0.10-2012-0044799提出了一種通過(guò)添加0.5_10重量份的聚丙烯-馬來(lái)酸酐共聚物或聚乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物作為用于聚丙烯和聚乳酸的相容劑而具有改進(jìn)的耐熱性和抗沖擊性的樹脂組合物，但是，它公開了僅當(dāng)在110°c下進(jìn)行2小時(shí)的退火時(shí)才獲得高的熱撓曲溫度(HDT)。不進(jìn)行退火，它的實(shí)例顯示出78.3°C和75.4°C的HDT。在整個(gè)制造過(guò)程中，用于工廠內(nèi)制備過(guò)程的時(shí)間是非常重要的要素之一，并且將用于退火的溫度提高到110°C (高于聚乳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品的變形。此外，由于合金結(jié)晶的進(jìn)展，可發(fā)生尺寸上的改變。因此，通過(guò)這種合金的熟化(aging)處理實(shí)際上難以獲得期望的最終產(chǎn)品。
[0005]韓國(guó)的公開專利申請(qǐng)N0.10-2011-0048125提出了一種適用于生活用的容器的包含聚乳酸的聚合性合金組合物，通過(guò)使用具有至少一個(gè)能夠與聚乳酸反應(yīng)的官能團(tuán)和至少一個(gè)乙烯基團(tuán)的化合物作為相容劑，而具有出色的吹塑性質(zhì)和抗沖擊性。其中使用的相容劑是基于乙烯的共聚物，例如乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯共聚物和乙烯_(甲基)丙烯酸縮水甘油酯-乙酸乙烯酯共聚物。包含聚乳酸的聚合物合金組合物的特征在于改進(jìn)的熔體粘度、沖擊強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，但是它根本沒有考慮到熱撓曲溫度。
[0006]US公開專利申請(qǐng)N0.US2010/0160564A1提出了一種包含聚丙烯、聚乳酸和的彈性體的復(fù)合樹脂組合物，其中特別使用具有環(huán)氧基團(tuán)的乙烯聚合物作為相容劑，該復(fù)合樹脂組合物具有出色的沖擊強(qiáng)度。但是，沒有任何有關(guān)熱撓曲溫度的描述。
[0007]發(fā)明概述
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種甚至沒有熟化步驟就具有出色平衡的機(jī)械性能和高耐熱性聚丙烯/聚乳酸樹脂組合物。
[0009]本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0010]設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明提供了一種聚丙烯/聚乳酸樹脂組合物，其包含(A) 40-80重量份的聚丙烯樹脂，(B) 10-45重量份的聚乳酸樹脂和(C) 3_30重量份的反應(yīng)性相容劑。
[0011]本發(fā)明的樹脂組合物可以進(jìn)一步包含(D) 20重量份或更少的沖擊改性劑和(E) 20重量份或更少的無(wú)機(jī)填料。
[0012]下文中，進(jìn)一步如下詳細(xì)描述包含在本發(fā)明的聚丙烯/聚乳酸樹脂組合物中的組分。
[0013](A)聚丙烯樹脂
[0014]對(duì)于聚丙烯樹脂，可以使用選自由丙烯均聚物、丙烯嵌段共聚物和丙烯無(wú)規(guī)共聚物組成的組中的至少一種，其中它的熔融指數(shù)優(yōu)選為0.5-30g/10分鐘(ASTM D1238，230°C，2.16kg)。在這些聚丙烯中，在耐熱性方面優(yōu)選丙烯均聚物，且更優(yōu)選可以賦予平衡的耐熱性和抗沖擊性的丙烯嵌段共聚物。
[0015]聚丙烯樹脂優(yōu)選以40-80重量份的量使用，其中當(dāng)聚丙烯樹脂的量少于40重量份時(shí)，用于主基質(zhì)材料中的聚丙烯樹脂的含量低，而聚乳酸樹脂的含量高，并且因此耐熱性變得顯著降低；同時(shí)，當(dāng)聚丙烯樹脂的量大于80重量份時(shí)，由于降低的聚乳酸含量，它不能歸類于生態(tài)友好樹脂。
[0016](B)聚乳酸樹脂
[0017]用于本發(fā)明中的聚乳酸樹脂是脂肪族聚酯樹脂，其是由來(lái)源于玉米淀粉或馬鈴薯淀粉的乳酸縮聚或丙交酯開環(huán)聚合合成的可生物降解的聚合物。
[0018]作為上述聚乳酸樹脂，優(yōu)選使用選自由聚-L-乳酸、聚-D-乳酸和聚-(D，L)-乳酸組成的組中的至少一種。具有高光學(xué)純度的聚乳酸樹脂是優(yōu)選的，且具有95%或更高的光學(xué)純度的聚乳酸樹脂是特別優(yōu)選的，這是因?yàn)楫?dāng)光學(xué)純度較高時(shí)，結(jié)晶速度變得更快且耐熱性變得更好。
[0019]雖然用于本發(fā)明的聚乳酸樹脂的分子量或其分子量分布沒有特別的限制，只要可能進(jìn)行注射成型即可，但是重均分子量?jī)?yōu)選在50，000-400，OOOg/mol的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選為100，000-400，OOOg/mol以便進(jìn)一步提高得到的成型制品的機(jī)械強(qiáng)度。
[0020]基于全部的樹脂組合物的總重量，聚乳酸樹脂優(yōu)選以10-45重量份的量使用，其中當(dāng)聚乳酸的量少于10重量份時(shí)，它僅具有非常少的生物質(zhì)并且因此并不是那么生態(tài)友好的；同時(shí)，當(dāng)聚乳酸的量多于45重量份時(shí)，由于相對(duì)降低的聚丙烯含量和增加的聚乳酸含量，其會(huì)發(fā)生相反轉(zhuǎn)，由此聚乳酸變?yōu)榛|(zhì)，導(dǎo)致耐熱性顯著降低。
[0021](C)反應(yīng)性相容劑
[0022]兩種不相容的聚合物的共混通常具有大尺寸的分散相且界面之間的粘附弱，因此其具有降低的機(jī)械性能。同樣的，由于非極性的聚丙烯樹脂和極性的聚乳酸樹脂之間的極性差異，相容性降低。在這方面，可以將反應(yīng)性相容劑引入其中以便改進(jìn)兩種聚合物的相容性以及機(jī)械性能。
[0023]用于本發(fā)明中的反`應(yīng)性相容劑指的是具有可以與聚乳酸樹脂末端的羥基基團(tuán)或羧基基團(tuán)反應(yīng)的化學(xué)官能團(tuán)的聚合物。[0024]對(duì)于反應(yīng)性相容劑，可以使用通過(guò)以下通式表示的聚丙烯接枝共聚物，其具有能
夠與聚乳酸末端的羥基基團(tuán)或羧基基團(tuán)反應(yīng)的化學(xué)官能團(tuán):
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種聚丙烯樹脂組合物，其包含(A) 40-80重量份的聚丙烯樹脂，(B) 10-45重量份的聚乳酸樹脂，和(C)3-30重量份的通過(guò)以下通式表示的反應(yīng)性相容劑:
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聚丙烯樹脂組合物，其進(jìn)一步包含(D)20重量份或更少的沖擊改性劑和(E) 20重量份或更少的無(wú)機(jī)填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的聚丙烯樹脂組合物，其中聚丙烯樹脂是選自由丙烯均聚物、丙烯嵌段共聚物和丙烯無(wú)規(guī)共聚物組成的組中的至少一種，其中聚丙烯樹脂的熔融指數(shù)優(yōu)選為 0.5-30g/10 分鐘(ASTM D1238, 230°C, 2.16kg)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的聚丙烯樹脂組合物，其中聚乳酸樹脂是選自由聚-L-乳酸、聚-D-乳酸和聚(D，L)-乳酸組成的組中的至少一種，其中聚乳酸的重均分子量在50，000-400，000g/mol 的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的聚丙烯樹脂組合物，其中反應(yīng)性相容劑是選自由聚丙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝共聚物、聚丙烯-N-(羥烷基)馬來(lái)酰亞胺接枝共聚物、聚丙烯-N-(羧基烷基)馬來(lái)酰亞胺接枝共聚物和聚丙烯-N-(氨基烷基)馬來(lái)酰亞胺接枝共聚物組成的組中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的聚丙烯樹脂組合物，其中沖擊改性劑是選自由無(wú)定形乙烯-a-烯烴共聚物、乙烯丙烯二烯共聚物(EPDM)、苯乙烯熱塑性彈性體和丙烯酸類共聚物組成的組中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的聚丙烯樹脂組合物，其中無(wú)機(jī)填料是選自由滑石、粘土、碳酸鈣、玻璃纖維、云母、硅灰石和二氧化硅組成的組中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2的聚丙烯樹脂組合物，其中組合物在熟化前的熱撓曲溫度(ASTMD648)為90°C或更高。
【文檔編號(hào)】C08L67/04GK103665539SQ201310398743
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】鄭鎮(zhèn)成, 李度勛, 李泳周 申請(qǐng)人:三星Total株式會(huì)社