含有聚乳酸組合物的成型部件的制作方法
【專利摘要】提供了一種由熱塑性組合物形成的成型部件，所述熱塑性組合物含有聚乳酸、丙烯/α-烯烴共聚物和聚烯烴增容劑。所述丙烯/α-烯烴共聚物可以分散為在聚乳酸的連續(xù)基質(zhì)內(nèi)的離散物理區(qū)域。不希望受理論限制，相信所述離散區(qū)域可以幫助抵抗成型操作過程中組合物的膨脹，與常規(guī)聚乳酸組合物相比，這使在成型過程中組合物經(jīng)歷的膨脹度最小化。
【專利說明】含有聚乳酸組合物的成型部件
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 注射成型通常用于形成性質(zhì)相對剛性的塑料制品，包括容器、醫(yī)療器械等。例如， 用于預濕的揩巾的堆疊或卷的容器一般是通過注射成型技術形成的。然而，與這樣的容器 相關的一個問題是，成型材料通常是由不可生物降解的或不可再生的合成聚合物（例如， 聚丙烯或HDPE)形成的?？缮锝到獾木酆衔镌谧⑸涑尚椭破分械氖褂檬怯袉栴}的，原因 在于熱加工該聚合物所述涉及的困難。例如，聚乳酸易于在成型過程中經(jīng)歷比其它類型聚 合物（例如，聚烯烴）更大程度的膨脹。因此，當期望由聚乳酸形成成型部件時，需要新的 成型裝置（例如，模具），這是極其昂貴的。另外，聚乳酸也具有相對高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度并 顯示出高的硬度和模量，同時具有相對低的延展性。這顯著地限制了這樣的聚合物在注射 成型部件中的使用，其中需要材料剛度和強度之間良好平衡。
[0003] 據(jù)此，目前存在對聚乳酸組合物的需要，該聚乳酸組合物能夠顯示好的機械性質(zhì)， 從而可以在注射成型部件中容易地使用它。
[0004] 發(fā)明概沭
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，公開了由熱塑性組合物形成的成型部件。所述組合 物包含約50wt. %至約95wt. %的至少一種聚乳酸，所述聚乳酸具有約40°C或更高的玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度；約5wt. %至約30wt. %的至少一種丙烯/ α -烯烴共聚物，所述共聚物具有約 60摩爾％至約90摩爾％的丙烯含量和約10摩爾％至約40摩爾％的α -烯烴含量，其中所 述共聚物還具有約〇. 82至約0. 90克每立方厘米的密度；以及約0. 5wt. %至約20wt. %的 至少一種含有極性組分的聚烯烴增容劑。當成型為部件時，所述組合物顯示出約〇. 9%或更 小的寬度方向上的膨脹度。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案，公開了一種形成注射成型部件的方法。所述方法 包括：將熱塑性組合物（例如本文中所描述的）注入模具型腔。所述熱塑性組合物在模具 型腔中成形為成型部件。
[0007] 在下面更為詳細地討論本發(fā)明的其他特征和方面。
[0008] 附圖的簡要說明
[0009] 參考附圖，在說明書的其余部分中，對包括對于本領域技術人員而言的最佳方式 在內(nèi)的完整且能夠?qū)崿F(xiàn)的本發(fā)明的公開內(nèi)容做了更詳細的闡述，其中：
[0010] 圖1是本發(fā)明中使用的注射成型裝置的一個實施方案的示意圖。
[0011] 在本說明書和附圖中重復使用的附圖標記意在表示本發(fā)明的相同或相似的特征 或元件。
[0012] 代表件實施方案的詳細說明
[0013] 現(xiàn)在詳細地參考各種實施方案，闡明本發(fā)明實施方案的一個或多個實施例。以解 釋的方式而非本發(fā)明的限制的方式來提供各個實施例。實際上，在不脫離本發(fā)明和權利要 求的范圍或精神的情況下，可以進行各種修改和變化，這對于本領域技術人員來說是顯而 易見的。例如，圖示或描述為一種實施方案的部分的特征可以用于另一實施方案，從而產(chǎn)生 又一其他實施方式。因此，本發(fā)明意在涵蓋在所附權利要求及其等同物的范圍內(nèi)的修改和 變化。
[0014] 一般而言，本發(fā)明涉及由熱塑性組合物形成的成型部件，所述熱塑性組合物含有 聚乳酸、丙烯/ α -烯烴共聚物和聚烯烴增容劑。在本發(fā)明中可以選擇性地控制組分的具 體性質(zhì)和濃度，從而得到具有所期望的形態(tài)特征的組合物。更特別地，丙烯/ α -烯烴共聚 物可以分散為在聚乳酸連續(xù)基質(zhì)內(nèi)的離散物理區(qū)域。不希望受理論限制，相信離散區(qū)域 可以幫助抵抗成型操作過程中組合物的膨脹，與常規(guī)聚乳酸組合物相比，這使在成型過程 中組合物經(jīng)歷的膨脹度最小化。更特別地，成型為部件時，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)ASTM D955-08和本文所描述的測定，熱塑性組合物可以顯示出約0.9 %或更小的寬度方向上 ("Ew")的膨脹度，在一些實施方案中約0. 1 %至約0. 8%，以及在一些實施方案中，約0. 3% 至約0. 7%。此外，當期望使用聚乳酸時，該小的橫向膨脹度使非常昂貴的重新配置和/或 取得新的成型裝置的需求最小化。進一步地，減小的膨脹度也可以最小化對注入成型型腔 中的額外材料的需求，這可以更進一步降低成本。
[0015] 以下將更詳細地描述本發(fā)明的各種實施方案。
[0016] I.熱塑件纟目合物
[0017] A.聚乳酸
[0018] 聚乳酸（包括其共聚物）通?？梢杂扇樗岬娜魏萎悩嬻w的單體單元生成，如左旋 乳酸（"L-乳酸"）、右旋乳酸（"D-乳酸"）、內(nèi)消旋乳酸、或其混合物。單體單元也可以由 乳酸的任何異構體（包括L-丙交酯、D-丙交酯、內(nèi)消旋丙交酯或其混合物）的酸酐形成。 也可以使用這樣的乳酸和/或丙交酯的環(huán)狀二聚體。可以使用諸如縮聚或開環(huán)聚合的任何 已知的聚合方法使乳酸聚合。也可以使用少量的擴鏈劑（如二異氰酸酯化合物、環(huán)氧化合 物或酸酐）。所述聚乳酸可以為均聚物或者共聚物，例如，含有由L-乳酸生成的單體單元、 由D-乳酸生成的單體單元和非乳酸共聚單體（例如，乙醇酸、己內(nèi)酯等）的共聚物。盡管 沒有要求，但是由L-乳酸生成的單體單元和由D-乳酸生成的單體單元之一，以及非乳酸共 聚單體的含量可以為約85摩爾％或更高，在一些實施方案中約90摩爾％或更高，以及在一 些實施方案中，約95摩爾％或更高?？梢詫⒍喾N聚乳酸以任意百分比共混，每種聚乳酸各 自具有不同的由L-乳酸生成的單體單元與由D-乳酸生成的單體單元的比例。也可以使用 聚L-乳酸（〃PLLA〃）和聚D-乳酸（〃H)LA〃）的立體復合物，其可以形成具有提高的結晶度 的高度規(guī)整的立體復合物。
[0019] 在一個具體實施方案中，所述聚乳酸具有以下通式結構：
[0020]
【權利要求】
1. 一種由熱塑性組合物形成的成型部件，其中所述熱塑性組合物包含： 約50wt. %至約95wt. %的至少一種聚乳酸，所述聚乳酸具有約40°C或更高的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度； 約5wt. %至約30wt. %的至少一種丙烯/α -烯經(jīng)共聚物，所述共聚物具有約60摩 爾％至約90摩爾％的丙烯含量和約10摩爾％至約40摩爾％的α -烯烴含量，其中所述共 聚物還具有約〇. 82至約0. 90克每立方厘米的密度；以及 約0. 5wt. %至約20wt. %的至少一種含有極性組分的聚烯經(jīng)增容劑； 其中，根據(jù)ASTM D955-08測定，所述部件顯示出約0. 9 %或更小的寬度方向上的膨脹 度。
2. 權利要求1所述的成型部件，其中所述部件顯示出約0. 3%至約0. 7%的寬度方向上 的膨脹度。
3. 權利要求1或2所述的成型部件，其中所述熱塑性組合物具有以下形態(tài)：多個離散 主區(qū)域分散于連續(xù)相內(nèi)，所述區(qū)域含有丙烯/ α -烯烴共聚物，并且所述連續(xù)相含有聚乳 酸。
4. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述聚乳酸具有約50°C至約65°C的 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
5. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述共聚物的α-烯烴為乙烯、1-辛 烯、1-己烯、1-丁烯或它們的組合。
6. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述共聚物的丙烯含量為約70摩 爾％至約80摩爾％，并且所述共聚物的α -烯烴含量為約20摩爾％至約30摩爾％。
7. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述共聚物具有約0. 86至約0. 88克 每立方厘米的密度。
8. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中，根據(jù)ASTM D1238-E在2160克的負載 和230°C的溫度下測定，所述共聚物具有約1至約50克每10分鐘的熔體流動速率。
9. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述共聚物是金屬茂催化的。
10. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述共聚物是彈性體的。
11. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中，根據(jù)ASTM D790在23°C下測定，所 述共聚物顯示出約1至約100兆帕的撓曲模量。
12. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述極性組分接枝到聚烯烴主鏈上。
13. 權利要求12所述的成型部件，其中所述極性組分包括馬來酸酐。
14. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中所述極性組分是所述聚烯烴增容劑 的單體成分，例如，（甲基）丙烯酸單體成分。
15. 前述權利要求中任一項所述的成型部件，其中，根據(jù)ASTM D638-10在23°C下測量， 所述成型部件具有約2. 0至約3. 0千兆帕的拉伸模量。
16. 包括前述權利要求中任一項所述的成型部件的容器。
17. -種形成注射成型部件的方法，所述方法包括： 將熱塑性組合物注入模具型腔，其中所述熱塑性組合物包含約50wt. %至約95wt. % 的至少一種聚乳酸，所述聚乳酸具有約40°C或更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，約5wt. %至約 30wt. %的至少一種丙烯/ α -烯烴共聚物，所述共聚物具有約60摩爾％至約90摩爾％的 丙烯含量和約10摩爾％至約40摩爾％的α -烯烴含量，其中所述共聚物還具有約ο. 82至 約0. 90克每立方厘米的密度，以及約0. 5wt. %至約20wt. %的至少一種含有極性組分的聚 烯烴增容劑；和 使所述熱塑性組合物在模具型腔內(nèi)成形為成型部件。
18. 權利要求17的方法，其中，根據(jù)ASTM D955-08測定，所述部件顯示出約0. 3%至約 〇. 7 %的寬度方向上的膨脹度。
19. 權利要求17的方法，其中所述共聚物的α-烯烴為乙烯、1-辛烯、1-己烯、1-丁烯 或它們的組合，并且其中所述共聚物具有約〇. 86至約0. 88克每立方厘米的密度。
20. 權利要求17的方法，其中所述極性組分接枝到聚烯烴主鏈上，或者所述極性組分 是所述聚烯烴增容劑的單體成分，例如，馬來酸酐。
【文檔編號】C08L67/04GK104114640SQ201380006930
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年1月28日 優(yōu)先權日:2012年2月10日
【發(fā)明者】J·H·王, G·J·懷德曼 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司