[发明专利]源自可再生源的可挤出组合物

说明书

交叉相关申请数据

该申请请求如下临时申请的优先权：2012年9月26日提交的美国临时申请序列号61/705,683；2012年11月14日提交的美国临时申请序列号61/726,188；2013年7月9日提交的美国临时申请序列号 61/844,155；并且该申请是2013年3月8日提交的美国申请序列号13/790,889的部分连续案；它们的公开内容整体并入本文中作为参考。

发明领域

本发明涉及可挤出组合物和由所述组合物制备成型制品的方法。所述可挤出组合物包括源自可再生源的聚乳酸聚合物且所述组合物是可生物降解的。

发明背景

成型制品通常由各种可挤出聚合物组合物形成，且示例性的制造品包括瓶子和其他食品容器，膜，包装等等。在过去这种成型制品由石油基聚合物形成，所述石油基聚合物通常既不是源自可再生源也不是可生物降解的。示例性的石油基聚合物包括聚丙烯（PP），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚苯乙烯（PS），和聚氯乙烯（PVC）。不仅此类石油基聚合物是环境不友好的，而且用于制备此类聚合物的溶剂和方法也是环境不友好的。此外尽管这些聚合物中的一些可能是可回收利用的，但它们不是可生物降解的并在垃圾填埋等中造成问题。

该问题的一个解决方案是形成由源自可再生源的聚合物来形成成型制品。此类源自可再生源的聚合物的例子为聚乳酸（PLA）。PLA源自各种天然可再生源物质例如玉米，植物淀粉（例如马铃薯），和蔗类（例如甘蔗）。在例如美国公开No. 2011/005847A1和No. 2010/0105835A1, PCT公开No. WO 2007/047999A1, 和美国专利No.5,744,510，No.6,150,438，No.6,756,428，以及No.6,869,985中描述了这种对利用PLA所做出的努力，它们的公开内容整体并入本文中作为参考。就本公开而言，术语“交酯基聚合物”旨在与术语聚交酯，聚乳酸（PLA）和聚交酯聚合物同义，且旨在包括经由交酯单体的开环聚合所形成的任何聚合物（无论是单独（即均聚物）还是以混合物或与其他单体的共聚物）。所述术语还旨在涵盖成分单体的任何不同的构型和排列（例如间同立构，全同立构，无定形，结晶，部分结晶等）。交酯基聚合物可源自或可不源自可再生源。

通过交酯的开环聚合形成PLA。PLA是结晶聚合物，且因此当成型时面临关于熔体粘度，温度稳定性，拉伸强度，以及抗冲击性的挑战。因此继续存在对改进的可挤出组合物的需求，所述可挤出组合物更加地环境友好，即为源自可再生源且为可生物降解的，且克服了与来自于此类组合物，特别是包括PLA的组合物的成型制品有关的挑战。

发明总述

为此，本发明提供了可挤出组合物，所述可挤出组合物包含环糊精和涂覆有天然油（例如植物基油），脂肪酸，蜡或蜡质酯的聚乳酸（PLA）。本发明还提供了由这种可挤出组合物形成成型制品的方法，所述方法包括以下步骤：用天然油，脂肪酸，蜡或蜡质酯来涂覆PLA，将经涂覆的PLA与环糊精混合，干燥该混合物以去除基本上全部的任何水分，挤出经干燥的混合物，且将挤出的组合物成型为制造品。

因此，在发明的一个方面中，提供可挤出组合物，所述可挤出组合物具有大于约50℃的热挠曲温度且具有约80℃-约190℃的熔点，其中所述可挤出组合物包含：

a) 约60-约99.8%的部分结晶或结晶的聚乳酸；

b) 约0.05-约8%的环糊精；

c) 约0.1-约8%的天然油，天然蜡；

d) 约0.01-约5%的纳米纤维；

e) 约0-约10%的结晶剂（crystallinity agent）；

f) 约0-约1%的淀粉基熔体流变改性剂；

g) 约0-约5%的着色剂；

h) 约0-约1%的塑化剂；

i) 约0-约1%的光泽剂；和

j) 约0-约1%的阻隔剂(barrier agent)。

在发明的另一个方面中，提供了由源自可再生源的可挤出组合物形成的容器，所述可挤出组合物包含涂覆有天然油，脂肪酸酯，蜡或蜡质酯的PLA和环糊精，纳米纤维，结晶剂，淀粉基流变改性剂和着色剂。

在发明的又一个方面中，提供了由可挤出组合物形成的用于容器的封闭物（closure），所述可挤出组合物包含PLA，涂覆有天然油，脂肪酸酯，蜡或蜡质酯的环糊精，结晶剂，结晶阻滞剂（crystallinity retarder）和着色剂。