聚乳酸型树脂组合物、模塑制品和其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚乳酸型树脂组合物，由该组合物可以以改进的模塑加工性而模塑成型具有高耐热性和高抗冲击性的模塑制品；还提供了一种由该组合物制得的耐热性聚乳酸型树脂模塑制品，以及一种制备这种耐热性模塑制品的方法。即，这样一种聚乳酸型树脂组合物，相对于１００重量份的聚乳酸型聚合物而言，该组合物包括各自用作成核剂的０．０１－５．０重量份金属磷酸盐和０．０１－５．０重量份碱性无机铝化合物。将聚乳酸型树脂组合物熔融并注入模塑机的模具，模具温度控制在由ＤＳＣ测定的玻璃化转变温度至结晶温度的范围内，然后使该组合物在结晶下模塑成型。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚乳酸型树脂组合物，由该组合物可以以改进的模塑加工性而模塑成型具有高拉伸强度、高抗冲击强度和高耐热性的制品，同时也涉及由该树脂组合物制得的耐热性模塑制品。本专利技术还涉及制备耐热性聚乳酸型树脂模塑制品的方法。本专利技术进一步涉及一种聚乳酸型定向络合聚合物树脂组合物，由该组合物可以以改进的模塑加工性而模塑成型具有高耐热性和高抗冲击性的制品，同时也涉及由该树脂组合物制得的耐热性模塑制品。本专利技术还涉及制备耐热性聚乳酸型树脂模塑制品的方法。
技术介绍
对环境保护的日益关注导致对可生物降解性聚合物及其模塑制品的需求逐渐增大，这些聚合物及其模塑制品在处于自然环境时能够分解，人们已经投入了巨大的努力去研究脂族聚酯和其它的可生物降解性树脂。当中，期望能够找到具有高达140-180℃的足够高熔点且具有良好透明性的聚乳酸型聚合物，以广泛用于包装材料和能利用该材料高透明性的其它模塑制品。尽管其刚性大，但是由注塑形成的聚乳酸型聚合物容器和类似物对热敏感，有时对热和冲击敏感，因而例如，包装容器不能用于热水或微波炉。由此限制了这一材料的应用。为了赋予这些模塑制品以足够的耐热性，在模压加工期间或模压之后模制品需要冷却足够长的时间，模塑制品必须退火以使其高度结晶。然而，如此长的冷却工艺是不现实的，并且常常导致结晶不充分，因而是不利的，通过退火进行的后结晶也是如此，其中随着结晶的进行，模塑制品往往会变形。至于提高结晶速率的方法，例如，日本专利未审公开公报No.Sho60-86156描述了这样一种方法，加入主要由对苯二甲酸和间苯二酚构成的全芳族聚酯细粉末以起到成核剂的作用，从而促进聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的结晶。这种通过加入成核剂而加速结晶的途径是众所周知的。同样，向可生物降解性聚合物中加入前述添加剂，这些技术的具体实例公开于日本专利未审公开公报No.Hei 5-70696、日本专利国家公布No.Hei 4-504731(WO 90/01521)、美国专利No.5180765、日本专利国家公布No.Hei 6-504799(WO 92/04413)、日本专利未审公开公报No.Hei 4-220456和日本专利未审公开公报No.2001-226571。在日本专利未审公开公报No.Hei 5-70696所披露的一种此类技术中，将10-40重量％的平均粒度小于或等于20微米的碳酸钙或水合硅酸镁(滑石)加入到可生物降解性塑料中，作为塑料容器用材料，可生物降解性塑料例如聚-3-羟基丁酸酯/聚-3-羟基戊酸酯共聚物、聚己内酯和聚乳酸。然而，在该技术中，所包括的大量无机填料意欲用来加速可生物降解性废旧塑料的降解，但是不会促进聚合物结晶以提高其耐热性。在日本专利国家公布No.Hei 4-504731(WO 90/01521)所述的另一种技术中，将诸如硅石或高岭石之类的无机填料加入丙交酯热塑性塑料以改变塑料的硬度、强度和耐温度性能。在一个实施例中，采用热辊在170℃下将5wt％乳酸钙作为成核剂与L/DL-丙交酯聚合物混合5分钟。证明如此形成的片材具有足够的刚性和强度，不透光，并具有增大的结晶度。日本专利国家公布No.Hei 6-504799(WO 92/04413)描述了将乳酸盐和苯甲酸盐用作成核剂。在一个实施例中，向聚丙交酯共聚物中加入1％乳酸钙，采用保持在约85℃的模具进行注塑，停留时间为2分钟。然而，由于结晶不完全，因而进一步使产物在约110-135℃的模具中进行退火处理。同样，日本专利未审公开公报No.Hei 8-193165在编号为 的段落中公开的内容事实上已经利用典型的成核剂，例如滑石、硅石、乳酸钙或苯甲酸钠，将其加入聚乳酸型聚合物来设法进行注塑。但是，因为结晶速率反而很低并且所得模塑制品发脆，所以这一技术不能提供耐实际应用的模塑制品。该说明书进一步指出，这种聚乳酸型聚合物，当其与通用的滑石、硅石或类似物结合使用并进行一般的注塑、吹塑或压塑加工时，结晶速率明显很低。此外，所得模塑制品不具有可实际应用的耐热性，从而使得制品只能在不超过100℃的温度下使用，它们也不具有足够的抗冲击性。结果，限制了这些材料的应用。在日本专利未审公开公报No.Hei 4-220456所述又一种技术中，聚羟基乙酸和/或其衍生物作为成核剂加入到聚-L-丙交酯中，以便提高结晶速率。按照这一技术，可以降低注塑的周期，并获得具有改进之机械性能的聚合物。在一个例举性的注塑工艺中，并未加入成核剂且冷却时间是60秒时，结晶度为22.6％，而加入成核剂时结晶度为45.5％。然而，按照日本专利未审公开公报No.Hei 8-193165中编号为 段落的说明，在高于日本专利未审公开公报No.Hei 4-220456所述的玻璃化转变温度的模塑温度条件下，当聚乳酸型聚合物进行实际注塑加工而不加入任何成核剂时，模塑不成功。在日本专利未审公开公报No.2001-226571所述的再又一种技术中，山梨糖醇化合物或金属磷酸盐作为成核剂加入到聚乳酸型聚合物中，从而形成可热收缩的膜，其中提高了热收缩性能。该公开说明书所述的成核剂是单一化合物的形式，而不是结合体系，而且并未提及任何有关立构聚合物的内容。
技术实现思路
专利技术目的考虑到现有技术的上述不足之处，本专利技术的一个目的是提供一种聚乳酸型树脂组合物，从而能够以改进的模塑加工性制造出具有高拉伸强度、高抗冲击强度和高耐热性的模塑制品。本专利技术还有一个目的是提供由该聚乳酸型树脂组合物制成的模塑制品，从而该模塑制品具有高耐热性以及高拉伸强度和高抗冲击强度。本专利技术进一步的目的是提供一种由聚乳酸型树脂组合物制造聚乳酸型树脂模塑制品的方法，该模塑制品具有高耐热性以及高拉伸强度和高抗冲击强度。本专利技术另一个目的是提供一种聚乳酸型定向络合聚合物树脂组合物，从而能够以改进的模塑加工性制造出具有高耐热性和高抗冲击性的模塑制品。本专利技术又一个目的是提供由聚乳酸型树脂组合物形成的模塑制品，从而该模塑制品具有高耐热性和高抗冲击性。本专利技术再又一个目的是提供一种由聚乳酸型树脂组合物制造聚乳酸型树脂模塑制品的方法，该模塑制品具有高耐热性和高抗冲击性。专利技术概述在研究过程中，本专利技术人发现，通过使用芳族有机磷酸金属盐和碱性无机铝化合物，以及任选的至少一种二亚苄基山梨糖醇化合物和脂族羧酸金属盐，以及进一步任选的滑石，可以达到上述本专利技术目的。每一种组分都用作结晶的成核剂。这一发现最后导致本专利技术人作出了本专利技术。在研究的过程中，本专利技术人还发现，通过向能够形成定向络合物且主要由聚乳酸构成的聚合物中加入金属磷酸盐以及更有利的水合硅酸镁(滑石)，每一种都用作成核剂，从而可以达到上述本专利技术的目的。这一发现最后导致本专利技术人作出了本专利技术。本专利技术第一方面本专利技术是一种聚乳酸型树脂组合物，相对于100重量份的聚乳酸型聚合物而言，该组合物包括各自用作成核剂的0.01-5.0重量份金属磷酸盐和0.01-5.0重量份碱性无机铝化合物。本专利技术是上述聚乳酸型树脂组合物，其中金属磷酸盐包括至少一种由以下通式(1)或(2)表示的芳族有机磷酸金属盐 其中R1表示氢原子或拥有1-4个碳原子的烷基基团；R2和R3各自独立地表示氢原子或拥有1-12个碳原子的烷基基团，它们彼此相同或不同；M1表示碱金属原子、碱土金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸型树脂组合物，相对于１００重量份的聚乳酸型聚合物而言，该组合物包括各自用作成核剂的０．０１－５．０重量份金属磷酸盐和０．０１－５．０重量份碱性无机铝化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：中泽健二，飞田悦男，幸野俊则，浦山裕司，金森健志，奥山久嗣，
申请(专利权)人：旭电化工业株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]