包含淀粉的水稳定组合物和制品及其制造方法技术

包含淀粉的热塑性聚合物组合物和由此制成的制品是水稳定的或可以使得成为水稳定的。一种制造水稳定热塑性组合物的方法包括将变性的淀粉与多元醇和酸混合起来从而由多元醇的至少一部分和酸形成酯缩合反应产物的步骤。在一些实施方案中，由酯缩合反应形成的预聚物可以作为与淀粉混合的预聚物提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及包含淀粉的热塑性聚合物组合物以及由此制成的制品。组 合物和制品为水稳定的或可以成为水稳定的。本专利技术也涉及制造水稳定的 热塑性聚合物组合物和制品的方法。专利技术背景热塑性聚合物可用于多种塑料制品，这些制品包括但不限于薄膜、薄 片、粘合剂、粘结剂、层压体、涂层、纤维、泡沫、模制的制品等等。通 常，塑料制品具有较短的使用周期，与在包装、农业、家庭用品和个人护 理产品领域中一样。例如，在食品包装中，塑料制品通常充当保护剂的角 色并且在食品吃完之后被很快丟掉。同样，塑料家庭制品(例如洗涤剂 瓶)和塑料个人护理产品(例如尿布和棉塞施用装置)也在使用后丢弃。通常，塑料制品由包括但不限于聚烯烃的石油基热塑性聚合物制成。 然而，由于石油供应的中断和渐增的费用，石油基热塑性聚合物的使用正 变得越来越不实际。此外，石油基塑料原料(通常是不可生物降解的)在 使用之后通常变成将被丟弃到正在迅速消失的日益昂贵的垃圾掩埋场中的 固体垃:欧。热塑性淀粉(TPS)已经被看作石油基聚合物的替代品。使用TPS是有 利的，因为淀粉天然丰富并且相对便宜。此外，TPS具有典型不能在常规 的石油基聚合物中观察到的期望的特性，这些特性包括但不限于可生物降 解性、天然亲水性和对于传统上与石油基聚合物不相容的材料的相容性。为了使淀粉变为热塑性的以用于加工，通常将其与 一 种或多种增塑剂 和/或其它加工助剂结合起来。与许多石油基聚合物一样，可以使用包括 但不限于炫体纺丝和其它熔融挤出技术的常规方式来加工TPS。然而，与 许多石油基聚合物不同的是，TPS对水分敏感。在暴露于水时，TPS会在 几小时内部分第或甚至完全碎裂。这种对水分的敏感性会限制其中可以利用TPS的应用。为克服TPS对水的敏感性而提出的一种解决办法是将其 与包括但不限于聚烯烃的石油基聚合物混合起来。然而，向TPS中加入 石油基聚合物会产生如上述那些缺点。继续存在对由丰富的低成本淀粉制成的水稳定热塑性聚合物组合物的 需要。热塑性聚合物组合物将有利地在不需要使用包括但不限于石油产品 等添加剂的条件下是水稳定的。还继续存在对包含TPS组合物的水稳定塑料制品(可任选地为可生 物降解的)的需要。此类制品在不需要使用包括但不限于石油基产品等添 加剂的条件下是水稳定的也将是有利的。也希望提供可以被转化成水稳定热塑性聚合物组合物的淀粉组合物。 由此类组合物制成的塑料制品可以在加工期间或加工之后变成水稳定的。 此外，希望以容易制造、装运、加工、以及它们的组合的形式来提供淀粉 组合物和/或它们的组分。专利技术概述在一些实施方案中，本专利技术涉及水稳定热塑性聚合物组合物，该热塑 性聚合物组合物包含变性的淀粉和由包含多元醇和酸的反应混合物形成的 酯缩合反应产物。在一些实施方案中，组合物包含变性的淀粉和多元醇与 一种化合物的反应产物，其中反应产物为酯交换反应产物、酯缩合反应产 物、以及它们的组合。可以由所公开的水稳定热塑性聚合物组合物制成的塑料制品包括但不 限于模制的制品、挤出的制品、以及它们的组合。具体的实例包括个人卫 生制品、吸收制品和包装。在一些实施方案中，本专利技术涉及可以被转化成水稳定热塑性聚合物组 合物的淀粉组合物。这些组合物包含淀粉(在加入组合物中之前和/或就 地变性)、多元醇、酸和任选的甘油三酯。公开了可以使淀粉组合物变为 水稳定的方法；可以任何适当的次序进行该方法的各步骤。这些方法包括 在多元醇和酸之间诱发酯缩合反应和/或在多元醇和甘油三酯之间诱发酯 交换反应。在一些实施方案中，通过加热来诱发反应。这些和其它实施方案、方面和优点均包括在本专利技术内，并且参考以下 说明和附加的权利要求将变得更好理解。专利技术详述除非另外指明，本文所用的所有百分比、比率和比例均按所述组合物 的重量百分比计。除非另外特别指出，所有的平均值均按所述组合物或其 组分的重量计。除非另外指明，聚合物的"平均分子量"或"分子量"是 指重均分子量。除非另外指明，通过凝胶渗透色谱法测定重均分子量。如本文所用，"共聚物"是指包括共聚物、三元共聚物和其它多单体 聚合物。如本文所用，"反应物"是指在化学反应开始时存在的化学物质。 除非另外指明，如本文所用，"混合物，，是指限定族群的组分中的任 何组分的两种或更多种的混合物。如本文所用，"可生物降解的"是指化合物最终被微生物和/或自然环境因素完全降解成CH4、 C02和水或生物质的能力。如本文所用，"可堆肥的，，是指满足以下三个要求的材料(l)该材 料能够在用于固体垃圾的堆肥设备中处理；(2)如果如此处理，那么该材 料将在最终的混合肥料中结束；和(3)如果在土壤中使用该混合肥料，那 么该材料最终将在土壤中被生物降解。如本文所用，"包括"是指在实施本专利技术时可结合应用多种组分、成 分或步骤。因此，术语"包括"包括更有限制性的术语"基本上由…组 成"和"由…组成"。本专利技术的组合物可以包括、基本上由或由本文所/> 开的所需和任选元件中的任何一种组成。除非另外指明，如本文所用，马库什语言包括单独马库什族成分的 组合。除非另外指明，本专利技术使用的所有百分比、比率和比例均按所述组合 物的重量百分比计。除非另外特别指出，所有的平均值均按所述组合物或 其组分的重量计。 本文所公开的所有数值范围是指包括该范围内的每个单个数字并且包 括这些范围的公开上限和下限的任何组合。本专利技术涉及淀粉组合物，以及包含淀粉的热塑性聚合物组合物和由此 制成的塑料制品，它们是水稳定的，或可以使得成为水稳定的。本专利技术还 涉及制造上述物质的方法。本专利技术的水稳定热塑性聚合物组合物由本文也称为"淀粉组合物"的原料混合物制成。淀粉组合物可以包含变性的淀粉、多元醇和酸(包括 羧酸和/或羧酸酐部分)和/或甘油三酯等。不受理论的约束，据信多元醇 充当增塑剂使变性的淀粉变为热塑性的，并且能够通过包括但不限于用来 加工常规热塑性塑料的那些方法进行加工。还据信，通过加热原料混合物 可在多元醇的至少 一 部分和酸之间诱发酯缩合反应和/或在多元醇的至少 一部分和甘油三酯之间诱发酯交换反应。据信这些反应(独自或联合)使 多元醇的至少一部分变为水不溶性的。据信水不溶性的多元醇可以向所得 的热塑性聚合物组合物(或由此制成的制品)提供"水稳定性"。"水稳 定性" 一般是指抵抗水分的能力并且按下面的方法部分所规定进行测定。 因此，本专利技术的包含淀粉的热塑性组合物可以在不需要使用石油基聚合物 等的条件下使得成为水稳定的。在一些实施方案中，多元醇和酸和/或甘油三酯可以作为本文所称的 "预聚物"存在于淀粉组合物中。在这些情况下，在与淀粉混合之前前述 多元醇和酸和/或甘油三酯之间的酯缩合反应和/或酯交换反应已经至少部 分地(但没有完全地)发生。在另外一些实施方案中，预聚物也可以包含 淀粉。下面进一 步论述前述的原料、制品以及制造上述物质的方法。 淀粉淀粉是天然丰富的，因此相对便宜。热塑性淀粉可以具有典型不能在 常规的石油基聚合物中观察到的期望的特性，这些特性包括但不限于可生 物降解性、可堆肥性、天然亲水性和对于传统上与石油基聚合物不相容的 材料的相容性。淀粉可以采取几种不同的形式。如本文所用，"原淀粉，，是指存在于 其天然存在的、未改性状态的淀粉。任何合适来源的原淀粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热塑性聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：　　　　ａ．５０％至８５％的变性的淀粉，优选就地变性；和　　　　ｂ．５％至５０％的由反应混合物形成的酯缩合产物，所述反应混合物包含：　　　　ｉ．含有醇官能团的多元醇，优选选自由下列物质组成的组：甘油、二醇、糖、糖醇、以及它们的组合；和　　　　ｉｉ．含有至少一个选自由下列物质组成的组的酸官能团的酸：羧酸、羧酸酐、以及它们的组合；　　　　所述官能团以１∶１至２００∶１的醇官能团对酸官能团的摩尔比存在于所述反应混合物中；　　　　其中所述热塑性聚合物组合物是水稳定的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：野田勇夫，MM萨托科斯基，WM小艾伦，JT奈普迈尔，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]