多组分热塑性制品制造技术

本发明专利技术涉及包含至少两种不同热塑性材料的多组分塑料制品，其中第一热塑性材料包含第一热塑性聚合物，并且第二热塑性材料包含至少第二热塑性聚合物和至少一种能够降解第一热塑性聚合物的降解酶。第二热塑性材料的转变温度(Tf)低于第一热塑性材料的转变温度(Tf)，并且第一和第二塑料材料在多组分制品中至少部分地相邻。分地相邻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多组分热塑性制品


[0001]本专利技术涉及多组分热塑性制品。更特别地，本专利技术涉及包含至少两个不同聚合物区域的多组分制品，其中这些聚合物区域之一含有适于降解另一聚合物区域的至少一种聚合物的降解酶。本专利技术还涉及用于制造多组分塑料制品的方法。

技术介绍

[0002]塑料是廉价且耐用的材料，其可用于制造在广泛范围的应用中找到用途的各种制品，使得塑料的生产在过去几十年中显著增加。
[0003]多组分塑料制品，诸如多组分长丝和多层塑料，通常用于组合聚合物的性能(即，高热稳定性、化学惰性、密度、弹性等)。例如，对于某些饮料包装，诸如啤酒瓶或汽水，PET夹有聚乙烯醇(PVOH)层或聚酰胺层以降低包装的透气性。类似地，一些刚性食品包装，诸如食品托盘包含聚乙烯(PE)层作为托盘和盖之间的熔接剂，该托盘和盖均由PET构成。
[0004]这些塑料的50％以上用于一次性应用，诸如包装、农用膜、一次性消费品或用于在制造一年内丢弃的短寿命制品。由于所涉及的聚合物的耐久性，大量的塑料堆积在全世界的填埋场和自然生境中，产生越来越多的环境问题。甚至可降解和可生物降解的塑料也可持续数十年，这取决于局部环境因素，如紫外光暴露水平、湿度、温度、合适微生物的存在等。
[0005]为了解决这些问题，已经开发了不同的物理、化学和/或生物化学方法来提高聚合物的生物降解速率，并且已经开发了可生物降解的塑料制品。但是，环境降解条件对于这种可生物降解的塑料不是最佳的，并且它们的降解通常部分地发生。
[0006]最近，已经开发了一种新型塑料材料，其含有少量具有聚合物降解活性的生物实体，如WO2013/093355、WO2016/198652和WO2016/198650中所述。有趣的是，生物实体能够降解所述塑料材料的至少一种聚合物并分散在塑料材料中。如此得到的塑料材料可通过挤出模头直接用于生产具有改进的生物降解性的塑料制品。

技术实现思路

[0007]通过对塑料材料和掺入其中的酶进行加工以促进聚合物降解，本专利技术人开发了新的塑料制品，其包含两种或更多种不同的塑料材料，该塑料材料由不同的热塑性聚合物组成。第一塑料材料不含降解酶，而第二塑料材料包含能够降解第一塑料材料的热塑性聚合物的降解酶。根据本专利技术，两种或更多种塑料材料至少部分地相邻并且不紧密混合。实际上，本专利技术人惊奇地发现，两个相邻区域之间的物理接触允许存在于区域之一内的降解酶降解相邻区域内的热塑性聚合物并最终在该区域内扩散。因此，降解酶与第一聚合物接触，因此第一聚合物发生降解。本专利技术人还开发了用于制造这种多组分塑料的方法。有趣的是，本专利技术人提出将降解酶引入热塑性材料中，该热塑性材料的转变温度低于包含被降解酶靶向的聚合物的热塑性材料的转变温度，特别是低于至少50℃。因此，利用本专利技术的方法，可以制备包含具有高转变温度的热塑性聚合物和能够降解所述热塑性聚合物的降解酶的热
塑性制品，其中该酶在热塑性制品中仍表现出足以有效地允许塑料制品至少部分降解的降解活性。
[0008]对此，本专利技术的目的在于提供包含至少两种不同的热塑性材料的多组分塑料制品，其中
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第一热塑性材料包含第一热塑性聚合物，并且
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第二热塑性材料包含至少第二热塑性聚合物和至少一种能够降解所述第一热塑性聚合物的降解酶，
[0011]其中所述第二热塑性材料的转变温度(Tf)低于所述第一热塑性材料的转变温度(Tf)并且其中所述第一和第二塑性材料在所述多组分制品中至少部分地相邻。
[0012]根据本专利技术，降解酶能够降解多组分塑料制品中的第一热塑性聚合物。
[0013]有利地，多组分制品选自多组分长丝或多层塑料制品，包括多层塑料膜、多层塑料片、多层塑料盘、多层塑料瓶、多层包装、多层型材和管。
[0014]有利地，用于制造多组分制品的热处理或转化方法或加工步骤是共挤出、共注射或挤出涂覆，优选共挤出。
[0015]在具体实施方案中，第一热塑性聚合物是PLA并且第二热塑性聚合物是PCL。
[0016]在另一具体实施方案中，第一热塑性聚合物是PET并且第二热塑性聚合物是PCL。
[0017]本专利技术另一目的是提供用于制造根据本专利技术的多组分塑料制品的方法，包括以下步骤：
[0018]a.选择包含第一热塑性聚合物的第一热塑性材料；
[0019]b.选择能够降解所述第一热塑性聚合物的降解酶；
[0020]c.在第二热塑性聚合物处于部分或完全熔融状态的温度下，将所述降解酶与所述第二热塑性聚合物混合，以获得第二热塑性材料，其中所述第二热塑性材料的转变温度(Tf)低于所述第一热塑性材料的转变温度(Tf)；
[0021]d.共挤出或共注射或挤出涂覆所述热塑性材料以获得多组分制品。
[0022]在本专利技术的详细描述之后，本专利技术的这些和其它目的以及实施方案将变得更加明显，包括以一般术语给出的其优选实施方案。
具体实施方案
[0023]定义
[0024]通过参考以下定义将最好地理解本公开。
[0025]“热塑性材料”是指在固体或熔融状态下的组合物，其在任何成型或调节步骤之前包含一种或多种热塑性聚合物和任选的另外的物质或添加剂，诸如增塑剂、无机或有机填料。优选地，热塑性材料包含半结晶和/或无定形聚合物或半结晶聚合物的混合物。在具体实施方案中，热塑性材料仅包含无定形热塑性聚合物(和任选的酶和/或添加剂)。根据本专利技术，热塑性材料用于制造塑料制品或纺织品。
[0026]在本专利技术的上下文中，术语“多组分塑料制品”或“多组分热塑性制品”是指包含物理上不同的不同区域或部分(它们中一些是相邻的)的任何物品或制品(诸如塑料片、膜、管、棒、型材、模型(shape)、大块(massiveblock)、纤维、长丝、纱线等)，该不同区域或部分包含不同的热塑性聚合物。在本专利技术的上下文中，多组分塑料制品涵盖由至少两种热塑性
材料构成的所有种类的塑料制品，该热塑性材料以它们不紧密混合的方式相对于彼此布置。例如，由于塑料材料的相容性或通过在两个区域之间使用添加剂，多组分塑料制品的一些区域可以彼此附着或自然粘合。特别地，多组分塑料制品是制造的制品，诸如刚性或柔性包装、农用膜、袋、长丝、纺织品、非织造物、一次性物品等。
[0027]“聚合物”是指其结构由通过共价化学键连接的多个重复单元构成的化学化合物或化合物的混合物。“热塑性聚合物”是指在特定温度以上变得可模塑并在冷却时固化的聚合物。最通常地，热塑性聚合物至少在其熔融温度(Tm)和/或以上是可模塑的。一些热塑性聚合物在它们的玻璃化温度(Tg)开始是可模塑的。该温度可以通过不同的分析方法来估计。例如，差示扫描量热法(DSC)或差示热分析(DTA)可用于测定聚合物的Tg和Tm。在本专利技术的上下文中，术语热塑性聚合物包括由单一类型的重复单元(即均聚物)或不同重复单元的混合物(即共聚物)构成的合成热塑性聚合物。合成热塑性聚合物包括衍生自石油或生物基材料的热塑性聚合物，诸如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.包含至少两种不同的热塑性材料的多组分塑料制品，其中
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第一热塑性材料包含第一热塑性聚合物，并且
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第二热塑性材料包含至少第二热塑性聚合物和至少一种能够降解所述第一热塑性聚合物的降解酶，其中所述第二热塑性材料的转变温度(Tf)低于所述第一热塑性材料的转变温度(Tf)并且其中所述第一和第二塑性材料在所述多组分制品中至少部分地相邻。2.包含至少两种不同的热塑性材料的多组分塑料制品，其中
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第一热塑性材料包含基于所述第一热塑性材料的总重量为至少70重量％，75重量％，80重量％，85重量％，90重量％，优选至少95重量％的第一半结晶热塑性聚合物，并且
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第二热塑性材料包含基于所述第二热塑性材料的总重量为至少70重量％，75重量％，80重量％，85重量％，90重量％，优选至少95重量％的第二半结晶热塑性聚合物，和至少一种能够降解所述第一半结晶热塑性聚合物的降解酶，其中所述第二半结晶热塑性聚合物的熔融温度(Tm)低于所述第一半结晶热塑性聚合物的熔融温度(Tm)，优选低至少50℃并且其中所述第一和第二塑性材料在所述多组分制品中至少部分地相邻。3.根据权利要求1或2所述的多组分塑料制品，其中所述第二热塑性材料的转变温度(Tf)比所述第一热塑性材料的转变温度(Tf)低至少50℃。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的多组分塑料制品，其中所述第二热塑性材料的转变温度(Tf)低于180℃，优选低于150℃，并且更优选低于120℃。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的多组分塑料制品，其中所述第二热塑性聚合物选自聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚己二酸丁二醇酯(PBA)、聚乙醇酸(PGA)、乙烯
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乙酸乙烯酯(EVA)、聚二恶烷酮(PDS)、聚乙二醇(PEG)，优选分子量高于600g/mol的PEG、聚环氧乙烷(PEO)及其共聚物和衍生物。6.根据前述权利要求中任一项所述的多组分塑料制品，其中所述第一热塑性聚合物选自聚烯烃、脂族和半芳族聚酯、聚酰胺、聚氨酯、乙烯基聚合物、聚醚或酯
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醚共聚物及其衍生物。7.根据前述权利要求中任一项所述的多组分塑料制品，其中所述第一热塑性聚合物选自脂族和半芳族聚酯和聚酰胺，优选选自PLA、PET或PET，PA6或PA6,6的共聚物。8.根据前述权利要求中任一项所述的多组分塑料制品，其中所述第一热塑性材料/第二热塑性材料的重量比为50/50
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99/1、60/40
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98/2或70/30
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95/5。9.根据前述权利要求中任一项所述的多组分塑料制品，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：卡比奥斯公司，
类型：发明
国别省市：