复合可生物降解的聚合物基材料制造技术

公开了一种复合可生物降解的聚合物基材料，其包括：可生物降解的聚合物基质；至少

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合可生物降解的聚合物基材料、产品及其制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求
2021
年
11
月7日提交的美国专利申请序列号
17/520,675
和
2021
年3月4日提交的美国专利申请序列号
63/156,454
和
2021
年6月8日提交的美国专利申请序列号
63/208,073
的优先权权益，将这些申请在此通过引用全文并入
。


[0003]本专利技术涉及可生物降解的聚合物基材料
。
更具体地，本专利技术涉及复合可生物降解的聚合物基材料
、
产品及其制造方法
。

技术介绍

[0004]时装行业占全球总温室气体排放量的大约8％
。
此外，由于“时尚”的频繁变化，该行业的大部分产品正在不断被取代以很低回收水平
。
使得时尚产业成为世界上最大的污染之一
。
虽然天然织物，例如棉花和丝绸随时间可降解成无害的材料，但所有的合成纤维
/
材料预计将存在数百年
。
[0005]可生物降解的聚合物材料的发展是减少合成聚合物污染的最有前景之一
。
可生物降解的聚合物是配置为通过细菌分解过程崩解以产生天然副产品如气体
(CO2、N2)、
水
、
生物质和无机盐的聚合物
。
[0006]已知的可生物降解聚合物包括天然的聚合物，例如多糖
(
如淀粉
)
，和合成聚合物，例如聚酯，以及合成与天然聚合物的组合
。
一种有前景的合成聚合物是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯
(polybutylene adipate terephthalate)(PBAT)。
然而，聚酯基可生物降解聚合物和
PBAT
基可生物降解聚合物两者都由于其机械性能不适合在时尚行业中使用
。
聚酯基可生物降解聚合物太弱并且高度吸湿，
PBAT
对于时尚物品太硬和刚性
。
[0007]因此，需要一种可生物降解基聚合物，其对于在时尚物品中使用具有足够的强度和弹性，同时至少在有意的生物降解过程开始之前是防水的
(
例如，在堆肥器中
)。

技术实现思路

[0008]本专利技术的某些方面可涉及复合可生物降解的聚合物基材料，其包括：可生物降解的聚合物基质；至少
5wt.
％的可生物降解的塑化剂，和至少
2wt.
％的可生物降解的填充物
。
在一些实施方式中，可生物降解的塑化剂在
10
至
50℃
之间的温度下处于液体状态；并且可生物降解的填充物以足够将可生物降解的塑化剂保持在聚合物基质内部的量存在于复合物中
。
在一些实施方式中，所述复合物是基本上无水的
。
[0009]在一些实施方式中，所述可生物降解的聚合物基质包括以下至少一种：聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯
(PBAT)、
聚羟基脂肪酸
(Polyhydroxyalkanoates)(PHA)
及其共聚物
、
聚丁二酸丁二醇酯
PBS
及其共聚物
、
聚乳酸
PLA
及其共聚物
、
聚乙醇酸
(polyglycolic acid)(PGA)、
乳酸
‑
乙醇酸共聚物
(poly(lactic
‑
co
‑
glycolic acid)(PLGA)、
聚乙烯醇
(PLGA)
和热塑性聚氨酯
TPU
及其共聚物
。
在一些实施方式中，复合可生物降解的聚合物基材料可进一
步包括至少
30wt.
％的可生物降解的聚合物基质
。
[0010]在一些实施方式中，所述可生物降解的聚合物基质可包括占复合物总重量的1‑
28wt.
％的聚乙酸乙烯酯或其任何共聚物
。
[0011]在一些实施方式中，所述可生物降解的塑化剂选自：柠檬酸乙酰基三丁酯
(ATBC)、
柠檬酸乙酰基三乙酯
(ATEC)、
异山梨醇二酯
、
异戊基环氧豆油酯
(isopentyl epoxy soyate)、
双
(2
‑
(2
‑
丁氧基乙氧基
)
乙基
)
己二酸
、
柠檬酯油
(citrate oil)
和甘油
。
在一些实施方式中，所述复合可生物降解的聚合物基材料可进一步包括至少
8wt.
％的可生物降解的塑化剂
。
在一些实施方式中，所述复合可生物降解的聚合物基材料可进一步包括至少
15wt.
％的可生物降解的塑化剂
。
[0012]在一些实施方式中，所述可生物降解的填充物选自餐厨垃圾
、
香料
、
淀粉类产品
、
纤维素和海藻
。
[0013]在一些实施方式中，所述复合可生物降解的聚合物基材料的特征在于孔隙率至少为
50vol.
％
。
在一些实施方式中，所述孔隙率的孔径在1微米到
3mm
之间
。
[0014]根据本专利技术的任何实施方式，本专利技术的某些方面可涉及通过注塑成型所述复合可生物降解的聚合物基材料制造的产品
。
[0015]根据本专利技术的任何实施方式，本专利技术的某些方面可涉及通过
3D
打印所述复合可生物降解的聚合物基材料制造的产品
。
[0016]根据本专利技术的任何实施方式，本专利技术的某些其他方面可涉及通过挤出所述复合可生物降解的聚合物基材料制造的产品
。
[0017]本专利技术的一些方面可涉及制造复合可生物降解的聚合物基产品的方法，包括：将以下混合在一起：可生物降解的聚合物基质；至少
5wt.
％的可生物降解的塑化剂；以及至少
2wt.
％的可生物降解的填充物，其配置为将所述可生物降解的塑化剂稳定在所述聚合物基质内，以及使用挤出
、
注塑成型和
3D
打印中的至少一种使混合物成形来形成复合可生物降解的聚合物基产品
。
在一些实施方式中，所述可生物降解的塑化剂在
10
到
50℃
之间的温度下是液体状态；并且可生物降解的填充物以足够将可生物降解的塑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种复合可生物降解的聚合物基材料，其包含：可生物降解的聚合物基质；至少
5wt.
％的可生物降解的塑化剂；至少
2wt.
％的可生物降解的填充物；其中所述可生物降解的塑化剂在
10
至
50℃
之间的温度下是液体状态，并且可生物降解的填充物在复合物中以足够将所述可生物降解的塑化剂保持在所述聚合物基质内的量存在
。2.
根据权利要求1所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其特征在于基本上无水
。3.
根据权利要求1或权利要求2所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其中所述可生物降解的聚合物基质包括以下至少一种：聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯
(PBAT)、
聚羟基脂肪酸
(PHA)
及其共聚物
、
聚丁二酸丁二醇酯
PBS
及其共聚物
、
聚乳酸
PLA
及其共聚物或类似物
、
聚乙醇酸
(PGA)、PLGA、
己内酯
、
聚乙烯醇和热塑性聚氨酯
TPU
及其共聚物
。4.
根据权利要求3所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其中所述可生物降解的聚合物基质包含复合物总重量的1‑
28wt.
％的聚乙酸乙烯酯或其任何共聚物
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其中所述可生物降解的塑化剂选自：柠檬酸烷酯
(
例如，柠檬酸乙酰基三丁酯
(ATBC))、
环氧化油
、
异山梨醇二酯油
、
烷氧化羧酸
(
例如，双
(2
‑
(2
‑
丁氧基乙氧基
)
乙基
)
己二酸
)、
柠檬酯油和多元醇
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其中所述可生物降解的填充物选自：餐厨垃圾
、
植物材料
、
废料
、
香料
、
淀粉类产品
、
纤维素和海藻
。7.
根据权利要求1至6中任一项所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其包含至少
30wt.
％的可生物降解的聚合物基质
。8.
根据权利要求1至7中任一项所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其包含至少
8wt.
％的可生物降解的塑化剂
。9.
根据权利要求1至8中任一项所述的复合可生物降解的聚合物基材料，其包含至少
15w...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
申请(专利权)人：巴莱纳有限公司，
类型：发明
国别省市：