本发明专利技术的主题是一种新颖的基于淀粉的组合物，该组合物包括：（ａ）按重量计至少４５％的至少一种可溶性淀粉，（ｂ）按重量计最多５５％的至少一种非生物可降解的、非淀粉聚合物，以及（ｃ）携带至少两个官能团的一种结合剂，这至少两个官能团能够与携带包括活性氢的官能团的分子进行反应，这些量是对于固体来表示的并且是相对于（ａ）和（ｂ）之和。本发明专利技术还涉及一种用于制备这样的基于淀粉的组合物的方法并且涉及一种通过将这样的组合物进行加热而制备的热塑性组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新颖的基于淀粉的组合物以及自后者获得的热塑性淀粉组合物、并且 还涉及制备这些组合物的方法。
技术介绍
表述“热塑性组合物”在本专利技术之中应理解为是指可逆地、在热量作用下软化并且 通过冷却而硬化的一种组合物。它具有至少一个玻璃化转变温度(Tg)，在此温度以下该组 合物的无定形部分处于脆性的玻璃态，并且在此温度以上该组合物可能经受可逆的塑性变 形。本专利技术的基于淀粉的热塑性组合物的玻璃化转变温度或至少一个玻璃化转变温度优选 是在-50°c和150°C之间。该基于淀粉的组合物当然可以通过塑料加工中惯常使用的方法 (挤出、注塑模制、模塑、吹塑、压延等)来形成。其粘度(在100°C至200°C的温度下测量) 总体是在IOPa. s和IO6Pa. s之间。优选地，所述组合物是“可热熔的”，也就是说它可以不用施加高剪切力(即通过 使这些熔融材料简单地流动或简单地压制)而形成。其粘度(在100°C至200°C的温度下 测量)总体是在IOPa. s和IO3Pa. s之间。在本专利技术的含义之内，表述“可溶性淀粉”应被理解为是指在20 0C下具有按重量计 至少等于5%的可溶于一种溶剂中的部分的任何淀粉衍生的多糖物质，该溶剂是选自脱 矿质水、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、戊二酸二甲酯、柠檬酸三 乙酯、二元酯类、二甲亚砜(DMSO)、二甲基异山梨醇酯、甘油三乙酸酯、异山梨醇双乙酸酯、 异山梨醇二油酸酯以及植物油的甲酯类。该可溶性部分优选按重量计大于20%并且特别地 按重量计大于50%。当然，该可溶性淀粉可以是完全可溶于以上指明的一种或多种溶剂中 的(可溶性部分=100% )0该可溶性淀粉根据本专利技术以固体的、优选基本上无水的形式使用，即它未溶解在 一种水性或有机溶剂中。因此重要的是贯穿后面的说明不要将术语“可溶性的”与术语“溶 解的”混淆。表述“淀粉的增塑剂”应理解为是指具有低分子量，也就是说优选具有小于5000、 特别是小于1000的分子量的任何分子、优选是有机分子，当它在20°C和200°C之间的温度 下通过一种热机械处理掺入该淀粉中时，它导致了玻璃化转变温度的降低和/或这种淀粉 的结晶性的减小。在本专利技术的含义内的、总体上结晶不良的可溶性淀粉的情况下，掺入该增 塑剂导致一种可能的、残余结晶性的消失并且导致获得一种完全无定形的状态。该增塑剂 优选不包括水。表述“非生物可降解的、非淀粉聚合物”应理解为是指除了淀粉或淀粉衍生物之外 的、认为是在EN 13432、ASTM D6400和ASTM 6868标准的含义内非生物可降解的或非可堆 肥的任何有机聚合物。这种非生物可降解的、非淀粉聚合物并不(特别地)包括从植物、从动物组织、或从微生物提取的天然聚合物，聚乙烯醇和生物可降解的聚酯类如聚乳酸(PLA)、聚己酸内酯 (PCL)、聚(丁二酸-己二酸丁二酯)(PBSA)、聚(己二酸-对苯二甲酸丁二酯)(PBAT)、聚羟 基烷酸酯类(PHA)，特别是聚羟基丁酯(PHB)和聚(羟基丁酯-共聚-羟基戊酸酯)(PHBV)。优选地，该非生物可降解的、非淀粉聚合物携带具有活性氢的官能团，也就是说具 有至少一个氢原子的官能团该氢原子在如果携带该氢原子的原子与另一个反应性官能团 之间发生化学反应时能够被置换。具有活性氢的官能团是例如羟基、质子酸、脲、脲烷、酰 胺、胺或硫醇的官能团。这一定义在本专利技术中还涵盖携带能够给出(尤其是通过水解)此 类具有活性氢的官能团的官能团的任何非生物可降解的、非淀粉聚合物。可以给出(尤其 是通过水解)此类具有活性氢的官能团的官能团是例如烷氧基官能团特别是烷氧基硅烷， 或酰氯、酸酐、环氧化物或酯官能团。表述“偶联剂”在本专利技术中应理解为是指带有至少两个游离的或掩蔽的官能团的 任何有机分子，这些官能团能够与携带具有活性氢的官能团的分子(如，特别是淀粉大分 子)进行反应。这种偶联剂因此促使通过形成共价键使这些可溶性淀粉大分子的至少一部 分彼此之间、以及可任选地与组合物中存在的非生物可降解的、非淀粉聚合物进行桥接。当 该组合物包含一种携带具有活性氢的官能团的增塑剂时，该偶联剂有利地能够与该增塑剂 进行反应以将其附接至该淀粉和/或该非生物可降解的、非淀粉聚合物上。这种偶联剂与 粘附剂、物理的增容试剂或接枝剂的不同之处在于后者只产生弱的键(非共价键)、或只带 有一种单一的反应性官能团。在归因于温室效应和全球变暖的气候变化；化石原材料(特别是塑料所衍生自的 油类)成本的上升趋势；在寻求可持续发展、更天然、更洁净、更健康以及更具能效的产品 方面的舆论情况；以及法规和税收上的变化的这些当前背景下，有必要提供新颖的、衍生自 可再生资源的组合物，这些组合物特别适合于塑料领域，并且它们同时是竞争性的(从最 初就被设计为对环境仅有很小的或没有负面影响)并且在技术上是与用化石来源的原材 料制备的聚合物同样高性能的。淀粉构成了的一种原材料具有以下优点与用作目前塑料的原材料的石油和天然 气相比是可再生的、生物可降解的并且是以经济上有利的价格大量可得的。淀粉的生物可降解的性质已经在塑料制造中按照两种主要技术方案被利用。在大约三十年以前采用了第一种基于淀粉的组合物。这些淀粉那时是以与合成聚 合物(如聚乙烯)的混合物的形式使用的，这些聚合物是作为填料处于天然颗粒形式。在 分散在构成基质、或连续相的合成聚合物中之前，该天然淀粉优选被干燥至按重量计小于的含湿量，以便减小其亲水性。出于这个相同目的，它还可以用脂肪物质(脂肪酸、硅酮 类、硅醇盐类(siliconates))进行涂覆或另外在颗粒表面用硅氧烷类或异氰酸酯类进行 改性。如此得到的材料总体上包含按重量计大约10%、最多20%的颗粒态淀粉，因 为超过这一值，所得到的复合材料的机械特性与形成基质的合成聚合物的那些特性相 比变得太有缺陷并且降低。此外，似乎是此类基于聚乙烯的组合物仅是生物可分解的 (biofragmentable)并且不如预期的那样是生物可降解的，这样这些组合物的预期的繁荣 并没有发生。为了克服生物可降解性的缺乏，随后也遵循相同的原则、但是通过仅仅用氧 化可降解的聚乙烯或用生物可降解的聚酯类如聚羟基丁酯-共聚-羟基戊酸酯(PHBV)或聚乳酸(PLA)来代替常规的聚乙烯进行了发展。这里同样地，通过与颗粒态淀粉进行混合 而得到的此类复合材料的机械特性证明是不够的。若必要的话，可以参见优异的图书“La Chimie Verte”，Paul Colonna, Editions TEC & DOC，2006 年 1 月，第 6 章，标 题为“Mat6riaux abase d，ami dons et de leurs d6riv6s” ，Denis Lourdin 和 Paul Colonna, H 161 至 166 页。之后，淀粉以一种基本上无定形的并且热塑的状态使用。这种状态是通过在将相 对于颗粒态淀粉总体上在15%和25%之间的量掺入该淀粉中的一种适当的增塑剂的辅助 下进行的淀粉的增塑作用、通过提供机械能和热能来得到的。Warner Lambert的专利US 5 095 054以及本申请人的EP 0 497 706 Bl特别描述了具有减小的或缺失的结晶性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于淀粉的组合物，包括： （ａ）按重量计至少４５％、优选按重量计至少４９％的至少一种可溶性淀粉； （ｂ）按重量计最多５５％、优选最多５１％的至少一种非生物可降解的、非淀粉聚合物；以及 （ｃ）一种偶联剂，该偶联剂携带至少两个能与携带具有活性氢的官能团的分子进行反应的官能团， 这些量表示为干物质并且是与（ａ）和（ｂ）之和相关。
【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：莱昂曼蒂克，迪迪埃拉尼奥，热罗姆吉梅内斯，
申请(专利权)人：罗盖特公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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