本发明专利技术涉及热塑性可加工组合物(基础组合物)，包括一种或多种面粉、一种或多种聚合物、可选地增塑剂、可选地填料和可选地添加剂，其特征在于所述聚合物的至少一种以其可被水再分散的聚合物粉末或作为含水聚合物分散体的形式存在，其中所述组合物包含小于12重量％的聚乙烯醇，以所述组合物的聚合物组分的总量计。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于基于面粉和聚合物的可生物降解材料、其制备和它们的热机械加工的领域。
技术介绍
合成聚合物用在非常多的工业领域，如包装领域中，这是因为它们通常容易模塑， 具有非常良好的物理化学性质并且便宜。然而，主要的不利之处在于，这些材料在使用后不能通过天然和生态途径被生物降解。为此，现今淀粉常常被用在短期应用中，如包装、容器和栽培物品。然而，淀粉，尤其是变性和变构淀粉在干燥状态或者甚至在低于10%的低含水量时通常硬而脆，并且在热成形或模塑成形制品、薄片或薄膜中通常采用的高温下不能被模塑。如US5362777中所述， 通过能够降低淀粉的熔解温度至低于其分解温度的添加剂，如增塑剂，如甘油，模塑性可以被增强。然而，由于在存储和使用期间增塑剂的迁移或者甚至损失，得到的产品将不稳定且性能将很快降低。此外，产品将维持高水和湿气敏感。通过加入(合成的油基或可再生基以及不可生物降解的或可生物降解的)热塑性聚合物，模塑性也被增加，以便获得可挤出的或可注射模塑的材料。用于混合或共混的多种热塑性聚合物在本领域中被提议。用(可生物降解的)(乙烯基)酯(共)聚合物获得在加工性和总的生物降解性方面良好的结果-然而不总是处于有竞争性的价格水平。淀粉和热塑性聚合物的组合在多个公开的专利申请中被教导，如 EP-327. 505、US-2006/0264539、W0-99/29733禾口 US 6，958，369。本领域披露的是源自多种来源的淀粉，如马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、米淀粉和木薯淀粉。淀粉可以天然形式、作为变性淀粉、以及作为化学和/或物理改性的淀粉来使用。马铃薯淀粉是优选的。在所有情况中，水以规定的比例加入到淀粉。作为加入水和热机械处理的结果，内部键被打断，且材料变得更软和可模塑。US 7，148，272披露了基于分散共混物的可生物降解的材料，如聚合物和谷物面粉的不均勻混合物。聚合物根据其机械性能和其被挤出的能力来选择。在此方法中，谷物面粉首先经历受控的干燥以便消除湿气，以便在随后的模塑步骤中避免过多的脱气。如US 7，148，272之附图说明图1所示，仅在干燥后，将干燥的面粉颗粒和塑料，如不可生物降解的聚丙烯通过(干燥共混)双重注射模塑到一起，由此产生具有被认为对于本专利技术范围内应用较差的性能的不充分相容的分散共混物；例如，机械性能如伸长率将降低，并将获得更易碎的产品。虽然US 7，148，272的说明书提及0-30重量％的希望的水含量，但是唯一的实施例描述了少至1. 2重量％的水含量。其涉及在190°C下的蒸煮挤出，在这个温度包含相当量的水的面粉将脱色或者甚至烧焦。本领域技术人员由此认识到在那个参考文献中面粉干燥的实质，以及说明书中提供的最大范围是完全不实际的。此外，US 7，148，272提议范围在10-500°C之间的非常广泛的挤出温度。然而，注意到烧焦在高端点处发生，而在10°C下面粉中的淀粉不熔化或者没有完全变构。其需要至少100°c的温度以实现充分的熔化和变构。双重注射和温度的作用在本说明书所附的实施例中说明。最后，US 7，148，272排除了增塑剂如甘油或脲的使用。DE 19802718披露了可生物降解的聚合物共混物，其基于诸如聚酯或聚乙烯醇的可生物降解的热塑性聚合物以及淀粉，提供作为“面粉、粗粉或小麦粉”(“Mehl，Griess oder khrot”)。它们使用精磨或粗磨的谷物而没有筛分步骤，因此具有高水平的纤维和灰。例如，聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇或聚乙烯吡啶酮被用于勻化聚合物共混物的不同组分。同样地，FR 2872168 和 FR 2923488 缺乏相容化聚合物(compatibilizing polymers)，且没有采取任何措施以防止分散的共混物在淀粉基质中形成疏水性聚合物。此结构也呈现在所附的图1中。包含面粉的分散的共混物也从WO 2006/054156知晓具有淀粉基的组分与相对少量的聚乙烯醇纤维共混，其中所述淀粉由谷物面粉提供。此系统与前述系统的不同之处在于它不涉及疏水性聚合物。亲水性PVA(即聚乙烯醇或PV0H)纤维向所述组合物提供用于强化的晶格结构。因为其仅涉及亲水性组分，所以淀粉和聚乙烯醇纤维使用单螺杆挤出机来混合。如所附实施例IV和V中所述，由此分散在淀粉中的聚乙烯醇纤维未提供足够的机械改进。应当补充说明的是淀粉和聚乙烯醇的组合还不利地使所述产品对水敏感。抗水涂层是必须的。EP-A 1282662 (Biop)披露了通过热塑性淀粉(TPS)、水解的聚乙酸乙烯酯，如聚乙烯醇，和另外的合成聚合物如脂族聚酯，如聚乙酸乙烯酯、淀粉衍生物或纤维素衍生物的酸催化转化获得的热塑性聚合物共混物。聚乙酸乙烯酯和聚乙烯醇作为两个单独的组分使用，而非作为单一的聚合物组合物，例如不是单一的聚合物粉末或保护性胶体稳定的含水聚合物分散体的形式。此外，EP-A 1观沈62仅提及包含淀粉的组合物，而没有提及包含面粉的组合物。应用酸性催化剂提供的产品倾向于在使用和储存期间不稳定。多个其他文件还描述了使用反应途径，如J Environm Pol Degr Vol 5pp 111， 利用具有PVA的交联剂，作为克服基于淀粉的生物塑性材料的稳定性问题的方式。然而， 这降低了热塑性性能，使得产品更多作为热固性塑料，导致更困难的成形或模塑步骤。US 5320669披露了交联蛋白质和淀粉以克服稳定性、机械和水敏感性问题的方式。 EP-A-0404723 (Warner-Lambert)披露了包含变构的淀粉和至少一种聚合物的组合物，所述聚合物包含两个官能度，其中为乙烯醇或聚乙烯醇。仅淀粉被提及，而面粉未被提及。淀粉和面粉在热塑性加工方面表现完全不同。从H. N. Soh, Cereal Chem. 83 (5)， pages 513-519可知，甚至已知天然和再造的面粉表现完全不同，如在凝胶化性能或加工性能方面。再造的面粉是通过简单混合各个量的天然面粉单个纯组分获得的组合物。DE 19648616描述了包含分馏的谷物面粉、诸如聚乙烯酯和/或高含量聚乙烯醇 (PVOH)的含水聚合物分散体、以及水的热塑性可加工的聚合物共混物的粒化。水对于粒化是必须的，并且必须在单独的步骤中被去除以获得具有热塑性能的共混物。此外，PVOH含量高，使得产品仍然是水敏感的。实际上，描述了粗粉或分馏的谷物的应用，但是没有描述面粉的应用。在可生物降解的组合物的领域之外，EP-A1384811涉及纸制造中的粘结剂，尤其是淀粉和聚乙烯胺的组合。考虑到这里提及的应用，水分散性是必要的，由此避免疏水性聚合物。US 2003/0069336涉及用于木材-聚合物复合物的组合物，其包含被去除谷物组分如蛋白质或谷蛋白的木粉、作为来自烯键式不饱和单体的聚合物的多元醇酯化合物和热塑性树脂。US 2003/0069336没有披露包含源自植物如谷物的面粉的组合物。B. Shi, Journal of Polymers and the Environment,Pages 133—141 描述了通过从羟丙基化的链淀粉玉米和小麦淀粉、诸如聚乙烯醇的合成聚合物、水、发泡剂、成核剂的混合物挤出获得的松散-填充包装海绵。然而，这样的松散填料相对于发泡聚苯乙烯具有高的堆密度，由此是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·坦格尔德，K·韦伯，J·范德梅赫登，J·普利特，J·范泽斯特，G·申宁克，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，知识应用RB基金会，
类型：发明
国别省市：
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