生物降解材料的稳定模塑组合物制造技术

本发明专利技术涉及一类由对水解降解和微生物降解是稳定的、可生物降解聚合物组成的热塑性模塑组合物，一种以热塑性可生物降解聚合物为基础的母料的制备方法，本发明专利技术还涉及一种耐水解稳定的和具有抗微生物作用或微生物稳定作用的热塑性可生物降解的模塑组合物的制备方法，和按照本发明专利技术稳定的模塑组合物作为可生物降解的材料制造下述制品的应用，包括半成品、薄膜、注塑制品、单丝和复丝、纤维、非织造织物和机织物的应用。以及本发明专利技术涉及由模塑组合物制造的模塑体，诸如半成品、薄膜、注塑制品、单丝和复丝、纤维、非织造织物和机织物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类对水解降解和微生物降解是稳定的、可生物降解聚合物的热塑性模塑组合物，一种以热塑性可生物降解聚合物为基础的母料的制备方法，一种耐水解稳定的和具有抗微生物作用或微生物稳定作用的热塑性可生物降解的模塑组合物的制备方法，和按照本专利技术稳定的模塑组合物作为可生物降解的材料制造下述制品的应用，包括半成品、薄膜、注塑制品、单丝和复丝、纤维、非织造织物和机织物的应用，以及由其制造的成形制品或半成品、薄膜、注塑制品、单丝和复丝、纤维、非织造织物和机织物本身。已知可生物降解的塑料(参见，例如，EP-A 561224，EP-A641817)。同样已知水解稳定剂和杀菌剂和微生物稳定活性化合物(参见，例如，9th corrected and improved edition of Rmpp ChemieLexikon on CD-ROM，version 1.0，Thieme Verlag，关键词“Stabilisatoren”、“Mikrobizid”、“Preventol”、“Carbodiimid”)。许多可生物降解材料一般易受水解降解进程的影响，该水解降解过程不仅在土壤、水和混合肥料中在微生活动存在的情况下进行，而且在水分存在的情况下、早已在粒料贮存期间和在由其制备的产物应用期间、以缓慢至中等速度进行。本专利技术的目的是控制，特别是，减慢这种早期降解以及所述材料性能的损失，但是并不因此而使在使用之后的成品部件的所要求的生物降解损失到引人注意的程度。另一个目的是，使由按照本专利技术的模塑组合物制备的半成品和成品部件的贮存稳定性增加，并使其使用寿命延长，特别是在潮湿气候条件下。现已发现，将添加剂和稳定剂加到可生物降解的聚合物中，能够使生物降解和水解降解的开始得到延迟，如此，在长期用途中能够采用这类材料，例如，在建筑区段或在风景布置中。本专利技术提供了热塑性可生物降解的模塑组合物，其包含可生物降解的聚合物和至少一种选自组A1)和A2)的稳定剂。A1)0～50％ wt％，优选0.001～30 wt％，和特别优选0.05～5wt％的，以总混合物为基准计，选自至少一种下述水解稳定剂的稳定剂，即，例如脂族或芳族单体、低聚或聚合碳二亚胺，如含氨基甲酸酯的碳二亚胺、N，N’-二环己基碳二亚胺、N-缩水甘油基邻苯二酰亚胺、具有端异氰酸酯基、脲基和/或氨基甲酸酯基的1，3-双(1-甲基-1-异氰酸根合-乙基)苯、双(三甲基甲硅烷基)-碳二亚胺、多官能噁唑啉、多官能环氧化物和多官能异氰酸酯；优选聚合的或聚合物键合的碳二亚胺，它能够，例如，采用普通催化剂使芳族或脂族异氰酸酯进行聚合、并伴随着二氧化碳的放出而制得，所述异氰酸酯例如异氰酸2，6-二异丙基苯酯、1，3，5-三异丙基-2，4-二异氰酸根合苯，萘1，5-二异氰酸酯、2，4-二异氰酸根合-3，5-二乙基甲苯、4，4’-亚甲基-双(异氰酸2，6-二乙基苯酯)、4，4’-亚甲基-双(异氰酸2-乙基-6-甲苯酯)、4，4’-亚甲基-双(异氰酸-2-异丙基-6-甲苯酯)、4，4’-亚甲基-双(异氰酸-2，6-二异丙基苯酯)和4，4’-亚甲基-双(异氰酸2-乙基-6-甲基环己酯)和A2)0～50％ wt％，优选0.001～30 wt％，和特别优选0.01～5wt％的，以总混合物为基准计，选自至少一种下述抗菌剂的稳定剂，例如，秋兰姆、硫代邻苯二酰亚胺、磺酰胺、脲衍生物、三唑衍生物、三唑啉衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并咪唑基氨基甲酸衍生物、芳基砜类、亚氧硫基磺酰胺类、苯酚和苯酚盐、硫代苯并噻唑衍生物、氨基醇、异噻唑啉酮类、苯并噻唑类和拟除虫菊酯类和B)0～85 wt％的，以总混合物为基准计，填料和增强材料，优选以可回收原材料的基础的天然矿物、合成无机或天然有机物，或者合成有机和金属物质，或者几种这些成分的混合物。特别优选已通过审定可与食品或其混合物相接触的碳二亚胺。本专利技术还提供了以可生物降解的聚合物本身为基础的添加剂母料。到目前为止，以诸如聚乙烯或聚酯等为基础的母料不能满足完全生物降解的要求。然而，诸如以芳族聚酯为基础的常规母料和可生物降解的通常是脂族或仅仅部分地是芳族的塑料两者的熔点范围差异广泛，因此，难以将已知常规母料均匀混入可生物降解的聚合物中。以可生物降解的塑料为基础的母料具有的优点是，物料相容性良好，与此相关，添加剂在特定基质中的分布均匀。母料通常包含至多40 wt％稳定剂，优选为1～30 wt％，特别是5～20 wt％，以总混合物为基准计。适宜的可生物降解的聚合物是，例如，脂族聚酯或共聚酯、芳族聚酯或共聚酯、芳族-脂族共聚酯、聚碳酸酯、聚酯-碳酸酯、脂族或部分芳族聚酯-氨基甲酸酯、聚酯-酰胺、聚醚-酰胺、聚醚-酯-酰胺、纤维素醚、纤维素醚-酯、热塑性淀粉、淀粉衍生物或共聚物或这些成分的混合物。如下聚合物是适宜的，且是所优选的脂族或部分芳族聚酯，自下述构成A)脂族二元醇，优选线型C2～C10二醇，例如乙二醇、丁二醇或己二醇，特别优选丁二醇，和/或任选脂环族二元醇，优选脂环族环具有5或6个碳原子，例如，环己烷二甲醇，和/或，代替部分或全部二醇，采用以乙二醇、丙二醇或四氢呋喃为基础的单体或低聚的多元醇或者分子量最高为8000、优选最高为4000的它们的共聚物，和/或者任选少量支链二元醇，优选C3～C12烷基二醇，例如，新戊二醇，还任选少量较高官能度的醇，例如，1，2，3-丙三醇或三羟甲基丙烷；以及，脂族二元酸，优选C2～C12烷基二羧酸，例如和优选，琥珀酸或己二酸，和/或任选芳族二元酸，例如，对苯二甲酸、间苯二甲酸或萘二羧酸，和还任选少量较高官能度的酸，例如，偏苯三酸；或B)具有酸和醇官能基团的结构单元，优选在烷基链中含有2～12个碳原子，例如，羟丁酸、羟戊酸或乳酸，或者具有其衍生物者，例如，ε-己内酯或二丙交酯，或A和B的混合物和/或共聚物；以所有酸为基准计，芳族酸含量不大于50 wt％。脂族或部分芳族聚酯-氨基甲酸酯，自下述构成C)脂族二元醇，优选线型C2～C10二醇，例如，乙二醇、丁二醇或己二醇，特别优选丁二醇，和/或任选脂环族二元醇，优选具有C5或C6-脂环族环，例如，环己烷二甲醇，和/或代替部分或全部二醇，采用以乙二醇、丙二醇或四氢呋喃为基础的单体或低聚的多元醇或者分子量最高为4，000，优选最高为1，000的它们的共聚物，和/或任选少量支链二元醇，优选C3～C12烷基二醇，例如新戊二醇，和还任选少量较高官能度的醇，优选C3-C12烷基多元醇，例如，1，2，3-丙三醇或三羟甲基丙烷；以及脂族二元酸，优选C2～C12烷基二羧酸，例如和优选，琥珀酸或己二酸，和/或任选芳族二元酸，例如，对苯二甲酸，间苯二甲酸或萘二羧酸，和还任选少量较高官能度的酸，例如，偏苯三酸；或D)具有酸和醇官能基团的结构单元，优选含有2～12个碳原子，例如，羟丁酸、羟戊酸或乳酸，或者具有其衍生物者，如ε-己内酯或二丙交酯，或者C)和D)的混合物和/或共聚物，以所有酸为基准计，芳族酸含量不大于50 wt％；E)下述的反应产物，即，C和/或D与脂族和/或脂环族二异氰酸酯和还任选较高官能度的异氰酸酯，优选含有1～12个碳原子，或者在脂环族异氰酸酯的情况下含5～8个碳原子，例如，四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
热塑性模塑组合物，包含可生物降解的聚合物和至少一种选自组Ａ１）和Ａ２）的稳定剂：Ａ１）０～５０ｗｔ％选自至少一种水解稳定剂的稳定剂，以总混合物为基准计，和／或Ａ２）０～５０ｗｔ％选自至少一种抗菌剂的稳定剂，以总混合物为基准计；和 Ｂ）０～８５ｗｔ％填料和增强材料，以总混合物为基准计。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M福格特，K杰施克，A埃克特，V米勒，
申请(专利权)人：拜尔公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]