本发明专利技术涉及一种新的热塑性组合物，其特征在于它含有：a)15%至60%的至少一种淀粉性材料；b)10%至30%的至少一种淀粉性材料增塑剂；c)15%至70%的至少一种聚烯烃；以及d)10%至40%的至少一种选自植物纤维和植物填料中的植物材料。本发明专利技术还涉及一种热塑性组合物制备方法，该方法包括以下步骤：(i)选择至少一种组合物(a)，该组合物含有至少一种淀粉性材料、一种用于所述淀粉性材料的增塑剂和一种聚烯烃；(ii)选择至少一种选自植物纤维和植物填料中的植物材料(b)，所述植物材料由尺寸在0.5微米和5000微米之间的粒子形成；并且(iii)混合该组合物(a)与植物材料(b)，从而获得根据本发明专利技术的热塑性组合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及新的热塑性组合物，这些组合物包含所选择的比例的至少四种组分，即，分别是淀粉状材料、用于淀粉状材料的增塑剂、聚烯烃和植物材料，此外所述植物材料是选自植物纤维和植物填料。它还涉及一种用于制备这些热塑性组合物的方法。
技术介绍
在本专利技术中，术语“热塑性组合物”应理解为意指这样ー种组合物，它在热的作用下可逆地软化并且在被冷却时硬化。它展现了至少ー个“玻璃化转变”温度(Tg)，在该温度以下，这种组合物的非晶性部分处于脆性玻璃态并且在该温度以上，这种组合物可以经历可逆的塑性变形。本专利技术的淀粉基热塑性组合物的玻璃化转变温度或至少ー个玻璃化转变温度优选地在-120° C和150° C之间。这种热塑性组合物展现了通过在转化塑料、纺织品或木材的产业中常规使用的方法(如挤出、注塑模制、模制、滚塑、热成型、吹塑、压延或压制)来成型的能力。在100° C至200° C的温度下测量时，它的粘度总体上在10和IO6Pa. s 之间。优选地，所述热塑性组合物是ー种“热溶体”组合物，也就是说可以在不施加高剪切力的情况下，也即通过单纯流动或通过单纯压制该熔体使它成型。在100° C至200° C的温度下测量时，它的粘度总体上在10和IO3Pa. s之间。在本专利技术的意思范围内，术语“植物材料”应理解为意指ー种产物，它是植物来源的，基本上是多糖性质的，尤其是是纤维素、半纤维素、木质的或淀粉性质的；基本上是蛋白质性质的或者基于天然橡胶并且以粒子形式或以纤维状材料的形式存在。在本专利技术的背景下，所述植物材料是选自植物纤维和植物填料，如随后将在本专利申请中描述的。在衍生得到常规塑料(也称作石油基塑料，与基于可再生资源的生物塑料相反)的油和气储量的稀缺性増大、因温室效应和全球变暖所致气候紊乱、在寻觅可持续发展以及更天然、更清洁、更健康、可循环与更高能效的产品方面的公众意见的状态以及法规与税收体系变化的当前环境和经济背景下，需要拥有从可再生资源产生的新组合物，这些组合物同时是有竞争カ的，从开始就被设计成对环境仅具有微小的不利影响或没有不利影响，并且在技术上与从化石来源原料制备的材料一祥有效。在这种精神下，数十年来已经探索了多种途径，在于将生物源材料作为填料引入石油基塑料树脂中。这些填料显示了双重优点与无机填料相比是密度低的并且是天然来源的且短期内可再生的。在石油基塑料树脂当中，聚烯烃就它们这部分而言显示了以下优点以相对低的成本大量生产、就环境而言展现有利的生态轮廓(eco-profile)、与例如PVC相反而能够在不产生有毒气体的情况下被焚烧、并且是エ业上可循环的。在植物材料当中，许多研究已经涉及在石油基塑料树脂中、尤其是如在聚丙烯中掺入至多60%的植物纤维，尤其是如亚麻与大麻纤维、谷草纤维、洋麻纤维、木材纤维或纤维素(人造丝)纤维。因而获得常称作天然纤维复合物的产品。可以參考例如以下论文Livia Danyadi 的“ Interfacial Interactions in Fiber ReinforcedThermoplastic Composites ”,塑料和橡胶技术实验室，物理化学和材料科学系，布达佩斯技术与经济大学，材料与环境化学研究所化学研究中心，匈牙利科学院，2009。目前相当好地掌握了这种配混操作，不过仍在实施许多研究以便改善这些复合物的生产和特征。这是因为，鉴于植物纤维总体上是十分亲水的而树脂在本质上是疏水的，不容易引入此类纤維。实际上，推荐干燥这些纤维以便減少它们的疏水性本质并且考虑植物纤维针对剪切、热、光和微生物的高度不稳定性而推荐使用合成产物(总体上是石油来源的)作为分散剂、相容剂和/或偶联剂、还以及特殊的稳定剂。另外，可能引入石油基塑料树脂中而不破坏其特性的植物源材料的最大量保持是相对有限的并且在正常实践下小于50%。其他类型的植物材料也已经作为填料引入石油基塑料树脂中，从而纠正上文所列的缺陷或获得有利的特性。对于淀粉而言正是这样，其中淀粉在颗粒状态下作为填料被尤其引入聚烯烃中。在这种背景下可以參考例如专利申请WO 2009022195，它描述了聚烯烃的复合材料和颗粒状淀粉的复合材料。这种淀粉则构成ー种植物填料，显示了以下优点本身也是可再生的但是尤其是相对于油和气是以经济上有利的成本可大量获得的。颗粒状淀粉是这样ー种淀粉，它具有如半晶质颗粒那样的结构，这些半晶质颗粒与高等植物的贮藏组织和器官中、尤其是谷类的种子、豆科植物的种子、马铃薯或木薯的块茎、根、球茎、茎和果实中天然存在的淀粉所展示的那些半晶质颗粒相似。这种半晶质状态实质上归因于大分子支链淀粉，淀粉的两种主要组分之一。在天然状态下，淀粉粒显示某个结晶度，这种结晶度从15%至45%变化并且基本上取决于淀粉的植物源和淀粉已经经受的任何处理。置于偏振光下时，颗粒状淀粉在显微镜中显示出晶质颗粒状态典型的ー个特征性十字，称作“马耳他十字”。对于颗粒状淀粉的更详细描述，可以參考著作“Initiation la chimie et la physico-chimie macromol6culaires” ，第 I 版，2000，第 13 卷，第 41 至 86 页，Groupe Frangais d’Etudes et d' Applicationsdes Polyn^res ,第II章，S. Perez,名称为“Structure etmorphologie du grain d’ ami don ^ 。此类颗粒状淀粉，也即处于它们在植物贮藏器官中存在的结构性状态下的淀粉，是不溶于水的。在形成该基质或连续相的合成聚合物中分散之前，已经推荐将天然淀粉干燥至按重量计小于1%的水分含量，以便減少它的亲水本质并因而促进其分散。抱有这种相同的目的，已经推荐事先用脂肪物质(脂肪酸、硅氧烷、硅醇盐)涂覆它或还推荐用硅氧烷或异氰酸酯修饰淀粉粒的表面或最后推荐与具有不同化学性质的合成的分散剂例如聚こニ醇或こ烯/醋酸こ烯酯(EVA)共聚物合井。如此获得的复合材料则总体上包含按重量计最多20%的颗粒状淀粉，因为高于这个值吋，与形成该基质的合成聚合物的机械特性相比，所获得的复合材料的机械性变得被过度修饰或过度降低。此类复合材料(有时也称作杂合体)的快速膨胀仍是有限的。最近，淀粉已经在称作“去结构”或“热塑性”的完全另外ー个状态下与聚烯烃组合，这是根据ー项完全不同的技术实现的。通过相对于颗粒状淀粉以总体上15%和35%之间的含量掺入适宜的增塑剂并提供机械能和热能使颗粒状淀粉增塑，获得了淀粉的这种去结构的或热塑性的状态。来自Warner Lambert的专利US 5095054和来自申请人公司的EPO 497 706 BI特别描述了因添加增塑剂而具有降低的结晶度或无结晶度的这种去结构的状态、以及用于获得此类热塑性淀粉的手段。使淀粉的半晶质天然颗粒状态去结构以便获得非晶性热塑性淀粉可以在水化作用相对低的介质中通过热机械过程或挤出过程实施。从颗粒状淀粉实现熔融相不仅需要机械能和热能的突出贡献，还需要在淀粉碳化的风险下存在增塑剂。热塑性淀粉和聚烯烃的组合使之有可能获得这样的热塑性组合物，它们的特性可以通过对淀粉类型、增塑剂性质、增塑比率、热塑性淀粉在聚烯烃中的掺入程度和混合方法的本文档来自技高网...
【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：J·贝尔纳艾尔特，L·库迪塞，L·门廷科，D·博杜，B·康斯坦，
申请(专利权)人：罗盖特兄弟公司，
类型：
国别省市：
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