從熱塑性聚合物的複合物獲得的可生物降解產品的製作方法
2023-06-06 01:44:11 1
專利名稱：從熱塑性聚合物的複合物獲得的可生物降解產品的製作方法
技術領域：
用於エ業發明的本專利申請涉及熱塑性聚合物的複合物エ業，並且具體涉及苯乙烯嵌段共聚物的複合物，該複合物可以用於獲得可生物降解產品而無需對所述產品的生物降解使用特殊步驟。
背景技術：
SBS (苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯)、SIS(苯こ烯-異戊ニ烯-苯こ烯)、SIBS (苯こ烯-異戊ニ烯，丁ニ烯-苯こ烯)苯こ烯嵌段共聚物和相關的氫化後的衍生物(SEBS、SEPS等等)通常用具有低含量芳族產品的鏈烷型礦物油對其進行塑化。為了獲得平均壽命長於一年的技術產品，所述嵌段共聚物可以適當地使用有機或無機類型的多種添加剤、增量劑、增強劑、顔料等進行調配，並且通過複合方法形成エ業行業中使用的複合物，例如鞋、汽車組件、玩具、密封件等。作為熱塑性弾性材料，與硫化弾性體相比，所述複合物具有相當多的實用的優點；因此它們的應用持續增長，降低了網狀橡膠的市場份額。對於硫化彈性產品也為常見的問題之一是較差的生物降解性，因為產品中礦物油的存在極大地降低了它們的環境降解能力。具有有機基料如從大量的植物有機體(大豆、玉米、亞麻等，以及澱粉和纖維素)中提取的油構成的增塑劑、填料或增量劑的使用有助於解決至少部分由礦物增塑劑產生的問題，即人體接觸和生物降解的問題。同一申請人的國際專利申請W02008/087675和W02009/152870很好地描述了關於前述問題的現有技術狀況。無論如何，在這兩篇專利申請中描述的複合物根據ISO 14855的規定不是可生物降解的，因為基料聚合物部分(該部分限定了這些產品的分類並且給出了它們的基本的物化特性)不能在確定時間段內使其達到該標準所需的90%的生物降解。EP O 726 325描述了聚碳酸酯樹脂(其為特殊聚酷)的分解方法。該方法提出了在產品壽命周期的最後，也就是說當產品必須被處理時添加酶。因此該文獻沒有記載本身可以生物降解的產品，並且未在複合物中混合所述酶以獲得所述產品。另ー方面，與由苯こ烯嵌段共聚物的復和物獲得的產品相比，聚酯產品更易生物降解。因此獲得更易生物降解的問題不存在了。JP 6-322216描述了使聚こ烯醇(PVA)變得可生物降解的方法，其提出用微生物塗覆終產品的表面。同樣在這個例子中，微生物並未與複合物混合，並且聚こ烯醇不同於熱塑性聚烯烴。實際上，該文獻斷言，使用微生物使聚烯烴變得可生物降解的結果是不令人滿意的。 JP 2002-362578描述了由聚丁ニ酸こニ醇酯(聚酷)製造的塑膠袋的生產，其中添加了大量的酵母菌以使其特別能生物降解。必須考慮的是酯基相對於苯こ烯嵌段共聚物來說非常容易分解。而且由於通常為一次性或在丟棄前使用幾次，可生物降解的塑膠袋的平均壽命非常短。因此這種聚酯對要求更長壽命的技術產品來說不適合。JP 2007-063297描述了可容易分解和生物降解的聚酯的合成方法。在壽命周期的最後，產品的降解可以由微生物來進行。
發明內容
本發明的目的在於通過發明由熱塑性聚合物的複合物獲得的ー種可生物降解的產品來克服現有技術中的缺點，所述產品適合在技術行業中應用並且平均壽命長於五年，同時該產品在其壽命周期的最後可被迅速地生物降解。根據本發明，從熱塑性聚合物的複合物得到的可生物降解產品含有至少ー種苯こ烯嵌段共聚物、增塑劑和用於生物降解的催化劑。
增塑劑為天然的油，並且生物降解催化劑是酵母。苯こ烯嵌段共聚物的重量百分比為可生物降解產品的總重的20% 70%，優選50% 60%。天然的油的重量百分比為可生物降解產品的總重的10% 60%，優選40% 50%。酵母的重量百分比為可生物降解產品的總重的O. 5% 4%。本發明的可生物降解產品可以是用於生產最終產品的可生物降解複合物，或者其可以是從非生物可降解複合物井向其中添加酵母獲得的可生物降解的最終產品。最終產品具有長於五年的平均壽命。在苯こ烯嵌段共聚物中，SBS (苯こ烯-丁ニ烯-苯こ烯)是優選使用的。然而，與SBS相關的產品和它們的組合也可以使用，例如SIS (苯こ烯-異戊ニ烯-苯こ烯)或SBS(苯こ烯-丁ニ烯，異戊ニ烯-苯こ烯)。另外，可以使用SBS的氫化的同源物，其為SBS嵌段共聚物，其脂肪族不飽和鏈被氫化，例如SEBS (苯こ烯-乙烯，丁烯-苯こ烯)、SEPS (苯こ烯-こ烯,丙烯-苯こ烯)、SEEPS (苯こ烯-こ烯，こ烯,丙烯-苯こ烯)。在天然的油中，菜籽油和大豆油的混合油是優選的。然而，也可以使用単獨的菜籽油和単獨的大豆油。任何來源的其它的蔬菜油也可以使用，例如棕櫚油、花生油、玉米油以及類似的油。在酵母中，啤酒酵母是優選使用的，其為最容易在市場上找到的產品。但是，其它的固體或液體形式的酵母也可以使用，例如天然酵母或酵母原(yeast mother)。非常有利的是，可以使用改性的酵母(例如部分水解的酵母)來降低酵母的典型氣味。為了可生物降解複合物的實現，將苯こ烯嵌段共聚物、天然的油和啤酒酵母混合以獲得半流體的產品，將其在約120 180°C的溫度下擠出，如此得到了形成含酵母的可生物降解複合物的微粒或片粒。可將可生物降解複合物用於擠出或模製過程以獲得含酵母的最終可生物降解產品。或者，該複合物可通過僅使用苯こ烯嵌段共聚物和天然的油來實現。在該情形中，當待實現最終可生物降解產品時，在擠出或模製過程中將酵母添加到所述複合物中以實現最終可生物降解產品。在該例子中，所添加的酵母的重量百分比相對於最終可生物降解產品為O. 5% 4%,並且無論如何,酵母與最終產品完全混合。酵母對有機產品(天然的油)有催化作用，並且根據聚合物結構和複合物的植物含量，使得由這樣的複合物獲得的材料在幾個月內超過佔全部90%的生物降解臨界點。以上指的是在酵母和天然的油之間存在協同作用。最終產品在ISO 14855確定的條件下是可生物降解的。
具體實施例方式以下為根據本發明的可生物降解複合物的ー些實例。
實施例I(複合物-EPI)KgSBS，例如 SOL T 161100菜籽油和大豆油的混合油80釀酒酵母2. O將這些組分混合併擠出以獲得可生物降解複合物(EPl)。將該可生物降解複合物(EPl)模製以獲得用於進行各種檢測的樣品，並且顯示出如下特徵特徵
邵氏硬度(ShoreA)30
MI (190°/5/Kg)25
斷裂抗拉強度(兆帕)4.5
伸長率(％)800
按照ISO 14855生物降解90%4個月實施例2
(複合物-EP2)Kg
SBS, SOL T 161 型100
菜籽油和大豆油的混合油80
PS晶體30
啤酒酵母2.0由於用來増加最終產品硬度的苯こ烯(PS)晶體的存在，可生物降解複合物(EP2)不同於第一種複合物(EPl)，如下述指出的特徵所示特徵邵氏硬度(Shore A)60
MI50
斷裂抗拉強度4.5
伸長率(％)500 磨損度(mm3)20
按照ISO 14855生物降解90%6個月與複合物(EPl)相比，複合物(EP2)中PS晶體的添加導致生物降解時間延長了兩個月。為了獲得最終產品的更高的硬度，苯こ烯(PS)晶體必須佔所述複合物的2% 30%，優選 10% 20%。為了獲得相同的結果，可以使用其它聚合物，例如，5% 30%量的間同立構1，2-聚丁ニ烯，或2% 5%量的聚(こ烯-こ酸こ烯酯)(EVA)或聚(こ烯-丙烯酸甲酷)(EMA)或聚(こ烯-丙烯酸丁酯)(EBA)，來取代苯こ烯晶體或抗衝擊苯こ烯。實施例3與實施例2相同，不同之處在於使用天然酵母代替啤酒酵母。按照ISO 14855生物降解90%的時間為4個月。在這個特定的情形下，天然酵母獲得了比啤酒酵母更好的生物降解結果。實施例4與實施例2相同，不同之處在於使用澱粉酶代替啤酒酵母。按照ISO 14855生物降解90%的時間為12個月。如實施例4所述，與酵母相比，酶的應用得到了比較不令人滿意的結果。
權利要求
1.一種由熱塑性聚合物的複合物獲得的可生物降解產品，包含 -苯乙烯嵌段共聚物， -增塑劑，和 -生物降解催化劑， 其特徵在於所述增塑劑為天然的油，並且所述生物降解催化劑為酵母。
2.根據權利要求I所述的可生物降解產品，其特徵在於所述酵母的重量百分比濃度為可生物降解產品的總重的0. 5% 4%。
3.根據權利要求I或2所述的可生物降解產品，其特徵在於所述酵母包含啤酒酵母和/或天然酵母。
4.根據權利要求I或2所述的可生物降解產品，其特徵在於所述酵母包含改性的酵母，例如部分水解的酵母，以降低酵母的典型氣味。
5.根據前述權利要求的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於所述天然的油的重量百分比濃度為可生物降解產品的總重的40% 50%。
6.根據前述權利要求的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於所述天然的油包含菜籽油和/或大豆油。
7.根據前述權利要求的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於所述苯乙烯嵌段共聚物的重量百分比濃度為可生物降解產品的總重的50% 60%。
8.根據前述權利要求的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於所述苯乙烯嵌段共聚物為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)。
9.據前述權利要求的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於其還包含聚合物，例如聚苯乙烯(PS)晶體，或間同立構1，2聚丁二烯，或聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)，或聚(乙烯-丙烯酸甲酯)(EMA)，或聚(乙烯-丙烯酸丁酯)(EBA)，以提高產品的硬度。
10.根據權利要求9所述的可生物降解產品，其特徵在於其含有濃度為可生物降解產品的10% 20%重量的聚苯乙烯晶體(PS)。
11.根據前述權利要求的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於其為可生物降解複合物，該複合物是通過將苯乙烯嵌段共聚物、天然的油和酵母混合以得到半固態產品，並將該半固態產品擠出以生成所述可生物降解複合物的微粒或片粒而得到的。
12.根據權利要求I 10的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於其為平均壽命長於5年的最終技術產品，該產品是通過將含有苯乙烯嵌段共聚物、天然的油和酵母的可生物降解複合物擠出或模製而獲得的。
13.根據權利要求I 10的任一項所述的可生物降解產品，其特徵在於其為平均壽命長於5年的最終技術產品，該產品是通過將含有苯乙烯嵌段共聚物和天然的油的複合物擠出或模製而獲得的，在擠出或模製過程中在該複合物中添加了酵母。
全文摘要
本發明記載了從熱塑性聚合物的複合物獲得的可生物降解產品，包含苯乙烯嵌段共聚物、增塑劑和生物降解催化劑，其中增塑劑為天然的油並且生物降解催化劑為酵母。
文檔編號C08L53/02GK102649862SQ201110047050
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月24日 優先權日2011年2月24日
發明者B·卡爾迪納利 申請人:泰克諾費爾姆股份公司