专利名称：耐热性pla-abs组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及新颖的包含聚乳酸的组合物，该组合物具有提高的耐热性以改善含聚乳酸的组合物在使用过程中的结构完整性。
背景技术：
塑料制品已经代替玻璃、金属和木材制品，因为塑料可以进行工程设计而不会破碎、生锈或腐烂。塑料制品的耐久性也造成处置难题。而且，许多塑料树脂由石化产品制得， 而石化产品有长期供应和成本方面的问题。因此，人们在努力寻找生物衍生的可持续的热塑性树脂资源，优选的是能降解或堆肥从而解决处置难题的热塑性树脂资源。已经开发了聚乳酸(也称为聚丙交酯或PLA)作为来自生物可持续源的热塑性树脂，它可以代替源自石化产品的树脂。发明概述虽然聚乳酸可能是正被开发的三种最常见的生物衍生树脂中的一种，但是与其意图代替的化石衍生树脂相比，聚乳酸具有明显的缺点，即它具有较差的热挠曲温度。热挠曲温度(HDT)是依据ASTM D648方案样品在挠曲负荷下的挠曲的量度。挠曲负荷可以是两组设定中的任一种。在本发明中，使用66磅/平方英寸(psi)或455千帕斯卡(kPa)进行热挠曲的比较测量。聚乳酸的问题是其在4551ja挠曲负荷下的热挠曲温度约为55°C或131° F。换言之，在亚利桑那州夏季日间的汽车内部，PLA不够坚固，因此不能用作模塑为乘客车厢部件的热塑性树脂，不能用作手提式电子器件外壳被放置在座位上，或者不能用作在食品杂货袋中含有易腐食品的一片包装被放置在汽车内的地面上。PLA的问题是它不具有足够的耐热性，因此实际上不被考虑作为目前在许多普通塑料制品中使用的化石衍生的热塑性树脂的代替品。本发明通过使PLA与低聚增链剂和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABQ反应形成新聚合物来解决上述问题，该新聚合物具有比PLA改进的耐热性，因此该新组合物可以广泛使用。本领域长期以来都需要解决上述耐热性问题。天然工作公司(NatureWorks， LLC)的公开文献 “PLA 的主要制造商(a principal manufacturer of PLA) ” (www, natureworksllc. com)中报导了向PLA中加入多达50重量％的ABS，生成50-50PLA-ABS掺混物，比纯PLA聚合物树脂的HDT仅仅改善了 2°C。向PLA加入多达80重量％的ABS确实可以使HDT提高30°C，但是此混合物事实上已经是PLA改性的ABS聚合物了。而且，本领域长期以来都需要解决该耐热性问题，在一些工业中的普遍特征是PLA组合物在66psi下应该最好具有至少65°C的HDT，成为来自生物可持续源的可实际工业应用的热塑性组合物。长期以来，本发明还发现合适的反应物组合以实现和超越在66psi下 65°C的目标。本领域需要一种方法来提高PLA的实际HDT值，同时又能保持所得组合物明显还是PLA组合物。在本发明中，PLA应该保持为〃主要组分〃，意味着PLA在组合物中所占的量至少约为30重量％ (30% )0对于一些情况，当需要主要由生物可再生材料制备的组合物制得的市售塑料制品时，PLA可作为“主要组分”存在，意味着在组合物中使用的所有组分中，PLA在组合物中具有最高重量百分含量，或者其含量等于最高重量百分含量。例如，在双组分组合物中，如果 PLA占总组合物的50重量％或更高，则PLA是"主要组分"。在三组分或更多组分的组合物中，如果PLA的重量百分数超过任何其它组分，例如在组合物中有34%的PLA，而其它两种组分各为33重量％，则PLA也是"主要组分"。如果PLA的重量百分数等于另一其它组分的重量百分数，例如在四组分组合物中30 (PLA)-30-20-20(其它组分)，则在本发明中 PLA也是〃主要组分"。已经出乎意料地发现，与单独的PLA的HDT相比，低聚增链剂和ABS的组合可将 PLA组合物的HDT提高至少5°C。由PLA、低聚增链剂和ABS反应得到的新聚合物还优选具有超过65 °C的HDT。本发明的一方面是耐热性聚乳酸组合物，其包含(a)聚乳酸，(b)乳液聚合的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，(c)环氧官能苯乙烯-丙烯酸类低聚物，和(d)任选的抗冲改性剂； 其中丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或任选的抗冲改性剂是表面活性剂源，以促进所述低聚物与聚乳酸和/或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的反应；其中，该组合物中聚乳酸为主要组分；其中， 如果该掺混的组合物在成形为塑料制品之前基本干燥，则该掺混的组合物在成形为塑料制品后的热挠曲温度比聚乳酸单独的热挠曲温度增加至少5°C，两者都是依据ASTMD648方案在66磅/平方英寸下测量的。将结合表现图中所示出乎意料的技术效果的实施方式和实施例进一步解释本发明组合物的特征和优点。附图简要说明
图1是比较不含低聚增链剂的对比例和含低聚增链剂的实施例的HDT结果的图表。图2是比较不含低聚增链剂的对比例和含低聚增链剂的实施例的HDT结果的另一图表。发明实施方式PLAPLA是众所周知的具有以下单体重复基团的生物聚合物
权利要求
1.一种耐热性聚乳酸组合物，其包含(a)聚乳酸，(b)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，(c)环氧官能苯乙烯-丙烯酸类低聚物，和(d)任选的抗冲改性剂；其中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯或任选的抗冲改性剂是表面活性剂源，以促进所述低聚物与聚乳酸和/或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的反应；其中，所述组合物中聚乳酸为主要组分；其中，如果该掺混的组合物在成形为塑料制品之前基本干燥，则该掺混的组合物在成形为塑料制品后的热挠曲温度比聚乳酸单独的热挠曲温度增加至少5°C，两者都是依据 ASTM D648方案在66磅/平方英寸下测量的。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，如果该掺混的组合物在成形为塑料制品之前基本干燥，则该掺混的组合物在成形为塑料制品后的热挠曲温度至少为65°C，该热挠曲温度是依据ASTM D648方案在66磅/平方英寸下测量的。
3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯中含有残余表面活性剂。
4.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述聚乳酸和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯在混合在一起之前或混合过程中干燥。
5.如权利要求1或2或3所述的组合物，其特征在于，所述组合物中含有抗冲改性剂， 并在抗冲改性剂中含有残余表面活性剂。
6.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包含二氧化钛。
7.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述聚乳酸包含聚-D-丙交酯， 聚-L-丙交酯或它们的组合，其中环氧官能苯乙烯-丙烯酸类低聚物在组合物中的含量小于约2重量％。
8.如权利要求3-6中任一项所述的组合物，其特征在于，ABS的量为整个组合物的约 20-70重量％，环氧官能苯乙烯-丙烯酸类低聚物在组合物中的含量小于约2重量％。
9.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯含量为40-60重量％，丁二烯含量为5-30重量％，丙烯腈含量为15-35重量％。
10.如权利要求3-7中任一项所述的组合物，其特征在于，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯含量为40-60重量％，丁二烯含量为5-30重量％，丙烯腈含量为15-35重量％。
11.一种由如权利要求1或2所述的掺混的组合物成形得到的塑料制品。
12.如权利要求11所述的制品，其特征在于，所述制品是模塑或挤出的，所述制品成形，用于运输、器具、电子、建筑和建造、包装或消费者市场。
13.一种由如权利要求3-10中任一项所述的掺混的组合物成形得到的塑料制品，其中，该塑料制品的热挠曲温度比单独由聚乳酸制备的塑料制品的热挠曲温度增加至少5°C， 两者都是依据ASTM D648方案在66磅/平方英寸下测量的。
14.如权利要求13所述的制品，其特征在于，所述制品是模塑或挤出的，所述制品成形，用于运输、器具、电子、建筑和建造、包装或消费者市场。
15.一种制备如权利要求1或2所述的组合物的方法，该方法包括以下步骤(a)将包括聚乳酸、其中包含残余表面活性剂的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、和环氧官能苯乙烯-丙烯酸酯低聚增链剂的各组分聚集在一起，(b)使它们反应成为组合物，该组合物用于之后的模塑或挤出，成形为用于运输、器具、 电子、建筑和建造、包装或消费者市场的塑料制品。
16.如权利要求15所述的制备组合物的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤(c)干燥掺混的组合物，直到湿含量小于0.1% ；(d)将掺混的组合物成形为塑料制品，用于运输、器具、电子、建筑和建造、包装或消费者市场。
全文摘要
通过使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)与环氧官能苯乙烯-丙烯酸酯低聚增链剂的组合克服了使用聚乳酸(PLA)的明显缺点。该组合物还常常超过65℃的热挠曲温度阈值。使用抗冲改性剂还改善了耐热性PLA组合物的工业通用性。
文档编号C08L67/04GK102597108SQ201080049252
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年10月30日
发明者R·W·阿瓦基扬, 朱世雄 申请人:普立万公司