用于消费品包装的生物基材料的制作方法

文档序号:34270633发布日期:2023-05-27 01:06阅读:84来源:国知局
本公开涉及可生物降解的聚合物组合物。更具体地,本公开涉及用于消费品包装的聚合物组合物,其是可生物降解和/或可堆肥的,更具体地是可家庭堆肥(homecompostable)的。
背景技术
::1、用于消费品消费、储存和包装的一次性材料通常为石油基聚合物,例如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。虽然这些聚合物可以提供良好的强度、阻隔性和/或可印刷性,但是这些聚合物在丢弃后不容易降解或分解,无论是在垃圾填埋场还是通过家庭堆肥技术。因此,由这种聚合物制成的薄膜、袋子和其他材料在丢弃后可能会存在垃圾填埋场几个世纪。2、希望提供可生物降解的适用于消费品包装的聚合物组合物。特别是,希望为产品包装提供绝大部分可家庭堆肥的聚合物组合物。最优选地,聚合物组合物将是完全家庭可堆肥的。3、这些聚合物可用于目前用于生产产品包装的几种应用中,包括但不限于注射成型、压缩成型、热成型、流延和吹塑薄膜形成、挤出涂布、挤出吹塑、注射拉伸吹塑和挤出成型。技术实现思路1、一方面,本公开提供了可生物降解的聚合物组合物。在一个实施方案中,该聚合物组合物至少包括:(1)约5重量%至约95重量%的聚(羟基链烷酸酯);(2)约5重量%至约95重量%的至少一种可生物降解的聚合物,所述可生物降解的聚合物选自由聚(丁二酸丁二醇酯)、聚(丁二酸丁二醇酯-共-己二酸酯)、聚(己二酸丁二醇酯-共-对苯二甲酸酯)、聚(己内酯)、聚(乳酸)、纤维素酯(例如醋酸纤维素)、热塑性淀粉及其混合物组成的组;和(3)约0.1重量%至约5重量%的成核剂。2、在某些实施方案中,聚合物组合物优选包含约35重量%至约90重量%的聚(羟基链烷酸酯)。更优选地,聚合物组合物包含约40重量%至约70重量%的聚(羟基链烷酸酯)。3、在一些实施方案中,聚合物组合物优选包含约5重量%至约50重量%的聚(丁二酸丁二醇酯)。更优选地,该聚合物组合物包含约10重量%至约30重量%的聚(丁二酸丁二醇酯)。4、根据一些实施方案,聚合物组合物优选包含约5重量%至约50重量%的聚(丁二酸丁二醇酯-共-己二酸酯)。更优选地,聚合物组合物包含约10重量%至约30重量%的聚(丁二酸丁二醇酯-共-己二酸酯)。5、在一些情况下,聚合物组合物优选包含约10重量%至约70重量%的聚(乳酸)。更优选地,聚合物组合物包含约20重量%至约60重量%的聚(乳酸)。6、在某些实施方案中,聚合物组合物优选包含约5重量%至约50重量%的纤维素酯,例如醋酸纤维素。更优选地,聚合物组合物包含约10重量%至约30重量%的纤维素酯。7、在一些实施方案中,组合物中的聚(羟基链烷酸酯)优选由第一共聚物和第二共聚物的混合物组成。第一共聚物包含约90至约99.9摩尔%的3-羟基丁酸酯的单体残基和约0.1至约10摩尔%的具有5至12个碳原子的第二3-羟基链烷酸酯的单体残基。第二共聚物包含至少70摩尔%的3-羟基丁酸酯的单体残基和具有5-12个碳原子的第二3-羟基链烷酸酯的单体残基,第二3-羟基链烷酸酯的单体残基的含量比第一聚合物中第二3-羟基链烷酸酯的含量少至少6摩尔%。8、根据某些实施方案,成核剂优选选自由赤藓糖醇、季戊四醇、二季戊四醇、人工甜味剂、硬脂酸盐、多糖、山梨糖醇、甘露醇、肌醇、聚酯蜡、纳米粘土、山嵛酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺、油酰胺、聚羟基丁酸酯、胸腺嘧啶、氰尿酸、胞嘧啶、腺嘌呤、尿嘧啶、鸟嘌呤、氮化硼及其混合物组成的组。9、在一些实施方案中,聚合物组合物优选还包含至多约15重量%的增塑剂。增塑剂可选自由癸二酸酯,柠檬酸酯,己二酸、琥珀酸和葡糖二酸的脂肪酯,乳酸酯,烷基二酯,柠檬酸酯,烷基甲酯,二苯甲酸酯,碳酸丙烯酯,数均分子量为200-10,000g/mol的己内酯二醇,数均分子量为400-10,000g/mol的聚乙二醇,植物油酯,长链烷基酸,己二酸酯,甘油,异山梨醇衍生物或其混合物,聚合增塑剂,包含至少18摩尔%除羟基丁酸酯以外的羟基链烷酸酯单体残基的聚(羟基链烷酸酯)共聚物及其混合物组成的组。更优选地,聚合物组合物包含约5重量%至约15重量%的增塑剂。10、在某些情况下,聚合物组合物优选还包括至多约50重量%的填料。填料可以选自由碳酸钙、滑石、纳米粘土、纳米纤维素、大麻纤维、高岭土、炭黑、硅灰石、玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维、云母、二氧化硅、白云石、硫酸钡、磁铁矿、埃洛石、氧化锌、二氧化钛、蒙脱土、长石、石棉、硼、钢、碳纳米管、纤维素纤维、亚麻、棉花、淀粉、多糖、氢氧化铝、氢氧化镁、改性淀粉、几丁质和壳聚糖、藻酸盐、谷蛋白、玉米蛋白、酪蛋白、胶原、明胶、多糖、瓜尔胶、黄原胶、琥珀酰聚糖、天然橡胶;松香酸(rosinic acid)、木质素、天然纤维、黄麻、洋麻、大麻、磨碎坚果壳、木粉及其混合物组成的组。更优选地,聚合物组合物包括约5重量%至约40重量%的填料。11、根据一些实施方案,聚合物组合物优选还包含至多约20重量%的抗冲改性剂。这种抗冲改性剂可以选自由由丙烯酸基树脂和乳液、异山梨醇衍生物、天然橡胶、脂族聚酯或其混合物组成的组组成的组。更优选地,聚合物组合物包含约5重量%至约15重量%的抗冲改性剂。12、根据一些实施方案,聚合物组合物中还可包含其它添加剂。在一些情况下,组合物还包含至多50重量%的一种或多种添加剂,该添加剂选自由聚(乙烯醇)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(月桂酸乙烯酯)、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、聚(乙醇酸)、呋喃二羧酸基聚酯、纤维素、纳米纤维素、葡聚糖及其混合物组成的组。13、通常,聚合物组合物的聚(羟基链烷酸酯)可以是均聚物或共聚物,包括三元共聚物。因此,在某些实施方案中,聚(羟基链烷酸酯)优选是由约75至约99.9摩尔%的3-羟基丁酸酯单体残基和约0.1至约25摩尔%的具有5至12个碳原子的第二3-羟基链烷酸酯单体残基组成的共聚物。在其它实施方案中,聚(羟基链烷酸酯)优选是由约75至约99.9摩尔%的3-羟基丁酸酯单体残基和约0.1至约25摩尔%的3-羟基己酸酯单体残基,和约0.1至约25摩尔%的具有5至12个碳原子的第三3-羟基链烷酸酯单体残基组成的三元共聚物。14、在某些实施方案中,聚(羟基链烷酸酯)和至少一种可生物降解的聚合物优选在酯交换中相互反应。15、在其它实施方案中,聚(羟基链烷酸酯)和至少一种可生物降解的聚合物优选在反应性挤出工艺中相互反应。16、此外,在某些实施方案中,聚合物组合物的聚(羟基链烷酸酯)优选具有约50,000道尔顿至约750万道尔顿的重均分子量,更优选地,具有约300,000道尔顿至约300万道尔顿的重均分子量。17、在另一方面,本公开还提供了用于消费品的产品包装,其中该产品包装包括至少一个可生物降解的包装部分,所述包装部分包含前述聚合物组合物。18、在某些实施方案中,该至少可生物降解的包装部分优选通过选自以下的方法形成:注射成型、压缩成型、热成型、流延和吹塑薄膜形成、挤出涂布、挤出吹塑、注射拉伸吹塑和挤出成型。当前第1页12当前第1页12
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