[发明专利]聚合物材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含有淀粉的聚合物材料、其制备方法以及由所述材料制得的模制部件、薄膜和/或纤维。

含有前述种类的淀粉的聚合物材料是众所周知的。尤其是热塑性淀粉或可热塑性加工的淀粉(TPS)跻身于商业上最重要的生物塑料之列。热塑性淀粉通常是由天然淀粉(例如马铃薯淀粉)制成的。为了能够对天然淀粉进行热塑性加工，需要向其中添加诸如山梨糖醇和/或甘油之类的增塑剂，并且在挤出机中对混合物进行均质处理。热塑性淀粉的特征是其含水量较低，以热塑性淀粉的总重量计，其含水量通常小于12重量％、尤其小于6重量％。例如，专利文献公开EP 0 397 819 B1、WO 91/16375 A1、EP 0 537 657 B1和EP 0 702 698B1对热塑性淀粉的制备及性质进行了说明。例如，颗粒状热塑性淀粉以注册商标“BioplastTPS”购自Biotec GmbH&Co.KG，Emmerich(德国)。

本发明的目的(其构成本发明的基础)是改善含有前述淀粉的材料以及由该材料制成的产品(例如模制部件、薄膜和/或纤维)的机械性能。

通过这样的聚合物材料实现了本发明的目的，所述聚合物材料可以通过供应热和/或机械能来对这样的混合物进行均质处理、并将所述混合物的含水量设定为小于约12重量％来获得，所述混合物含有：

40重量％至85重量％的淀粉和/或淀粉衍生物；

15重量％至55重量％的增塑剂；以及

0.01重量％至7重量％的含有环氧基的聚合物。

本发明优选的实施方案在从属权利要求中有所阐述。

本发明的含有淀粉的聚合物材料的根本特征是在其制备过程中添加含有环氧基的聚合物。令人吃惊发现，在含有淀粉的聚合物材料的制备过程中，含有环氧基的聚合物作为添加剂存在会使得所述材料的机械性能、特别是抗拉强度和断裂伸长率显著提高。

本发明的聚合物材料的特征在于优异的机械性能。因此，由这种聚合物材料制成的薄膜根据DIN 53455的抗拉强度为2N/mm²至10N/mmw²、尤其为4N/mm²至8N/mm²，并且/或者其根据DIN 53455的断裂伸长率为80％至200％、尤其为120％至180％。

可以通过对包含淀粉或淀粉衍生物、增塑剂和含有环氧基的聚合物的混合物进行均质处理来获得本发明的材料。

通过对含淀粉的起始混合物进行均质处理来制备含有淀粉的热塑性聚合物是众所周知的，其通常在挤出机中进行。例如，含有淀粉的热塑性聚合物的合适制备方法在专利文献公开EP 0 397 819 B1、WO 91/16375 A1、EP 0 537 657 B1、和EP 0 702 698 B1中有所描述。

优选地，用于制备本发明的材料的淀粉和淀粉衍生物选自天然的马铃薯淀粉、木薯淀粉、米淀粉和玉米淀粉。

根据本发明的一个优选实施方案，所述混合物含有45重量％至80重量％、尤其为50重量％至75重量％、优选为55重量％至72重量％、更优选为58重量％至70重量％、最优选为59重量％至67重量％的淀粉和/或淀粉衍生物。