[发明专利]可生物降解聚酯,其制备方法及包含所述聚酯的产品

说明书

发明领域

本发明涉及可生物降解聚酯，其特别地适合于挤出涂布，其包含衍生自至少二酸和至少二醇的单元，具有长支链(相对于聚酯主链是等角的(isometric))且基本上无凝胶，其相对于相同粘度的传统可生物降解聚酯的特征在于更高熔融强度、更高断裂伸长率、更低的颈缩(neck-in)，另外特征在于对纸张的优异粘合力、优异的密封性和挤出涂布体系中的加工性。

依据本发明的可生物降解聚酯可通过由包含衍生自至少二酸和至少二醇的单元的聚酯前体出发的反应性挤出工艺获得，该聚酯前体是实质上线性的，具有特定的粘度和特定浓度的反应位点，优选地如末端官能团，其由于能够与这些反应位点反应的特定反应剂而容许一些聚酯前体链转化为这种聚酯的等角支链。本发明的另一目的是包含至少背衬、优选纸张，和含有依据本发明的聚酯的至少第一层的层合产品。

背景技术

将纸张背衬与聚合物材料层合是特别有用的工艺，因为其能够改进纸张的韧性、耐水性和阻隔性能，且其开启了进一步加工的可能如热封。但是，具有聚合物如聚乙烯的纸张层合体不容易循环或处理，因为循环过程期间聚乙烯仅可以非常困难地与纸张分离。由此，处理期间除去的聚合物层的循环或处理便代表了纸张层合体寿命周期结束时非常严重的问题。

US2006/0051603 A1描述了采用源于二酸-二醇的聚酯的纸张层合体。这类聚合物的使用是有利的，因为一旦与纸张分离，可以将它们堆肥。或者，可以将整个层合产品堆肥。但是，US2006/0051603A1描述了含有至少两个包含两种具有不同热行为和不同的纸张粘附性的不同聚酯的聚合物层的层合体。

发明概述

本发明涉及可生物降解的聚酯，其特别适合于挤出涂布，包含衍生自至少二酸和至少二醇的单元，具有长支链，实质上无凝胶，其特征在于熔融状态下剪切粘度在180℃下测量和在流动梯度γ＝103.7s^-1(毛细管直径＝1mm且L/D＝30)下为800～1600Pas，热稳定常数在180℃和γ＝103.7s^-1下小于1.5×10^-4，熔体强度在180℃为2～4.5，且断裂伸长率在180℃下＞30。优选地，依据本发明的聚酯的熔融温度为55～170℃，弹性模量为40～1000MPa，且通过GPC测量的重均分子量M_w为115000～200000。前述可生物降解聚酯优选地由190℃和2.16kg下MFI为5～30g/10min且含有活性位点的、源于二酸-二醇的实质上线性的聚酯前体出发通过反应性挤出工艺获得。所述聚酯前体的重均分子量(通过GPC测量)范围优选为80000～160000。在本发明的意义上，术语聚酯前体的“活性位点”表示容许聚酯前体链转化反应为聚酯本身的等角支链的末端官能团。

这些活性位点可以是例如通过H1NMR 300MHz测量的数量为0.1～1mol％的末端不饱和基团，或者数量为10～200meq KOH/kg聚合物的末端酸基团，或者二者。所述反应性挤出过程通过添加选自过氧化物、环氧化物和碳二亚胺类的化合物来进行。

通常，所述可生物降解聚酯可以描述为“涂布级”，因为其可以采用通常用于将纸张和聚乙烯层合的挤出涂布设备来加工。优选地，该“涂布级”聚酯通过添加有机过氧化物到实质上线性的聚酯而获得。

本发明还涉及包含至少刚性或柔性背衬和包含依据本发明用于挤出涂布的可生物降解聚酯的至少第一层的层合产品。

图1是依据本发明层合体的横截面图，10表示层合产品，11是背衬，12是依据本发明的可生物降解的聚合物层。

图2a和2b显示了依据本发明的两种聚合物(三角形)相对于它们的实质上线性的聚合物前体(圆形)的粘度/流动梯度曲线。在具有低剪切速率值、即挤出涂布系统头部的那些特有值的区域中，可以看到依据本发明的两种聚合物的粘度值显著增加。

图3a和3b显示了在熔融态下材料上采用毛细管流变计所获得的伸长情况下的拉伸曲线(力vs.拉伸率)。将依据本发明的聚合物(三角形)与它们的实质上线性的聚合物前体(圆形)进行对比。非常明显地看到依据本发明的聚合物的熔融强度相对于聚合物前体显著增加。

图4a和4b显示了对于依据本发明的聚合物(三角)、其实质上线性的聚合物前体(正方形)和挤出涂布用的低密度聚乙烯(圆形，Novex19N430)在各种温度下的熔融强度值的两个曲线。可以看出，依据本发明的两种聚合物具有与低密度聚乙烯完全相当的熔融强度值，且明显不同于它们的聚酯前体。