[发明专利]新颖的持久性生物基塑料、其用途以及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及新颖的持久性并且耐水解作用的基于聚酯树脂的生物基的塑料、其用途以及其生产方法。

背景技术

生物基塑料(被称为生物聚合物)使用基于生物的原料并且因此是比基于石油化学品的塑料是更环境可持续的。特别是出于环境保护和全球变暖的威胁，生物基塑料已经实现了不仅在包装行业而且在持久性以及还有工业级的塑料产品的生产上的日益增加的重要性。然而，如果生物基材料想变得与常规的和已经确立的材料有竞争性，那么就仍然要求这些材料在生产和处理上的许多改进。

生物基塑料例如由脂肪族聚酯树脂组成，它是通过由以下材料制成的单体的聚合反应来进行生产的：淀粉、糖、碳水化合物、脂肪、或者植物油。其他生物基塑料包含脂肪族-芳香族聚酯类(它们是基于生物起源的二醇组分)，或者另外包含生物聚酰胺(biopolyamide)，其中酸性组分是从天然存在的物质中获得的。

生物基塑料具有的重要优点是环境兼容的。然而，它们具有的缺点是对水解是高度敏感的。

人们已经尝试通过加入多种多样的添加剂来解决这个问题，例如EP-A 0890 604以及EP-A 1 277 792使用了碳二亚胺化合物用于稳定生物可降解的塑料组合物。在那些文件中描述的碳二亚胺包含脂肪族的和芳香族单体的以及低聚的碳二亚胺，但这些在寿命上仅给出了小的增加。

尽管在EP-A 1354917中抗氧化剂用作添加剂减少了黄化现象，但是它们并没有增加稳定性。同样地适用于EP-A 1 876 205，它使用了一种生物聚合物组合物，该生物生物聚合物组合物由生物可降解的聚酯与碳二亚胺、亚磷酸酯化合物以及硅酸盐化合物制成。

EP-A 1627894披露了一种箔片的生产，该箔片由脂肪族聚酯树脂、优选聚乳酸制成，其中提及了多种多样的碳二亚胺用于稳定化作用。然而，在此仅达到了有限的程度的持久稳定性的指标。

此外，已知可以按从1∶1到1∶2的比例来使用高达1％的I和LA-1的组合，参见US 2010/197842和US 20090318628 A1的摘要。在此再一次，与耐水解和可加工性有关的结果不是令人满意的。

因此，一个目的是提供一种新颖的生存时间长的生物基塑料，它不具有现有技术的缺点并且具有高的耐水解作用、良好的可加工性、以及低水平的黄化想象。

出人意料地，已经发现根据本发明的生物基塑料实现了所述的目的，这些生物基塑料包括至少一种聚酯树脂和至少一种定义的混合物的一种组合，该混合物包括至少一种芳香族单体碳二亚胺以及至少一种芳香族低聚和/或芳香族多聚碳二亚胺。

发明内容

因此，本发明提供了生物基塑料，该生物基塑料包括至少一种聚酯树脂以及，基于该生物基塑料的，一种混合物的组合，该混合物为至少一种芳香族单体的碳二亚胺和至少一种芳香族低聚和/或芳香族多聚的碳二亚胺的混合物，其中该芳香族单体与芳香族多聚的和/或芳香族低聚碳二亚胺之比是＞1∶1。在此优选的是，所述碳二亚胺的混合物的比例是基于该生物基塑料的按重量计至少1％、优选按重量计大于1.1％、非常特别优选≥1.2％。

为了本发明的目的，这些生物基塑料优选包含脂肪族的聚酯树脂，其中这些已经通过多种单体的聚合反应进行生产，这些单体是通过以下材料的发酵制成的：淀粉、糖、碳水化合物、脂肪或植物油；或者包含基于一种生物起源的二醇组分的脂肪族-芳香族聚酯树脂；或者另外包含生物聚酰胺，其中酸性组分是从天然存在的物质中获得的。具有生物基塑料的共混物在此还伴随地包括例如聚乳酸(PLA)与聚碳酸酯或者聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。

用于生产生物基塑料的聚酯是可商购的，但是也可以通过本领域的普通技术人员熟悉的方法进行生产，例如通过丙交酯的开环聚合作用。

生物基塑料优选包含来自脂肪族聚酯树脂的组的聚合物。脂肪族聚酯树脂尤其包括聚乳酸(PLA)。同样可能的是使用脂肪族芳香族聚酯，例如聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚己二酸对苯二酸丁二酯(PBAT)和/或聚丁二酸对苯二酸丁二酯(PBST)。

为了本发明的目的，这些聚酯树脂优选包含脂肪族聚酯树脂，它们是通过以下材料的发酵而制成的单体的聚合反应来进行生产的：淀粉、糖、碳水化合物、脂肪或植物油。