[发明专利]纤维素酯以及聚合脂族聚酯组合物和制品

说明书

提供了一种纤维素酯组合物，其包含至少一种纤维素酯、至少一种聚合脂族聚酯、至少一种抗冲改性剂和至少一种单体增塑剂。还提供了生产纤维素酯组合物的方法以及使用这些组合物制成的制品，如眼镜或太阳镜框架和/或镜片。

发明领域

本发明属于纤维素酯化学的领域，特别是包含聚合脂族聚酯（PAP）、抗冲改性剂和单体增塑剂的纤维素酯。还提供了生产这些纤维素酯组合物的方法以及使用这些组合物制成的塑料制品，如眼镜框架、汽车零件和玩具。

发明背景

纤维素酯组合物通常具有小于90℃的热变形温度（HDT）或玻璃化转变温度（Tg）。熔融加工成制品的市售纤维素酯通常含有显著量的单体增塑剂以允许加工并赋予模制品足够的韧性。但是，加入大量单体增塑剂具有缺点，因为它们相对于基础纤维素酯将降低HDT并将纤维素酯材料的用途局限于可适应低于大约90℃的HDT的应用。用于纤维素酯模制品的常见单体增塑剂还会在加工和使用过程中经历增塑剂渗出。

有益的是能够提供没有这些缺点的可熔融加工的纤维素酯组合物。

发明概述

已经令人惊讶地发现，可制备具有大约110℃或120℃或更高的玻璃化转变温度(Tg’s)并具有良好澄清度和韧性的包括乙酸丙酸纤维素（CAP）的纤维素酯组合物。在本发明的实施方案中，这可通过减少组合物中的单体增塑剂的量实现。减少单体增塑剂可限制或消除与使用过程中的单体增塑剂渗出相关的常见问题。但是，减少单体增塑剂会降低这些高Tg纤维素组合物的韧性。已经令人惊讶地发现，CAP和聚琥珀酸丁二醇酯家族的聚合物（其可包括其它聚合脂族聚酯（例如聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇的琥珀酸酯、戊二酸酯或己二酸酯）并可包括不同的共聚单体或三元共聚单体（统称为PBS聚合物或PAP，如下文定义））的某些组合可恢复高Tg纤维素组合物的韧性，并提供适合用于更高温应用和保持长期尺寸稳定性的具有良好流动性质与良好澄清度的纤维素酯组合物。

在某些实施方案中，本发明涉及一种或多种PAPs，例如聚(琥珀酸丁二醇酯)（“PBS”）以足以改进纤维素酯组合物的机械和物理性质的量分散到纤维素酯组合物中。PAP（例如PBS）改性的纤维素酯根据本发明的实施方案具有可熔融加工、Tg’s明显高于市售的增塑纤维素酯热塑性塑料的独特性质，具有高模量、良好的抗冲性质和良好的抗载荷变形性。在实施方案中，PBS聚合物（或PAP）改性的纤维素酯可具有良好的浇口强度和/或声阻尼性质。

在本发明的一个实施方案中，提供了一种纤维素酯组合物，其包含至少一种纤维素酯和至少一种PAP（例如PBS）。在一个实施方案中，纤维素酯选自含有基于聚合物的总重量计大约10至大约40重量%丙酰基的乙酸丙酸纤维素，且纤维素酯组合物具有至少120℃的Tg。在某些实施方案中，纤维素酯组合物具有至少140℃或至少150℃的Tg。

在本发明的另一实施方案中，提供了一种纤维素酯组合物，其包含至少一种纤维素酯和至少一种PAP和至少一种抗冲改性剂。在本发明的另一实施方案中，提供了一种纤维素酯组合物，其包含至少一种纤维素酯和至少一种PAP、至少一种抗冲改性剂和1重量%至小于5重量%的单体增塑剂。

在本发明的另一实施方案中，提供了一种生产纤维素酯组合物的方法，所述方法包括使至少一种纤维素酯、至少一种PAP、至少一种抗冲改性剂和至少一种单体增塑剂接触，并混合所述组合。在一个实施方案中，纤维素酯组合物包含以与不含单体增塑剂的类似组合物相比不会显著降低纤维素酯组合物的Tg的量存在的单体增塑剂。在实施方案中，由于包括单体增塑剂造成的Tg变化（例如降低）不大于10%、或5%、或2%。

在本发明的实施方案中，描述了纤维素酯组合物，其含有基于纤维素酯组合物的总重量计小于5重量%的单体增塑剂，但含有1重量%至35重量%、或2.5重量%至30重量%、或5重量%至20重量%、或6重量%至18重量%、或7重量%至15重量%的PAP，并具有大于120℃、或至少140℃、或至少150℃的Tg值，并具有在23℃下大于80、或100、或110、或125、或150、或175、或200 J/m的缺口悬臂梁冲击强度值。