單一粒料聚合物組合物的制作方法
【專利說明】單一粒料聚合物組合物
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請的主題是2013年3月12日提交的美國申請No. 13/795, 270的部分繼續， 美國申請No. 13/795,270是作為2008年6月30日提交的美國專利No. 8,268, 913的分案 的美國申請No. 13/562, 122的繼續。
[0003] 關于聯邦資助的研究或開發的陳述
[0004] 不適用。
[0005] 縮微膠片附錄的引用
[0006] 不適用。 【背景技術】 技術領域
[0007] 本公開內容涉及聚合物組合物。更具體地，本公開內容涉及單一粒料聚合物組合 物。 【背景技術】
[0008]
[0009] 合成聚合物材料（例如聚丙烯和聚乙烯樹脂）廣泛地用于制造范圍從醫用設備至 食物容器的各種各樣的最終使用制品。盡管由合成聚合物材料構造的制品具有廣泛的應 用，使用它們的一個缺點是這些材料傾向于半永久性地殘留在自然環境中。為應對環境問 題，對生產和使用可更容易生物降解的聚合物材料的興趣一直在增長。這些材料（也被稱 為"綠色材料"）可在自然環境中經歷加速降解。
【發明內容】
[0010] 本公開內容包括這樣的粒料：其由具有99. 5-51重量％聚烯烴和0. 5-49. 9重量％ 聚乳酸的組成的聚合物共混物組成。
[0011] 本公開內容還包括這樣的粒料：其中所述粒料包括包含聚烯烴、半結晶性或無定 形聚乳酸、和組分的聚合物共混物，其中所述第三組分是環氧官能化聚乙烯、環氧官能化聚 丙烯、SEBS、乙烯甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、或其組合。
[0012] 本公開內容進一步包括這樣的粒料：其包含共混物，其中所述共混物由齊格 勒-納塔或茂金屬催化的聚丙烯均聚物、無規丙烯共聚物、抗沖共聚物或高密度聚乙烯組 成。所述共混物進一步由半結晶性聚乳酸或無定形PLA和馬來化聚烯烴組成。 【附圖說明】
[0013] 由和附圖一起閱讀時的以下詳細描述，本公開內容被最好地理解。強調的是，按照 該行業中的標準實踐，各個特征不是按比例繪制的。
[0014] 圖1示出LX3 12-04/20% Tafmer/10% PLA的共混物的原子力顯微鏡照片。
[0015] 圖2是描繪結合本公開內容的至少一個實施方案制成的注射模塑材料的剛度/沖 擊平衡的圖。
[0016] 圖3是描繪結合本公開內容的至少一個實施方案制成的注射模塑材料的拉伸機 械性質的圖。
[0017] 圖4是來自實施例的樣品在擠出過程中的熔體壓力的圖。
[0018] 圖4示出來自實施例的樣品的原子力顯微鏡照片。 【具體實施方式】
[0019] 下列公開內容提供許多不同的實施方案、或實例，用于實施各種實施方案的不同 特征。以下描述組分和排列的具體實例以簡化本公開內容。當然，這些僅僅是實例并且不 旨在是限制性的。
[0020] 以下顯示了如本文中所使用的各種術語。就權利要求中使用的術語未在以下定義 而言，其應該如在提交時的印刷的出版物和授權的專利中所反映的那樣被賦予相關領域中 的技術人員已經賦予該術語的最寬定義。此外，除非另作具體說明，否則本文中描述的所有 化合物可為取代的或未取代的并且化合物的清單包括其衍生物。
[0021] 進一步地，以下可明確地陳述各種范圍和/或數值界限。應該認識到，除非另作說 明，否則意圖是，端點將是可互換的。進一步地，任意范圍包括落入該明確陳述的范圍或界 限內的相同量級的迭代范圍。
[0022] 本文中公開的是至少一種聚烯烴和聚乳酸的單一粒料共混物。"單一粒料"意指樹 脂的兩個或更多個粒料包括所述共混物的所有組分并且是基本上均勻的，即，所述兩個或 更多個粒料包括基本上相同的組成。在某些實施方案中，所述單一粒料的組成為99. 5-51 重量％聚烯烴和〇. 5-49. 9重量％聚乳酸。在本公開內容的一些實施方案中，所述單一粒料 可進一步包括第三組分，其在某些非限制性的實施方案中可為改性劑或相容劑。所述單一 粒料可直接（即不與其它聚合物或改性劑組合）用于如下工藝：所述工藝包括，但不限于， 膜/片材擠出、取向膜、吹塑膜、注射模塑、注射拉伸吹塑、擠出模塑、擠出熱成型、發泡、纖 維和帶應用。
[0023] 所述單一粒料中的聚烯烴可為聚丙烯。在一種替代實施方案中，所述聚烯烴可為 聚乙烯。
[0024] 在一個實施方案中，所述聚烯烴是聚丙烯。所述聚丙烯可為均聚物，但是條件是所 述均聚物可包含最高達5%的另外的α-烯烴，所述α-烯烴包括但不限于C 2-C8Ci-烯烴 例如乙烯和1-丁烯。盡管可能存在少量的其它α-烯烴，但是所述聚丙烯一般被稱為聚丙 烯均聚物。
[0025] 適合用于本公開內容的聚丙烯均聚物可包括本領域中借助于本公開內容而知 曉的任意類型聚丙烯。例如，所述聚丙烯均聚物可為無規立構聚丙烯、全同立構聚丙烯、 半-全同立構、間同立構聚丙烯、或其組合。聚合物在其懸垂基團以無規方式排列在所述聚 合物的鏈的兩側時是"無規立構（的）"。相反，聚合物在其懸垂基團全部排列在所述鏈的相 同側時是"全同立構（的）"和在其懸垂基團交替在所述鏈的相反側時是"間同立構（的）"。 在半-全同立構聚合物中，每隔一個重復單元具有無規的取代基。
[0026] 在一個實施方案中，適合用于本公開內容的聚丙烯均聚物可具有如根據 ASTM D1505 測定的 0· 895g/cc-0. 920g/cc、替代地 0· 900g/cc-0. 915g/cc、和替代地 0.905g/CC-0.915g/CC的密度；如通過差示掃描量熱法測定的150°C _170°C、替代地 155°C _168°C、和替代地160°C _165°C的熔融溫度；如根據ASTM D1238條件"L"測定的 0. 5g/10分鐘-50g/10分鐘、替代地I. 0g/10分鐘-10g/10分鐘、和替代地I. 5g/10分 鐘-5. 0g/10分鐘的熔體流動速率；如根據ASTM D638測定的200, 000psi-350, OOOpsi、 替代地 220, 000psi-320, OOOpsi、和替代地 250, 000psi-320, OOOpsi 的拉伸模量； 如根據 ASTM D638 測定的 3,000psi-6,000psi、替代地 3,500psi-5,500psi、和替 代地4, 000psi-5, 500psi的拉伸屈服應力；如根據ASTM D638測定的5 % -30 %、 替代地5 % -20 %、和替代地5 % -15 %的拉伸屈服應變；如根據ASTM D790測 定的 120,000psi-330,000psi、替代地 190,000psi-310,000psi、和替代地 220, 000psi-300, OOOpsi的撓曲模量；如根據ASTM D2463測定的3英寸-鎊到50英寸-鎊、 替代地5英寸-鎊到30英寸-鎊、和替代地9英寸-鎊到25英寸-鎊的加德納沖擊；如根 據ASTM D256A測定的0. 2英尺鎊/英寸-20英尺鎊/英寸、替代地0. 5英尺鎊/英寸-15 英尺鎊/英寸、和替代地〇. 5英尺鎊/英寸-10英尺鎊/英寸的缺口懸臂梁沖擊強度；如根 據ASTM D2240測定的30-90、替代地50-85、和替代地60-80的肖氏硬度D ;和如根據ASTM D648測定的50°C _125°C、替代地80°C _115°C、和替代地90°C -IKTC的熱變形溫度。
[0027] 適合用于本公開內容的聚丙烯均聚物的實例可包括如下而沒有限制：3371、3271、 3270、和3276,其是可商購自Total Petrochemicals USA，Inc.的聚丙稀均聚物。在一個 實施方案中，所述聚丙烯均聚物（例如，3371) -般具有表1中所闡述的物理性質。
[0028] 表 1
[0029]
[0031] 在另一實施方案中，所述聚丙烯可為高結晶度聚丙烯均聚物（HCPP)。所述HCPP可 主要包含全同立構聚丙烯。聚合物中的全同立構規整度可通過 13C NMR光譜法采用內消旋 五元組度量并且可表示為內消旋五元組的百分比如本文中所用的，術語"內消 旋五元組"指的是位于聚合物鏈的相同側的順序的甲基。在一個實施方案中，所述HCPP具 有大于97 %、或大于98 %、或大于99 %的內消旋五元組百分比。所述HCPP可包含一些量的 無規立構或無定形聚合物。所述聚合物的無規立構部分是在二甲苯中可溶解的，并因此稱 為二甲苯可溶物級分（XS%)。在測定XS%時，將所述聚合物溶解于沸騰的二甲苯中，然后 將所述溶液冷卻至〇°C，這導致所述聚合物的全同立構或結晶性部分的沉淀。所述XS%是 所述原始量的在冷二甲苯中仍然可溶解的那部分。因此，聚合物中的XS%指示所形成的結 晶性聚合物的程度。聚合物的總量（100%)是如根據ASTM D5492-98測定的二甲苯可溶 物級分和二甲苯不溶物級分之和。在一個實施方案中，所述HCPP具有少于1. 5%、或少于 I. 0%、或少于0. 5%的二甲苯可溶物級分。
[0032] 在一個實施方案中，適合用于本公開內容的HCPP可具有如根據ASTM D1505 測定的 〇· 895g/cc-0. 920g/cc、替代地 0· 900g/cc-0. 915g/cc、和替代地 0· 905g/ cc-0. 915g/cc的密度；如根據ASTM D1238測定的(λ 5g/10分鐘-500g/10分鐘、替代 地I. 0g/10分鐘-100g/10分鐘、和替代地I. 5g/10分鐘-20g/10分鐘的熔體流動速率； 如根據 ASTM D882 測定的 350, 000psi-420, OOOpsi、替代地 380, 000psi-420, OOOpsi、 和替代地400, 000psi-420, OOOpsi的在縱向（MD)上的正割模量；如根據ASTM D882 測定的 400,000psi-700,000psi、替代地 500,000psi-700,000psi、和替代地 600, 000psi-700, OOOpsi的在橫向（TD)上的正割模量；如根據ASTM D882測定的 19, 000psi-28, OOOpsi、替代地 22, 000psi-28, OOOpsi、和替代地 25, 000psi-28, OOOpsi 的在MD上的拉伸斷裂強度；如根據ASTM D882測定的20,000psi-40,000psi、替代地 30, 000psi-40, OOOpsi、和替代地35, 000psi-40, OOOpsi的在TD上的拉伸斷裂強度；如根 據ASTM D882測定的50% -200 %、替代地100% -180%、和替代地120% -150%的在MD 上的斷裂伸長率；如根據ASTM D882測定的50% -150%、替代地60 % -100%、和替代地 80% -100%的在TD上的斷裂伸長率；如通過差示掃描量熱法測定的150°C _170°C、替代地 155°C _170°C、和替代地160°C _170°C的熔融溫度；如根據ASTM D2457測定的70-95、替代 地75-90、和替代地80-90的在45°處的光澤度；如根據ASTM D1003測定的0.5%-2.0%、 替代地0. 5% -1. 5%、和替代地0. 5% -1. 0%的百分比霧度；和如根據ASTM F-1249-90測 定的0. 15至0. 30g-密耳/100英寸7天、替代地0. 15至0. 25g