[发明专利]可生物降解聚酯组合物及其用途

说明书

本发明涉及包含至少一种聚酯、具有聚酯降解活性的生物学实体和至少抗酸填料的塑料组合物及其用于制造可生物降解塑料制品的用途，其中生物学实体基于塑料组合物的总重量相当于少于11重量％。

技术领域

本发明涉及包含至少一种聚酯、能够降解所述聚酯的生物学实体和抗酸填料的新型塑料组合物。本发明也涉及用于产生这种塑料组合物的方法及其用于生产可生物降解塑料制品的用途。

背景技术

塑料是便宜和耐用的材料，其用于制造用于广泛应用中的产品。结果，塑料的产量在过去的几十年间急剧增加。大部分的这些塑料用于单一用途的一次性应用或用于在制造的一年内丢弃的短寿命产品(如袋子、包括托盘的包装、容器、瓶子、农用薄膜等)。因为所涉及的聚合物的耐久性和它们对生物降解的高抗性(由于高分子量值、疏水性和结晶度)，大量的塑料堆积在垃圾场和自然栖息地中，从而在世界范围内造成了日益严重的环境问题。

为解决这些问题，已经开发了不同的物理、化学和/或生物化学方法来降低聚合物的生物降解抗性和提高其生物降解速率。例如，已经开发了可生物降解塑料产品。但是，环境降解条件对于这些可生物降解塑料不是最佳的，因而它们的降解一般部分地发生。

最近，已经开发了包含少量的具有聚合物降解活性的生物学实体的新型塑料材料。令人感兴趣地，生物学实体能够降解所述塑料材料的至少一种聚合物。制造这种塑料材料的方法已经在专利申请WO 2013/093355中描述。通过这一方法获得的塑料材料包含分散在聚合物中的生物学实体，且可通过挤出模直接用于生产具有改善的生物降解性的塑料制品。

通过对含聚酯的塑料材料的工作，本发明人发现有可能通过将特定填料引入塑料材料中进一步提高生物学实体的聚酯降解活性。更特别地，本发明人开发了包含至少一种聚酯、具有聚酯降解活性的生物学实体和抗酸填料的塑料组合物，且他们已经证明这些组合物与传统的塑料组合物相比，和甚至与仅包含生物学实体和聚酯的塑料组合物相比具有改善的生物降解性。此外，本发明的塑料组合物可用于塑料加工的标准操作中且不损害所得塑料制品的机械性能。

发明内容

本发明涉及将抗酸填料用于塑料组合物中以增强生物学实体的聚酯降解活性的用途。更特别地，本发明提出添加抗酸填料和具有聚酯降解活性的生物学实体两者到含聚酯的塑料组合物中以获得具有生物降解性能的塑料组合物，且由此获得从这种塑料组合物制成的可降解塑料制品。根据本发明，生物学实体和抗酸填料均包埋到塑料组合物的聚酯中，导致它们均匀分散到最终塑料制品中。

因此本发明的目的是提供包含至少一种聚酯、具有聚酯降解活性的生物学实体和至少抗酸填料的塑料组合物，其中生物学实体基于所述塑料组合物的总重量相当于少于11重量％。

本发明的另一目的是提供包含至少一种聚酯、具有聚酯降解活性的生物学实体和至少抗酸填料的塑料组合物，其中塑料组合物中聚合物和抗酸填料的总量相当于超过塑料组合物的90重量％。有利地，抗酸填料基于塑料组合物的总重量相当于塑料组合物的0.1重量％-50重量％，优选2重量％-25重量％，更优选5重量％-10重量％，甚至更优选约5重量％。

在特定的实施方式中，塑料组合物基于塑料组合物的总重量包含：

(i)65-95％的至少一种聚酯，优选PLA和/或PCL；

(ii)2-25％的至少一种抗酸填料，优选选自水滑石、碳酸钙、滑石、云母、粘土和/或氢氧化钙；

(iii)0.1-10％的具有聚酯降解活性的生物学实体，优选蛋白酶。

本发明的进一步的目的是提供一种用于制备这种塑料组合物的方法，包括混合基于塑料组合物总重量的0.1重量％-10重量％的具有聚酯降解活性的生物学实体与聚酯和抗酸填料的步骤(a)，和调理(conditioning)固体形式的步骤(a)的所述混合物的步骤(b)，其中混合步骤(a)优选在其中聚酯处于部分或完全熔融状态的温度下和/或在挤出机，优选双螺杆挤出机和更优选同向双螺杆挤出机中进行。