[发明专利]可降解聚合物组合物及其生产方法

说明书

本发明涉及一种可降解聚合物组合物，其包含：(a)聚烯烃；(b)总量为0.15至0.6wt％的两种或更多种过渡金属化合物，(c)含量为0.04至0.08wt％的单不饱和或多不饱和C₁₄‑C₂₄羧酸或其酯、酸酐或酰胺；(d)含量为0.04至0.2wt％的合成橡胶；和任选地：(e)含量为0至20wt％的干淀粉；和/或(f)0含量为0至1wt％的氧化钙；和/或(g)含量为0至0.2wt％的酚类抗氧化剂稳定剂；其中所述两种或更多种过渡金属化合物选自铁、锰、铜、钴和铈化合物，并且其中所述两种或更多种过渡金属化合物中的过渡金属是不同的。

本公开涉及聚合物组合物，尤其涉及具有可调节的降解速率和改善的材料性质的可降解组合物，以及生产该组合物的方法。

聚合物材料具有许多优点，可以以相对低的成本提供坚固的、化学惰性和生物惰性的材料。不幸的是，这些特征中的许多使得它们难以在不对环境造成持久损害的情况下进行处理。它们的低成本和有利的机械性能意味着聚合物材料通常以非常短的功能寿命来使用。这导致废料快速堆积，而废料对于在常规处理(例如在垃圾填埋场中倾倒)时所经受的大多数物理作用和化学作用是惰性的。

随着人们越来越意识到人类对气候、生态系统和整个地球的影响，人们越来越需要减少在垃圾填埋场处置的不可降解废物的数量。因此，对常规聚合物材料的可降解替代品的需求不断增长。特别是，对可以形成片和膜以用于各种常见应用(例如包装)的可降解聚合物组合物的需求很大。

已经开发了多种可降解的聚合物组合物。然而，这些常规可降解聚合物存在明显的缺点。常规的可降解聚合物(例如脂族聚酯)通常更难以加工并且加工复杂，导致产量较低。与传统的不可降解商品聚合物相比，这些材料具有显著更高的密度和更低的强度。

US 4,016,117公开了使用可生物降解的填充材料(例如淀粉)和自氧化物质(例如脂肪)，当其暴露于土壤中的过渡金属时产生攻击树脂中的各碳-碳链接键的过氧化物。

US 4,931,488公开了添加可生物降解物质(淀粉)、铁化合物(FeOH(硬脂酸盐)₂)和脂肪酸或脂肪酸酯(例如大豆油，其为脂肪酸酯的混合物)至热塑性聚合物。得到的塑料组合物在热和/或紫外光和/或隔离的作用下降解。这些组合物具有不利的非生物降解和生物降解速率。

因此，希望提供可降解聚合物组合物和制造方法，其解决与现有技术相关的问题中的至少一些，或者至少提供其商业上有用的替代方案。

本发明的另一个特征是，掺有添加剂的聚烯烃基塑料，在降解开始之前，可以在现有的聚烯烃再循环料流中再循环。

根据第一方面，本公开提供一种可降解聚合物组合物，其包含：

(a)聚烯烃；

(b)总量为0.15至0.6wt％的两种或更多种过渡金属化合物；

(c)含量为0.04至0.08wt％的单不饱和或多不饱和C₁₄-C₂₄羧酸或其酯、酸酐或酰胺；

(d)含量为0.04至0.2wt％的合成橡胶；

以及，可选地：

(e)含量为0至20wt％的干淀粉；和/或

(f)含量为0至1wt％的氧化钙；和/或

(g)含量为0至0.2wt％的酚类抗氧化剂稳定剂；

其中所述两种或更多种过渡金属化合物选自铁、锰、铜、钴和铈化合物，并且其中所述两种或更多种过渡金属化合物中的过渡金属是不同的。

现在将进一步描述本发明。在以下段落中，更详细地定义了本发明的不同方面。除非有明确相反的指示，否则如此定义的每个方面可以与任何其他方面组合。特别地，任何被指示为优选或有利的特征可以与被指示为优选或有利的任何其他特征组合。