聚乳酸樹脂和包含該聚乳酸樹脂的包裝膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚乳酸樹脂，所述聚乳酸樹脂呈現(xiàn)出優(yōu)良的物理性質(zhì)比如柔性和耐熱性并且因此可以有效地用作包裝材料，并且具有生態(tài)友好的性質(zhì)。本發(fā)明還涉及一種包含所述聚乳酸樹脂的包裝膜。上述聚乳酸樹脂包含：硬鏈段，其包含預(yù)定的聚乳酸重復(fù)單元；和軟鏈段，其包含其中預(yù)定的基于聚酯的多元醇重復(fù)單元經(jīng)由氨基甲酸酯鍵被線性連接的聚氨基甲酸酯多元醇重復(fù)單元。聚乳酸樹脂具有60wt％或更高的恒定的來自生物質(zhì)的有機(jī)碳含量(％C bio)。
【專利說明】聚乳酸樹脂和包含該聚乳酸樹脂的包裝膜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚乳酸樹脂和包含聚乳酸樹脂的包裝膜。更特別地，本發(fā)明涉及 環(huán)境友好的并且由于包括耐熱性和柔性的其優(yōu)良性質(zhì)而用作包裝材料的聚乳酸樹脂和包 含聚乳酸樹脂的包裝膜。

【背景技術(shù)】
[0002] 源自石油資源的大部分常規(guī)聚合物，比如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、尼龍、聚 烯烴和聚氯乙烯（PVC)樹脂，已經(jīng)被用于寬范圍應(yīng)用的材料比如包裝材料。然而，在廢物處 理過程中這些聚合物是耐生物降解的并且涉及類似引起全球變暖的二氧化碳?xì)怏w的環(huán)境 問題。此外，已經(jīng)存在對包括聚乳酸的基于生物質(zhì)的樹脂的用途（在耗盡石油資源之后）的 廣泛研宄。諸如聚乳酸的基于生物質(zhì)的樹脂被認(rèn)為具有可生物降解特性和環(huán)境友好特性。
[0003] 然而，因?yàn)樵醋灾参锏木廴樗嵩谀蜔嵝院蜋C(jī)械性質(zhì)上比基于石油的樹脂更低，一 直存在對塑料應(yīng)用的限制。特別地，已經(jīng)嘗試使用聚乳酸樹脂作為諸如包裝膜的包裝材料， 但由于聚乳酸樹脂的差的柔性而失敗。
[0004] 為了克服聚乳酸樹脂的問題，已經(jīng)提出的是，將低分子量的增韌劑或增塑劑添加 至聚乳酸樹脂，或?qū)⑼ㄟ^基于聚醚或基于脂肪族聚酯的多元醇的加成聚合產(chǎn)生的增塑劑應(yīng) 用于聚乳酸樹脂。
[0005] 然而，在包含根據(jù)這些方法生產(chǎn)的聚乳酸樹脂的包裝膜的大部分中存在柔性的很 小的改進(jìn)。此外，當(dāng)增塑劑隨著時(shí)間滲出時(shí)包裝膜呈現(xiàn)出差的穩(wěn)定性，并且具有混濁度增加 以及低透明度減小的缺點(diǎn)。在常規(guī)方法的大部分情況下，柔性的改進(jìn)起因于機(jī)械性質(zhì)、可加 工性、尺寸穩(wěn)定性和抗粘連性質(zhì)的大幅減小，并且因此其不適合用于包裝膜。因此，需要允 許生產(chǎn)具有最佳化的柔性的包裝膜的聚乳酸樹脂。此外，聚乳酸樹脂的另一個(gè)問題在于差 的耐熱性。當(dāng)被暴露于高溫時(shí)，聚乳酸樹脂或由其制成的膜可以經(jīng)歷通過解聚的降解并且 示出差的耐熱性。
[0006] 此外，當(dāng)增塑劑被用于根據(jù)常規(guī)方法生產(chǎn)包含聚乳酸樹脂的包裝膜時(shí)，相當(dāng)大的 量的增塑劑需要被用于改進(jìn)包裝膜的柔性。因此，盡管含有聚乳酸樹脂，但由于相當(dāng)大的量 的增塑劑，包裝膜可能不充分地具有可生物降解特性和環(huán)境友好特性。
[0007] 因此，存在對用于呈現(xiàn)出優(yōu)良性質(zhì)并且具有聚乳酸樹脂獨(dú)有的充分的可生物降解 特性和環(huán)境友好特性的包裝的聚乳酸樹脂膜的連續(xù)性需求，所述優(yōu)良性質(zhì)包括柔性、機(jī)械 性質(zhì)、透明度、耐熱性、抗粘連性質(zhì)、可加工性和抗?jié)B出性質(zhì)。
[0008] 發(fā)明詳沐
[0009] 摶術(shù)目標(biāo)
[0010] 因此，本發(fā)明的目的是提供用作包裝材料的聚乳酸樹脂，所述包裝材料呈現(xiàn)出包 括優(yōu)越的柔性和耐熱性并且具有充分的可生物降解特性和環(huán)境友好特性的一般性質(zhì)。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供包含聚乳酸樹脂的包裝膜。
[0012] 摶術(shù)解決方案
[0013] 本發(fā)明提供聚乳酸樹脂，所述聚乳酸樹脂包含：硬鏈段，其包含以下的化學(xué)式1的 聚乳酸重復(fù)單元；和軟鏈段，其包含其中以下的化學(xué)式2的聚醚多元醇重復(fù)單元經(jīng)由氨基 甲酸酯鍵被線性連接的聚氨基甲酸酯多元醇重復(fù)單元，其中聚乳酸樹脂具有60wt%或更多 的由以下的等式1界定的來自生物質(zhì)源的有機(jī)碳含量Cbio):
[0014] [化學(xué)式1]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚乳酸樹脂，包含： 硬鏈段，其包含以下的化學(xué)式1的聚乳酸重復(fù)單元；和 軟鏈段，其包含其中以下的化學(xué)式2的聚醚多元醇重復(fù)單元經(jīng)由氨基甲酸酯鍵被線性 連接的聚氨基甲酸酯多元醇重復(fù)單元， 其中所述聚乳酸樹脂具有60wt%或更多的由以下的等式1界定的來自生物質(zhì)源的有 機(jī)碳含量（％Cbio): [等式1]
%Cbio=(在所述聚乳酸樹脂中含有的總碳原子中14C同位素與12C同位素的重量 比V(在來自所述生物質(zhì)源的標(biāo)準(zhǔn)材料中含有的總碳原子中14C同位素與12C同位素的重量 比）， 在所述化學(xué)式1和所述化學(xué)式2中，A是2個(gè)至5個(gè)碳原子的直鏈亞烷基或支鏈亞烷 基，m是10至100的整數(shù)，且n是700至5000的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，其中所述14C同位素以基于所述聚乳酸樹脂中 含有的碳原子的總含量的〇.7X lO^Vt%至1. 2X lO^Vt%的含量被包含。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，具有70wt%或更多的由所述等式1界定的來自 所述生物質(zhì)源的所述有機(jī)碳含量（％Cbio)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，其中，當(dāng)通過ISO 14000兼容LCA(生命周期評 估）的標(biāo)準(zhǔn)評估所述聚乳酸樹脂時(shí)，在制備lkg所述聚乳酸樹脂中C02的生成量為1. 0kg或 更少。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂， 其中所述氨基甲酸酯鍵通過所述聚醚多元醇重復(fù)單元的末端羥基和二異氰酸酯化合 物之間的反應(yīng)形成，并且 所述聚醚多元醇重復(fù)單元經(jīng)由所述氨基甲酸酯鍵被線性連接以形成所述聚氨基甲酸 酯多元醇重復(fù)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚乳酸樹脂，包含其中所述硬鏈段和所述軟鏈段彼此共聚的 嵌段共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚乳酸樹脂，其中所述嵌段共聚物具有酯鍵，所述酯鍵在所 述聚乳酸重復(fù)單元的末端羧基和所述聚氨基甲酸酯多元醇重復(fù)單元的末端羥基之間形成 鍵合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚乳酸樹脂，包含所述嵌段共聚物、和保持未連接到所述聚 氨基甲酸酯多元醇重復(fù)單元的所述聚乳酸重復(fù)單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，具有25°C至55°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)和 160°C至178°C的熔融溫度（Tm)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，具有50, 000至200, 000的數(shù)均分子量和 100, 000至400, 000的重均分子量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，具有1. 60至2. 20的分子量分布（Mw/Mn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，包含以基于所述聚乳酸樹脂的總重量的 65wt%至95wt%的量的所述硬鏈段和以基于所述聚乳酸樹脂的總重量的5wt%至35wt% 的量的所述軟鏈段。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂，其中所述聚醚多元醇重復(fù)單元具有400至 9000的數(shù)均分子量。
14. 一種包裝膜，包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乳酸樹脂。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的包裝膜，具有5ym至500ym的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的包裝膜，具有350kgf/mm2至750kgf/mm2的總的縱向和橫 向方向的楊氏模量、l〇kgf/mm2或更高的初始抗張強(qiáng)度、在100 °C熱風(fēng)烘箱中處理1小時(shí)后 0. Olwt%至3. Owt%的重量損失率、3%或更少的混濁度和85%或更高的透光率。
【文檔編號】C08G63/08GK104487478SQ201380038839
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】劉榮萬, 鄭在一, 李太雄, 李啟允, 全晟完 申請人:Sk化學(xué)株式會社