Mezclas para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente, constituidas sobre la base de poliésteres alifáticos y de polvos poliméricos redispersables en agua.

Mezclas para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente,

constituidas sobre la base de unoo varios poliésteres alifáticos, estando caracterizadas las mezclas porque ellas contienen además todavía uno ovarios polvos poliméricos redispersables en agua.

Mezclas para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente, constituidas sobre la base de poliésteres alifáticos y de polvos poliméricos redispersables en agua.

El invento se refiere a mezclas para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente, constituidas sobre la base de poliésteres alifáticos y de polvos poliméricos redispersables en agua, así como a un procedimiento para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente mediante las mencionadas mezclas, y su utilización.

Unos poliésteres alifáticos tales como un poli (ácido láctico) se emplean para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente, por ejemplo de láminas para envases destinados a la industria alimentaría. Un poli (ácido láctico) , sin embargo, se puede hilar también para formar fibras y encuentra uso por consiguiente como material de relleno para almohadas cabeceras, fibras de alfombras y paños cosméticos. Resulta problemática la fragilidad de los poliésteres alifáticos.

En el documento de solicitud de patente internacional WO 96/31561 A1 se toman como tema las propiedades insatisfactorias de los materiales, que se obtienen al emplear poliésteres alifáticos para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente. Por lo tanto, se proponen unas mezclas que se basan en un almidón, que contienen además todavía por lo menos otro biopolímero, por ejemplo poliésteres aromáticos o poli (éster-amidas) . Unas mezclas de un poli (ácido láctico) con un almidón, un agente plastificante y un polímero termoplástico, tal como un poli (alcohol vinílico) o copolímeros de etileno y alcohol vinílico, se proponen en el documento WO 98/40434 A1. El documento WO 2005/059031 propone mejorar las propiedades de los cuerpos moldeados constituidos sobre la base de un poli (ácido láctico) mediante una adición de un agente reticulable modificador de la resistencia al impacto. Como agente modificador de la resistencia al impacto se propone un copolímero de etileno y un (met) acrilato, que contiene unidades de (met) acrilato con grupos epoxi. El documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2008/0188597 A1 describe unas mezclas destinadas a la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente, que como componentes degradables biológicamente contienen poliésteres alifáticos, en particular un poli (ácido láctico) . Los poliésteres alifáticos se mezclan, con el fin de mejorar la resistencia mecánica, con un polímero termoplástico que tiene una temperatura de transición vítrea Tg relativamente alta, de ≥ 80ºC, por ejemplo un poliestireno o un PMMA. Con el fin de mejorar la ignifugación, se añade un ácido fosfórico orgánico. En el documento WO 2006/074815 A1 se propone, con el fin de mejorar las propiedades de los productos finales y de evitar la costosa desecación previa de un poli (ácido láctico) , emplear, antes de su elaboración en condiciones termoplásticas, unos poliésteres alifáticos, tales como un poli (ácido láctico) , en mezcla con poliésteres alifáticosaromáticos y en particular además todavía agentes reticuladores epoxídicos, tales como polímeros con funciones epoxi o epóxidos de bisfenol A. En el documento de patente de los EE.UU. US 5.726.220 se propone producir cuerpos moldeados degradables biológicamente a partir de una mezcla de un poli (ácido láctico) con un copolímero de etileno y acetato de vinilo.

Resulta problemática, al realizar la mezcladura de un poli (ácido láctico) con otros biopoliésteres más flexibles y/o polímeros termoplásticos, la insatisfactoria miscibilidad de los componentes individuales.

Subsistía por lo tanto la misión de poner a disposición unas masas constituidas sobre la base de poliésteres alifáticos, en particular de un poli (ácido láctico) , que se distingan tanto por una buena elaborabilidad como también por unas propiedades mecánicas mejoradas.

Sorprendentemente, se encontró que ciertos polvos poliméricos redispersables en agua son excelentemente miscibles con poliésteres alifáticos, y también son compatibles con respecto a mezclas de un poli (ácido láctico) con otros biopoliésteres (poliésteres alifáticos, poliésteres alifáticos-aromáticos) , así como que mejoran las propiedades mecánicas de cuerpos moldeados constituidos sobre la base de biopoliésteres.

Son objeto del invento unas mezclas destinadas a la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente, constituidas sobre la base de uno o varios poliésteres alifáticos, estando caracterizadas estas mezclas porque ellas contienen además todavía uno o varios polvos poliméricos redispersables en agua.

Unos apropiados poliésteres alifáticos son, por ejemplo, un poli (ácido láctico) (PLA) , poli (hidroxi-ácidos grasos) poli (hidroxi-alcanoatos) , tales como un ácido poli- (3-hidroxi-butanoico) (PHB) , poli (succinatos de alquileno) o poli (adipatos de alquileno) con alquilenos de C2 hasta C6, por ejemplo un poli (succinato de butileno) o un poli (adipato de butileno) . Se prefiere un poli (ácido láctico) . Por el concepto de poli (ácido láctico) se entienden en este contexto unos homopolímeros de L-ácido láctico, de D-ácido láctico o de mezclas racémicas de L-y D-ácidos lácticos. Como poli (ácidos lácticos) se entienden también unos copolímeros que, junto a las unidades de ácido láctico, contienen además todavía otras unidades de comonómeros. Por ejemplo, se citan unos copolímeros de ácido láctico con unidades de ácido hidroxi-butírico, caprolactona y/o ácido glicólico. La proporción de las unidades de comonómeros es, en este caso, de < 50 % en moles, de manera preferida de < 10 % en moles.

Los mencionados poliésteres alifáticos se pueden preparar mediante conocidos procedimientos de polimerización, por ejemplo una policondensación o una polimerización con apertura de anillos, o mediante procedimientos microbiológicos conocidos (Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistr y [enciclopedia Ullmann de la química industrial], 7ª edición, versión Online, DOI 10.1002/14356007) . Un poli (ácido láctico) es obtenible en el comercio por ejemplo como NatureWorks® PLA. Un poli (ácido hidroxi-butírico) está en el comercio como los poliésteres Biomer®.

Se encontró que los polvos poliméricos redispersables en agua hacen posible también la mezcladura de un poli (ácido láctico) con otros poliésteres alifáticos o poliésteres alifáticos-aromáticos. La mezcla conforme al invento abarca por lo tanto de manera preferida, junto a mezclas de un poli (ácido láctico) con polvos poliméricos redispersables en agua, también unas composiciones con mezclas de un poli (ácido láctico) con otros poliésteres alifáticos y con polvos poliméricos redispersables en agua, y con mezclas de un poli (ácido láctico) con poliésteres alifáticos-aromáticos, eventualmente con poliésteres alifáticos diferentes del poli (ácido láctico) , y de polvos poliméricos redispersables en agua. Unos apropiados poliésteres alifáticos-aromáticos son por ejemplo los poliésteres parcialmente aromáticos que se mencionan en el documento WO 2006/074815 A1. Un producto de este tipo es obtenible en el comercio como EastarBio®. Las mezclas, junto a los mencionados biopoliésteres, pueden contener también unos biopolímeros tales como almidones, proteínas o ésteres de celulosas. De manera preferida las mezclas no contienen ningún almidón.

Como un polvo polimérico redispersable en agua se designa a unas composiciones pulverulentas, que son accesibles mediante una desecación de las correspondientes dispersiones acuosas de los polímeros de base en presencia de coloides protectores. A causa de este proceso de producción, la resina finamente dividida de la dispersión es envuelta con una cantidad suficiente de un coloide protector soluble en agua. Al realizar la desecación, el coloide protector actúa como una envoltura, que impide el pegamiento conjunto de las partículas. Al redispersarse en agua, el coloide protector se disuelve de nuevo en agua y se presenta una dispersión acuosa de las partículas poliméricas originales (Schulze J. en TIZ, nº 9, 1985) .

Unos polímeros apropiados son los constituidos sobre la base de uno o varios monómeros tomados del conjunto que comprende ésteres vinílicos, ésteres de ácidos (met) acrílicos, compuestos vinil-aromáticos, olefinas, compuestos 1, 3-diénicos y halogenuros de vinilo y eventualmente otros monómeros copolimerizables con ellos.

Unos apropiados ésteres vinílicos son los de ácidos carboxílicos con 1 hasta 15 átomos de C. Se prefieren acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, 2-etil-hexanoato de vinilo, laurato de vinilo, 1-metil-acetato de vinilo,... [Seguir leyendo]

1. Mezclas para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente, constituidas sobre la base de uno o varios poliésteres alifáticos, estando caracterizadas las mezclas porque ellas contienen además todavía uno o varios polvos poliméricos redispersables en agua.

2. Mezclas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas porque como poliésteres alifáticos están contenidos uno o varios tomados del conjunto formado por un poli (ácido láctico) , poli (hidroxi-ácidos grasos) , poli (succinatos de alquileno) y poli (adipatos de alquileno) con alquilenos de C2 hasta C6.

3. Mezclas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, estando caracterizadas las mezclas porque ellas contienen un poli (ácido láctico) y un polvo polimérico redispersable en agua; o un poli (ácido láctico) y por lo menos otro poliéster alifático y un polvo polimérico redispersable en agua; un poli (ácido láctico) y por lo menos un poliéster alifáticoaromático, y eventualmente por lo menos un poliéster alifático diferente del poli (ácido láctico) y un polvo polimérico redispersable en agua.

4. Mezclas de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 3, estando caracterizadas las mezclas porque ellas contienen además todavía por lo menos un biopolímero tomado del conjunto de los almidones, las proteínas y los ésteres de celulosas.

5. Mezclas de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizadas porque como un polvo polimérico redispersable en agua están contenidos uno o varios constituidos sobre la base de los homopolímeros de acetato de vinilo, de los polímeros mixtos con acetato de vinilo y etileno, de los polímeros mixtos con acetato de vinilo, etileno y un éster vinílico de los ácidos monocarboxílicos ramificados en posición α con 9 hasta 11 átomos de C, en cada caso con un poli (alcohol vinílico) parcialmente saponificado como el coloide protector.

6. Mezclas de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizadas porque como polvo polimérico redispersable en agua están contenidas unas mezclas de unos polvos poliméricos redispersables en agua que tienen una Tg relativamente más baja de -20ºC a +20ºC con unos polvos poliméricos redispersables en agua que tienen una Tg relativamente alta de +30ºC a +60ºC.

7. Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente con unas mezclas de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 6, en el que se mezclan entre sí los poliésteres alifáticos y los polvos poliméricos redispersables en agua así como eventualmente otras sustancias aditivas, y se elaboran mediante unas técnicas de conformación en condiciones termoplásticas para dar cuerpos moldeados.

8. Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente de acuerdo con la reivindicación 7, en el que se emplean además todavía las sustancias aditivas usuales en el caso de la elaboración en condiciones termoplásticas de materiales sintéticos.

9. Procedimiento para la producción de cuerpos moldeados degradables biológicamente de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que se emplean además todavía unos materiales de carga inorgánicos u orgánicos.

10. Utilización de los productos del procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 7 hasta 9 como cuerpos moldeados degradables biológicamente.

11. Utilización de acuerdo con la reivindicación 10, como materiales de envasado compostables, como productos compostables para servicios de comidas a domicilio, como productos compostables en la jardinería y en la agricultura, como productos compostables en el sector de la medicina y como productos compostables en el sector de la acampada.