具有增强阻气性的聚酯容器及制造方法技术

一种具有增强阻气性能的聚酯容器，包含一种聚酯组合物，其特性粘度（Ⅳ）为０．６５ｄＬ／ｇ－１．０ｄＬ／ｇ并含有聚酯和反应性有机阻气性增强的添加剂。所述聚酯使用选自由元素周期表第３、４、１３和１４组中的金属组成的组中的至少一种第一缩聚催化剂制成并包含从聚酯形成就保留在聚酯中催化剂剩余物。催化剂剩余物包含所述至少一种第一缩聚催化剂的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及聚酯容器。特别地，本专利技术涉及用在需要增强阻气性的 应用中的聚酯容器。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二酯和其共聚酯(下文统称为"PET")，因它们是 透明度、机械性能和阻气性的优良综合而被广泛用于制造碳酸软饮料、 果汁、水等用容器。尽管有这些优选的性能，但PET对氧和二氧化碳不 足的阻气性仍限制了 PET用于较小尺寸的包装以及用于包装氧敏感的产 品，例如啤酒、果汁和茶产品。在包装工业中对进一步提高PET的阻气 性存在非常明确的需求。PET对二氧化碳较高的透过性限制了较小的PET容器用于包装碳酸软 饮料。根据容器的大小，室温下二氧化碳通过PET容器的透过率在每天 3-14cc的范围或者每周1. 5-2%的损失率。较小的容器有较大的表面积体积比，产生较高的相对损失率。为此， PET容器目前仅用作较大的容器来包装碳酸软饮料，而金属罐和玻璃容器 可选择用于较小的碳酸软饮料容器。保留在包装碳酸软饮料中的二氧化 碳量决定了它的保存期限。通常，碳酸软饮料容器中每体积的水充有大 约4体积的二氧化碳。人们通常认为，当因二氧化碳透过容器侧壁和盖 体(closure)而使容器内二氧化碳的17. 5%损失掉时，包装碳酸软饮料 达到了其保存期限的终点。PET对二氧化碳的透过性决定了包装碳酸饮料 的保存期限以及因此PET作为包装材料的适用性。已经研发或者正在研发许多技术来增强PET对小的气体分子的阻隔。 例如，已经研发了增强PET容器阻气性的外部涂层或内部涂层。涂层通 常是非常高阻隔的层，或者是无机的或者是有机的，并减慢气体扩散， 然而，该技术的实施需要在包装饮料制造中不常使用的涂层设备并因此 需要大量的资本投入，增多的能量消耗和增加的占地面积。在已经拥挤 的许多饮料包装工厂中，增加空间并不优选。也己经研发了在两个或多个PET层之间夹有高阻隔层的多层容器。该技术的实施也需要大量基本投入且容器层的分层影响了容器的外观、 阻隔性和机械性能。对于具有固有阻隔性的PET或聚酯来说，阻隔添加剂会是优选的解 决方法。这些解决方法都不需要额外的资本投入，因此没有其它技术固 有的限制。在注塑(injection molding)过程中也能加入阻隔添加剂， 为下面的操作提供更多柔韧性。L. M. Robeson禾口 J. A. Faucher在J. Polymer Science, Part B 7， 35-40 (1969)公开了某些添加剂可加入到聚合物中通过反增塑机制来增 加它们的模量和阻气性能。该文献公开了使用具有聚碳酸酯、聚氯乙烯、 聚苯醚和polythyelene氧化物。在W001/12521中，Plotzker等提出使用选自4-羟基苯酸盐和相 关分子的添加剂来增加PET的阻气性。该公开专利申请公开了下述 结构的阻隔添加剂HO-Ar-C00R， HO-Ar-C00R1C00-AR-OH， HO-AR-CONHR， H0-AR-C0-NHR3-C00-AR-0H， HO-AR-C0NHR2NHC0-AR-0H在上述结构中，AR选自由取代或未取代亚苯基或萘基组成的组中。 Rl、 R2和R3选自由C1-C6烷基、苯基和萘基组成的组中。现有技术中表述的上述添加剂对PET的阻隔性仅提供中等程度的改 善，小于5wt。/。填充量的最佳实施例氧阻隔性的2. 1倍(X)。然而，在该 填充量下，PET的特性粘度(IV)发生明显的退化和显著的下降。虽然降 低添加剂的数量减少了PET的退化，但它也降低了阻隔性改进因子，以 致于在使用这些添加剂包装碳酸软饮料或氧敏感食物中没有实际好处。一部分特性粘度(IV)的损失归因于小分子添加剂的加入。当添加剂包含有能够与PET起反应并引起分子量分解的官能团时会产生另外的IV损 失。具有反应性官能团的添加剂通常更多溶解在PET中并因此不会赋予 瓶子的模糊度。在吹塑容器如饮料容器中，不能使用很低的特性粘度(工V) 的PET。而且，低特性粘度的PET制成的容器具有差的机械性能，例如蠕 变(cre印)、低冲击韧性(dr叩i即act)等。更进一步地，由低特性 粘度(IV) PET的制成的PET容器具有差的耐应力开裂性，这在容器应用 中是不希望的。已经用其它组分对PET进行改性或混合以增强PET的阻气性。实例 包括聚乙烯萘酸酯(PEN) /PET共聚物或混合物，间苯二酸酯(IPA)改 性PET、与聚间苯二甲酸乙二酯(PEI)或聚酰胺如尼龙混合的PET和用 间苯二酚系二醇改性的PET。对于获得2X或更高的中等程度阻隔性增强 的PET共聚物，改性通常要超过共聚物总体的10-20的重量百分比或摩 尔百分比。当对PET改性到如此高的量级时，PET的延伸性能显著变化， 使得在容器制造中不能使用通常的PET容器的预成型设计。使用这些PET 共聚物来模制常规的PET容器预成型件导致预成型件不能充分地延展， 最后的容器很难制造也不是不可能的。即使制成这样的容器，它也不能 显示出改良的阻气性能并且具有劣化的物理性能，使得不能将其用于包 装碳酸软饮料。美国专利5，888，598和6，150,450公开了重新设计的厚 侧壁预成型件以补偿增加的延伸比。然而，该厚的预成型件需要新的模 具，模具需要额外的资本投入。厚预成型件也在低的生产率下进行制造， 因为它要花更长的时间冷却和加热厚壁的预成型件。而且，PET与显现黄 色和光雾的聚酰胺如尼龙相混合，并不像常规的PET透明。因此，现有技术中存在一种需求，即以不引起PET显著退化、不显 著影响PET的延伸比和不负面影响PET透明度的方式来增强PET的阻隔 性以供用于要求增强阻隔性的应用中，例如用于包装碳酸饮料和氧敏感 饮料和食品中。专利技术概述本专利技术通过提供一种具有增强阻气性能的聚酯容器而解决了上述对 增强阻气性容器的需要，所述聚酯容器包含一种聚酯组合物，其具有0.65dL/g-1.0dL/g的特性粘度(IV)并含有聚酯和反应性有机阻气性增 强的添加剂。所述聚酯使用优选选自由元素周期表的第3、 4、 13和14 组中的金属组成的组中的至少一种第一縮聚催化剂制成并包含从聚酯形 成就保留在聚酯中催化剂剩余物。催化剂剩余物包含所述至少一种第一 縮聚催化剂的至少一部分。因为第一縮聚催化剂的选择，本专利技术的聚酯 容器具有较高的阻气性能，但并不显著损害物理性能。具体来说，从元 素周期表的第3、 4、 13和14组中选择第一縮聚催化剂减少或阻止了反 应性有机阻气性增强的添加剂与聚酯的反应，因而减少或阻止了聚酯分 子量的分离。因此，聚酯组合物保持高的特性粘度(IV)并经受较低的 特性粘度下降。对于用第3、 4、 13和14组外的催化剂制成的PET，催化 剂剩余物能够催化反应性阻隔添加剂与聚酯的反应并引起聚酯过量的特 性粘度(IV)下降。此外，在优选实施方案中，选定的第一縮聚催化剂可通过降低催化 剂剩余物与聚酯反应性的催化钝化剂有效地钝化。因此，本专利技术使反应 性有机阻气性增强的添加剂在聚酯组合物中起作用而没有来自剩余催化 剂的干扰。根据一具体实施方案，聚酯组合物中的聚酯包含聚(对苯二甲酸乙 二醇酯)系共聚物(PET共聚物)。在一优选实施方案中，以100mol呢二 酸组分和100moP/。二醇组分计，所述聚酯包含具有小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容器，含有一种聚酯组合物，其包括：一种聚酯，使用选自由元素周期表第３、４、１３和１４组中的金属组成的组中的至少一种第一缩聚催化剂制成并含有从所述聚酯形成就保留在聚酯中的催化剂剩余物，所述催化剂剩余物包含所述至少一种第一缩聚催化剂的至少一部分；和一种反应性有机阻气性增强添加剂；其特征在于，所述聚酯组合物具有０．６５ｄＬ／ｇ－１．０ｄＬ／ｇ的特性粘度（Ⅳ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：石昱，罗伯特J施亚沃恩，钱泰尔沃尔特斯，罗伯特克里盖尔，黄晓燕，
申请(专利权)人：可口可乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]