具有提高的气体阻挡性能的聚酯组合物，用其制造的制品和方法技术

具有提高的气体阻挡性能的聚酯组合物，包括聚酯和化学式为ＯＨ－ＡＲ－ＯＨ的使气体阻挡提高的有机添加剂，其中ＡＲ是取代或未取代的萘。公开了具有提高的气体阻挡性能的制品以及气体阻挡提高的聚酯与制品的制造方法。

【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和聚酯制品。特别地，本专利技术涉及在诸如包装饮 料之类的应用中使用的聚酯，其中期望提高的气体阻挡或氧清除性能。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二酯及其共聚酯(下文统称为"PET")广泛用于制 造碳酸软饮料、果汁、水和类似物的容器，这是因为它们具有透明度、 机械和气体阻挡性能的优良结合。尽管它们具有这些理想的特征，但 PET对氧气和二氧化碳的气体阻挡性能不足限制了 PET应用于较小尺 寸的包装，以及包装氧敏产品，例如食品、啤酒、果汁和茶产品。在 包装工业中存在广泛明确的需求以期进一步改进PET的气体阻挡性能。PET对二氧化碳相对高的渗透率限制了使用较小的PET容器包装 碳酸软饮料。在室温下，二氧化碳通过PET容器的渗透速率范围为3 -14cc/天或每周1.5-2%的损失速度，这取决于容器的尺寸。较小 的容器具有较大的表面与体积比，从而导致较高的相对损失速率。为 此，PET容器目前仅仅用作较大的容器包装碳酸软饮料，而金属罐和玻璃容器是较小的碳酸软饮料容器的选择。已经或者正在研发许多技术，以提高PET对小的气体分子的阻挡。 例如，研发了提高PET容器的气体阻挡性的外部或内部涂层。该涂布 层通常是非常高的阻挡层，它或者是无机或者是有机的，且减慢气体 的扩散。然而，实施这一技术要求涂布设备，所述涂布设备通常不在 制造包装饮料中使用。因此要求显著的资金投资，增加的能量使用量， 和增加的地面空间。在已经拥挤的许多饮料包装车间中，额外的空间 不是选择的方案。还研发了在两层或更多层PET层之间夹有高的阻挡层的多层容 器。实施这一技术也要求显著的资金投资，且容器层的脱层影响容器 的外观、阻挡性和机械性能。具有固有的阻挡性能的PET或聚合物用阻挡添加剂是优选的解决 方案。这种解决方案中的任何一种均不要求额外的资金投资，因此不 具有其它技术固有的局限性。也可在注塑工艺过程中添加阻挡添加剂， 这将提供更大的灵活性以供下游操作。L. M.Robeson和J.A.Faucher在J.Polymer Science, Part B 7, 35 - 40 (1969)中公开了一些添加剂可掺入到聚合物内，通过抗塑化机 理来增加其模量和气体阻挡性能。这一制品公开了利用添加剂和聚碳 酸酯、聚氯乙烯、聚苯醚和聚环氧乙烷。在W001/12521中，Plotzker等人提出了使用选自4-羟基苯甲酸 酯和相关分子中的添加剂增加PET的气体阻挡性能。这一公布的专利 申请公开了下述结构的阻挡添加剂H0-Ar-C00R 、 H0-Ar-C00RlC00-AR-0H 、 H0-AR-C0賺 、 H0-AR-C0-NHR3-C00-AR-0H、 HO-AR-C0NHR2NHC0-AR-0H在前述结构中，AR选自取代或未取代的亚苯基或亚萘基。Rl、 R2 和R3选自CI - C6烷基、苯基和萘基。本领域中公开的前述添加剂提供PET阻挡性的仅仅适度改进，对 于最好的实例来说，在采用5wt。/。负载水平的情况下，对氧气的阻挡小 2. 1倍(X)。然而，在这一负载水平下，PET经历显著的降解和特性粘 数(IV)的显著下降。尽管降低添加剂的含量将减少PET的降解，但它 还会如此大地减少阻挡改进因子，以致于在包装碳酸软饮料或氧敏食 品中使用这些添加剂时不存在实际的益处。此外，不可能在吹塑容器， 例如饮料容器中使用具有显著较低IV的PET。而且，较低IV的PET 使得容器具有差的机械性能，例如蠕变和坠落沖击等。再进一步地， 由较低IV的PET制造的PET容器具有差的耐应力龟裂性，这在容器应用中是非所需的。用其它组分改性PET或者与其共混，以提高PET的气体阻挡性。实例包括聚萘二甲酸乙二酯(PEN)/PET共聚物或共混物，间苯二甲酸 酯(IPA)改性的PET，与聚间苯二甲酸乙二酯(PEI)或聚酰胺，例如尼 龙共混的PET,和用间苯二酚基二醇改性的PET。对于PET共聚物实现 M或更高的适度阻挡提高来说，改性(modification)通常大于全部共 聚单体的10-20wt或mol%。当改性PET到这一高的水平时，PET的拉 伸特征急剧变化，结果在容器的制造中不可能使用正常的PET容器预 成形体设计。使用这些PET共聚物模塑常规的PET容器预成形体将导 致不可能充分地拉伸的预成形体，和最终的容器非常难以制造，如果 不是不可能的话。即使可制造这种容器，但它没有显示出改进的阻挡 性能并显示出劣化的物理性能，结果它不可能用于包装碳酸软饮料。 美国专利5888598和6150450公开了具有较厚侧壁的重新设计的PET 容器预成形体，以补偿增加的拉伸比。然而，这种较厚的预成形体要 求新的模具，所述新模具要求额外的资金投资且以较低的生产速率制 造，这是因为需要花费较长的时间冷却和加热较厚壁的预成形体。此 外，PET与聚酰胺，例如尼龙的共混物泛黄并形成雾度，且不象常规 的PET那样透明。对氣气敏感的产品，例如食品、饮料和药物在氧气存在下将劣化 和腐败。为了防止氧气进入产品，研发了不同的氧清除剂技术。这些 氧清除剂被称为主动的阻挡技术。它们不同于被动的阻挡技术在于， 后者仅仅在改进对小的气体分子的阻挡方面起作用。美国专利 #5021515公开了多层尼龙基氧清除剂。美国专利# 5744056公开了一 种氧清除剂组合物，它可以以单层的方式掺入到瓶子的侧壁内。类似 地，美国专利# 5700554公开了一种氧清除剂组合物。与多层氧清除 剂相比，单层氧清除剂提供额外的益处在于，单层氧清除剂除了阻挡 氧气进入容器内以外，还可与容器顶部空间内的氧气反应。因此，单 层氧清除剂可防止因顶部空间的氧气氧化产物。然而，在这些和其它 类似专利中公开的氧清除剂组合物全部含有过渡金属作为催化剂。过 渡金属可引起PET降解并引起PET变色。另外，在一些国家， 一些过渡金属还产生环境和法规担忧。因此，本领域仍需要提高PET的阻挡性能以期在要求提高的阻挡 性的应用中使用，例如用于包装碳酸饮料和氧敏饮料与食品，其方式 将不引起PET显著降解，没有显著影响PET的拉伸比，不包括过渡金 属，且允许使用已有的PET预成形体模具。
技术实现思路
通过提供含聚酯和化学式为OH-AR-0H的使气体阻挡提高的有机 添加剂的聚酯组合物(其中AR是取代或未取代的萘)，本专利技术解决了以 上所述的对提高的气体阻挡PET的需求。根据特别的实施方案，在聚酯组合物内的聚酯包括聚(对苯二曱酸 乙二酯)基共聚物(PET共聚物)。在所需的实施方案中，基于100mol% 二酸组分和100moP/。二醇组分，聚酯包括二酸组分改性小于20%和/ 或二醇组分改性小于10%的PET共聚物。釆用使气体阻挡提高的有机 添加剂，这一实施方案将提供可接受的气体阻挡，尽管二酸或二醇的 改性程度低，如果存在任何改性的话。在不希望束缚于理论的情况下， 认为本专利技术的一些实施方案拥有气体阻挡能力，而另一实施方案拥有 较大的氧清除能力，或者同时拥有气体阻挡和氧清除能力。根据另一实施方案，本专利技术包括提高聚酯组合物气体阻挡性的方 法，所述聚酯组合物包括聚酯，和化学式为0H-AR-OH的使气体阻挡提 高的有机添加剂相混，其中AR是取代或未取代的萘。根据优选的实施 方案，聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯组合物，它包括：聚酯；和化学式为ＯＨ－ＡＲ－ＯＨ的使气体阻挡提高的有机添加剂，其中ＡＲ是取代或未取代的萘。

【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，
申请(专利权)人：可口可乐公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]