[發明專利]阻隔性聚酯及其制備方法

在審

• 申請號: 201110320963.6
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN103059276A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 周涵;代振宇;趙曉光;任強;趙毅;王麗新;石靈娟;張麗偉;房韡;張慧;劉金鳳
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C08G63/20
• 分類號: C08G63/20;C08G63/183;C08G63/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明為一種阻隔性聚酯及其制備方法，具體地說，是一種具有阻隔性的聚對苯二甲酸乙二醇酯。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種性能優良的結晶性熱塑性樹脂，具有理想的化學穩定性能、力學性能、耐熱性能、衛生性能和環保性能，除被廣泛用作制造合成纖維之外，還被廣泛應用于生產瓶類和薄膜類包裝材料，而且近年來，PET在包裝領域的應用迅速增加。但是，PET作為包裝材料卻存在著一個明顯的不足，即它對O₂、CO₂等滲透性較強的小分子氣體的阻隔性能不太理想，尤其是O₂，由于分子尺寸較小，PET包裝材料對其阻隔性能更差，經常容易導致所包裝產品口感下降，甚至變質。因此，人們一直致力于通過各種技術途徑提高PET的氣體阻隔性能，尤其是希望改善其O₂阻隔性能。

在現有技術中，為了彌補PET包裝材料阻隔性能較差的缺陷，采用的措施主要有多層復合、共混改性及納米材料復合等幾種。

CN101172525A、CN1174847C、CN2897642Y等公開了一種通過雙層或多層疊加提高所生產聚酯包裝材料阻隔性能的方法。選取PET樹脂做包裝材料的基層，同時選取另一類或幾類高阻隔性聚酯樹脂做阻隔層，然后采用雙料/雙色注塑機或者雙層共注塑機，配合雙層瓶坯模具，分兩次注射或者同步共注射成雙層坯后，再經過瓶坯加熱機械預熱以及雙向拉伸吹塑機械制造出雙層聚酯瓶。其實質相當于將一部分PET樹脂替換為其他高阻隔性聚酯樹脂，并沒有涉及到對PET樹脂阻隔性能的改進。

CN1817609A、CN100503237C均公開了通過涂層提高聚酯阻隔性能的方法。選用PET樹脂，通過在其至少一個表面上涂布一層或多層有良好隔氣特性的熱塑性塑料或高阻氧膠水溶液，提高聚酯制品的阻隔性能。優選的阻隔材料對氧和二氧化碳具有較PET低的滲透率，同時其主要物理性能與PET接近。涂層的聚酯可用于軟飲料、啤酒或果汁之類飲料的包裝。顯然，該技術也沒有涉及到對PET樹脂阻隔性能的改進。

CN100460457C公開了一種高阻隔性改性聚酯的制備方法。將PET、聚對萘二甲酸乙二醇酯(PEN樹脂)、二氫類噁唑類化合物和抗氧劑按比例混合均勻，用螺桿擠出機擠出造粒而成。其特點是在已經生產出PET之后，通過與其它聚酯或助劑共混擠出，提高PET樹脂的阻隔性能。

CN101200575A公開了一種蒙脫土改性聚酯及其制備方法。將蒙脫土、乙二醇及對苯二甲酸二甲酯按適當比例混合，于160～290℃進行聚合，得到蒙脫土改性的聚酯。特點是在PET生產過程中，添加無機蒙托土填料，通過縮聚提高PET的阻隔性能。

總體來說，多層疊加的方法以及涂層的方法并沒有改變PET本身的阻隔性能，共混改性的方法雖然工藝簡單，卻是在PET生產成型之后，再加熱、熔融擠出，存在著工藝流程長、能耗較高之不足。在聚合時通過添加蒙托土，尤其是粒徑較細的納米尺度的蒙托土，在一定程度上提高PET的阻隔性能，加工流程短、能耗較低，但添加的無機填料可能會影響PET的其它理化性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種阻隔性聚酯及制備方法，所述的阻隔性聚酯無毒、力學性能優良，特別是對氧氣的阻隔性好，氧氣透過率低。

本發明提供的聚酯，包括對苯二甲酸、乙二醇和阻隔性共聚單體，阻隔性共聚單體為至少含三個羥基的多元醇或多羥基苯。

本發明在聚對苯二甲酸乙二醇酯的合成原料中加入含三個羥基的多元醇或多羥基苯作為阻隔性單體，可增加對苯二甲酸和乙二醇聚合時的交聯度，從而使聚合物形成更多的網狀結構，進而降低聚酯的氧氣透過率。

具體實施方式

本發明使用至少含三個羥基的多元醇或多羥基苯為阻隔性共聚單體，將其加入對苯二甲酸和乙二醇原料中進行反應，阻隔性共聚單體上的羥基可優于乙二醇與對苯二甲酸的羧基進行反應，從而提高聚酯的交聯度，降低氧氣的透過率。本發明提供的聚酯無毒，且力學性能優良，可廣泛用于生產各種飲料、食品及藥品的包裝容器。所述的阻隔性聚酯制備方法流程短、能耗低，更適于大規模工業化生產。

本發明所述的阻隔性共聚單體可為多元醇或多羥基苯，多元醇或多羥基苯中至少含三個羥基，也可以是四個或更多個羥基。所述的至少含三個羥基的多元醇的碳原子數優選3～8。

本發明所述聚酯中優選包括0.2～10質量％、更優選0.3～8.0質量％的阻隔性共聚單體。