[发明专利]含二酯气体阻挡增强化合物的容器和组合物

说明书

发明领域

本发明涉及包装饮料，且更具体地涉及通过将添加剂并入聚对苯二甲酸乙二酯(PET)及其共聚酯中来增强用于包装饮料的容器的二氧化碳和氧气阻挡性质，由此增加其内容物的贮存期限。

背景

聚对苯二甲酸乙二酯及其共聚酯(以下统称“PET”)因它们兼具良好的透明度、机械性质和气体阻挡性质而被广泛用于制备碳酸软饮料、果汁、水和类似物的容器。虽然具有这些期望的性质，但是PET的氧气和二氧化碳气体阻挡性质限制PET应用于更小尺寸的包装，以及用于包装氧气敏感的产品，如啤酒、果汁和茶产品。包装工业中存在对进一步增强PET的气体阻挡性质的广泛表现出的需求。

PET对二氧化碳的相对高的渗透性限制使用更小的PET容器来包装碳酸软饮料。根据容器大小的不同，二氧化碳在室温下穿过PET容器的渗透率在每天3至14cc或每周1.5％至2％的损失率的范围内。更小的容器具有更大的表面积对体积的比，导致更高的相对损失率。基于此原因，PET容器目前仅用作包装碳酸软饮料的较大的容器，而金属罐和玻璃容器被选择用于较小的碳酸软饮料容器。

包装的碳酸软饮料中剩余的二氧化碳的量决定其贮存期限。碳酸软饮料容器通常填充有每体积水约四个体积的二氧化碳。普遍认为当容器中17.5％的二氧化碳由于二氧化碳渗透穿过容器侧壁和封盖而发生损失时，包装的碳酸软饮料到达其贮存期限的终点。PET对二氧化碳的渗透性因此决定包装的碳酸饮料的贮存期限，并且因此决定PET作为包装材料的适合性。

已经开发或正在开发出多种技术来增强PET对小的气体分子的阻挡，但一些方法太昂贵，而其它方法可能引起PET的机械性质、拉伸比和/或透明度出现不期望的变化。

因此，本领域存在这样的需求：以基本上不引起PET的机械性质变劣，基本上不影响PET的拉伸比和/或不会不利地影响PET的透明度的方式来增强PET的阻挡性能以便用于需要增强的阻挡的应用，如碳酸饮料和氧气敏感的饮料和食物的包装。

概述

本文提供的实施方式通过提供具有增强的气体阻挡性质的聚酯容器来解决上述需求。聚酯容器包括含有聚酯和气体阻挡增强添加剂的聚酯组合物。在一个实施方式中，气体阻挡增强添加剂包括具有式I或式II的化学结构的化合物：

其中X和X⁶相互独立地包括氢、卤素、杂原子、羟基、氨基、酰氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、酰基、氰基、磺基、硫酸基、巯基、亚氨基、磺酰基、氧硫基、亚磺酰基、氨磺酰基、膦酰基、氧膦基、磷酰基、膦基、硫酯、硫醚、酐、肟基、肼基、氨甲酰基、磷酸、膦酸基、或可以是未取代的或用一个或多个官能部分取代的C₁-C₁₀单价烃；

其中X¹、X²、X³、X⁴和X⁵相互独立地包括杂原子或C₁-C₁₀二价烃，其中每个杂原子或C₁-C₁₀二价烃可以是未取代的或用一个或多个官能部分或一个或多个C₁-C₁₀烃基取代的，一个或多个C₁-C₁₀烃基可以是未取代的或用一个或多个官能部分取代的；且

其中s、t、u和v相互独立地是从0至10的数字；

其中当X³包括C₆或C₁₀二价芳烃时，X和X⁶相互独立地包括氢、卤素、杂原子、羟基、氨基、酰氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、酰基、氰基、磺基、硫酸基、巯基、亚氨基、磺酰基、氧硫基、亚磺酰基、氨磺酰基、膦酰基、氧膦基、磷酰基、膦基、硫酯、硫醚、酐、肟基、肼基、氨甲酰基、磷酸、膦酸基、或可以是未取代的或用一个或多个官能部分取代的C₃-C₁₀单价环状或杂环非芳烃；

根据另一实施方式，提供了用于增强聚酯容器的气体阻挡性质的方法，该方法包括使聚酯与这样的气体阻挡增强添加剂共混以形成聚酯组合物。根据具体的实施方式，聚酯组合物可以被形成物品如容器。