[发明专利]具有基于FDCA的聚酯的阻挡膜

说明书

技术领域

本发明涉及由以下聚酯聚合物制成的具有良好氧气和湿气穿透性质和清晰度/透明度的阻挡膜：(I)包含(a)2,5-呋喃二甲酸(FDCA)或其一或多种C₁到C₁₀烷基二酯和任选地其它二酸与(b)1,3-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲醇的混合物或2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇或其组合的反应产物，或(II)包含(a)2,6-萘二甲酸(NDCA)、其C₁到C₁₀烷基二酯、乙交酯或其组合、和FDCA、其一或多种C₂到C₁₀烷基二酯或其组合与(b)异山梨醇和任选地乙二醇、1,3-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲醇的混合物、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇和其组合中的一或多者的反应产物。本发明另外涉及用这些聚合物膜制造的制品，如具有单层膜和多层膜的包装。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)广泛用于柔性和刚性的包装两者。需要提供具有改进的针对氧气、二氧化碳和湿气的阻挡性质的聚合物膜以适应对更轻重量瓶子、更简单设计以及包装食品(包括农产品、肉类、鱼类以及乳酪和其它乳制品)更长存放期的不断增加的需求。另外，随着对基于可持续化学技术的强调，对于基于来自可再生来源的单体的膜(如基于呋喃二甲酸的聚呋喃二甲酸乙二酯)的兴趣增加，所述膜可以使用生物衍生的化合物(如果糖)来产生。

已经由可再生或非可再生资源开发出具有高阻挡性质的若干新聚合物，并且这些聚合物中的一些已经商品化。这些聚合物包括聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙醇酸(PGA)以及聚呋喃二甲酸乙二酯(PEF)。对于那些聚合物，氧气阻挡性质(在约23℃和50％相对湿度下)遵循以下次序：

PGA≈EVOH>PEN≈PEF>PET

与PET相比较，已经报导PEF的氧气阻挡性改进六倍，二氧化碳阻挡性改进两倍，并且湿气阻挡性也得到改进。“《生物塑料，重塑工业》(Bioplastics,Reshaping the Industry)”,拉斯维加斯(Las Vegas),2011年2月3日。

在WO 2010/0177133(西博思(Sipos)，转让给弗拉尼克斯技术私人有限公司(Furanix Technologies B.V.))中，公开一种用于生产由2,5-呋喃二甲酸酯制成的PEF聚合物和共聚物的方法。(共)聚合物的数目平均分子量是至少10,000(如通过GPC基于聚苯乙烯标准品所测定)，并且吸光度低于0.05(以二氯甲烷:六氟异丙醇8:2混合物中的5mg/ml溶液形式，在400nm下)。可以对这些(共)聚合物进行固态缩聚，并且随后获得大于20,000的数目平均分子量(如通过GPC基于聚苯乙烯标准品所测定)，而不产生褪色。

仍需要基于有成本效益的、形成展现所需性质平衡的透明膜的聚合物的阻挡膜，所述性质如改进的氧气、二氧化碳和水蒸气渗透率，较高的玻璃化转变温度(Tg)以及改进的韧性、耐化学性、耐热性和抗冲击性。此外，需要可以用于形成具有使用替代性密封技术的高温热密封性的膜的新颖聚合物。

本发明通过在适合的催化剂存在下，由以下聚酯聚合物分别通过酯化或酯基转移形成阻挡膜，接着在较高温度下并且任选地在减压下进一步缩聚和使用固态聚合增加分子量来实现这些目标：(I)包含(a)2,5-呋喃二甲酸(FDCA)或其一或多种C₁到C₁₀烷基二酯和任选地其它二酸与(b)1,3-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲醇的混合物、或2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇或其组合的反应产物，或(II)包含(a)2,6-萘二甲酸(NDCA)、其C₁到C₁₀烷基二酯、乙交酯或其组合、和FDCA、其一或多种C₂到C₁₀烷基二酯或其组合与(b)异山梨醇和任选地乙二醇、1,3-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲醇的混合物、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁烷二醇和其组合中的一或多者的反应产物。所得聚合物接着可以通过挤压工艺或其它方法形成膜。

发明内容