[发明专利]用于塑料材料的氧气清除组合物

说明书

本发明涉及氧气阻隔性塑料材料，其包括有机聚合物和除氧剂以在包装应用中增强氧气敏感性产品的质量和保存期.可以将这些氧气阻隔性塑料材料加工成单层或多层硬质容器或柔性膜以赋予氧气阻隔性性质，其与本领域中已知的其它氧气阻隔性组合物相比具有增强的透明性。此外，本发明涉及氧气阻隔性组合物在食品、饮料和药品包装中的应用，和涉及包括所述氧气阻隔性组合物的塑料材料和制品.

出于本发明的目的，母料(MB)是包括聚合物载体或液体载体和添加剂的组合物，其中与在最终应用或最终制品中相比，所述添加剂以更高的浓度存在于母料中，并且所述载体并不必须是最终应用或最终制品的有机聚合物.所述添加剂在母料中的优选浓度为0.5重量％-90重量％，更优选1重量％-80重量％，所述重量％在每种情况下基于所述母料的总重量计。

出于本发明的目的，配混物(CO)是包括有机聚合物和添加剂的组合物，其中所述添加剂在所述配混物中以最终应用或最终制品的期望的浓度存在，并且所述有机聚合物为最终应用或最终制品的有机聚合物，以使所述配混物仅借助物理成型方法成为最终应用或最终产品的期望的形状.

用于个人护理、医学、药学、日用、工业、食品和饮料产品的包装要求较高的对氧气的阻隔性质，以保持包装内容物的新鲜和质量.传统材料如玻璃或金属制成的容器在物质从容器中逸出和物质从环境中进入方面都提供了优异的阻隔性质.

在大多数情况下，通过玻璃或金属容器的气体渗透是微不足道的.然而，由于相对诸如玻璃和金属的材料的潜在的较低成本和功能上的有利之处(如热密封性、微波稳定性、光学性质、重量轻、降低的破损和无限制的尺寸和形状)，近年在包装方面存在塑料材料的增加的使用。通常用于包装应用中的聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇树脂(PET)和聚烯烃。PET和聚烯烃二者具有用于包装应用的许多有利的性质，但是它们不具有在许多氧气敏感性应用中所要求或期望的气体阻隔性质.

已经提出了许多方案以克服与塑料容器有关的阻隔问题.

包装工业已经开发了例如包括混合聚合物层的多层结构。这些层合的包装容器提供了与玻璃和不锈钢的容器的阻隔性质接近但不能相比的改进的阻隔性质，然而牺牲了许多与单层容器(例如，PET、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚烯烃瓶)相关的可回收优势.此外，取决于用于各层中的共混物、共聚物、聚合物的混合物，容器的透明性经常基本上消失。在灌装应用中，保持合适的可回收性、阻隔性质和透明性的平衡是最关键的。

使用包含与外层聚合物相比更高的阻隔性聚合物材料的内层(有时夹心的)的多层瓶是普通的.典型地，中心层是高阻隔性聚合物，其减缓了穿过容器壁的氧气的渗透性.这样的系统将被分类为被动阻隔.这样的高阻隔聚合物的实例包括乙烯-乙烯醇(EVOH)和聚酰胺，优选包含间-亚二甲苯基的部分芳族聚酰胺，如聚(间-亚二甲苯基己二酰胺)，MXD6。这样的多层结构通常构造会包括PET的内层和外层以及聚酰胺的中心层，或者聚烯烃的内层和外层以及乙烯-乙烯醇(EVOH)聚合物的中心层。

使用聚合物如EVOH替代其它赋予阻隔氧气性质的材料(如薄金属箔或无机氧化物的气相沉积层)的有利之处之一在于可以使用聚合物加工技术，如挤出、注塑、吹膜.然而，EVOH的缺陷在于是水敏感的，并且为了保持其氧气阻隔性质，通常必须用隔湿材料如聚烯烃涂覆或层合。

MXD6具有优异的气体阻隔性质和比其它气体阻隔性树脂更好的在熔融期间的热稳定性.可以将其与热塑性树脂(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯)一起共挤出或共注塑，并且已积极努力将其用作多层结构的气体阻隔层。然而，在通过使用尼龙MXD6制备的多层容器中经常观察到厚度不均匀和变白，非常难于获得在实际应用中在形状、气体阻隔性质和透明性方面令人满意的多层容器。

而且，设计上述类型的多层结构意味着增加生产方法的复杂性.特别是，所述多层结构的单个层必须以避免如在制品使用期间该单层分离的问题的方式组装。

尽管由于MXD6区域在PET基体中不相容而相应的单层制品易于起雾，但是将低气体渗透性聚合物的混合物如MXD6直接共混入聚酯中也是具有商业价值的方案.尤其在双轴拉伸膜和在拉伸吹塑瓶中已观察到起雾。PET与MXD6的不相容导致大的MXD6颗粒，其能够有效地散射光。已着手若干方法来降低PET/MXD6共混物中的起雾.例如，使用增容剂使粒度降低至亚微米水平，因此得到具有显著改进的抗冲击分层性质、粘结性、着色性和透明性的容器.

US6346307公开了使用四羧酸的二酸酐降低MXD6在PET中的共混物的分散区域尺寸。