[发明专利]一种阻隔聚酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种阻隔聚酯材料及其制备方法和应用，涉及高分子材料技术领域。本发明提供的阻隔聚酯材料包括如下重量份的组分：第一单体10‑100份、第二单体25‑90份、第三单体0.4‑10份、催化剂0.3‑4份、稳定剂0.1‑2份和加工助剂0‑5份。本发明通过添加不同单体种类对合成聚酯材料的分子结构进行调控，生产方法简单，工艺过程可控，制备的聚酯材料对氧气等气体具有优异的阻隔性。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种阻隔聚酯材料及其制备 方法和应用。

背景技术

聚酯(PET、PBT、PEN等)是一类性能优异、用途广泛的塑料，广泛应 用于瓶、膜、纤维等领域。聚酯材料应用于食品包装行业时，由于食物饮品 在氧气等气体条件下极易腐坏变质而要求包装材料具备一定的阻隔性能，达 到延长食品保质期的目的。然而聚酯材料的阻隔性能一般，为了提高其阻隔 性能，当前主要的技术手段有单层涂覆、多层复合、共混制备高分子合金及 共聚等。其中，涂覆的制品虽然透明性好但涂层易开裂脱落，影响阻隔性能， 且需添加涂覆设备导致成本增加；多层复合一般是将阻隔材料置于中间层， 其缺点为各层之间容易分层，对生产设备及技术要求极高，同时制品难以回 收；共混一般存在相分离，无机添加剂易团聚，引起阻隔性能欠佳等缺点。

当前共聚主要是前期合成聚酯时添加如苯甲酸衍生物、顺9,12-十八顺碳 二烯醇等单体制备共聚酯，或者后期通过双螺杆添加桥接剂、阻隔聚合物(PA、 PVA、EVOH、聚烯烃等)对成品聚酯切片改性。采用双螺杆对成品切片改性 属于再加工改性，首先采用具备和聚酯反应的功能物质(如环氧类、异氰酸 酯类、酸酐类)改性阻隔聚合物(如聚烯烃类)，然后再将其接枝到聚酯分 子链，从而增强聚酯的阻隔性，但该方法属于后加工，增加了生产成本。

相较于双螺杆改性，合成共聚酯属于产品前端，当前应用较少，具有制 备工艺简单，过程易于控制，分子阻隔结构可设计等优势；但目前普遍采用 的添加如萘二甲酸通过共聚的方式进行改性的方法存在阻隔性能提升不显著 的缺陷。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的主要目的是提供一种阻 隔聚酯材料及其制备方法和应用。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种阻隔聚酯材料，包括如 下重量份的组分：PET树脂0-70份、第一单体10-100份、第二单体25-90份、 第三单体0.4-10份、催化剂0.3-4份、稳定剂0.1-2份和加工助剂0-5份，其 中，所述第一单体为二元醇，所述第二单体为二元酸，所述第三单体为含有 不饱和双键的酸或含有不饱和双键的二元醇。

本发明技术方案中，各单体之间相互反应，生成酯化物，再经缩聚、酯 交换反应得到对应的聚酯。其中，第三单体(即含有不饱和双键的酸或含有 不饱和双键的二元醇)分子结构中的双键结构，可使得分子链规整度降低， 进而影响聚酯的结晶性能和熔点，并提高聚酯材料的阻隔性能。

作为本发明所述阻隔聚酯材料的优选实施方式，所述含有不饱和双键的 酸为衣康酸、富马酸、马来酸和氨己烯酸中的至少一种；所述含有不饱和双 键的二元醇为1,4-丁烯二醇、3-丁烯-1,2-二醇中的至少一种。

本发明技术方案中，第三单体为含有不饱和双键的酸时，其还可以催化 第一单体(二元醇)和第二单体(二元酸)的酯化，提高反应的效率。

作为本发明所述阻隔聚酯材料的优选实施方式，所述第一单体为乙二醇、 丙二醇、丁二醇中的至少一种；所述第二单体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、 萘二甲酸、对苯二甲酸酐、间苯二甲酸酐和萘二甲酸酐中的至少一种。

作为本发明所述阻隔聚酯材料的优选实施方式，还包括聚酯0-70重量份， 所述聚酯为PET树脂、PBT树脂、PTT树脂、PETG树脂、PEN树脂中的至 少一种。

含有不饱和双键的酸或含有不饱和双键的二元醇还可以促进聚酯(即 PET)的醇解。