CN105829445A - 改进的聚酯-醚树脂掺合物 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及新颖聚酯?醚组合物和其作为聚酯树脂中的除氧材料的用途。

Description

改进的聚酯-醚树脂掺合物
技术领域
本申请案涉及新颖聚酯-醚组合物和其在聚酯树脂中的用途。
背景技术
聚酯由于其与玻璃相比重量较轻、断裂减少并且潜在成本较低而代替玻璃和金属封装材料。然而,标准聚酯的一项重要缺点是其相对高透气性。此缩短碳酸化软饮料和氧敏感性饮料或食物(如啤酒、红酒、茶、果汁、调味番茄酱、乳酪等)的存放期。已部分响应于食品工业中具有更长封装食品存放期的目标而研发有机除氧材料。这些除氧材料被并入到至少一部分封装中并且自密封封装空间去除产品周围或可泄漏到封装中的氧,进而抑制腐败和延长新鲜度。
适合的除氧材料包括可氧化有机聚合物,其可与侵入的氧反应。可氧化有机聚合物的一个实例是聚醚。聚醚典型地以聚酯-醚共聚物形式并且以低于封装材料的10重量%的低量使用。聚酯-醚分散于基质聚酯相中并且与适合的除氧催化剂相互作用,所述除氧催化剂催化侵入的氧与聚醚的反应。除氧催化剂典型地是过渡金属化合物,例如钴的有机或无机盐。其他实例包括锰、铜、铬、锌、铁以及镍。
包含聚酯-醚和除氧催化剂的聚酯容器显示极好的氧障壁特性。然而,聚醚也缺乏稳定性。在制备含有聚醚的材料和将其加工成物件和容器期间,可产生不同含量的非所需降解产物,如乙醛、四氢呋喃以及其它C2到C4分子。这些副产物可尤其引起产品的非所需变味。所述问题由存在过渡金属除氧催化剂而恶化。除氧催化剂还可催化聚醚降解反应。然而,过渡金属类除氧催化剂可赋予树脂颜色并且可催化树脂中的非所需降解过程。因此,通常理想的是使金属类除氧催化剂的量最小化。
降解产物的量又可通过向树脂掺合物中添加稳定剂而降低。通常相信这些稳定剂通过清除在树脂产生和其加工成最终物件期间产生的自由基而降低降解产物的量。然而,认为使用此类稳定剂在其自身方式方面存在问题:认为稳定剂将削弱所有自由基反应。因为除氧反应还涉及过渡金属催化的自由基机制,认为存在此类稳定剂也将不利地影响氧障壁特性。换句话说,使用稳定剂减少封装材料中的副产物,但也使氧障壁特性退化。因此,稳定剂的使用在实际应用中受限制。
在所属领域中需要提供含聚醚的树脂,其具有降低量的降解产物(如乙醛、四氢呋喃以及其它C2到C4分子),但仍提供极好的除氧特性。
对于一些应用,例如果汁应用,诱导时间,亦即障壁材料有效地清除侵入的氧所需的时间宜尽可能短。许多含有聚酯-醚的聚酯树脂提供整体极好的障壁特性,但具有过长的诱导时间。因此,需要具有较短诱导时间的障壁材料。
一种解决透气性的方法涉及将除氧剂并入到封装结构自身中。在此类布置中,除氧材料构成至少一部分封装,并且这些材料自密封封装空间去除产品周围或可泄漏到封装中的氧,进而在食物产品的情况下抑制腐败和延长新鲜度。
适合的除氧材料包括可氧化有机聚合物,其中聚合物的主链或侧链与氧反应。此类除氧材料典型地与适合的催化剂(例如过渡金属(如钴)的有机或无机盐)一起使用。
可氧化有机聚合物的一个实例是聚醚。聚醚典型地以聚酯-醚共聚物形式并且以低于封装材料的10重量%的低量使用。典型地,聚酯-醚分散于聚酯相中并且在此相内形成离散域。
包含聚酯-醚和氧化催化剂的聚酯容器显示极好的氧障壁特性,但遭受分层现象:当此类容器经受冲击(例如通过从较高高度掉落容器)时,容器可分层。此为出人意料的材料失效方式,因为容器是由聚酯和聚酯-醚的均质掺合物制成的单层瓶。然而,所述瓶如同其是由多层材料制成一般分层。分层是封装工业中的重要问题,因为分层容器可能漏泄并且因为客户可能不愿意接受由分层引起的外观缺陷。此外,分层可能对障壁特性有负面影响。此外在膜应用中分层可能是非所需的。
在所属领域中需要提供具有减少的分层行为的除氧材料。
发明内容
第一方面
现出人意料地发现某些受阻胺光稳定剂(HALS)一方面在减少聚酯-醚组合物中的上述降解产物方面尤其有效,并且另一方面不会过度降低氧障壁特性。
因此,在一个方面中,提供用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-98.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
b1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,
b2)其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在,
b3)其中所述组合物中所述一个或多个聚醚片段与的基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是0.2-10wt%;
c)过渡金属类氧化催化剂;以及
d)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈15-10,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
还提供包含此类组合物或由此类组合物制备的物件、预成型件以及容器。
在另一个方面中,提供用于制备物件、预成型件或容器的母体混合物,其包含:
a)共聚酯-醚,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在;和
b)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈100-30,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1彼此独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。母体混合物优选地不含超过全部母体混合物的0.6wt%的量的无机(着色)颜料和超过全部母体混合物的1.2wt%的量的碳黑。母体混合物优选地不是凝塑成形弹性组合物、层或物件。
在另一个方面中,提供制备用于制备物件、预成型件或容器的母体混合物的方法,其包含混合共聚酯-醚与单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在,所述单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂的量以全部组合物中的稳定剂的重量计是100-30,000ppm,其中HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
在另一个方面中,提供制备用于制备物件、预成型件或容器的组合物的方法,其包含混合80-98.5重量份的基底聚酯与以下:
a)0.5-20重量份共聚酯-醚,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在,
b)过渡金属类氧化催化剂;以及
c)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈15-10,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
在另一个方面中,提供单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS)的用途,其中HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分;其用于降低包含以下的物件、预成型件或容器中分解产物的量:80-98.5重量份基底聚酯;0.5-20重量份共聚酯-醚,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,并且其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5至约95wt%的量存在;以及过渡金属类氧化催化剂。
第二方面
现发现如果树脂进一步包含传统的过渡金属类氧化催化剂,如钴化合物,那么将钛化合物引入聚合物树脂中可改进氧障壁特性。此非常出人意料,因为完全相同的钛化合物本身仅提供不良的氧障壁特性。不希望受理论约束,似乎钛化合物与过渡金属类氧化催化剂组合充当共催化剂并且两种化合物以互补方式共同起作用,从而出人意料地改进树脂的氧障壁特性。此外,极少量的钛化合物已提供极显著的氧障壁特性增加。因此,树脂中过渡金属的总量可降低。最有利的是,有可能使用钛化合物作为转酯化或聚缩合催化剂。如果钛化合物具有此类双重用途,那么树脂中过渡金属的总量可甚至进一步降低。
因此,在一个方面中,提供用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段;和
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物,
其中以过渡金属和钛的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂与所述钛化合物的重量比是50∶1到1∶1。
在另一个方面中,提供母体混合物的“椒盐(salt-and-pepper)”混合物,更确切地说,用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含两种母体混合物,所述两种母体混合物可任选地呈掺合物形式:
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c)钛化合物,其中以第一母体混合物中的钛的重量计,钛化合物以约5到约500ppm的量存在;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
在另一个方面中,提供由以上方面中的组合物或部件试剂盒制备的物件、预成型件或容器。
在另一个方面中,提供制备用于制备物件、预成型件或容器的组合物的方法,其包含混合以下:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和聚醚片段;和
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物;
其中以过渡金属和钛的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂与所述钛化合物的重量比是50∶1到1∶1。
在又另一个方面中,提供制备用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒的方法,其包含组合两种母体混合物,
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自
钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c)钛化合物,其中以第一母体混合物中的钛的重量计,钛化合物以约5到约500ppm的量存在;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
第三方面
因此,在一个方面中,提供用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
b1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,和
b2)其中所述一个或多个聚醚片段以共聚酯-醚的5到45wt%的量存在;
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物。
在本发明的一个方面中,提供用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含两种母体混合物,所述两种母体混合物可任选地呈掺合物形式:
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,并且其中以第一母体混合物中的过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以500-15000ppm的量存在,
c)钛化合物;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚,
d1)其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,和
d2)其中所述一个或多个聚醚片段以5和45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
在本发明的一个方面中,提供由以上方面中的组合物或部件试剂盒制备的物件、预成型件或容器。
在又另一个方面中,提供制备用于制备物件、预成型件或容器的组合物的方法,其包含混合以下:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
b1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,和
b2)其中所述一个或多个聚醚片段以共聚酯-醚的5到45wt%的量存在;
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物。
在另一个方面中,提供制备用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒的方法,其包含组合两种母体混合物
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,并且其中以第一母体混合物中的过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以500-15000ppm的量存在,
c)钛化合物;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚,
d1)其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,和
d2)其中所述一个或多个聚醚片段以5和45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
第四方面
出人意料地发现包含本发明的聚酯-醚的聚酯物件显示减少的分层。进一步发现如果这些共聚酯-醚的熔点经匹配属于用作用于制备容器的基底树脂的聚酯的熔点的区域内,那么分层减少。因为用于容器应用的聚酯的熔点典型地是约240-250℃,此意谓本发明的具有约225℃与250℃之间的熔点的那些共聚酯-醚尤其适用于减少容器中的分层。
不希望受理论约束,相信观测到分层减少的原因在于如果共聚酯-醚区域由本发明的共聚酯-醚形成,那么由例如掉落容器诱导的局部应力更易于在容器壁中缓和。此由减少的分层行为与本发明的共聚酯-醚的熔点相关的发现结果支持。还不希望受理论约束,似乎通过匹配聚酯基底树脂与本发明的共聚酯-醚的熔点促成断裂能的粘性耗散。
因此,在一个方面中,提供用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中一个或多个聚醚片段以共聚酯-醚的约5到约45wt%的量存在;以及
c)过渡金属类氧化催化剂;
其中根据ASTM D 3418-97测定,所述基底聚酯与所述共聚酯-醚之间的熔点差低于15℃。
还提供包含此类组合物或由此类组合物制成的物件或预成型件以及包含此类组合物或预成型件或由此类组合物或预成型件制备的容器。
在另一个方面中,提供用于制备物件、预成型件或容器的母体混合物,其包含以下,优选地由以下组成:
a)共聚酯-醚,
a1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段和一个或多个直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段,
a2)其中所述一个或多个聚醚片段以约5到约45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中,和
a3)其中根据ASTM D 3418-97测定,所述共聚酯-醚的熔点是225℃到250℃;和
b)以一种或多种直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段的重量计,20到5000ppm的一种或多种抗氧化剂,其选自由受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂、亚磷酸盐以及受阻胺光稳定剂组成的群组。
母体混合物可任选地包含以下,优选地由以下组成:聚酯或共聚酯、过渡金属类氧化催化剂、离子相容剂中的一种或多种和一种或多种选自由以下组成的群组的添加剂:染料、颜料、填充剂、分支剂、再加热剂、防结块剂、抗静电剂、杀生物剂、发泡剂、偶合剂、阻燃剂、热稳定剂、冲击改性剂、结晶助剂、润滑剂、塑化剂、加工助剂、缓冲剂以及助滑剂。
在另一个方面中,提供共聚酯-醚,其包含一个或多个聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段和一个或聚(丁二醇)或聚(丙二醇)片段,其中所述一个或多个聚(丁二醇)或聚(丙二醇)片段以约20到约35wt%的量存在于共聚酯-醚中,并且具有根据ASTM D 3418-97测定的225℃到250℃的熔点。
在另一个方面中,提供制备物件、预成型件或容器的方法,其中将80-99.5重量份基底聚酯与以下掺合:
a)0.5-20重量份共聚酯-醚,其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中一个或多个聚醚片段以共聚酯-醚的约5到约45wt%的量存在;和
b)过渡金属类氧化催化剂;其中根据ASTM D 3418-97测定,聚酯与共聚酯-醚之间的熔点差低于15℃。
在另一个方面中,提供共聚酯-醚的用途,其用于制备物件、预成型件或容器;其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,并且其中所述一个或多个聚醚片段以约5到约45wt%的量存在于共聚酯-醚中,并且其中根据ASTM D 3418-97测定,共聚酯-醚的熔点是225℃到250℃。
还提供此类共聚酯-醚的用途,其用于制备包含所述共聚酯-醚和使用所述共聚酯-醚制备预成型件或容器的物理或电子说明或建议的部件试剂盒。
具体实施方式
组分的以下详细描述适用于本发明的所有上述方面。此外,详细描述中的个别元素意欲可与本发明的以上各种方面自由组合。
通常,适用于本发明的聚酯可由两种方法中的一种制备,亦即:(1)酯方法和(2)酸方法。酯方法是其中使二羧酸酯(如对苯二甲酸二甲酯)与乙二醇或其它二醇在酯交换反应中反应。用于酯交换反应中的催化剂已熟知并且可选自锰、锌、钴、钛、钙、镁或锂化合物。因为反应是可逆的,通常需要去除醇(例如当使用对苯二甲酸二甲酯时是甲醇)以将原材料完全转化成单体。可任选地通过在酯交换反应结束时引入磷化合物(例如聚磷酸)来螯合交换反应催化剂的催化活性。随后单体经历聚缩合。在此反应中使用的催化剂典型地是锑、锗、铝、锌、锡或钛化合物,或这些的混合物。在一些实施例中,使用钛化合物可为有利的。在用于制造聚酯的第二种方法中,通过产生单体和水的直接酯化反应使酸(如对苯二甲酸)与二醇(如乙二醇)反应。与酯方法相同,此反应也是可逆的,并且因此必须去除水以驱使反应完成。直接酯化步骤无需催化剂。随后与酯方法中相同,单体经历聚缩合以形成聚酯,并且所使用的催化剂和条件通常与酯方法相同。总之,在酯方法中存在两个步骤,即:(1)酯交换,和(2)聚缩合。在酸方法中,也存在两个步骤,即:(1)直接酯化,和(2)聚缩合。
适合的聚酯可为芳香族或脂肪族聚酯,并且优选地选自芳香族聚酯。芳香族聚酯优选地来源于一种或多种二醇和一种或多种芳香族二羧酸。芳香族二羧酸包括例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸或2,7-萘二甲酸以及4,4’-二苯基二甲酸(并且在这些中对苯二甲酸是优选的)。二醇优选地选自脂肪族和环脂肪族二醇,包括例如乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇以及1,6-己二醇(并且在这些中,脂肪族二醇,并且优选地乙二醇是优选的)。优选的聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯-2,6-萘二甲酸酯(在本文中还称为聚乙烯-2,6-萘二甲酸酯),并且尤其优选的是PET。
适合的聚酯包括由包含至少65摩尔%芳香族二酸(优选地对苯二甲酸)或芳香族酸的C1-C4二烷基酯(优选地C1-C4二烷基对苯二甲酸酯)(例如至少70摩尔%或至少75摩尔%或至少95摩尔%)的二酸或二酯组分与包含至少65摩尔%二醇(优选地乙二醇)(例如至少70摩尔%或至少75摩尔%或至少95摩尔%)的二醇组分的反应产生的聚酯。例示性聚酯包括其中二酸组分是对苯二甲酸并且二醇组分是乙二醇,进而形成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯。所有二酸组分的摩尔百分比总计是100摩尔%,并且所有二醇组分的摩尔百分比总计是100摩尔%。
可通过除乙二醇以外的一种或多种二醇组分对聚酯进行改性。在此情况下,聚酯是共聚酯。所描述的聚酯的适合的二醇组分可选自1,4-环己烷-二甲醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇(2MPDO)、1,6-己二醇、1,2-环己二醇、1,4-环己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇及链中含有一个或多个氧原子的二醇,例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇或这些的混合物,等。通常,这些二醇含有2到18个,优选地2到8个碳原子。环脂肪族二醇可以其顺式或反式构型或两种形式的混合物形式使用。适合的改性二醇组分可为1,4-环己烷二甲醇或二乙二醇,或这些的混合物。
可通过除对苯二甲酸以外的一种或多种酸组分对聚酯进行改性。在此情况下,聚酯是共聚酯。直链聚酯的适合的酸组分(脂肪族、脂环族或芳香族二羧酸)可选自例如间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、1,12-十二烷二酸、2,6-萘二甲酸、联苯甲酸或这些的混合物,等。在聚合物制备中,可使用以上酸组分的官能性酸衍生物。典型官能性酸衍生物包括二羧酸的二甲基、二乙基或二丙基酯或其酸酐。
如本文所用,术语“基底聚酯”指如下聚酯组分,其是全部组合物的主要组分,亦即以全部组合物的超过50wt%,尤其超过80wt%,更尤其超过90wt%使用。
有利的是,聚酯是乙二醇与对苯二甲酸和间苯二甲酸和/或5-磺基间苯二甲酸的组合的共聚酯。通常,间苯二甲酸可以共聚物的约0.05摩尔%到约10摩尔%存在,并且5-磺基间苯二甲酸可以共聚物的约0.1摩尔%到约3摩尔%存在。
有利的是,聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物、聚萘二甲酸乙二酯的共聚物、聚间苯二甲酸乙二酯的共聚物或其混合物;例如聚酯可为聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物,如聚(对苯二甲酸乙二酯-共-间苯二甲酸乙二酯)或聚(对苯二甲酸乙二酯-共-5-磺酸基间苯二甲酸乙二酯)。
第一方面
用于制备物件、预成型件或容器的组合物包含80-98.5重量份基底聚酯,包括85-98.5、90-98.5或95-98.5重量份基底聚酯。优选地,组合物包含90-98.5重量份基底聚酯。
适用于本发明的共聚酯-醚包含具有约200到约5000g/mol的数目平均分子量的一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段。有利的是,共聚酯-醚具有约600到约2500g/mol,更尤其约800到约1800g/mol或约1000到约1600g/mol的数目平均分子量。共聚酯-醚以0.5-20重量份,包括0.5-15重量份,0.5-10重量份以及0.5-5重量份的量存在于组合物中。优选地,组合物包含0.5-10重量份共聚酯-醚。
一个或多个聚醚片段可有利地以共聚酯-醚的约5到约60wt%的量存在。有利的是,在所有情况下以共聚酯-醚计,聚醚片段以约10到约45wt%,更尤其约20到约40wt%,或尤其约25到约35wt%或约25到约30wt%的量存在。
通常,适用于本发明的共聚酯-醚以使得组合物中一个或多个聚醚片段与基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是约0.2到约15wt%,更尤其约0.5到约10wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%的量包含一个或多个聚醚片段。
有利的是,聚醚片段是聚(C2-C6亚烷基二醇)片段。C2-C6亚烷基二醇可为直链或分支链脂肪族C2-C6部分。此类共聚酯-醚的特定实例包括聚(乙二醇)、直链或分支链聚(丙二醇)、直链或分支链聚(丁二醇)、直链或分支链聚(戊二醇)、直链或分支链聚(己二醇)以及由两种或更多种用于制备上述实例的乙醇酸单体获得的混合聚(C2-C6亚烷基二醇)。有利的是,聚醚片段是直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇)。
适用于本发明的共聚酯-醚还包含一个或多个聚酯片段。这些片段中的聚酯的类型不特别受限制并且可为以上参考的聚酯中的任一种。有利的是,共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段。有利的是,共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段和直链或分支链聚(丁二醇)片段。
用于制备物件、预成型件或容器的组合物包含0.5-20重量份共聚酯-醚,包括0.5-15、0.5-10以及0.5-5重量份共聚酯-醚。优选地,组合物包含0.5-10重量份共聚酯-醚。
制备聚醚和共聚酯-醚的方法在所属领域中熟知。举例来说,可通过与二羧酸的二烷基酯的酯交换产生共聚酯-醚。在酯交换方法中,二羧酸的二烷基酯与一种或多种二醇在如乙酸锌的催化剂存在下经历转酯化,如WO 2010/096459 A2中描述,其以引用的方式并入本文中。以共聚酯-醚的重量计,共聚酯-醚中的元素锌的适合量可为约35到约100ppm,例如约40到约80ppm。在这些转酯化方法中,聚(环氧烷)二醇置换一部分这些二醇。聚(环氧烷)二醇可与起始原材料一起添加或在转酯化之后添加。在任一情况下,可在于高温下和于一个大气压或更少大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生单体和寡聚物混合物。或者,单体和寡聚物混合物可在一个或多个分批反应器中产生。用于这些反应的适合的条件是约180℃到250℃的温度和约1巴到4巴的压力。
接着,共聚酯-醚单体和寡聚物的混合物经历熔融相聚缩合以产生聚合物。在于高温下操作的一系列一个或多个反应器中产生聚合物。为了促进去除过量的二醇、水以及其它反应产物,在真空下运行聚缩合反应器。用于聚缩合反应的催化剂包括锑、锗、锡、钛和/或铝的化合物。在一些实施例中,使用钛化合物可为有利的。元素Ti的适合的量可为约5到约60ppm,例如约10到约35ppm。用于聚缩合的反应条件可包括(i)低于约290℃或比共聚酯-醚的熔点高约10℃的温度;和(ii)低于约0.01巴的压力,其随聚合进行而降低。此共聚酯-醚可在于高温和低于一个大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生。或者,此共聚酯-醚可在一个或多个分批反应器中产生。熔融相聚合之后的固有粘度可在约0.5dl/g到约1.5dl/g范围内。可在聚合之前和/或在聚合期间添加抗氧化剂和其它添加剂以控制聚酯-醚片段的降解。或者,共聚酯-醚可通过聚醚与聚酯的反应性挤压产生。在上述制备共聚酯-醚的方法中,可能发生聚醚未与聚酯充分反应,而部分以聚酯和聚醚的紧密掺合物形式存在。因此,在本说明书和实施例中,对包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段的共聚酯-醚的参考应理解为对各别共聚酯-醚、各别聚酯与聚醚的掺合物以及包含各别共聚酯-醚和各别聚酯与聚醚的掺合物的混合物的参考。
以最终组合物计,共聚酯-醚优选地以约0.5到约20wt%的量使用。有利的是,以最终容器、预成型件以及物件组成计,在约0.5到约10wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量与基底聚酯和聚酯片段的总量的比是约0.2到约10wt%,更尤其约0.5到约10wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%或约1到约2.5wt%。
有利的是,共聚酯-醚含有一个或多个呈约5到约45wt%,尤其约15到约45wt%,更尤其约20到约40wt%并且还尤其约15到约35wt%,更尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且选择共聚酯-醚的量使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol,共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约40wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计,约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
用于本发明的实施例中的HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。举例来说,当HALS是聚合HALS时,R3可表示聚合HALS的聚合物主链。此类HALS的实例是5050。作为另一个实例,当另外R2表示寡聚或聚合HALS的另一部分时,上式(I)中的哌啶环是寡聚或聚合HALS的重复单元的一部分。此类HALS的实例是5062。HALS可为式(I)化合物的混合物。此类HALS的实例是4092。另外或替代地,HALS可如US 2006/0058435 A1的第[0043]到[0046]段中所定义,其以引用的方式并入本文中。
适用于本发明中的特定HALS是4050、4077、4092、5050以及5062。4050是尤其优选的。或者,适用于本发明的HALS是:来自科莱恩(Clariant)的以及
有利的是,在上式(I)中,各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H或C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分。
尤其有利的是,在上式(I)中,各R1表示甲基并且R2表示H或甲基。
尤其有利的是,HALS是单体HALS。优选地,HALS的分子量是约400g/mol或更大,或约400到约1500g/mol,或约400到约1200g/mol,或尤其约400到约800g/mol。
还可尤其有利的是,HALS是寡聚或聚合HALS。在那些情况下,还可尤其有利的是,HALS包含式(I)的一个或多个部分,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H或C1-C4烷基,并且R3表示所述寡聚或聚合HALS的另一部分。还可尤其有利的是,在一些实施例中,在上式(1)中,各R1表示甲基,R2表示H或甲基,并且R3表示所述寡聚或聚合HALS的另一部分。
当在本说明书中提及寡聚或聚合HALS时,此应理解为对2至8个重复单元(在寡聚HALS的情况下)和超过8个重复单元(在聚合HALS的情况下)的参考。
在本发明的一些实施例中,可尤其有利的是,HALS以约20到约2500ppm,或约30到约2000ppm,或约40到约1000ppm并且尤其约50到约800ppm的量使用,均以全部组合物的重量计。在母体混合物实施例中,HALS的量可实质上较高,例如约250到约10,000ppm,或约750到约10,000ppm,或尤其约1000到约5000ppm,均以全部母体混合物的重量计。
在本发明的一些实施例中,可尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol,共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%;并且HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,尤其甲基,R2表示H或C1-C4烷基,尤其H,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
在本发明的一些实施例中,可尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%;并且HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,尤其甲基,R2表示H或C1-C4烷基,尤其H,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
可尤其有利的是,使用钛类聚缩合催化剂产生共聚酯-醚和/或聚酯。具体来说,可有利的是,使用钛类聚缩合催化剂产生聚酯。
可尤其有利的是,最终组合物中钛金属与HALS化合物的重量比是约1∶2到约1∶500,或约1∶10到约1∶250,尤其约1∶50到约1∶200。
在本发明可进一步包含过渡金属类氧化催化剂的情况下,适合的氧化催化剂包括活化或促进共聚酯-醚由环境氧的氧化的过渡金属催化剂。适合的过渡金属的实例可包括包含钴、锰、铜、铬、锌、铁或镍的化合物。可将过渡金属类氧化催化剂以金属盐形式引入组合物中。在此情况下,过渡金属的适合的相对离子包括(但不限于)羧酸根,如新庚酸根、辛酸根、硬脂酸根、乙酸根、萘酸根、乳酸根、顺丁烯二酸根、乙酰基丙酮酸根、亚油酸根、油酸根、棕榈酸根或2-乙基己酸根、氧离子、碳酸根、氯离子、二氧根离子、氢氧根离子、硝酸根、磷酸根、硫酸根、硅酸根或其混合物。还可能在例如挤压期间将过渡金属类氧化催化剂并入聚合物基质中。过渡金属类氧化催化剂可在聚酯的聚合期间添加或复合成适合的聚酯,进而形成聚酯类母体混合物,其可在制备物件期间添加。可以物理方式自共聚酯-醚分离钴化合物,例如鞘核心或并列关系,以免在熔融掺合到预成型件或瓶中之前活化共聚酯-醚。
有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。在本发明的容器或预成型件相关实施例中,可有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,其按全部组合物中钴的重量计以约40到约200ppm,更尤其约60到约120ppm的量存在。或者,可有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,其按全部组合物中钴的重量计以约40到约250ppm,更尤其约60到约200ppm的量存在。在本发明的母体混合物相关实施例中,可有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,其按全部组合物中钴的重量计以约50到约5,000ppm,更尤其约100到约2,500ppm的量存在。在本发明的实施例中,可有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴盐,尤其羧酸钴,并且尤其是C8-C20羧酸钴。
有利的是,过渡金属类氧化催化剂中的金属与HALS化合物的重量比是约100∶1到约1∶50或约75∶1到约1∶30,尤其约50∶1到约1∶25,均以最终组合物计。
在本发明的一些实施例中,可尤其有利的是共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到1.5wt%,或约1到约2.5wt%。在此实施例中,HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,尤其甲基,R2表示H或C1-C4烷基,尤其H,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。在此实施例中,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,尤其羧酸钴,并且尤其是C8-C20羧酸钴。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含选自由以下组成的群组的另一种抗氧化剂:受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂以及亚磷酸盐。此类抗氧化剂的实例包括(但不限于)1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲基)-苯(CAS:1709-70-2)、四(2,4-二-叔丁基苯基)-1,1-联苯-4,4′-二基双磷酸盐(CAS:38613-77-3)或季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯(CAS:6683-19-8)。有利的是,以抗氧化剂的总重量与聚醚组合物的总重量的比计,一种或多种抗氧化剂以约100ppm到约10,000ppm,更尤其约200ppm到约5,000ppm或约300ppm到约3,000ppm,并且尤其约400ppm到约2,000ppm的量使用。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含选自由以下组成的群组的添加剂:染料、颜料、填充剂、分支剂、再加热剂、防结块剂、抗静电剂、杀生物剂、发泡剂、偶合剂、阻燃剂、热稳定剂、冲击改性剂、结晶助剂、润滑剂、塑化剂、加工助剂、缓冲剂以及助滑剂。此类添加剂的代表性实例为熟练人员熟知。
可有利的是存在或使用离子相容剂。适合的离子相容剂可为例如通过使用如WO2011/031929 A2,第5页(其以引用的方式并入本文中)中所公开的离子单体单元制备的共聚酯。
在本发明的母体混合物实施例中,可有利的是,母体混合物与另一种包含过渡金属类氧化催化剂的母体混合物(“椒盐”混合物)混合或由其封装。可有利的是,另一种包含过渡金属类氧化催化剂的母体混合物进一步包含聚酯。
在本发明的另一个方面中,提供母体混合物的“椒盐”混合物,更尤其,用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含两种母体混合物,所述两种母体混合物可任选地呈掺合物形式:
第一母体混合物包含:
a)作为主要母体混合物组分的聚酯,和
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍;并且第二母体混合物包含:
d)作为主要母体混合物组分的共聚酯-醚;和
e)HALS,优选地式(I)的HALS,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,尤其甲基,R2表示H或C1-C4烷基,尤其H,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
“主要母体混合物组分”意指参考组分以超过50wt%,尤其超过80wt%,更尤其超过90wt%存在于母体混合物中。
以上部件试剂盒或“椒盐”混合物意欲添加到聚酯基底树脂中,亦即“椒盐”混合物充当浓缩物以用于将过渡金属类氧化催化剂、共聚酯-醚以及HALS引入聚酯基底树脂中。
在另一个方面中提供用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含两种母体混合物,所述两种母体混合物可任选地呈掺合物形式,其中两种母体混合物中的第二种是包含如上文和下文所描述的共聚酯-醚的母体混合物。在一些实施例中,两种母体混合物的第一种包含:
a)作为主要母体混合物组分的聚酯,和
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍。
在一些实施例中,第一母体混合物中的聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在一些实施例中,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。在一些实施例中,钴化合物是C8-C20羧酸钴。
在本发明的此方面中,可尤其有利的是共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约45wt%,尤其约20到约40wt%的量的聚醚片段,并且过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,尤其羧酸钴,并且尤其C8-C20羧酸钴。
还可有利的是,过渡金属类氧化催化剂以1000到15000ppm的量存在于第一母体混合物中,尤其2000到8000ppm,并且更尤其3000到6000ppm。
还可有利的是,以第二母体混合物中稳定剂的重量计,HALS以100到30,000ppm,尤其500到20,000ppm,并且更尤其1000到10000ppm的量存在。
还可有利的是,使用钛化合物,尤其钛类聚缩合催化剂产生共聚酯-醚和/或聚酯。以各别共聚酯-醚和/或聚酯母体混合物计,钛类化合物有利地以2到500ppm Ti,尤其3到400ppm,更尤其4到200ppm,或5到50ppm的量存在。
有利的是,聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物、聚萘二甲酸乙二酯的共聚物、聚间苯二甲酸乙二酯的共聚物或其混合物;例如聚酯可为聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物,如聚(对苯二甲酸乙二酯-共-间苯二甲酸乙二酯)或聚(对苯二甲酸乙二酯-共-5-磺酸基间苯二甲酸乙二酯)。有利的是,根据以下测试程序中所描述的方法测量,聚酯具有约0.6dl/g到约1.1dl/g,尤其约0.65dl/g到约0.95dl/g的固有粘度。
本发明组合物、母体混合物以及方法可用于制备制品。适合的物件包括(但不限于)膜、薄片、导管、管道、纤维、容器预成型件、吹塑成型物件(如刚性容器)、热成型物件、柔性袋等,以及其组合。典型刚性或半刚性物件可由塑料、纸或纸板箱或瓶子形成,如果汁、牛奶、软饮料、啤酒以及汤汁容器、热成型托盘或杯子。此外,此类物件的壁可包含多层材料。
第二方面
用于制备物件、预成型件或容器的组合物包含80-99.5重量份基底聚酯,包括85-99.5、90-99.5或95-99.5重量份基底聚酯。优选地,组合物包含90-99.5重量份基底聚酯。
通常,适用于本发明的共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段。聚醚片段的数目平均分子量有利地是约200到约5000g/mol。有利的是,共聚酯-醚的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,更尤其在约800到约1800g/mol之间或约1000到约1600g/mol之间。
一个或多个聚醚片段可以共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在。有利的是,在所有情况下以共聚酯-醚计,聚醚片段以约5到约45wt%,或约15到约45wt%,更尤其约10到约40wt%,或约20到约40wt%,或尤其约25到约35wt%或约25到约30wt%的量存在。
通常,适用于本发明的共聚酯-醚以使得组合物中一个或多个聚醚片段与基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是约0.2到约10wt%,更尤其约0.5到约10wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或0.5到1.5wt%,或约1到约2.5wt%的量包含一个或多个聚醚片段。
有利的是,聚醚片段是聚(C2-C6亚烷基二醇)片段。C2-C6亚烷基二醇可为直链或分支链脂肪族C2-C6部分。此类共聚酯-醚的特定实例包括聚(乙二醇)、直链或分支链聚(丙二醇)、直链或分支链聚(丁二醇)、直链或分支链聚(戊二醇)、直链或分支链聚(己二醇)以及由两种或更多种用于制备上述实例的乙醇酸单体获得的混合聚(C2-C6亚烷基二醇)。有利的是,聚醚片段是直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇)。
适用于本发明的共聚酯-醚还包含一个或多个聚酯片段。这些片段中的聚酯的类型不特别受限制并且可为以上参考的聚酯中的任一种。有利的是,共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段。有利的是,共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段和直链或分支链聚(丁二醇)片段。
用于制备物件、预成型件或容器的组合物包含0.5-20重量份共聚酯-醚,包括0.5-15、0.5-10或0.5-5重量份共聚酯-醚。优选地,组合物包含1-5重量份共聚酯-醚。
制备聚醚和共聚酯-醚的方法在所属领域中熟知。举例来说,可通过与二羧酸的二烷基酯的酯交换产生共聚酯-醚。在酯交换方法中,二羧酸的二烷基酯与一种或多种二醇在如乙酸锌的催化剂存在下经历转酯化,如WO 2010/096459 A2中描述,其以引用的方式并入本文中。以共聚酯-醚的重量计,共聚酯-醚中的元素锌的适合量可为约35到约100ppm,例如约40到约80ppm。在这些转酯化方法中,聚(环氧烷)二醇置换一部分这些二醇。聚(环氧烷)二醇可与起始原材料一起添加或在转酯化之后添加。在任一情况下,可在于高温下和于一个大气压或更少大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生单体和寡聚物混合物。或者,单体和寡聚物混合物可在一个或多个分批反应器中产生。用于这些反应的适合的条件是约180℃到250℃的温度和约1巴到4巴的压力。
接着,共聚酯-醚单体和寡聚物的混合物经历熔融相聚缩合以产生聚合物。在于高温下操作的一系列一个或多个反应器中产生聚合物。为了促进去除过量的二醇、水以及其它反应产物,在真空下运行聚缩合反应器。用于聚缩合反应的催化剂包括锑、锗、锡、钛和/或铝的化合物。在一些实施例中,使用钛化合物可为有利的。元素Ti的适合的量可为约5到约60ppm,例如约10到35ppm。用于聚缩合的反应条件可包括(i)低于约290℃或比共聚酯-醚的熔点高约10℃的温度;和(ii)低于约0.01巴的压力,其随聚合进行而降低。此共聚酯-醚可在于高温和低于一个大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生。或者,此共聚酯-醚可在一个或多个分批反应器中产生。熔融相聚合之后的固有粘度可在约0.5dl/g到约1.5dl/g范围内。可在聚合之前和/或在聚合期间添加抗氧化剂和其它添加剂以控制聚酯-醚片段的降解。或者,共聚酯-醚可通过聚醚与聚酯的反应性挤压产生。在上述制备共聚酯-醚的方法中,可能发生聚醚未与聚酯充分反应,而部分以聚酯和聚醚的紧密掺合物形式存在。因此,在本说明书和实施例中,对包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段的共聚酯-醚的参考应理解为对各别共聚酯-醚、各别聚酯与聚醚的掺合物以及包含各别共聚酯-醚和各别聚酯与聚醚的掺合物的混合物的参考。
以最终组合物计,共聚酯-醚优选地以约0.5到约20wt%的量使用。有利的是,以最终容器、预成型件或物件组合物计,在约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.2到约10wt%,更尤其约0.5到约10wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%或约l到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚含有一个或多个呈约5到约45wt%,尤其约15到约35wt%,更尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且选择共聚酯-醚的量使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol,共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计,约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
有利的是,使用钛类聚缩合和/或转酯化催化剂产生共聚酯-醚和/或聚酯。具体来说,可有利的是,使用钛类聚缩合催化剂产生聚酯。
本发明的组合物、部件试剂盒以及方法进一步利用选自钴、锰、铜、铬、锌、铁或镍化合物的过渡金属类氧化催化剂。过渡金属类氧化催化剂可以金属盐形式存在。在此情况下,过渡金属的适合的相对离子包括(但不限于)羧酸根,如新庚酸根、辛酸根、硬脂酸根、乙酸根、萘酸根、乳酸根、顺丁烯二酸根、乙酰基丙酮酸根、亚油酸根、油酸根、棕榈酸根或2-乙基己酸根、氧离子、碳酸根、氯离子、二氧根离子、氢氧根离子、硝酸根、磷酸根、硫酸根、硅酸根或其混合物。尤其有利的是利用钴类氧化催化剂。实例包括羧酸钴和磺酸钴。
在一些实施例中,以过渡金属和钛的重量计,过渡金属类氧化催化剂与钛化合物的重量比是50∶1到1∶1。任选地,比率是25∶1到1∶1、10∶1到1∶1、5∶1到1∶1或2∶1到1∶1。
有利的是,以全部组合物中钛的重量计,钛化合物以约5到约20ppm,更尤其约5到约15ppm,并且尤其约5到约10ppm的量存在,并且以全部组合物中过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以30到200ppm,更尤其约50到约150ppm,并且尤其约75到约125ppm的量存在。
可尤其有利的是,钛化合物是聚缩合和/或转酯化催化剂。
有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol,聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,按全部组合物中钛的重量计钛化合物以约5到约20ppm的量存在,并且按全部组合物中过渡金属的重量计过渡金属类氧化催化剂以约30到约200ppm的量存在。
有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol,聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,钛化合物是聚缩合和/或转酯化催化剂,按全部组合物中钛的重量计钛化合物以约5到约20ppm,尤其约7到约15ppm的量存在,并且按全部组合物中过渡金属的重量计过渡金属类氧化催化剂以约30到约200ppm,尤其50到约150ppm的量存在。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,部件试剂盒经封装用于储存。在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯。在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,共聚酯-醚包含一个或多个具有约200到约5000g/mol的数目平均分子量的聚醚片段并且是直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,在第一母体混合物中,以第一母体混合物中过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以约500到约15000ppm,尤其约750到约10000ppm,或约1000到约5000ppm的量存在。在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,以过渡金属和钛的重量计,第一母体混合物中存在的过渡金属类氧化催化剂与钛化合物的重量比是约5∶1到约500∶1,更尤其约7∶1到约400∶1,尤其约10∶1到约250∶1或约20∶1到约150∶1。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可尤其有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,按第一母体混合物中钴的重量计其以约500到约15000ppm,尤其约750到约10000ppm,更尤其约1000到约5000ppm的量存在,并且按第一母体混合物中钛的重量计钛化合物以约5到约500ppm,尤其约7到约300ppm,更尤其约10到约200ppm,甚至更尤其约20到约150ppm,或约50到约100ppm的量存在。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,第二母体混合物包含钛化合物,例如呈聚缩合和/或转酯化催化剂形式。在一些实施例中,此可减少非所需副产物。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含抗氧化剂,尤其选自由以下组成的群组的一种:受阻胺光稳定剂(HALS)、受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂以及亚磷酸盐。此类抗氧化剂的实例包括(但不限于)1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲基)-苯(CAS:1709-70-2)、四(2,4-二-叔丁基苯基)-1,1-联苯-4,4′-二基双磷酸盐(CAS:38613-77-3)或季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯(CAS:6683-19-8)。有利的是,以抗氧化剂的总重量与组合物的总重量的比计,一种或多种抗氧化剂以约100ppm到约10,000ppm,更尤其约200ppm到约5,000ppm或约300ppm到约3,000ppm,并且尤其约500ppm到约2,500ppm的总量使用。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含选自由以下组成的群组的添加剂:染料、颜料、填充剂、分支剂、再加热剂、防结块剂、抗静电剂、杀生物剂、发泡剂、偶合剂、阻燃剂、热稳定剂、冲击改性剂、结晶助剂、润滑剂、塑化剂、加工助剂、缓冲剂以及助滑剂。此类添加剂的代表性实例为熟练人员熟知。
可有利的是存在或使用离子相容剂。适合的离子相容剂可为例如通过使用如WO2011/031929 A2,第5页(其以引用的方式并入本文中)中所公开的离子单体单元制备的共聚酯。
本发明的组合物、部件试剂盒以及方法可用于制备各种制品。适合的物件包括(但不限于)膜、薄片、导管、管道、纤维、容器预成型件、吹塑成型物件(如刚性容器)、热成型物件、柔性袋等,以及其组合。典型刚性或半刚性物件可由塑料、纸或纸板箱或瓶子形成,如果汁、牛奶、软饮料、啤酒以及汤汁容器、热成型托盘或杯子。此外,此类物件的壁可包含多层材料。
第三方面
用于制备物件、预成型件或容器的组合物包含80-99.5重量份基底聚酯,包括85-99.5、90-99.5或95-99.5重量份基底聚酯。优选地,组合物包含90-99.5重量份基底聚酯。
通常,适用于本发明的共聚酯-醚包含具有约200到约5000g/mol的数目平均分子量的一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段。有利的是,共聚酯-醚具有约600到约2500g/mol,更尤其约800到约1800g/mol或约1000到约1600g/mol的数目平均分子量。
一个或多个聚醚片段可有利地以共聚酯-醚的约5到约45wt%或约15到约45wt%的量存在。有利的是,在所有情况下以共聚酯-醚计,聚醚片段以约10到约40wt%,更尤其约20到约40wt%,或尤其约25到约35wt%或约25到约30wt%的量存在。
通常,适用于本发明的共聚酯-醚以使得组合物中一个或多个聚醚片段与基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是约0.2到约10wt%,更尤其约0.5到约10wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%的量包含一个或多个聚醚片段。
有利的是,聚醚片段是聚(C2-C6亚烷基二醇)片段。C2-C6亚烷基二醇可为直链或分支链脂肪族C2-C6部分。此类共聚酯-醚的特定实例包括聚(乙二醇)、直链或分支链聚(丙二醇)、直链或分支链聚(丁二醇)二醇、直链或分支链聚(戊二醇)、直链或分支链聚(己二醇)以及由两种或更多种用于制备上述实例的乙醇酸单体获得的混合聚(C2-C6亚烷基二醇)。有利的是,聚醚片段是直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇)。
适用于本发明的共聚酯-醚还包含一个或多个聚酯片段。这些片段中的聚酯的类型不特别受限制并且可为以上参考的聚酯中的任一种。有利的是,共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段。有利的是,共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段和直链或分支链聚(丁二醇)片段。
用于制备物件、预成型件或容器的组合物包含0.5-20重量份共聚酯-醚,尤其05-15、0.5-10或0.5-5重量份共聚酯-醚。优选地,组合物包含1-5重量份共聚酯-醚。
制备聚醚和共聚酯-醚的方法在所属领域中熟知。举例来说,可通过与二羧酸的二烷基酯的酯交换产生共聚酯-醚。在酯交换方法中,二羧酸的二烷基酯与一种或多种二醇在如乙酸锌的催化剂存在下经历转酯化,如WO 2010/096459 A2中描述,其以引用的方式并入本文中。以共聚酯-醚的重量计,共聚酯-醚中的元素锌的适合量可为约35到约100ppm,例如约40到约80ppm。在这些转酯化方法中,聚(环氧烷)二醇置换一部分这些二醇。聚(环氧烷)二醇可与起始原材料一起添加或在转酯化之后添加。在任一情况下,可在于高温下和于一个大气压或更少大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生单体和寡聚物混合物。或者,单体和寡聚物混合物可在一个或多个分批反应器中产生。用于这些反应的适合的条件是约180℃到250℃的温度和约1巴到4巴的压力。
接着,共聚酯-醚单体和寡聚物的混合物经历熔融相聚缩合以产生聚合物。在于高温下操作的一系列一个或多个反应器中产生聚合物。为了促进去除过量的二醇、水以及其它反应产物,在真空下运行聚缩合反应器。用于聚缩合反应的催化剂包括锑、锗、锡、钛和/或铝的化合物。在一些实施例中,使用钛化合物可为有利的。元素Ti的适合的量可为约5到约60ppm,例如约10到35ppm。用于聚缩合的反应条件可包括(i)低于约290℃或比共聚酯-醚的熔点高约10℃的温度;和(ii)低于约0.01巴的压力,其随聚合进行而降低。此共聚酯-醚可在于高温和低于一个大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生。或者,此共聚酯-醚可在一个或多个分批反应器中产生。熔融相聚合之后的固有粘度可在约0.5dl/g到约1.5dl/g范围内。可在聚合之前和/或在聚合期间添加抗氧化剂和其它添加剂以控制聚酯-醚片段的降解。或者,共聚酯-醚可通过聚醚与聚酯的反应性挤压产生。在上述制备共聚酯-醚的方法中,可能发生聚醚未与聚酯充分反应,而部分以聚酯和聚醚的紧密掺合物形式存在。因此,在本说明书和实施例中,对包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段的共聚酯-醚的参考应理解为对各别共聚酯-醚、各别聚酯与聚醚的掺合物以及包含各别共聚酯-醚和各别聚酯与聚醚的掺合物的混合物的参考。
以最终组合物计,共聚酯-醚优选地以约0.5到约20wt%的量使用。有利的是,以最终容器、预成型件以及物件组合物计,在约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.2到约10wt%,更尤其约0.5到约10wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚含有一个或多个呈约5到约45wt%,尤其约15到约35wt%,更尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且选择共聚酯-醚的量使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol,共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约40wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
有利的是,使用钛类聚缩合和/或转酯化催化剂产生共聚酯-醚和/或聚酯。具体来说,可有利的是,使用钛类聚缩合催化剂产生聚酯。
本发明的组合物、母体混合物以及方法进一步利用选自钴、锰、铜、铬、锌、铁或镍化合物的过渡金属类氧化催化剂。过渡金属类氧化催化剂可以金属盐形式存在。在此情况下,过渡金属的适合的相对离子包括(但不限于)羧酸根,如新庚酸根、辛酸根、硬脂酸根、乙酸根、萘酸根、乳酸根、顺丁烯二酸根、乙酰基丙酮酸根、亚油酸根、油酸根、棕榈酸根或2-乙基己酸根、氧离子、硼离子、碳酸根、氯离子、二氧根离子、氢氧根离子、硝酸根、磷酸根、硫酸根、硅酸根或其混合物。尤其有利的是利用钴类氧化催化剂。实例包括羧酸钴和磺酸钴。
有利的是,以全部组合物中钛的重量计,钛化合物以约5到约20ppm,更尤其约5到约15ppm,并且尤其约5到约10ppm的量存在,并且以全部组合物中过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以30到200ppm,更尤其约50到约150ppm,并且尤其约75到约125ppm的量存在。
可尤其有利的是,钛化合物是聚缩合和/或转酯化催化剂。
有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol,聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段,聚醚片段以约10到约40wt%,尤其约20到约35wt%的量存在于共聚酯-醚中,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,并且以全部组合物中过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以约30到约300ppm的量存在。
有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,尤其约800到约1600g/mol,聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段,聚醚片段以约10到约40wt%,尤其约20到约35wt%的量存在于共聚酯-醚中,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,并且以全部组合物中过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以约30到约200ppm,尤其50到150ppm的量存在。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,部件试剂盒经封装用于储存。在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯。在本发明的部件试剂盒实施例中,有利的是,共聚酯-醚包含一个或多个具有约600到约2500g/mol的数目平均分子量的聚醚片段并且是直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,在第一母体混合物中,以第一母体混合物中过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以约500到约15000ppm,尤其约750到约10000ppm,或约1000到5000ppm的量存在。在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,以过渡金属和钛的重量计,第一母体混合物中存在的过渡金属类氧化催化剂与钛化合物的重量比是约5∶1到约500∶1,更尤其约7∶1到400∶1,尤其约10∶1到250∶1或约20∶1到约150∶1。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可尤其有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,以第一母体混合物中钴的重量计,其以约500到约15000ppm,尤其约750到约10000ppm,更尤其约1000到约5000ppm的量存在,并且以第一母体混合物中钛的重量计,钛化合物以约5到约500ppm,尤其约7到约300ppm,更尤其约10到约200ppm,甚至更尤其约20到约150ppm,或约50到约100ppm的量存在。
在本发明的部件试剂盒实施例中,可有利的是,第二母体混合物包含钛化合物,例如呈聚缩合和/或转酯化催化剂形式。在一些实施例中,此可减少非所需的副产物。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含选自由以下组成的群组的抗氧化剂:受阻胺光稳定剂(HALS)、受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂以及亚磷酸盐。此类抗氧化剂的实例包括(但不限于)1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲基)-苯(CAS:1709-70-2)、四(2,4-二-叔丁基苯基)-1,1-联苯-4,4′-二基双磷酸盐(CAS:38613-77-3)或季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯(CAS:6683-19-8有利的是,以抗氧化剂的总重量与组合物的总重量的比计,一种或多种抗氧化剂以约100ppm到约10,000ppm,更尤其约200ppm到约5,000ppm或约300ppm到约3,000ppm,并且尤其约500ppm到约2,500ppm的总量使用。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含选自由以下组成的群组的添加剂:染料、颜料、填充剂、分支剂、再加热剂、防结块剂、抗静电剂、杀生物剂、发泡剂、偶合剂、阻燃剂、热稳定剂、冲击改性剂、结晶助剂、润滑剂、塑化剂、加工助剂、缓冲剂以及助滑剂。此类添加剂的代表性实例为熟练人员熟知。
可有利的是存在或使用离子相容剂。适合的离子相容剂可为例如通过使用如WO23011/031929 A2,第5页(其以引用的方式并入本文中)中所公开的离子单体单元制备的共聚酯。
本发明组合物、母体混合物以及方法可用于制备制品。适合的物件包括(但不限于)膜、薄片、导管、管道、纤维、容器预成型件、吹塑成型物件(如刚性容器)、热成型物件、柔性袋等,以及其组合。典型刚性或半刚性物件可由塑料、纸或纸板箱或瓶子形成,如果汁、牛奶、软饮料、啤酒以及汤汁容器、热成型托盘或杯子。此外,此类物件的壁可包含多层材料。
第四方面
有利的是,聚酯是具有根据ASTM D 3418-97测定的约240℃到约250℃,尤其约242℃到约250℃,并且尤其约245℃到约250℃的熔点的聚对苯二甲酸乙二醇酯或其共聚物。
有利的是,用于制备本发明的物件的聚酯的固有粘度根据以下测试程序中所描述的方法测量,是约0.6dl/g到约1.1dl/g,尤其约0.65dl/g到约0.95dl/g。
用于制备物件、预成型件或容器的组合物包含80-99.5重量份基底聚酯,包括85-99.5、90-99.5或95-99.5重量份基底聚酯。优选地,组合物包含90-99.5重量份基底聚酯。
适用于本发明的共聚酯-醚包含具有约200到约5000g/mol的数目平均分子量的一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段。有利的是,共聚酯-醚具有约600到约2500g/mol,更尤其约800到约1800g/mol或约1000到约1600g/mol的数目平均分子量。共聚酯-醚以0.5-20重量份,包括0.5-15重量份,0.5-10重量份以及0.5-5重量份的量存在于组合物中。优选地,组合物包含0.5-10重量份共聚酯-醚。
一个或多个聚醚片段以共聚酯-醚的约5到约45wt%的量存在。有利的是,在所有情况下以共聚酯-醚计,聚醚片段以约15到约45wt%,或约10到约40wt%,更尤其约20到约40wt%,或尤其约25到约35wt%或约25到约30wt%的量存在。
通常,适用于本发明的共聚酯-醚以使得组合物中一个或多个聚醚片段与基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是约0.2到约10wt%,更尤其约0.5到约5wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%的量包含一个或多个聚醚片段。
有利的是,聚醚片段是聚(C2-C6亚烷基二醇)片段。C2-C6亚烷基二醇可为直链或分支链脂肪族C2-C6部分。此类共聚酯-醚的特定实例包括聚(乙二醇)、直链或分支链聚(丙二醇)、直链或分支链聚(丁二醇)、直链或分支链聚(戊二醇)、直链或分支链聚(己二醇)以及由两种或更多种用于制备上述实例的乙醇酸单体获得的混合聚(C2-C6亚烷基二醇)。有利的是,聚醚片段可为直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇)。
适用于本发明的共聚酯-醚还包含一个或多个聚酯片段。这些片段中的聚酯的类型不特别受限制并且可为以上参考的聚酯中的任一种。有利的是,共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段。有利的是,共聚酯-醚可包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段和直链或分支链聚(丁二醇)片段。
此外,聚酯与共聚酯-醚之间的根据ASTM D 3418-97测定的熔点差小于约15℃。有利的是,熔点差小于约10℃,更尤其小于约8℃或小于约5℃。有利的是,根据ASTM D3418-97测定,聚酯的熔点是约240℃到约250℃并且共聚酯-醚的熔点是约225℃到250℃,尤其约230℃到约250℃,尤其约232℃到约250℃或约240℃到约250℃。可测定起始材料或最终组合物中共聚酯-醚和聚酯的熔点。
制备聚醚和共聚酯-醚的方法在所属领域中熟知。举例来说,可通过与二羧酸的二烷基酯的酯交换产生共聚酯-醚。在酯交换方法中,二羧酸的二烷基酯与一种或多种二醇在如乙酸锌的催化剂存在下经历转酯化,如WO 2010/096459 A2中描述,其以引用的方式并入本文中。以共聚酯-醚的重量计,共聚酯-醚中的元素锌的适合量可为约35到约100ppm,例如约40到约80ppm。在这些转酯化方法中,聚(环氧烷)二醇置换一部分这些二醇。聚(环氧烷)二醇可与起始原材料一起添加或在转酯化之后添加。在任一情况下,可在于高温下和于一个大气压或更少大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生单体和寡聚物混合物。或者,单体和寡聚物混合物可在一个或多个分批反应器中产生。用于这些反应的适合的条件是约180℃到250℃的温度和约1巴到4巴的压力。
接着,共聚酯-醚单体和寡聚物的混合物经历熔融相聚缩合以产生聚合物。在于高温下操作的一系列一个或多个反应器中产生聚合物。为了促进去除过量的二醇、水以及其它反应产物,在真空下运行聚缩合反应器。用于聚缩合反应的催化剂包括锑、锗、锡、钛和/或铝的化合物。在一些实施例中,使用钛化合物可为有利的。元素Ti的适合的量可为约5到约60ppm,例如约10到35ppm。用于聚缩合的反应条件可包括(i)低于约290℃或比共聚酯-醚的熔点高约10℃的温度;和(ii)低于约0.01巴的压力,其随聚合进行而降低。此共聚酯-醚可在于高温和低于一个大气压的压力下操作的一系列一个或多个反应器中连续产生。或者,此共聚酯-醚可在一个或多个分批反应器中产生。熔融相聚合之后的固有粘度可在约0.5dl/g到约1.5dl/g范围内。可在聚合之前和/或在聚合期间添加抗氧化剂和其它添加剂以控制聚酯-醚片段的降解。或者,共聚酯-醚可通过聚醚与聚酯的反应性挤压产生。在上述制备共聚酯-醚的方法中,可能发生聚醚未与聚酯充分反应,而部分以聚酯和聚醚的紧密掺合物形式存在。因此,在本说明书和实施例中,对包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段的共聚酯-醚的参考应理解为对各别共聚酯-醚、各别聚酯与聚醚的掺合物以及包含各别共聚酯-醚和各别聚酯与聚醚的掺合物的混合物的参考。
如所属领域的技术人员已知,可便利地通过调节聚合物组合物的各种特征或参数来控制共聚酯-醚的熔点。举例来说,所属领域的技术人员可选择以适当地选择聚醚片段的分子量和/或聚酯片段与聚醚片段的重量比以调节熔点。还可能选择不同类型的聚酯以调节熔点。举例来说,已知芳香族聚酯与脂肪族聚酯相比具有较高熔点。因此,所属领域的技术人员可选择或混合适合的聚酯以可靠地调节共聚酯-醚的熔点。其它选择方案包括适当地选择聚醚的类型。举例来说,链长和存在或不存在侧链可影响共聚酯-醚的熔点。另一种可能是添加添加剂。
以最终组合物计,共聚酯-醚优选地以约0.5到约20wt%的量使用。有利的是,在以最终组合物计约0.5到约10wt%范围内选择共聚酯-醚的量以使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.2到约10wt%,更尤其约0.5到约10wt%,或尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段的数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol,共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0.7到约5wt%,或约0.5到1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,并且在以最终组合物计约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,以使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.5到约10wt%,尤其约0,7到约5wt%,或0.5到1.5wt%,或约1到约2.5wt%。
尤其有利的是,共聚酯-醚中的聚醚片段选自数目平均分子量是约600到约2000g/mol,尤其约800到约1600g/mol的直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇),共聚酯-醚含有一个或多个呈约15到约35wt%,尤其约20到约30wt%的量的聚醚片段,在以最终组合物计,约0.5到约20wt%范围内选择共聚酯-醚的量,以使得组合物中聚醚片段的量比基底聚酯和聚酯片段的总量是约0.7到约5wt%,或约0.5到约1.5wt%,尤其约1到约2.5wt%,并且根据ASTM D 3418-97测定,共聚酯-醚的熔点是约225℃到约250℃,尤其约235℃到约250℃,或尤其约240℃到约250℃。
在本发明可进一步包含过渡金属类氧化催化剂的情况下,适合的氧化催化剂包括活化或促进共聚酯-醚由环境氧的氧化的过渡金属催化剂。适合的过渡金属的实例可包括包含钴、锰、铜、铬、锌、铁或镍的化合物。过渡金属类氧化催化剂可以金属盐形式存在。在此情况下,过渡金属的适合的相对离子包括(但不限于)羧酸根,如新庚酸根、辛酸根、硬脂酸根、乙酸根、萘酸根、乳酸根、顺丁烯二酸根、乙酰基丙酮酸根、亚油酸根、油酸根、棕榈酸根或2-乙基己酸根、氧离子、碳酸根、氯离子、二氧根离子、氢氧根离子、硝酸根、磷酸根、硫酸根、硅酸根或其混合物。还可能在例如挤压期间将过渡金属类氧化催化剂并入聚合物基质中。过渡金属类氧化催化剂可在聚酯的聚合期间添加或复合成适合的聚酯,进而形成聚酯类母体混合物,其可在制备物件期间添加。有利的是,过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。在本发明的容器或预成型件相关实施例中,可有利的是过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,以全部组合物中钴原子的重量计,其以30-200ppm,更尤其60-120ppm的量存在。在本发明的母体混合物相关实施例中,可有利的是过渡金属类氧化催化剂是钴化合物,以全部组合物中钴的重量计,其以50-5,000ppm,更尤其100-2,500ppm的量存在。在本发明的实施例中,可有利的是,过渡金属类氧化催化剂以钴盐,尤其羧酸钴,并且尤其C8-C20羧酸钴形式提供。可以物理方式自共聚酯-醚分离钴化合物,例如鞘核心或并列关系,以免在熔融掺合到预成型件或瓶中之前活化共聚酯-醚。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含选自由以下组成的群组的抗氧化剂:受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂、亚磷酸酯以及受阻胺光稳定剂。此类抗氧化剂的实例包括(但不限于)1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲基)-苯(CAS:1709-70-2)、四(2,4-二-叔丁基苯基)-1,1-联苯-4,4′-二基双亚膦酸二酯(CAS:38613-77-3)以及季戊四醇四(3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸酯(CAS:6683-19-8)。有利的是,以一种或多种抗氧化剂的总重量与组合物的总重量的比计,一种或多种抗氧化剂以40ppm-10,000ppm,更尤其80ppm-5,000ppm或120ppm-3,000ppm并且尤其150ppm-2,000ppm的总量使用。
在本发明的一些方面中,实施例可进一步包含选自由以下组成的群组的添加剂:染料、颜料、填充剂、分支剂、再加热剂、防结块剂、抗静电剂、杀生物剂、发泡剂、偶合剂、阻燃剂、热稳定剂、冲击改性剂、结晶助剂、润滑剂、塑化剂、加工助剂、缓冲剂以及助滑剂。此类添加剂的代表性实例为熟练人员熟知。
可有利的是存在或使用离子相容剂。适合的离子相容剂可为例如通过使用如WO2011/031929 A2,第5页(其以引用的方式并入本文中)中所公开的离子单体单元制备的共聚酯。
本发明的一个方面涉及共聚酯-醚的用途,其中共聚酯-醚包含一个或多个具有200到5000g/mol的数目平均分子量的聚醚片段,其中一个或多个聚醚片段以约5到约45wt%的量存在于共聚酯-醚中,并且其中根据ASTM D 3418-97测定的共聚酯-醚的熔点是225℃和250℃;其用于制备包含所述共聚酯-醚和使用所述共聚酯-醚制备预成型件或容器的物理或电子说明或建议的部件试剂盒。此类部件试剂盒的非限制性实例是包含共聚酯-醚的封装,其含有或附有运送文件,所述运送文件规定意欲用于预成型件或容器的封装的含量。此类部件试剂盒的另一非限制性实例是封装或储存形式,其包含共聚酯-醚和说明所述共聚酯-醚可用于出售以用于预成型件或容器的说明。
在本发明的母体混合物实施例中,可有利的是,母体混合物与另一种包含过渡金属类氧化催化剂的母体混合物(“椒盐”混合物)混合或由其封装。可有利的是,另一种包含过渡金属类氧化催化剂的母体混合物进一步包含聚酯。
本发明组合物、母体混合物以及方法可用于制备制品。适合的物件包括(但不限于)膜、薄片、导管、管道、纤维、容器预成型件、吹塑成型物件(如刚性容器)、热成型物件、柔性袋等,以及其组合。典型刚性或半刚性物件可由塑料、纸或纸板箱或瓶子形成,如果汁、牛奶、软饮料、啤酒以及汤汁容器、热成型托盘或杯子。此外,此类物件的壁可包含多层材料。
术语“包含”涵盖“包括”以及“由……组成”,例如“包含”X的组合物可仅由X组成,或可包括其它某物,例如X+Y。
本发明进一步由以下实例说明,但应理解,仅出于说明目的而包括这些实例并且不意欲限制本发明的范围。
测试程序
数目平均分子量
通过用于多元醇的羟值的滴定方法测定多元醇的数目平均分子量。类似ASTM方法是ASTM E222A和ASTM E222B,其以引用的方式并入本文中。
对于1h聚二醇,而实际重量取决于预期羟值(预期是50/羟值),将15mL无水四氢呋喃添加到100mL烧杯中并且使用电磁搅拌器溶解样品。接着向溶液中添加含10mL对甲苯磺酰基异氰酸酯的250mL无水乙腈。在添加1mL水之后,随后搅拌溶液五分钟。
接着用四氢呋喃将溶液稀释到60mL并且使用自动滴定器用0.1N氢氧化四丁基铵(TBAOH)滴定。(TBAOH滴定剂:含100mL 1M TBAOH/MeOH的1000mL异丙醇。针对苯二甲酸氢钾或苯甲酸标准物标准化。每当重新校准电极时再标准化。)
多元醇的羟值如下计算:
其中
V1=第一当量点时的滴定剂体积(低pH值)
V2=第二当量点时的滴定剂体积(较高oH)
N=TBAOH的当量浓度
接着多元醇的数目分子量如下计算:
固有粘度
用含0.01g/mL聚合物溶液的二氯乙酸测定固有粘度测定值。
在固态聚合材料溶解之前,在液压机中压缩芯片(压力:115℃下400kN保持约1分钟;类型:Weber,Remshalden-Grunbach,Germany)。在分析天平(梅特勒(Mettler)AT)上称重480到500mg聚合物(非晶形芯片或压缩芯片)并且以使得最终聚合物浓度达到0.0100g/mL的量添加(经由来自瑞士万通(Metrohm)的665或776)二氯乙酸。
聚合物在55℃(内部温度)下在搅拌(磁性搅拌棒,恒温器,设定点是65℃;Variomag Thermomodul)下持续2.0小时溶解。在聚合物完全溶解之后,溶液在铝块中经10到15分钟冷却到20℃(恒温器,设定点是15℃;Variomag Thermomodul)。
在Schott AVS设备中用来自Schott的微Ubbelohode粘度计(型号53820/II;:0.70mm)进行粘度测量。浴温度保持为25.00±0.05℃(Schott Thermostat CK)。首先用纯二氯乙酸冲洗微乌氏粘度计(Ubbelohde viscometer)4次,接着将纯二氯乙酸平衡2分钟。测量纯溶剂的流动时间3次。抽出溶剂并且粘度计用聚合物溶液冲洗4次。在测量之前,将聚合物溶液平衡2分钟并且接着测量此溶液的流动时间3次。
通过将溶液的流动时间除以纯溶剂的流动时间来测定相关粘度(RV)。使用以下方程式将RV转化成IV:IV(dl/g)=[(RV-1)×0.691]+0.063。
预成型件中检测到的热分解产物的测定
经由Headspace-GCMS测量芯片和预成型件中检测到的分解产物。对于测量,在20g小瓶中添加1g粉末样品(粒径<1.0mm)和2μL六氟异丙醇(HFIP)作为内标并且接着在150℃下培育1小时。在柱(RTX-5,交联5%二苯基/95%二甲基聚硅氧烷,60m,0.25mm内径)中注射1μL小瓶的顶部空间用于分离。经由质谱仪检测和分析主要热分解产物。
使用以下设置:
气体色谱(GC),Finnigan Focus GC(热电公司(Thermo Electron Corporation))
·SSL入口
ο模式:分离
ο入口温度-230℃
o分离流动速率-63mLmin-1
o分离率-70
·载体
ο恒定流速
·坡度自40℃(保持8分钟)到300℃(保持3分钟)
·温度增加15℃min-1
质谱仪(MS),Finnigan Focus DSQ(热电公司)
·MS输送管温度-250℃
·离子源温度-200℃
·检测器增益:1.5·105(倍增器电压1445V)
·扫描:10-250(谱图范围)
在粉末样品的顶部空间中检测到以下热分解产物:
·C2主体-乙醛
·C3主体-甲酸丙酯、丙醇、丙醛
·C4主体-四氢呋喃
计算以上C2到C4主体的个别值的总和以给出报告值。对于所有测量,热分解产物的标准差是约4%。
热行为
根据ASTM D 3418-97测量熔融温度(Tm)。自聚合物芯片的不同部分切割约10mg样品并且密封于铝盘中。在氮气氛围下在Netsch DSC204仪器单元中使用10℃/min的扫描速率。样品自-30℃加热到300℃,保持5分钟并且在10℃/min的扫描速率下冷却到-30℃,随后进行第二次加热循环。熔点(Tm)测定为熔融峰温度并且在第2次加热循环中测量,其中第2次加热循环与第一次相同。
浊度和颜色
用Hunter Lab ColorQuest II仪器测量芯片和预成型件或瓶壁的颜色。D65发光体与CIE 196410°标准观测器一起使用。使用CIELAB比色表报告结果,L是亮度的测量值,a*是红色(+)或绿色(-)的测量值并且b*是黄色(+)或蓝色(-)的测量值。
用相同仪器(Hunter Lab ColorQuest II仪器测量瓶壁的浊度。D65发光体与CIE196410°标准观测器一起使用。浊度定义为CIE Y漫射透射率与CIE Y总透射率的百分比。除非另外说明,否则在具有约0.25mm厚度的拉伸吹塑瓶的侧壁上测量浊度%。
元素金属含量
用来自Spektro的Atom Scan 16 ICP发射摄谱仪测量研磨聚合物样品的元素金属含量。通过添加2.5mL硫酸(95-97%)和1.5mL硝酸(65%),经由微波提取来溶解250mg共聚酯-醚。冷却溶液,接着添加1mL过氧化氢以完成反应并且使用蒸馏水将溶液转移到25mL烧瓶中。分析清液层。在具有已知元素离子浓度的溶液的分析下,使用来自样品的原子发射对比计算聚合物样品中留存的元素的实验值。
氧侵入测量-非侵入性氧测定(NIOD)
存在若干种可用于测定氧渗透或传递到密封封装(如瓶子)中的方法。在此情况下,使用用于密封封装的基于荧光淬灭方法的非侵入性氧测量系统(例如由和PreSens Precision Sensing供应)。其由具有氧感测点的光学系统(例如其是固定在可透气疏水性聚合物中的金属有机荧光染料)和光纤读取器-笔组合件组成,所述组合件含有蓝色LED和光检测器以测量氧感测点(例如)的荧光寿命特征。
氧测量技术基于氧感测点(例如)的金属有机荧光染料的蓝色区域中的光和红色光谱区域内荧光的吸收。氧的存在淬灭来自染料的荧光以及降低其寿命。荧光发射强度和寿命的这些变化与氧分压有关,并且因此其可经校准以测定相应氧浓度。
可通过将氧感测点(例如)附接在封装内来测量封装(如瓶子)内的氧浓度。接着用来自光纤读取器-笔组合件的LED的脉冲蓝光照射氧感测点。入射蓝光首先由感测点吸收并且接着发出红色荧光。通过光检测器检测红光并且测量荧光寿命的特征。不同寿命特征指示封装内的不同氧含量。
环境条件(23℃)下使用PET瓶的实验方法
在室温(23℃)下使用PreSens非侵入性和非破坏性氧侵入测量设备(Fibox 3-微量计、光纤电缆以及微量氧感测点)测定瓶子的透氧性。对于典型存放期测试,首先将微量氧感测点附接在500ml透明PET瓶的内侧壁上。接着在氮循环手套工作箱内用含有AgNO3的去离子和去氧水填充瓶子达到约20ml的顶部空间,其中瓶子内部水的氧浓度良好稳定在低于50ppb的浓度。接着将这些瓶子储存在调节柜(Binder 23℃,50%相对湿度)中并且使用PreSens氧侵入测量设备以时间函数形式监测氧侵入。
在既定测量时间下,首先由在各瓶子的微量氧点的输出端上采集的约10次读数获得平均值。接着对所有5个瓶子重复此过程以便获得瓶子的整个配制盖和壁上的氧侵入的整体平均值。
在第0、1、2、3、8、14、21、28、42以及56天进行氧测量。平均氧侵入以ppb形式测定和报告如下:
*包括第0天
预成型件和瓶子方法
除非另外说明,否则本发明的障壁共聚酯-醚在氮气氛围下在110-120℃下干燥约24小时,与含有过渡金属催化剂的干燥基底树脂(BP1)掺合,熔融并且挤压到预成型件中。每个用于0.5升软饮料瓶的预成型件例如使用约28克树脂。接着将预成型件加热到约85-120℃并且以约8的平面拉伸比拉伸吹送到0.5升等高瓶子中。拉伸比是径向方向上的拉伸乘以长度(轴向)方向上的拉伸。因此,如果将预成型件吹塑成瓶子,那么其可在轴向上拉伸约两倍并且在环向上拉伸至多约四倍,产生至多8(2×4)的平面拉伸比。因为瓶子尺寸是固定的,可使用不同预成型件获得不同拉伸比。瓶子的侧壁厚度>0.25mm。
分层测试(掉落冲击测试)
用如上文所描述的障壁树脂(共聚酯-醚)和基底树脂(包括氧化添加剂的聚酯)制造十个瓶子(0.5L)。每个瓶子填充500g水并且牢固加盖。每次一个,首先经由导向板以5°角掉落每个瓶子,接着自约150cm笔直掉落到钢板上。导向板确保瓶子在其侧壁上可再现地接触钢板。随后,检测瓶子并且目视评定其分层程度。如果未目视检测到分层或几乎不可见,那么分层评定为极佳;如果仅检测到一些少量分层,那么评定为良好;并且如果可见多达2.5cm的大分层区域,那么评定为不良。
在第二分层测试中,用如上文所描述的障壁树脂(共聚酯-醚)和基底树脂(包括氧化添加剂的聚酯)制造十二个瓶子(0.5L)。每个瓶子填充500g水并且牢固加盖。每次一个,首先经由导向板以5°角掉落每个瓶子,接着自约150cm笔直掉落到钢板上。导向板确保瓶子在其侧壁上可再现地接触钢板。随后,检测瓶子的分层并且如果目视检测到分层,那么归类为“分层瓶”并且如果未目视检测到分层,那么归类为“非分层瓶”。根据分层瓶的总数评定分层。
在第三分层测试中,用如上文所描述的障壁树脂(共聚酯-醚)和基底树脂(包括过渡金属类氧化催化剂的聚酯)制造十二个瓶子(0.5L)。每个瓶子填充500g水并且牢固加盖。每次一个,首先经由导向板以5°角掉落每个瓶子,接着自约150cm笔直掉落到钢板上。导向板确保瓶子在其侧壁上可再现地接触钢板。随后,检测瓶子的分层程度。分层量如下计算:
实例
第一方面
实例A1.合成共聚酯-醚(COPE E1)
使用连续聚合方法制备共聚酯-醚:将对苯二甲酸(PTA)和二醇(EG)的浆料(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.15)连续装入一级酯化反应器。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水消除作用下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着向反应混合物中添加钛催化剂(SachtlebenHombifast以最终聚合物计12ppm Ti)和以最终聚合物重量计20重量%的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇,数目平均分子量是1400克/摩尔,用200ppm330稳定)并且聚缩合、消除二醇在减压下在250-260℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,其中经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。所需聚合物熔体经反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴中。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
最终共聚酯-醚聚合物组合物的固有粘度是0.693dl/g。
实例A2.合成基底聚酯(BP1)
使用连续法制备基底树脂:将对苯二甲酸、间苯二甲酸(以最终聚合物计3.05wt%)以及二醇的浆料(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.08)连续装入一级酯化反应器。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水释放下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着向反应混合物中添加钛催化剂(Sachtleben Hombifast以最终聚合物计7ppm Ti)并且聚缩合、消除二醇在减压下在260-280℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,而经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将其它二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。稍后将氧化催化剂(75ppm钴,呈硬脂酸钴形式,CAS:1002-88-6)以熔体形式添加到反应混合物中,不久之后聚合物熔体经反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
所得聚合物芯片在160℃下结晶约4小时,固体在真空中在230℃的温度下静置约7小时达到所需固有粘度值(约IV值:0.860dl/g)并且接着冷却到环境温度。
实例A3.混合共聚酯-醚(COPE E1)与不同稳定剂
实例A1中描述的具有0.693dl/g的固有粘度的共聚酯-醚COPE E1用于混合试验。在挤压之前,COPE E1在真空中在160℃下干燥5小时以去除残余湿气。接着经由椒盐方法混合COPE E1与不同粉末添加剂并且接着使用由Leistritz AG制造的交错、共旋转、双螺杆挤压机挤压所得混合物°实验期间使用的过程条件描述于下文中:
·挤压机类型:(Leistritz Micro 27 36D),共旋转,挤压机螺钉直径27mm,螺钉长度与直径比率(L∶D)比率是36∶1
·操作条件:T0冷却水温度/T1 210℃/T2 215℃/T3 210/T4-T5 240℃/T6-T8210℃/T9209℃
·除气区域中无真空度
·聚合物流动速率8kg/h
·颗粒类型:圆柱形,长度3mm并且直径2mm
将熔融材料挤压到水浴中并且随后粒化。混合材料的固有粘度是约0.668dl/g。添加剂的种类和量以及热分解产物概述于以下表A1和A2中。表A1显示本发明的受阻胺光稳定剂(HALS)并且表A2显示比较稳定剂(UV吸收剂和热氧化稳定剂):
表A1
1 4050(N,N′-双甲酰基-N,N′-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-六亚甲基二胺),CAS:124172-53-8
5050(位阻胺,寡聚),CAS:152261-33-1
5062(位阻胺,寡聚),CAS:65447-77-0
2活性N:具有产生稳定硝酰基的能力的官能团中含有的氮的量
表A2
1 Aro8(2-羟基-4-正-辛氧基二苯甲酮),CAS:1843-05-6
234(2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚,CAS:70321-86-7
1577(2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚,CAS:147315-50-2
3030(2-丙烯酸,2-氰基-3,3-二苯基-,2,2-双[[(2-氰基-1-侧氧基-3,3-二苯基-2-丙烯基)氧基]甲基]-1,3-丙烷二基酯),CAS:178671-58-4
2 PEP-Q(二亚膦酸二酯抗氧化剂),CAS:119345-01-6
330(1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲基)苯,CAS:1709-70-2
如自以上表A1显而易见,本发明的HALS化合物基本上降低C2-C4分解产物的量。除5062(其效力稍微较低)之外,不同的本发明HALS稳定剂具有类似效能。不受理论约束,可推测此HALS稳定剂首先原位裂解以产生能够清除自由基的位阻胺自由基。然而,5062与其他类型的稳定剂(如Aro8、234、1577、3030以及PEP-Q)相比在减少C2-C4分解产物方面更有效(表2)。
实例A4.预成型件和瓶子中不同稳定剂对热分解产物和氧障壁的影响
除非另外说明,否则本发明的不同的经改性的障壁共聚酯-醚(参见以上表A1和A2)在氮气氛围下在110-120℃下干燥约24小时,与含有过渡金属催化剂的干燥基底树脂(来自实例A2的BP1)掺合,注射模制成预成型件并且进一步拉伸吹塑成瓶子(参见以下表A3)。障壁树脂与基底树脂的比率选择为5.0/95.0(重量/重量)。将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。测量这些瓶子的氧渗透率、颜色值以及浊度。接着将瓶子切割和粉末化(<0.1mm)以测定热副产物含量或障壁测量值(如测试程序中所描述)。出于较好可磨性的原因,在研磨预成型件中检测热分解产物并且在瓶子中测量障壁性能。
表A3
由以上表A3显而易见,式(I)的HALS化合物能够基本上降低最终产品(如预成型件和瓶子)中C2-C4分解产物的量。同时,最低限度地影响瓶子的氧障壁特性。相比之下,其他稳定剂不提供相同性能:Aro8不引起降解产物的类似减少并且还更加不利地影响障壁性能。PEP-Q在防止降解方面较差并且提供基本上恶化的障壁性能。最终,330已在625ppm添加含量下引起不良氧障壁特性。在相同浓度下,330还提供不良的针对降解的保护。
实例A5.HALS的量的影响
在随后的一系列测试中,连续降低本发明的HALS的浓度。如实例A4中所描述制备表A4中概述的以下样品:
表A4
如自以上表A4显而易见,本发明的HALS化合物在极低浓度下保持其性能。
实例A6.对苯二甲酸(PTA)-制备其它共聚酯-醚的方法
在氮气下将对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.15)装入到配备有冷凝器、回流柱以及搅拌器的反应器中。接着连续搅拌材料,加热到230℃的温度同时在水释放下经历酯化以形成低分子量酯化产物。随后,接着向反应混合物中添加不同分子量的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇)和以最终聚合物计不同重量%比率的聚(氧化四亚甲基)二醇与PTA/EG和330(CAS:1709-70-2,200ppm,以聚醚二醇的重量计)以及钛催化剂(Sachtleben Hombifast25ppmTi,以聚合物计)。将混合物转移到高压釜中。在30分钟时间范围内,压力降低到<0.3mm Hg而温度逐渐升到250℃。反应混合物在此温度下保持大约130min。在将产物挤出到冷冻水中之前10分钟,向反应器中装入氮气并且在反应器中向聚合物熔体中添加不同量的稳定剂。再搅拌混合物10分钟。在聚合物股冷却之后,用Scheer-bay粒化机将其粒化。
所制备的共聚酯-醚的组合物列于以下表A5和A6中。
表A5
表A6
实例A7.制备预成型件和瓶子
本发明的以上障壁共聚酯-醚(参见以上表A5和A6)在氮气氛围下在110-120℃下干燥约24小时,与干燥基底树脂(树脂2300K,购自英威达(INVISTA),或BP1,来自实例A2)以下文指示的量掺合并且注射模制成预成型件,其进一步拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。测量这些瓶子的氧渗透率。出于较好可磨性的原因,在研磨预成型件中检测热分解产物。
实例A8.变化实验
在第一系列中,制备使用Sb类树脂2300K、1400、COPE(35/65的比率,聚乙二醇/PTA-EG[重量/重量])以及HALS4050的预成型件和瓶子:
表A7
如自上表A7显而易见,与Ti类树脂相同,HALS的浓度可显著降低同时仍提供良好的针对降解的保护。Sb类树脂系统的障壁性能仍可接受。
接着,制备使用Sb类树脂2300K、1400、COPE(35/65的比率,聚乙二醇/PTA-EG[重量/重量])以及HALS4050的预成型件和瓶子。然而,此时,最终组合物中的Terathane的量基本上增加:
表A8
如自上表显而易见,HALS在于最终掺合物中7重量%的极高terathane浓度下也显著减少C2-C4分解产物。因为Terathane是C2-C4分解产物的来源,以上结果表示HALS的极良好性能。Sb类树脂系统的障壁性能仍可接受。
在另一测试系列中,研究HALS是否能够减少除Terathane 1400以外的其它分子量的分解产物。制备使用Sb类树脂2300K、650和2000、COPE(35/65的比率,聚乙二醇/PTA-EG[重量/重量])以及HALS4050的预成型件和瓶子:
表A9
如自上表显而易见,HALS同样能够减少不同重量的来自聚醚的C2-C4分解产物。在650g/mol的低分子量下,聚醚具有降低但仍可接受的氧障壁特性。在2000g/mol的高分子量下,聚醚对Sb类系统仍具有极佳的氧障壁特性。
在随后的测试系列中,颠倒共聚酯-醚中聚酯与聚醚的比率。制备使用Sb类树脂2300K、1400、COPE(70/30的比率,代替35/65,聚乙二醇/PTA-EG[重量/重量])以及HALS4050的预成型件和瓶子:
表A10
如自上表显而易见,与共聚酯-醚中聚醚与聚酯的比率无关,HALS能够降低C2-C4分解产物同时保持良好障壁特性。即使在15,000ppm的极高负载下,HALS提供令人满意的障壁特性和少量分解产物(鉴于7重量%的高聚醚浓度)。此外,上表显示即使在14重量%的极高聚醚浓度下,HALS仍提供良好障壁特性和少量分解产物(鉴于14重量%的高聚醚浓度)。
在另一测试试验中,HALS的结构变化。制备使用Ti类树脂BPl、1400、COPE(35/65的比率,聚乙二醇/PTA-EG[重量/重量])和HALS4050和5050以及5062的预成型件和瓶子:
表A11
如自上表显而易见,不同浓度的不同HALS衍生物同样能够提供极佳障壁特性和少量分解产物(鉴于高聚醚负载)。
第二方面
实例B1.基底聚酯的一般合成
自Invista Resin&Fibers GmbH获得或使用连续法制备基底树脂:将对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(以最终聚合物计3.05重量%)以及二醇(二醇(EG)略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.08)的浆料连续装入一级酯化反应器中。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水释放下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着将催化剂-二醇溶液添加到反应混合物中并且聚缩合、消除二醇在减压下在260-280℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,而经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将其它二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。取决于所需基底树脂,稍后将不同浓度的氧化催化剂共硬脂酸盐(CAS:1002-88-6)(参见以下表B1)以熔体形式添加到反应混合物中,不久之后聚合物熔体经反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴中。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
所得聚合物芯片在160℃下结晶约4小时,固体在真空中在230℃的温度下静置约7小时达到所需固有粘度值(约IV值:0.860dl/g)并且接着冷却到环境温度。
合成树脂组合物以及固态树脂的固有粘度的概述阐述于表B1中。
表B1
1市售1101树脂,自Invista Resin&Fibers GmbH获得
2 Hombifast HS06
3Sb2O3
实例B2.合成共聚酯-醚-COPE(CP)障壁树脂(障壁R1-4)
使用连续聚合方法制备共聚酯-醚:将对苯二甲酸和二醇的浆料(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.15)连续装入一级酯化反应器。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水消除作用下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着将钛催化剂(Sachtleben Hombifast以最终聚合物计12ppm Ti)和以最终聚合物重量计的不同量的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇,具有1400克/摩尔的数目平均分子量,用200ppm330稳定,CAS:1709-70-2)添加到反应混合物中。添加的聚醚二醇的量指示在以下表B2中。聚缩合、消除二醇在减压下在250-260℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,其中经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。所需聚合物熔体经反应器释放泵流入填充有去离子水的冷却浴中。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
最终共聚酯-醚的组成以及树脂的固有粘度显示于以下表B2中。
表B2
1PTA/EG摩尔比<1∶1.15
实例B3.合成稳定共聚酯-醚-COPE障壁树脂(障壁R5)
经由稍后添加来合成具有某一添加剂封装的聚醚二醇(MN-1400g/mol)/PTA-EG共聚物:对苯二甲酸、乙二醇(摩尔比PTA/EG摩尔比<1∶1.15)、以最终聚合物重量计43wt%的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇,具有1400克/摩尔的数目平均分子量,用200ppm330稳定)以及催化剂溶液(Hombifast HS06,以最终聚合物计17ppm钛)在如上文所描述的连续聚合过程条件下聚合(参见实例B2)。将2500ppm N,N′-双甲酰基-N,N′-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-己-亚甲基二胺(4050,CAS:124172-53-8)、2500ppm 2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(Aro8,CAS:1843-05-6)以及200ppm四(2,4-二-叔丁基苯基)-1,1-联苯-4,4′-二基双亚膦酸二酯(PEP-Q,CAS:38613-77-3)以熔体形式添加到反应混合物中,不久之后聚合物熔体经反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴中。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。最终稳定共聚酯-醚障壁树脂R5的固有粘度是0.855dl/g。
实例B4.预成型件和瓶子特性
不包括氧化催化剂的障壁树脂和基底树脂的氧障壁特性
在以下实例中,出于比较目的而检验通过使用钛类和锑类聚缩合催化剂制备的基底树脂的氧障壁特性。
将如表B1中指示的不含氧化催化剂的基底树脂与自Invista Resins&FibersGmbH获得的市售3500障壁树脂掺合,并且注射模制成预成型件。将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。测量氧渗透率。瓶子的组成以及56天内的平均氧侵入描绘于表B3中。
表B3
如自以上表B3显而易见,含有锑类聚缩合催化剂的基底树脂展示不显著的去活性氧活性(56天后818ppb)。钛类聚缩合催化剂也提供极差到可忽略的氧障壁特性(56天后742ppb)。
包括氧化催化剂的障壁树脂和基底树脂的氧障壁特性
将如表B1中指示的不同干燥和固态基底树脂与上文所描述的稳定障壁树脂R5(参见实例B3)掺合,并且注射模制成预成型件。将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。测量氧渗透率。瓶子的组成以及56天内的平均氧侵入描绘于表B4中。
表B4
如自以上表B4显而易见,使用钛化合物与过渡金属类氧化催化剂的组合基本上降低瓶子中的氧侵入(56天后分别是5l和32ppb)。此外,与锑类树脂相比,氧障壁基本上改进(分别是51对比310ppb和32对比141ppb)。鉴于钛聚缩合催化剂自身提供的极不佳到可忽略的氧障壁特性,改进基本上大于将预期的(参见以上不包括氧化催化剂的障壁树脂和基体树脂的氧障壁特性)。
组成不同的障壁树脂的氧障壁特性
将如表B1中指示的Ti类R3与如表B2中指示的不同障壁树脂掺合并且注射模制成预成型件。将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子,并且测量氧渗透率。瓶子的组成以及56天内的平均氧侵入描绘于表B5中。
表B5
如自以上表B5显而易见,在钛化合物存在下改变聚醚二醇/PTA-EG比率进一步改进氧障壁特性。存在改变聚醚二醇/PTA-EG比率(例如50∶50到10∶90)可改进氧障壁的趋势。
包括浓度不同的氧化催化剂的障壁树脂和基底树脂的氧障壁特性
将如表B1中指示的不同的干燥和固态基底树脂与障壁树脂障壁R5(参见实例B3)掺合并且注射模制成预成型件。将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。测量氧渗透率。瓶子的组成以及56天内的平均氧侵入描绘于表B6中。
表B6
如自以上表B6显而易见,瓶子树脂组合物中存在钛化合物可降低用于获得令人满意的氧障壁特性所需的钴氧化催化剂的量。
第三方面
实例C1.合成基底聚酯
自Invista Resin&Fibers GmbH获得或使用连续法制备基底树脂:将对苯二甲酸(PTA)、间苯二甲酸(以最终聚合物计3.05重量%)以及二醇(EG)(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.08)的浆料连续装入一级酯化反应器中。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水释放下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着将催化剂-二醇溶液添加到反应混合物中并且聚缩合、消除二醇在减压下在260-280℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,而经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将其它二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。稍后将氧化催化剂(75ppm钴,呈硬脂酸钴形式,CAS:1002-88-6)以熔体形式添加到反应混合物中,不久之后聚合物熔体经反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
所得聚合物芯片在160℃下结晶约4小时,固体在真空中在230℃的温度下静置约7小时达到所需固有粘度值(约IV值:0.860dl/g)并且接着冷却到环境温度。
合成树脂组合物以及固态树脂的固有粘度的概述阐述于表C1中。
表C1
12300K树脂,自Invista Resin&Fibers GmbH获得
2 Hombifast HS06
3Sb2O3
实例C2-障壁树脂的一般合成
使用连续聚合方法制备共聚酯-醚:将对苯二甲酸和二醇的浆料(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶115)连续装入一级酯化反应器。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水消除作用下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着将钛催化剂(Sachtleben Hombifast以最终聚合物计12ppm Ti)和以最终聚合物重量计的不同量的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇,具有1400克/摩尔的数目平均分子量,用200ppm330稳定,CAS:1709-70-2)添加到反应混合物中。添加的聚醚二醇的量指示在以下表C2中。聚缩合、消除二醇在减压下在250-260℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,其中经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。所需聚合物熔体经反应器释放泵流入填充有去离子水的冷却浴中。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
最终共聚酯-醚的组成以及树脂的固有粘度显示于以下表C2中。
表C2
1PTA/EG摩尔比<1∶1.15
实例C3-预成型件和瓶子特性
将如表C1中指示的Ti类R3与如表C2中指示的不同障壁树脂掺合并且注射模制成预成型件。将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子,并且测量氧渗透率。瓶子的组成以及56天内的平均氧侵入描绘于表C3中。
表C3
如自以上表C3以及图1显而易见,聚醚二醇/PTA-EG比率自30/70变化到10/90可降低在测试的含钛掺合物中以线性方式混合之后,在第一天观测到的氧侵入的峰。
第四方面
合成共聚酯-醚,分批法
实例D1和D2说明用于制备共聚酯-醚的分批法。如所属领域的技术人员理解,此实例中使用的不同组分的比例可视需要而变化。
实例D1.对苯二甲酸(PTA)-方法(样品1-6)
在氮气下将对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.15)装入到配备有冷凝器、回流柱以及搅拌器的反应器中。接着连续搅拌材料,加热到230℃的温度同时在水释放下经历酯化以形成低分子量酯化产物。随后,接着向反应混合物中添加如以下表D1中指示的不同分子量的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇)(以最终聚合物的50重量%的当量)和330(CAS:1709-70-2,以聚醚二醇的重量计200ppm)以及钛催化剂(Sachtleben Hombifast以聚合物计20ppmTi)。将混合物转移到高压釜中。在30分钟时间范围内,压力降低到<0.3mm Hg而温度逐渐升到250℃。反应混合物在此温度下保持约130分钟,接着用氮气对反应器略微加压,并且将产物挤入冷冻水中。在聚合物股冷却之后,用Scheer-bay粒化机将其粒化。
最终共聚酯-醚的组成以及热行为显示于以下表D1中。
表D1
实例D2.对苯二甲酸二甲酯(DMT)-方法(样品7-12)
在氮气下将对苯二甲酸二甲酯、摩尔过量的乙二醇(1∶2.1摩尔)以及作为酯交换催化剂的乙酸锌(50ppm Zn)装入配备有冷凝器、回流柱以及搅拌器的反应器中。在转酯化期间持续搅拌物质并且在大气压下加热到160-230℃的温度直到酯交换反应完成,如由去除的甲醇的量证实。接着将膦酰基乙酸三乙酯(33ppm P,CAS:867-13-0)、如以下表D2中指示的不同分子量的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇)(以最终聚合物的50重量%的当量)以及330(CAS:1709-70-2,以聚醚二醇重量%计200ppm)与作为聚缩合催化剂的钛酸四丁酯(20ppm Ti,杜邦(DuPont),USA)一起添加。将混合物转移到高压釜中。经90分钟的时间段,压力降低到<0.3mm Hg而温度逐渐升到250℃。反应混合物保持在此温度下直到达到所需熔融粘度,如由搅拌器安培数测量。用氮气对反应器略微加压并且将产物挤入冷冻水中。在聚合物股冷却之后,用Scheer-bay粒化机将其粒化。
最终共聚酯-醚的组成以及热行为显示于以下表D2中。
表D2
如自以上表D1和D2显而易见,共聚酯-醚的熔点(Tm)以线性方式取决于所用聚醚的分子量。
实例D3-合成起始物质,连续聚合方法
使用连续聚合方法制备共聚酯-醚:将对苯二甲酸和二醇的浆料(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.15)连续装入一级酯化反应器中。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水消除作用下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着向反应混合物中添加钛催化剂和以最终聚合物重量计不同量的聚(氧化四亚甲基)二醇(聚醚二醇,具有1400克/摩尔的数目平均分子量,用200ppm330稳定)。所添加的聚醚二醇的量和所使用的钛催化剂的类型指示于以下表D3中。聚缩合、消除二醇在减压下在250-260℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,其中经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。所需聚合物熔体经反应器释放泵流入填充有去离子水的冷却浴中。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
最终共聚酯-醚的组成以及热行为显示于以下表D3中。
表D3
1PTA/EG比率:<1∶1.15
2 Hombifast HS06-Ti类催化剂
3TBT-钛酸四丁酯,杜邦,USA
如以上表D3中展现,两种类型的聚酯-醚共聚物(样品13-17和19-22)的熔点(Tm)均以线性方式取决于聚醚片段与聚酯片段的重量比。
实例D4.其它共聚酯-酯
除了使用25ppm Ti(Sachtleben Hombifast)以外,根据以上在实例D1中描述的方法制备其它样品24-34。最终共聚酯-醚的组成以及热行为显示于以下表D4中。
表D4
自样品24-33,尤其样品25-29显而易见,共聚酯-醚的熔点(Tm)以线性方式取决于共聚酯-醚中所使用的聚醚的量。
实例D5-由障壁/基底树脂掺合物制备预成型件/瓶子:物理特性和分层以及障壁行为
合成基底聚酯(BP1)
使用连续法制备基底树脂:将对苯二甲酸、间苯二甲酸(以最终聚合物计3.05wt%)以及二醇的浆料(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.08)连续装入一级酯化反应器。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水释放下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着向反应混合物中添加钛催化剂(Sachtleben HombifastHS06,以最终聚合物计7ppm Ti)并且聚缩合、消除二醇在减压下在260-280℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,而经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将其它二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。稍后将氧化催化剂(75ppm钴,呈硬脂酸钴形式,CAS:1002-88-6)以熔体形式添加到反应混合物中,不久之后聚合物熔体经反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
所得聚合物芯片在160℃下结晶约4小时,固体在真空中在230℃的温度下静置约7小时达到所需固有粘度值(约IV值:0.860dl/g)并且接着冷却到环境温度。
预成型件/瓶子
将如以下表D5中指示的障壁树脂干燥并且以不同量(2到10wt%)与干燥的基底聚酯树脂(BPl)掺合,并且注射模制成预成型件。将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。测量这些瓶子的氧渗透率、颜色值以及浊度。
预成型件和瓶子的组成以及物理特性描绘于表D5中。表D5进一步显示可获得的分层行为。
表D5
1PTA/EG比率<1∶1.15
2第一分层测试,+++:极佳,未检测到分层;++:极良好,几乎未检测到分层;+:良好:在一些瓶子中检测到一些分层;0:不良,在大部分瓶子中检测到分层
3市售树脂3500障壁树脂
属于本发明的范围内的那些瓶子(由样品13、14以及16获得的瓶子/预成型件I、II以及III)在其分层行为方面基本上优于范围外的类似样品(由样品24获得的样品IV)。属于本发明的范围内的瓶子具有极佳障壁特性。
实例D6-由障壁/基底树脂掺合物制备预成型件/瓶子:分层特性
将实例D4中制备的样品24-33干燥并且以不同量与干燥的基底聚酯树脂(树脂2300K,可自英威达获得,熔点244.5℃)掺合以获得1或7重量%的最终聚醚浓度,并且注射模制成预成型件。根据先前描述的程序,将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。瓶子组成指示于以下表D6中:
表D6
根据第二分层测试来测试由样品34到45制备的瓶子的分层。所有瓶子与由比较参考样品23制备的瓶子相比显示改进的分层(亦即较低的总分层瓶子数目)。
实例D7.由障壁/基底树脂掺合物制备预成型件/瓶子:分层特性
将实例D4中制备的共聚酯-醚的样品干燥并且以不同量与干燥的基底聚酯树脂(树脂2300K,可自英威达获得,溶点244.5℃)掺合以获得1重量%的最终聚醚浓度,并且注射模制成预成型件。根据先前描述的程序,将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。瓶子组成指示于以下表D7中。根据第三分层测试来测试所制备的瓶子的分层。
表D7
上表展现根据本发明制备的瓶子显示低分层量。此外,上述实例中的分层减少,并且基底树脂与共聚酯-醚的熔点之间的温度差降低。
实例D8.由障壁/基底树脂掺合物制备预成型件/瓶子:分层特性
为了比较基底树脂对分层性能的影响,制备以下基底树脂组合物,其如同树脂2300K基底树脂,包含83ppm钴作为氧化催化剂。
表D8
聚酯 催化剂 Co[ppm] 基底树脂的Tm(℃)
7090 Ti 83 225℃
T94N Sb 83 240.9℃
1101 Sb 83 245.7℃
BRC Ti 83 242℃
2300K Sb 83 244.5℃
树脂7090、T94N以及1101可购自英威达。树脂BRC如下在实例D9-D10中制备。
实例D9.合成基底聚酯(BRC)
使用连续法制备基底树脂BRC:将对苯二甲酸、间苯二甲酸(以最终聚合物计3.05wt%)以及二醇的浆料(二醇略微摩尔过量,PTA/EG摩尔比<1∶1.08)连续装入一级酯化反应器。通过流动测量装置控制添加到一级酯化反应器中的浆料的量。在一级酯化反应器中,对苯二甲酸和二醇在水释放下在250-260℃和2-4巴过量压力下反应。接着将所得低分子量酯化产物转移(经由泵)到另一反应器(二级酯化器)中。接着向反应混合物中添加钛催化剂(Sachtleben Hombifast以最终聚合物计7ppm Ti)并且聚缩合、消除二醇在减压下在260-280℃下开始。再次通过流动测量装置控制反应混合物(预缩合物)的停留时间。接着在两个下游反应器中连续释放预缩合物,而经由各反应器中反应混合物的含量控制停留时间。在两个反应容器中,在升高的温度和减压下将其它二醇蒸馏出反应混合物直到获得所需聚合度。聚合物熔体经反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴中。在聚合物股冷却之后,用Pell-tec粒化机将其粒化。
所得聚合物芯片在160℃下结晶约4小时,固体在真空中在230℃的温度下静置约7小时达到所需固有粘度值(约IV值:0.860dl/g)并且接着冷却到环境温度。
实例D10-混合基底树脂与催化剂
将不同的上述基底树脂(除2300K以外)用于混合。在挤压之前,基底树脂在真空下在160℃下干燥5小时以去除残余湿气。接着将基底树脂添加到由Leistritz AG制造的交错、共旋转、双螺杆挤压机中。氧化催化剂(呈硬脂酸钴形式的83ppm钴,CAS:1002-88-6)经由侧添加泵以熔体形式添加到熔融聚合物中并且接着进一步挤压反应混合物,随后聚合物熔体经由反应器释放泵流入具有去离子水的冷却浴中。实验期间使用的过程条件描述于下文中:
·挤压机类型:(Leistritz Micro 27 36D),共旋转,挤压机螺钉直径27mm,螺钉长度与直径比率(L∶D)比率是36∶1
·操作条件:T0冷却水温度/T1 240℃/T2 258℃/T3 262/T4-T5 268℃/T6-T8273℃/T9269℃
·除气区域中无真空度
·聚合物流动速率8kg/h
·颗粒类型:圆柱形,长度3mm并且直径2mm
实例D11-预成型件和瓶子
将实例D4中制备的共聚酯-醚的样品干燥并且与以上实例D10中制备的聚酯基底树脂组合物或树脂2300K掺合使得获得1重量%的最终聚醚浓度。将掺合物注射模制成预成型件。根据先前描述的程序,将预成型件拉伸吹塑成500mL、28g瓶子。瓶子组成指示于以下表D9中。根据第三分层测试来测试所制备的瓶子的分层:
表D9
上表展现根据本发明但使用不同聚酯基底树脂制备的瓶子确实可提供类似性能。
本申请要求2013年12月20日提交的EP 13199102.8、2013年12月20日提交的EP13199112.7、2013年12月20日提交的EP 13199125.9、2013年12月20日提交的EP13199131.7、2014年10月27日提交的USSN 62/069236、2014年10月27日提交的USSN62/069239、2014年10月27日提交的USSN 62/069252以及2014年10月27日提交的USSN 62/069258的优先权益,其中的每一个以全文引用的方式并入本文中。
尽管已结合本发明的特定实施例描述本发明,但应理解,所属领域的技术人员将根据先前描述显而易见多种替代方式、修改以及变化。因此,意欲涵盖所有属于随附实施例的精神和范围内的此类替代方式、修改以及变化。
实施例
第一方面
1.一种用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-98.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在;
c)过渡金属类氧化催化剂;以及
d)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈15-10,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
2.根据实施例1所述的组合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段。
3.根据实施例1或2所述的组合物,其中所述聚醚片段的数目平均分子量是约200到约5000g/mol,优选地约600到约2500g/mol。
4.根据实施例1到3中任一实施例所述的组合物,其中所述聚醚片段以约20到约40wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
5.根据实施例1到4中任一实施例所述的组合物,其中所述共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段。
6.根据实施例1到5中任一实施例所述的组合物,其中所述HALS是单体HALS,优选地具有400g/mol或更多的分子量。
7.根据实施例1到5中任一实施例所述的组合物,其中所述HALS是寡聚或聚合HALS。
8.根据实施例7所述的组合物,其中所述HALS是包含一个或多个具有所述式(I)的部分的寡聚或聚合HALS,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H或C1-C4烷基,并且R3表示所述寡聚或聚合HALS的另一部分。
9.根据实施例l到8中任一实施例所述的组合物,其中所述HALS以约20到约2500ppm的量存在。
10.根据实施例1到9中任一实施例所述的组合物,其中过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
11.根据实施例1到10中任一实施例所述的组合物,其中所述共聚酯-醚和/或所述聚酯使用钛类聚缩合催化剂产生。
12.根据实施例11所述的组合物,其中钛金属与HALS的重量比是1∶2到1∶500。
13.根据实施例1到12中任一实施例所述的组合物,其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以约15到约400ppm的量存在。
14.根据实施例1到13中任一实施例所述的组合物,其中所述组合物中所述一个或多个聚醚片段与基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是约0.2到约10wt%。
15.一种用于制备物件、预成型件或容器的母体混合物,其包含:
a)共聚酯-醚,
其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在;和
b)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈100-30,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
16.根据实施例15所述的母体混合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段。
17.根据实施例15或16所述的母体混合物,其中所述聚醚片段的数目平均分子量是约200到约5000g/mol,优选地约600到约2500g/mol。
18.根据实施例15到16中任一实施例所述的母体混合物,其中所述聚醚片段以约20到约40wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
19.根据实施例15到18中任一实施例所述的母体混合物,其中所述共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段。
20.根据实施例15到19中任一实施例所述的母体混合物,其中所述HALS是单体HALS,优选地具有400g/mol或更多的分子量。
21.根据实施例15到19中任一实施例所述的母体混合物,其中所述HALS是寡聚或聚合HALS。
22.根据实施例21所述的母体混合物,其中所述HALS是包含一个或多个具有所述式(I)的部分的寡聚或聚合HALS,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H或C1-C4烷基,并且R3表示所述寡聚或聚合HALS的另一部分。
23.根据实施例15到22中任一实施例所述的母体混合物,其中所述HALS以约250到约10,000ppm的量存在。
24.根据实施例15到23中任一实施例所述的母体混合物,其中所述共聚酯使用钛类聚缩合催化剂制备。
25.根据实施例15到23中任一实施例所述的母体混合物,其进一步包含钛化合物。
26.根据实施例24或25所述的母体混合物,其中钛金属与HALS的重量比是1∶2到1∶500。
27.根据实施例1到26中任一实施例所述的母体混合物或组合物,其中所述过渡金属类氧化催化剂与所述HALS的重量比是100∶1到1∶50。
28.一种物件、预成型件或容器,其由根据实施例1到27中任一实施例所述的组合物制备。
29.一种制备用于制备物件、预成型件或容器的母体混合物的方法,其包含混合共聚酯-醚与单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以约5到约95wt%的量存在于所述共聚酯-醚中,所述单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂的量以所述全部组合物中所述稳定剂的重量计是100-30,000ppm,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
30.一种制备用于制备物件、预成型件或容器的组合物的方法,其包含混合80-98.5重量份的基底聚酯与以下:
a)0.5-20重量份共聚酯-醚,
其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在;
b)过渡金属类氧化催化剂;以及
c)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈15-10,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
31.一种单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS)的用途,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分;其用于降低包含以下的物件、预成型件或容器中分解产物的量:80-98.5重量份基底聚酯;0.5-20重量份共聚酯-醚,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5至约95wt%的量存在;以及过渡金属类氧化催化剂。
第二方面
1.一种用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段;
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物,
其中以过渡金属和钛的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂与所述钛化合物的重量比是50∶1到1∶1。
2.根据实施例1所述的组合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段。
3.根据实施例1或2所述的组合物,其中所述聚醚片段的数目平均分子量是约200到约5000g/mol,优选地约600到约2500g/mol。
4.根据实施例1到3中任一实施例所述的组合物,其中所述全部组合物中钛的量低于所述全部组合物中所述过渡金属类氧化催化剂中的过渡金属的量。
5.根据实施例1到4中任一实施例所述的组合物,其中以所述全部组合物中钛的重量计,所述钛化合物以5到20ppm的量存在,并且其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以30到200ppm的量存在。
6.根据实施例1到5中任一实施例所述的组合物,其中所述全部组合物中钛的量在3与15ppm之间。
7.根据实施例1到6中任一实施例所述的组合物,其中所述钛化合物是聚缩合和/或转酯化催化剂。
8.根据实施例1到7中任一实施例所述的组合物,其中过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
9.根据实施例1到8中任一实施例所述的组合物,其中所述共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段。
10.根据实施例1到9中任一实施例所述的组合物,其中所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯。
11.一种用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含可任选地呈掺合物形式的两种母体混合物:
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c)钛化合物,其中以第一母体混合物中的钛的重量计,钛化合物以约5到约500ppm的量存在;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
12.根据实施例11所述的部件试剂盒,其中所述部件试剂盒经封装用于储存。
13.根据实施例11或12所述的部件试剂盒,其中以第一母体混合物中过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以500-15000ppm的量存在。
14.根据实施例11到13中任一实施例所述的部件试剂盒,其中所述第二母体混合物包含选自由以下组成的群组的抗氧化剂:受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂、亚磷酸盐以及受阻胺光稳定剂。
15.根据实施例11到14中任一实施例所述的部件试剂盒,其中以过渡金属和钛的重量计,所述第一母体混合物中所述过渡金属类氧化催化剂与所述钛化合物的重量比是5∶1到500∶1。
16.根据实施例11到15中任一实施例所述的部件试剂盒,其中所述第一母体混合物中的所述过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
17.根据实施例11到16中任一实施例所述的部件试剂盒,其中所述第二母体混合物包含钛化合物。
18.一种物件、预成型件或容器,其由根据实施例1到17中任一实施例所述的组合物或部件试剂盒制备。
19.一种制备用于制备物件、预成型件或容器的组合物的方法,其包含混合以下:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段;
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物;
其中以过渡金属和钛的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂与所述钛化合物的重量比是50∶1到1∶1。
20.一种用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒的制备方法,其包含组合两种母体混合物,
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c)钛化合物,其中以第一母体混合物中的钛的重量计,钛化合物以约5到约500ppm的量存在;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
第三方面
1.一种用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
b1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,和
b2)其中所述一个或多个聚醚片段以5到45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中;
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物。
2.根据实施例1所述的组合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段。
3.根据实施例1或2所述的组合物,其中所述聚醚片段的数目平均分子量是约200到约5000g/mol,优选地约600到2500g/mol。
4.根据实施例1到3中任一实施例所述的组合物,其中所述聚醚片段以10到40wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
5.根据实施例4所述的组合物,其中聚醚片段以20到35wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
6.根据实施例1到5中任一实施例所述的组合物,其中所述共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段。
7.根据实施例1到6中任一实施例所述的组合物,其中所述全部组合物中钛的量低于所述全部组合物中所述过渡金属类氧化催化剂中的过渡金属的量。
8.根据实施例1到7中任一实施例所述的组合物,其中以所述全部组合物中钛的重量计,所述钛化合物以5到20ppm的量存在,并且其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以30到200ppm的量存在。
9.根据实施例1到8中任一实施例所述的组合物,其中所述钛化合物是聚缩合和/或转酯化催化剂。
10.根据实施例1到9中任一实施例所述的组合物,其中过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
11.根据实施例1到10中任一实施例所述的组合物,其中所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯。
12.一种用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含可任选地呈掺合物形式的两种母体混合物:
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,并且其中以第一母体混合物中的过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以500-15000ppm的量存在,
c)钛化合物;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚,
d1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以5和45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
13.根据实施例12所述的部件试剂盒,其中所述部件试剂盒经封装用于储存。
14,根据实施例12或13所述的部件试剂盒,其中以所述第一母体混合物中钛的重量计,所述钛化合物以约5到约500ppm的量存在。
15,根据实施例12到14中任一实施例所述的部件试剂盒,其中以第一母体混合物中过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以1000-10000ppm的量存在。
16.根据实施例12到15中任一实施例所述的部件试剂盒,其中所述第二母体混合物包含选自由以下组成的群组的抗氧化剂:受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂、亚磷酸盐以及受阻胺光稳定剂。
17.根据实施例12到16中任一实施例所述的部件试剂盒,其中以过渡金属和钛的重量计,所述第一母体混合物中所述过渡金属类氧化催化剂与所述钛化合物的重量比是5∶1到500∶1。
18.根据实施例12到17中任一实施例所述的部件试剂盒,其中所述第一母体混合物中的所述过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
19.根据实施例12到18中任一实施例所述的部件试剂盒,其中所述第二母体混合物包含钛化合物。
20.一种物件、预成型件或容器,其由根据实施例1到19中任一实施例所述的组合物或部件试剂盒制备。
21.一种制备用于制备物件、预成型件或容器的组合物的方法,其包含混合以下:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
b1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,和
b2)其中所述一个或多个聚醚片段以5到45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中;
c)过渡金属类氧化催化剂,
c1)其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,和
c2)其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以10-500ppm的量存在;以及
d)钛化合物。
22.一种用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒的制备方法,其包含组合两种母体混合物,
第一母体混合物包含:
a)基底聚酯,
b)过渡金属类氧化催化剂,其中过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍,并且其中以第一母体混合物中的过渡金属的重量计,过渡金属类氧化催化剂以500-15000ppm的量存在,
c)钛化合物;和
第二母体混合物包含:
d)共聚酯-醚,
d1)其中共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,和
d2)其中所述一个或多个聚醚片段以5和45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中;和任选地
e)一种或多种抗氧化剂。
第四方面
1.一种用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-99.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约45wt%的量存在;和
c)过渡金属类氧化催化剂;
其中根据ASTM D 3418-97测定,所述基底聚酯与所述共聚酯-醚之间的熔点差低于15℃。
2.根据实施例1所述的组合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段。
3.根据实施例1或2所述的组合物,其中所述聚醚片段的数目平均分子量是约200到约5000g/mol,优选地约600到约2500g/mol。
4.根据实施例1到3中任一实施例所述的组合物,其中所述聚醚片段以约20到约35wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
5.根据实施例1到4中任一实施例所述的组合物,其中所述共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段。
6.根据实施例1到5中任一实施例所述的组合物,其中所述基底聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯或其共聚物并且具有根据ASTM D 3418-97测定的约240℃到约250℃的熔点。
7.根据实施例1到6中任一实施例所述的组合物,其中根据ASTM D 3418-97测定,所述基底聚酯与所述共聚酯-醚之间的熔点差小于约8℃。
8.根据实施例1到7中任一实施例所述的组合物,其中过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
9.根据实施例1到8中任一实施例所述的组合物,其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以约10到约500ppm的量存在。
10.根据实施例1到9中任一实施例所述的组合物,其中所述组合物中所述一个或多个聚醚片段与基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是约0.2到约10wt%。
11.一种物件、预成型件或容器,其包含根据实施例1到10中任一实施例所述的组合物或由其制备。
12.一种用于制备物件、预成型件或容器的母体混合物,其包含:
a)共聚酯-醚,
a1)其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段和一个或多个直链或分支链聚(C2-C6亚烷基二醇)片段,和
a2)其中所述一个或多个聚醚片段以约5到约45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中,和
a3)其中根据ASTM D 3418-97测定,所述共聚酯-醚的熔点是约225℃到约250℃;和
b)以所述一个或多个直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段的重量计,20-5000ppm的一种或多种选自由以下组成的群组的抗氧化剂:受阻酚、二苯甲酮、硫类抗氧化剂、亚磷酸酯以及受阻胺光稳定剂。
13.根据实施例12所述的母体混合物,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚(丁二醇)或聚(丙二醇)片段,其中所述一个或多个聚(丁二醇)或聚(丙二醇)片段以约20到35wt%的量存在于所述共聚酯-醚中,并且其中根据ASTM D 3418-97测定,所述共聚酯-醚的所述熔点是约225℃到约250℃。
14.根据实施例12或13所述的母体混合物,其中所述聚(C2-C6亚烷基二醇)片段的数目平均分子量是约600到约2500g/mol,优选地约600到约1800g/mol。
15.一种共聚酯-醚,其包含一个或多个聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚合物片段和一个或聚(丁二醇)或聚(丙二醇)片段,其中所述一个或多个聚(丁二醇)或聚(丙二醇)片段以约20到约35wt%的量存在于所述共聚酯-醚中;并且具有根据ASTM D 3418-97测定的约225℃到约250℃的熔点。
16.根据实施例15所述的共聚酯-醚,其中所述聚(丁二醇)或聚(丙二醇)片段的数目平均分子量是约600到约1800g/mol。
17.一种制备物件、预成型件或容器的方法,其中将80-99.5重量份基底聚酯与以下掺合:
a)0.5-20重量份共聚酯-醚,
其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约45wt%的量存在,和
b)过渡金属类氧化催化剂;
其中根据ASTM D 3418-97测定,所述基底聚酯与所述共聚酯-醚之间的熔点差低于15℃。
18.一种用于制备物件、预成型件或容器的共聚酯-醚的用途,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以约5到约45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中,并且其中根据ASTM D 3418-97测定,所述共聚酯-醚的熔点是约225℃到约250℃;所述共聚酯-醚用于制备物件、预成型件或容器。
19.一种共聚酯-醚的用途,其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以约5到约45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中,并且其中根据ASTM D 3418-97测定,所述共聚酯-醚的熔点是约225℃到约250℃;所述共聚酯-醚用于制备包含所述共聚酯-醚和使用所述共聚酯-醚制备物件、预成型件或容器的物理或电子说明或建议的部件试剂盒。

Claims (35)

1.一种用于制备物件、预成型件或容器的组合物,其包含:
a)80-98.5重量份基底聚酯;
b)0.5-20重量份共聚酯-醚,
其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在;
c)过渡金属类氧化催化剂;以及
d)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈15-10,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基,或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述聚醚片段的数目平均分子量是约200到约5000g/mol,优选地约600到约2500g/mol。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的组合物,其中所述聚醚片段以约15到约45wt%,尤其约20到约40wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的组合物,其中所述共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的组合物,其中所述HALS是单体HALS,优选地具有400g/mol或更多的分子量。
7.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的组合物,其中所述HALS是寡聚或聚合HALS。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中所述HALS是包含一个或多个具有所述式(I)的部分的寡聚或聚合HALS,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H或C1-C4烷基,并且R3表示所述寡聚或聚合HALS的另一部分。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的组合物,其中所述HALS以约20到约2500ppm的量存在。
10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的组合物,其中过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的组合物,其中以所述全部组合物中的所述过渡金属的重量计,所述过渡金属类氧化催化剂以约15到约400ppm的量存在。
12.根据权利要求1到11中任一权利要求所述的组合物,其中所述组合物中所述一个或多个聚醚片段与基底聚酯和聚酯片段的总量的重量比是约0.2到约10wt%。
13.一种制备根据权利要求1到11中任一权利要求所述的组合物的方法,其包含混合基底聚酯与以下:
a)0.5-20重量份共聚酯-醚;
b)过渡金属类氧化催化剂;以及
c)HALS,以所述全部组合物中稳定剂的重量计,其呈15-10,000ppm的量。
14.一种用于制备物件、预成型件或容器的母体混合物,其包含:
a)共聚酯-醚,
其中所述共聚酯-醚包含一个或多个聚酯片段和一个或多个聚醚片段,其中所述一个或多个聚醚片段以所述共聚酯-醚的约5到约95wt%的量存在;和
b)单体、寡聚或聚合受阻胺光稳定剂(HALS),以所述全部组合物中的所述稳定剂的重量计,其呈100-30,000ppm的量,其中所述HALS由式(I)或式(I)化合物的混合物表示,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H、C1-C4烷基、OH、O-C1-C4烷基或寡聚或聚合HALS的另一部分,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分;其中所述母体混合物不含呈超过所述全部母体混合物的0.6wt%的量的无机颜料,并且其中所述母体混合物不含呈超过所述全部母体混合物的1.2wt%的量的碳黑。
15.根据权利要求14所述的母体混合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(C2-C6-亚烷基二醇)片段。
16.根据权利要求14所述的母体混合物,其中所述聚醚片段是直链或分支链聚(丙二醇)或直链或分支链聚(丁二醇)片段。
17.根据权利要求14到16中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述聚醚片段的数目平均分子量是200到约5000g/mol,优选地约600到约2500g/mol。
18.根据权利要求14到17中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述聚醚片段以约15到约45wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
19.根据权利要求14到18中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述聚醚片段以约20到约40wt%的量存在于所述共聚酯-醚中。
20.根据权利要求14到19中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述共聚酯-醚包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(共)聚酯片段。
21.根据权利要求14到20中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述HALS是单体HALS,优选地具有400g/mol或更多的分子量。
22.根据权利要求14到20中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述HALS是寡聚或聚合HALS。
23.根据权利要求14到20所述的母体混合物,其中所述HALS是包含一个或多个具有所述式(I)的部分的寡聚或聚合HALS,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,R2表示H或C1-C4烷基,并且R3表示所述寡聚或聚合HALS的另一部分。
24.根据权利要求14到23中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述HALS以约250到约10,000ppm的量存在。
25.根据权利要求14到24中任一权利要求所述的母体混合物,其中所述共聚酯使用钛类聚缩合催化剂制备。
26.根据权利要求14到24中任一权利要求所述的母体混合物,其进一步包含钛化合物。
27.根据权利要求25或26所述的母体混合物,其中钛金属与HALS的重量比是1∶2到1∶500。
28.根据权利要求1到27中任一权利要求所述的母体混合物或组合物,其中所述过渡金属类氧化催化剂与所述HALS的所述重量比是100∶1到1∶50。
29.一种制备根据权利要求14到28中任一权利要求所述的母体混合物的方法,其包含混合共聚酯-醚与HALS。
30.一种用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含两种可任选地呈掺合物形式的母体混合物,其中所述两种母体混合物中的第二种是根据权利要求14到28中任一权利要求所述的母体混合物。
31.根据权利要求30所述的部件试剂盒,其中所述两种母体混合物中的第一种包含:
a)作为主要母体混合物组分的聚酯,和
b)过渡金属类氧化催化剂,其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍;和
32.一种用于制备物件、预成型件或容器的部件试剂盒,其包含两种可任选地呈掺合物形式的母体混合物:
第一母体混合物包含:
a)作为主要母体混合物组分的聚酯,和
b)过渡金属类氧化催化剂,其中所述过渡金属选自钴、锰、铜、铬、锌、铁以及镍;和
第二母体混合物包含:
d)作为主要母体混合物组分的共聚酯-醚;和
e)HALS,优选地式(I)的HALS,
其中各R1独立地表示C1-C4烷基,尤其甲基,R2表示H或C1-C4烷基,尤其H,并且R3表示单体、寡聚或聚合HALS的另一部分。
33.根据权利要求30到32中任一权利要求所述的部件试剂盒,其中所述第一母体混合物中的所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
34.根据权利要求30到33中任一权利要求所述的部件试剂盒,其中所述过渡金属类氧化催化剂是钴化合物。
35.根据权利要求34所述的部件试剂盒,其中所述钴化合物是C8-C20羧酸钴。
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