CN1300224C - 生产聚酰胺纳米复合材料的方法,相应的包装材料和模塑体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产聚酰胺纳米复合材料的方法,该复合材料由含有芳香族组分的基料聚合物和有机改性的页硅酸盐在带有前加料器和侧加料器的双螺杆挤出机中制造,所述方法的特征在于:将8-15重量%基料聚合物粒料(A)部分以计量方式加入双螺杆挤出机的前加料器中,将所述基料聚合物粒料的主要部分(B)通过双螺杆挤出机的侧加料器进料,将2-8重量%有机改性的页硅酸盐以计量方式加入到基料聚合物粒料(A)部分的熔体中,因此,此重量%比关系到最终或成品聚酰胺纳米复合材料。按照本发明,可用所述方法生产具有UV吸收强及气体和香味屏障效应改善的包装或封装材料。而且,本发明还揭示了借助所述方法生产的相应封装件、模塑体及其应用。
Description
相关的专利申请
本专利申请要求国际申请No.PCT/CH03/00077(2003年1月30日提交)的优先权,后者又要求国际申请No.PCT/CH02/00052(2002年1月30日提交)的优先权。这两个国际申请的全部内容都引入本申请作为参考。
技术背景
本发明涉及从聚酰胺和页硅酸盐生产按权利要求1前序部分所述聚酰胺纳米复合材料的方法。按照本发明方法生产的聚酰胺纳米复合材料可用来制造透明的包装或封装用具,特别是UV吸收强及气体和香味屏障效应改善的包装用具。而且,按照本发明生产的聚酰胺纳米复合材料还提供了制造模塑体、中空体、半精加工产品、板材、管材等的可能性,即使这些物体具有较大的厚度或壁厚度。
在塑料领域,纳米复合材料被理解为在聚合物基质中包含细分散的页硅酸盐如粘土矿物质的聚合物配方。相关的方面是,页硅酸盐被剥离成单层,即它们被剥开然后分散。这种纳米复合材料的性质已经在许多专利说明书和特殊出版物中加以叙述。已知,细分散的粘土矿物质或页硅酸盐能提供具有改良性质(如机械强度增强、对氧气和二氧化碳的屏障性质改善,等等的复合材料)。通过细分散的粘土矿物质改良聚合物基质的性质已经在例如美国专利US 4,739,007和US4,810,734中较详细地叙述。
纳米复合材料也已经进入包装领域。片状剥落的粘土矿物质在包装膜中确保了对气体分子(如氧、二氧化碳、或芳香化合物)透过包装材料扩散的阻碍作用。本领域中存在的问题
多年以来,聚酰胺在包装领域已经确立了作为优选的热塑性聚合物材料的地位。其主要原因之一在于这一类材料的性能特点,如由聚酰胺制成的包装膜的对氧和二氧化碳的优秀的屏障作用、以及出色的机械性能。当使用脂肪族聚酰胺作为纳米复合材料的基质时,可能会观察到透明性的降低,因为这些纳米复合材料填充料能够增加脂肪族聚酰胺的结晶作用,它会强烈地损害这种产品的透明性。
在包装领域中一个理想的目标是,聚酰胺纳米复合材料作为多层膜的一部分,与其它聚合物(如聚烯烃)组合。由具有互相不利的粘合力的不同类型的聚合物构成的多层膜可通过合适的粘合层而彼此牢固地连接。这样的多层膜可用来制造各种各样的包装产品,如容器、瓶子、包袋、热模塑产品、管材,等等。这些产品可以是着色的、透光的或透明的。为了使这些各种各样的产品能够成功面市,它们面对消费者的表现起着越来越大的作用。为了让消费者能够看见包装里面包的是什么东西,透明性就具有决定性的重要性。许多合适的屏障材料由脂肪族聚合物构成。这些化合物通常在冷加工过程中结晶,造成包装材料的透明性下降。由结晶过程造成的透明性下降可通过使用无定形的部分芳香化的聚酰胺来补救。
包装的易腐烂食品和其它产品的保质期主要由包装的氧屏障能力决定。UV屏障在许多其它包装应用中也起决定性的作用,因为UV光线能够像氧一样损坏敏感的食品。当将敏感食品(如肉类)储藏在大商店的冷货架上时,它们常常会遭受到有害的UV射线,因为使用的光源中许多也发射UV光。
专用的昂贵的UV吸收剂如Tinuvin234,是羟基苯基苯并三唑UV吸收剂,由Ciba Specialty Chemicals Inc.,Basel,Swizerland生产,可将其引入构成所述多层复合材料的组分的材料中。由于这些UV吸收剂在应用条件下会发生迁移,这些化合物的使用常常需要对多层复合材料增加另外一层,以便阻止该UV吸收剂迁移进入包装的产品中或进入大气中。对多层膜添加另外一层在所有情况下都是不可能的,因为可能产生的层的数目是由膜挤出系统的构造决定的。
特别易腐烂食品的延长保质期的包装问题不能轻易通过包装系统和目前市场上可得到的添加剂来解决。特别是,要能够将所有下列的性能组合在单个包装中,还需要作进一步的改进。这些性能是:
●高度透明的包装
●高机械强度
●对氧和二氧化碳的极高的气体屏障效应
●高香味屏障效应
●高UV保护效应
●在冷货架中额外延长的保质期
●官方批准可作为食品包装
发明内容
因此,本发明基于提供生产聚酰胺纳米复合材料的方法的目的,用该复合材料,有可能制造机械性能高、对氧和二氧化碳的屏障作用强的透明澄清的包装或封装材料或包装或封装用具。该复合材料同时还提供增强的对UV射线的防护作用。
关于生产聚酰胺纳米复合材料的方法,可按照独立权利要求1的特征达到本目的。关于具有高的UV吸收以及改善的气体和香味的屏障作用的包装用具,可按照权利要求13的特征来达到本目的。在每一种情况下,另外的发明特征可从附属的权利要求得到。
具体实施方式
按照本发明,通过用双螺杆挤出机(如”WP ZSK 25”,Werner & Pfleiderer制作)在混合过程中混合有机改性的页硅酸盐来生产聚酰胺纳米复合材料。为了进行本发明的试验,使用以下的螺杆几何结构,考虑每螺杆面积的螺杆元件的百分数:
表1:应用的螺杆几何结构
螺杆D螺杆区 | 螺杆E螺杆区 | 螺杆F螺杆区 | |||||||
涡杆元件 | K | L | M | K | L | M | K | L | M |
输送机元件 | 86 | 40 | 85 | 53 | 100 | 72 | 70 | 50 | 70 |
左输送机元件(阻滞) | - | 20 | 4 | 7 | - | - | - | - | - |
捏合块 | 14 | 20 | 7 | 20 | - | 8 | 24 | - | 9 |
捏合块(不输送) | - | - | - | 20 | - | - | - | - | - |
捏合块(左输送) | - | 20 | 4 | - | - | 3 | 6 | - | 3 |
混合元件(左输送) | - | - | - | - | - | 6 | - | 17 | 6 |
间隔盘1mm | - | - | - | - | - | 11 | - | 23 | 12 |
表1说明:
螺杆区:K前进料器至改性的层矿物进料
L改性的层矿物进料至侧进料器
M侧进料器至模头
在螺杆D的情况下,改性的层矿物进料到熔体是不可能的。
为了测定薄膜引证(FN)(film quote),例如用Brabender Co.产的”Plasti-Corder”从粒料挤出平膜。在20分钟期间使该膜移动通过一个光学系统,检测膜中的杂质,将它们计数(表述为m2)并测定其大小。带有评价程序的这样的光学系统由OCS GmbH Witten以“Folientest FT4”(Film Test FT 4)的商标出售。
杂质被细分为10个大小等级(见表2)。这些等级用不同的加权因子加权。
表2:
大小等级 | 加权因子 | 大小等级 | 加权因子 |
[μm] | (fi) | [μm] | (fi) |
<100 | 0.1 | 500-600 | 40 |
100-200 | 1 | 600-700 | 55 |
200-300 | 10 | 700-800 | 100 |
300-400 | 20 | 800-900 | 200 |
400-500 | 30 | >900 | 350 |
按照以下公式,将每大小等级加权的杂质总数相加再除以1000来计算薄膜引证。
式中:xi=杂质数/m2/大小等级
fi=加权因子
在本发明中,术语页硅酸盐理解为1∶1和2∶1的页硅酸盐。在这样的系统中,SiO4四面体的各层与由M(O,OH)6构成的八面体规则地连接。M代表金属离子(如Al、Mg、Fe)。在1∶1页硅酸盐中一个四面体层和一个八面体层彼此连接。示例是高岭土和蛇纹石矿。
在2∶1三层硅酸盐的情况下,两个四面体层各与一个八面体层结合。如果不是所有的八面体的位置都被所需电荷的阳离子占据,以抵消SIO4四面体和氢氧根离子的负电荷,则将产生带电荷的层。该负电荷通过单价阳离子(如钾、钠、锂)或二价阳离子(如钙)插入在各层之间的空间而得以抵消。2∶1页硅酸盐的例子有滑石、云母、蛭石、伊利石和膨润土,其中以膨润土(它包括蒙脱石和水辉石等)由于其层电荷而容易与水溶胀。而且,阳离子容易进入发生交换过程。
在溶胀前,页硅酸盐的层厚度通常为0.5nm-2.0nm,特别优选0.8nm-1.5nm(层的上缘到相邻层的下缘的距离)。进一步增加层距离是可能的,这就是页硅酸盐用聚酰胺单体转化(溶胀),如在25℃-300℃之间的温度,优选80℃-280℃,特别优选80°-160℃,停留时间通常为5-120分钟,优选10-60分钟。取决于停留时间和所选单体的类型,层距离将另外增加1nm-15nm,优选1nm-5nm。片晶的长度通常800nm,优选400nm。任何存在的或构成的预聚合物通常也对页硅酸盐的溶胀作贡献。
可溶胀的页硅酸盐以其离子交换容量CEC(meq/g)及其层距离(dL)为特征。CEC的值通常为0.7-0.8meq/g。层距离在干燥的未处理的蒙脱石是1nm,用水溶胀或施用有机化合物后该值增至5nm。
可用于交换反应的阳离子的例子有至少带6个碳原子的伯胺(如己烷胺、癸烷胺、十二烷胺、硬脂基胺、氢化的脂肪酸胺)的铵盐或甚至季铵盐化合物,如带有至少6个碳原子的α-、ω-氨基酸的铵盐。
合适的阴离子是氯离子、硫酸根离子、或甚至是磷酸根离子。除了铵盐外,也可以使用鋶盐或鏻盐,如四苯基或四丁基鏻卤化物。
因为聚合物和矿物质具有极为不同的表面张力,按照本发明除了阳离子交换以外也可使用键合剂来处理矿物质。钛酸盐或甚至硅氢化合物如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
现在参照以下的实施例和结果详细解释本发明。
作为本发明的实施例,通过添加5重量%和8重量%的有机改性的页硅酸盐产生两种聚酰胺纳米复合材料配方。使用部分芳香化的无定形共聚酰胺6I/6T(间苯二甲酸/对苯二甲酸=2/1)作为聚酰胺基质,它可以Grivory G21,EMS-CHEMIE AG的商品名从市场上购得。
作为比较实施例,用5重量%的改性页硅酸盐产生PA6,它可在市场中以“Grilon F 40 NL”(EMS-CHEMIE AG)的商品名购得。通过加入特定的改性页硅酸盐产生了聚酰胺纳米复合材料。
按照本发明,现在可以如上所述使用已经用鎓离子改性的页硅酸盐。这种改性的页硅酸盐可在市场上从几个商号得到,例如Suedchemie(D),Southern ClayProducts(USA),Nanocor(USA),CO-OP(J)。用于本发明比较实施例和实施例的改性页硅酸盐涉及用季铵离子处理过的蒙脱石。氮的配体是甲基、羟基乙基和氢化的牛油或非氢化的牛油。
然后将混合后的材料制粒,在90℃的真空中干燥24小时。混合后的聚酰胺页硅酸盐材料在Dr.Collin GmbH的铸型薄膜单元上以如下方式加工成薄膜,挤出机型号为“3300 D30×25D”,出料类型为“136/350”。粒料在常规的单螺杆三热区挤出机中熔融,温度范围是250℃-260℃。熔体通过压出板缝隙为0.5mm的片材压出板拉出,直接拉到冷却辊上,出料速度为每分钟8m,设定温度为130℃。
以上面的设定制造了厚度约为50μm的薄膜。
在比较实施例I(脂肪族聚酰胺)和III(部分芳香化聚酰胺)中没有添加页硅酸盐。实施例IV和V代表本发明部分芳香化聚酰胺和页硅酸盐的组合。
比较实施例I PA6 “Grilon F40 NL”
比较实施例II PA6 +5重量%页硅酸盐
比较实施例III PA 6I/6T “Grilon G21”
本发明实施例IV PA 6I/6T +5重量%页硅酸盐
本发明实施例V PA 6I/6T +8重量%页硅酸盐
对比较实施例的材料和按照发明实施例制造的薄膜进行如下测量:
用Mocon测量仪器(型号为“Oxtrans 100”)在23℃在0%相对湿度和85%相对湿度(见表3:“r.h.”)测量氧透过率(OTR)。
UV吸收值用Perkin-Elmer-Lambda”15UV/VIS光谱计测定。测定在200nm-400nm的波长范围进行。在0%-100%之间的尺度在测量的波长范围记录透光率。对UV屏障改善程度的评价通过比较在不同薄膜的吸收曲线下面的表面进行,将比较实施例III(它只含有Grivory G21,没有添加页硅酸盐)设定为100。
此外,透光率也在可见光波长区550nm测定,得到薄膜透明性的指征。得到的数值收集在下面表3中。
表3
氧渗透率 | %透过率 | |||
cm3/m2天巴23℃/0%r.h. | cm3/m2天巴23℃/85%r.h. | 与Grivory G21比较200-400nm UV | 550nm光 | |
比较实施例I | 25 | 70 | 63 | 70 |
比较实施例II | 12 | 30 | 55 | 65 |
比较实施例III | 30 | 10 | 100 | 92 |
实施例IV | 14 | 5 | 79 | 85 |
实施例V | 13 | 4 | 63 | 82 |
如本发明两个实施例IV和V的测量结果所示,与比较实施例相比,这些薄膜显示了与氧扩散和UV吸收有关的极大改善的数值。示于表3比较实施例1和II项下PA 6薄膜样品相对好的UV吸收数值可以相对于6I/6T变体透明性降低来解释。在550nm的透光值测量清楚地显示了这一光透过能力的降低。
所使用的含有芳香族基团的聚酰胺也具有有利的UV屏障作用,虽然这些聚酰胺也具有高透明性。将页硅酸盐添加到这些特定的聚酰胺中进一步增强了有利的UV屏障,而基本上没有损害这些产品优良的透明性。
下表将本发明方法的示例性参数与比较实施例的参数进行比较:
基料聚合物A(表4):
试验号 | 基料聚合物A的加料点 | 改性页硅酸盐 | 物料通过量[kg/h] | 真空度[mbar] | 螺杆 | 薄膜等级 | ||
类型 | 量[wt%] | 进料点 | ||||||
比较实施例1 | 前加料器 | G | 5 | 前加料器 | 10 | 150 | D | * |
比较实施例2 | 前加料器 | G | 5 | SF | 15 | 150 | D | * |
比较实施例3 | 前加料器 | G | 5 | MB | 20 | 150 | D | * |
比较实施例4 | 前加料器+SF | G | 5 | 前加料器 | 20 | 150 | D | * |
比较实施例5 | 前加料器+SF | G | 5 | 前加料器 | 20 | 150 | E | 9.19 |
实施例1 | 前加料器+SF | G | 5 | 熔体 | 20 | 150 | E | 0.67 |
实施例2 | 前加料器+SF | H | 4.5 | 熔体 | 20 | 150 | E | 0.21 |
实施例3 | 前加料器+SF | G | 5 | 熔体 | 20 | 50 | F | 1.80 |
实施例4 | 前加料器+SF | H | 4.5 | 熔体 | 20 | 50 | F | 0.80 |
每一次都使用PA 6I/6T作为基料聚合物。在比较实施例5中改到另一个螺杆可将薄膜品质改善到薄膜等级可以被测定的程度。然而,10左右的薄膜等级是不够的。只有将本发明所有的措施都结合在一起才能使薄膜等级有强烈的改善(见实施例1-4)。
基料聚合物B(表5)
试验号 | 基料聚合物B加料点 | 改性页硅酸盐 | 物料通过量[kg/h] | 真空度[mbar] | 螺杆 | 薄膜等级 | ||
类型 | 量[wt%] | 加料点 | ||||||
比较实施例6 | 前加料器 | G | 5 | SF | 15 | 150 | D | * |
比较实施例7 | 前加料器+SF | G | 5 | 前加料器 | 20 | 150 | D | ** |
比较实施例8 | 前加料器+SF | G | 5 | 前加料器 | 20 | 150 | E | 11.62 |
实施例5 | 前加料器+SF | G | 5 | 熔体 | 20 | 150 | E | 0.37 |
实施例6 | 前加料器+SF | H | 4.5 | 熔体 | 20 | 150 | E | 0.62 |
实施例7 | 前加料器+SF | G | 5 | 熔体 | 20 | 50 | F | 1.43 |
在每一种情况下都使用PA 6/PA 6I/6T掺混物作为基料聚合物B。在比较实施例7中,基料聚合物B分成两部分,并在不同的地方进料,这样做已经对薄膜品质产生了改善。薄膜等级仅当螺杆几何结构也作改变时才能测定。只有将本发明所有的措施都组合在一起时才达到极强的改善(见实施例5-7)。
基料聚合物C(表6):
试验号 | 基料聚合物C加料点 | 改性页硅酸盐 | 物料通过量[kg/h] | 真空度[mbar] | 螺杆 | 薄膜等级 | ||
类型 | 量[wt%] | 加料点 | ||||||
比较实施例9 | 前加料器 | G | 5 | 前加料器 | 10 | 150 | D | * |
比较实施例10 | 前加料器 | G | 5 | SF | 15 | 150 | D | * |
比较实施例11 | 前加料器+SF | G | 5 | 前加料器 | 20 | 150 | D | ** |
比较实施例12 | 前加料器+SF | G | 5 | 前加料器 | 20 | 150 | E | 21.02 |
实施例8 | 前加料器+SF | H | 4.5 | 熔体 | 20 | 150 | E | 3.40 |
实施例9 | 前加料器+SF | G | 5 | 熔体 | 20 | 50 | F | 4.40 |
实施例10 | 前加料器+SF | G | 3.2 | 熔体 | 29 | 50 | F | 5.61 |
在每一种情况下都使用PA MXD6/MXDI作为基料聚合物C。基料聚合物分成两部分并在挤出机的不同位置进料的结果,在比较实施例11中也达到了薄膜品质的改善。仅当螺杆的几何结构改变时,才能测定薄膜的等级。取决于所用的页硅酸盐,仅当通过将螺杆几何结构重新改变并且将本发明所有的措施都结合在一起时,才能达到薄膜等级的强烈改善。
表4-6的注解
SF:侧加料器
MB:母料:第一次挤出:MB的制备(粒料:改性页硅酸盐的比例约为70/30)。都在前加料器中。
第二次挤出:将MB掺和入剩余的粒料中。都在前加料器。改性的页硅酸盐:G蒙脱石,改性体;
带有甲基、二-羟基乙基的季铵盐化合物,氢化牛油;
H 蒙脱石,改性体;
带有甲基、二-羟基乙基的季铵盐化合物,牛油;
螺杆: D 不可能将改性的页硅酸盐加入熔体中;
E 在页硅酸盐添加和侧加料器之间没有有利的混合作
用;
F 在页硅酸盐添加和侧加料器之间有有利的混合作用;
薄膜等级:*极坏的薄膜品质:薄膜等级的测定不可能;
**坏的薄膜品质:薄膜等级的测定不可能。
令人惊奇地发现,当小部分A(优选8-15重量%,特别优选10-12重量%)的基料聚合物粒料在前加料器进料,而主要部分B稍后通过侧加料器加入,可以得到基料薄膜品质。简单地借助重力,将改性的页硅酸盐(优选2-8重量%,特别优选2.5-5重量%)加到粒料A部分的熔体中,优选不使用侧加料器。所有以重量%表示的数据都是相对于100重量%配方组分的总和。
挤出参数(低的温度曲线、高的速度、高的物料通过量)和螺杆几何结构优选能达到高剪切的方式。螺杆的速度优选每分钟200转(rpm)以上。更优选的速度是300rpm,特别优选的速度是400rpm。
螺杆几何结构也是有关系的。在加入页硅酸盐之前,需要确保粒料部分A的有利熔融,例如通过捏合料块。在其加完之后和在侧加料器之前,需要再提供有利的混合作用。在侧加料器之后,需要提供充分的捏合和混合作用。能够增加停留时间的措施对结果也有正面的作用,但不应该造成基料聚合物的过度降解。所使用的螺杆几何结构总结在表1中。而且,螺杆应优选地以这样的方式构成,使得为了脱气的目的能够在压出板之前施用真空。优选的压力或真空度为低于200毫巴(mbar);特别优选低于50mbar。
还优选高的物料通过量。与这些配方组合的20kg/h的物料通过量构成了所用双螺杆挤出机(WP ZSK 25)可能的最高量。一般,应该在该物料通过量的上四分之一和所用挤出机的速度范围内进行操作,优选在物料通过量的上限和速度极限进行操作。物料通过量极限由在所需的低温最大可能的转力矩来决定。
在挤出机上设定的温度必须被选择得相对于聚合物的熔点和熔体粘度低得多。比在掺混入其它填充材料时低10℃-20℃的温度是优选的。在无定形基料聚合物的情况下,10℃-40℃是最合适的,优选温度比通常的低20℃-40℃(相对于在挤出机上的整个T-分布)。
以下的温度分布是为加工聚酰胺6I/6T(PA 6I/6T,由六亚甲基二胺、间苯二酸和对苯二酸形成的聚酰胺共聚物)、聚酰胺6(PA 6)/聚酰胺6I/6T-混料以及由间苯二甲二胺、己二酸和间苯二酸形成的聚酰胺共聚物(PA MXD6/MXDI)而设定的:前加料器10℃、温度从220℃上升到240℃、压出板温度240℃。以400rpm的螺杆速度进行操作。
按照本发明生产的聚酰胺纳米复合材料可用常规的塑料加工方法加工成不同的物件,如薄膜、管材、包袋、瓶子和容器。它们可用单挤出或共挤出方法制造。合适的塑料加工方法是吹模或铸模成膜方法、挤出吹模法、转移拉伸-吹模、注入吹模、管式挤出法和层压法。
而且,使用本发明方法的生产聚酰胺纳米复合材料提供了制造模塑体、中空体、半成品、板材、管材等等的可能性,即使具有大的壁厚度。优选的加工方法一般是已知的,包括注入模塑法、内部气体压力法、和轮廓挤出法以及用标准挤出的吹模法、3D挤出和真空吹模法。模塑体包括例如散热管、冷却水容器、补偿储槽及引导其它介质(特别是温度较高的介质)的管子和容器,如在生产运输工具(如汽车、飞机、船舶等)中使用的。
包装器件可制成单层或多层包装。在多层包装的情况下,可将聚酰胺纳米复合材料用作外层、中间层或与产品直接接触的最内层。
本发明的另一个实施方案还涉及将所述的聚酰胺纳米复合材料与多层复合材料组合。该层的屏障作用通过在屏障层中使用页硅酸盐而进一步提高。这样就能够降低屏障层的层厚度同时达到某种所需的屏障功效。因为在多层复合材料中的屏障材料大多数情况下是包装中最为昂贵的组分,因此这样可使得整个包装系统变得更便宜。降低包装成本的另一个可能性是部分芳香化聚酰胺纳米复合材料优异的UV屏障作用。通过使用这些聚合物配方,可以减少昂贵的特殊有机UV吸收剂的使用或者完全不必使用,因此进一步降低了所需包装系统的成本。有机紫外光(UV)吸收剂还会发生某种迁移,可导致影响包装材料食品稳定性的问题。
本发明在包装领域中可能的应用例子(对本发明有效性的范围没有任何限制)。是用于半成品和成品诸如食品、肉类产品、乳酪和乳制品、牙膏、化妆品、饮料、油漆、清漆或洗涤剂的包装。这样的包装包括牙膏管,化妆品和食品管,化妆品、护肤品、洗涤剂、饮料和食品的包装,等等。
我们惊奇地发现,通过选择特定的聚酰胺用作基质聚酰胺,并通过特殊的混合方法,可以解决复杂的包装问题。潜在的聚酰胺是那些含有芳香族组分的聚酰胺。该类型的合适的聚酰胺可包含PA 6I/6T、PA 6/PA 6I/6T掺混物或由六亚甲基二胺(HMDA)和/或间苯二甲二胺(MXDA)和脂肪族和/或芳香族二羧酸制备的共聚酰胺。而且,基于内酰胺(内酰胺-6、-11、12)的聚酰胺或其它聚合物也可以按照本发明方法加工。
用本发明方法生产的包装对特别易腐烂的包装商品提供了延长的保质期,这些商品对于气体(特别是氧和二氧化碳)对包装袋的渗透性是敏感的。这样的包装还显示对调味品和香料(如蒸馏的油)的屏障作用提高。该包装还显示出意想不到的UV光透过的降低。
Claims (21)
1.一种生产聚酰胺纳米复合材料的方法,该复合材料由基料聚合物和有机改性的页硅酸盐在带有前加料器和侧加料器的双螺杆挤出机中制造,其中,将8-15重量%聚酰胺基料聚合物粒料(A)部分以计量方式加入双螺杆挤出机的前加料器中,将所述聚酰胺基料聚合物粒料的主要部分(B)通过双螺杆挤出机的侧加料器进料,将2-8重量%有机改性的页硅酸盐以计量方式加入到基料聚合物粒料(A)部分的熔体中,使各配方组分加至总和达到100重量%。
2.如权利要求1所述的方法,其中,将10-12重量%聚酰胺基料聚合物粒料(A)部分以计量方式加入双螺杆挤出机的前加料器中,将2-5重量%有机改性的页硅酸盐以计量方式加入到聚酰胺基料聚合物粒料(A)部分的熔体中,使各配方组分加至总和达到100重量%。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,有机改性的页硅酸盐以计量方式借助重力而不使用侧加料器加入到粒料(A)部分的熔体中。
4.如权利要求1所述的方法,其中,使用类型E或F的挤出机螺杆。
5.如权利要求1所述的方法,其中,在双螺杆挤出机的压出板之前对聚酰胺纳米复合材料施加低于200毫巴的压力。
6.如权利要求1所述的方法,其中,所述的聚酰胺基料聚合物含有芳香族组分。
7.如权利要求1所述的方法,其中,所述的聚酰胺基料聚合物是由六亚甲基二胺、间苯二甲二胺、脂肪族的和/或芳香族的二羧酸的至少一种制成的。
8.如权利要求1所述的方法,其中,所述的聚酰胺基料聚合物是由内酰胺制成。
9.如权利要求1所述的方法,其中,使用聚酰胺6、聚酰胺6I/6T或聚酰胺6/聚酰胺6I/6T掺混体或由间苯二甲二胺、己二酸和间苯二酸形成的聚酰胺共聚物为聚酰胺基料聚合物。
10.如权利要求9所述的方法,其中,使用无定形的部分芳香化共聚酰胺聚酰胺6I/6T为聚酰胺基料聚合物。
11.如权利要求1所述的方法,其中,使用有机改性的三层硅酸盐作为有机改性的页硅酸盐。
12.一种生产具有高紫外光吸收性和提高的气体和香味屏障作用的透明包装材料的方法,该方法包含如权利要求1所述的生产聚酰胺纳米复合材料的方法步骤。
13.一种具有高紫外光吸收性强及气体和香味屏障作用提高的包装材料,该包装材料是用包含制造聚酰胺纳米复合材料的方法生产的,该方法包含在具有前加料器和侧加料器的双螺杆挤出机中生产由含芳香族组分的基料聚合物和有机改性页硅酸盐制造的聚酰胺纳米复合材料,其特征在于,为了生产该聚酰胺纳米复合材料,将8-15重量%聚酰胺基料聚合物粒料(A)部分以计量方式加入双螺杆挤出机的前加料器中,将所述聚酰胺基料聚合物粒料的主要部分(B)通过双螺杆挤出机的侧加料器进料,将2-8重量%有机改性的页硅酸盐加入到基料聚合物粒料(A)部分的熔体中,使各配方组分加至总和达到100重量%。
14.如权利要求13所述的包装材料,它包含单层或多层结构。
15.如权利要求13所述的包装材料,其中,在多层结构的情况下聚酰胺纳米复合材料形成外层、中间层或最内层,最内层被安排为与要包装的产品直接接触。
16.包装器具,其特征在于,它包含如权利要求13-15之一所述的包装材料,其形式为薄膜、包袋、瓶子、管子或导管。
17.如权利要求13-15其中一项所述的包装材料用于包装半成品或成品,如食品、肉类制品、乳酪和乳制品、牙膏、化妆品、饮料、油漆、清漆或洗涤剂的用途。
18.如权利要求16所述的包装器具用于包装半成品或成品,如食品、肉类制品、乳酪和乳制品、牙膏、化妆品、饮料、油漆、清漆或洗涤剂的用途。
19.一种生产模塑体、中空体、半成品、板材、管材等的方法,其特征在于,它包含如权利要求1所述的生产聚酰胺纳米复合材料的方法步骤。
20.一种模塑体,它是用包含制造聚酰胺纳米复合材料的方法生产的,该方法在具有前加料器和侧加料器的双螺杆挤出机中从基料聚合物和有机改性的页硅酸盐制造聚酰胺纳米复合材料,其特征在于,为了生产该聚酰胺纳米复合材料,将8-15重量%聚酰胺基料聚合物粒料(A)部分以计量方式加入双螺杆挤出机的前加料器中,将所述聚酰胺基料聚合物粒料的主要部分(B)通过双螺杆挤出机的侧加料器进料,将2-8重量%有机改性页硅酸盐以计量方式加入到基料聚合物粒料(A)部分的熔体中,使各配方组分加至总和达到100重量%。
21.如权利要求20所述的模塑体,其特征在于,所述聚酰胺基料聚合物含有芳香族的成分或由内酰胺制成。
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