ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТА Российский патент 2015 года по МПК C08K13/02 C08L67/00 

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, используемым для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок, обладающих повышенными барьерными свойствами.

Расширение использования полиэтилентерефталатной тары, как ориентированной на инновации и обращенной в будущее продукции, тесно связано с разработкой и внедрением новых композиционных материалов для изготовления пластиковых бутылок и розлива в них. Бутылки, изготовленные из полиэтилентерефталата, обладают рядом преимуществ перед другими видами бутылок. Одними из основных преимуществ ПЭТ-тары являются возможность утилизации и полной переработки, а так же это легкость и простота монтажа и наладки автоматизированной линии по производству ПЭТ-бутылки. Это делает возможным организацию линии по изготовлению ПЭТ-бутылки прямо на предприятии-производителе напитков. С линии по производству ПЭТ-бутылки могут поступать сразу на линию розлива. Однако имеются и существенные недостатки - это относительно низкие барьерные свойства. Она пропускает в бутылку ультрафиолетовые лучи и кислород, а наружу - углекислоту, что ухудшает качество и сокращает срок хранения напитка. Это связано с тем, что высокомолекулярная структура полиэтилентерефталата не является препятствием для газов, имеющих небольшие размеры молекул относительно цепочек полимера.

Из всего вышеизложенного следует, что разработка новых путей получения композиционных материалов с повышенными барьерными свойствами для изготовления ПЭТ-тары представляется в настоящее время достаточно актуальной задачей.

Известна полимерная композиция по патенту РФ №2472814, предназначенная для пищевых контейнеров, включающая полиэтилентерефталат, оксид титана и оксид железа, в котором массовое соотношение оксидов составляет от 150 до 250. Как утверждают авторы патента, изобретение позволяет получать пищевые контейнеры с улучшенными характеристиками в отношении поглощения и отражения света. Основным недостатком указанной полиэтилентерефталатной композиции является достаточно сложный и энергоемкий процесс его получения.

Известен материал и способ изготовления упаковки напитков по патенту РФ №2254996. Композиционный материал основан на грануляте ПЭТ и красителе с добавкой УФ-адсорбера.

Недостатками указанной композиции являются невысокие значения барьерных свойств ПЭТ-тары и повышенная энергоемкость процесса получения композиционного материала.

Наиболее близким к настоящему изобретению является патент ЕПВ №0932497, направленный на получение нанокомпозитного полимерного материала для изготовления контейнеров. Полимерной матрицей в нанокомпозитном материале выступает полиэтилентерефталат или его сополимеры, или их смеси. В качестве модификатора полимерной матрицы выступает монтмориллонит, который в свою очередь модифицирован поверхностно-активными веществами (ПАВ). Как утверждают авторы патента, при введении в полиэтилентерефлатат незначительного количества органомодифицированной глины (органоглины) происходит повышение барьерных свойств полимера. Однако, несмотря на ряд премуществ, полученный композиционный материал имеет относительно невысокие значения барьерных свойств нанокомпозитного материала.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в разработке композиционного материала на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ), обладающего повышенными барьерными свойствами и предназначенного для изготовления ПЭТ-тары.

Задача решается тем, что полиэтилентерефталат подвергается модификации борным ангидридом и суперконцентратом, при следующем соотношении, масс.ч.:

ПЭТ 100 Борный ангидрид 0,05-0,1 Суперконцентрат 3-7

В свою очередь суперконцентрат имеет в своем составе полиамид-6 и органоглину, при следующем соотношении, масс.ч.:

Полиамид-6 100 Органоглина 10

Предложенная композиция содержит следующие компоненты: ПЭТ - гранулят марки SPET 8200 марки Л; борный ангидрид производства ООО «ХИМТЕКС»; полиамид-6 марки найлон-6.

Суперконцентрат получают путем экструзионного смешения полиамида-6 и органоглины при температуре T=245°C. Органоглина в свою очередь представляет собой монтмориллонит месторождения Герпегеж Кабардино-Балкарской республики катионнообменной емкостью 95 мг·экв/100 г глины, предварительно очищенный от балластных веществ в гидроциклоне и модифицированный капролактамом в количестве 20% от массы монтмориллонита.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами:

Пример получения композиционного материала.

В смеситель, нагретый до 35°C, загружают последовательно ПЭТ, борный ангидрид и суперконцентрат. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах I-IV при температуре 220°C, 240°C, 255°C, 265°C соответственно.

Полученные образцы подвергаются испытаниям по показателям проницаемости по O₂ см³/м² за 24 часа при 23°C и паропроницаемости г/м² за 24 часа при 90% относительной влажности и температуре 38°C, измеряемый в соответствии со стандартом DIN 53 380 Т.2 - ASTM D 1434 - M.

Состав и свойства композиционного материала приведены в таблицах 1 и 2.

Технический результат - получение композиционного материала на основе полиэтилентерефталата, обладающего повышенными барьерными свойствами, - проницаемость по кислороду 3,6 см³/м² за 24 часа, паропроницаемость 6,2 см³/м² за 24 часа.

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, используемым для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок, обладающих повышенными барьерными свойствами. Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата, используемая в качестве композиционного материала, содержит борный ангидрид и суперконцентрат, используемый в качестве модификатора и состоящий из полиамида-6 и органоглины. При этом органоглина представляет собой продукт модификации монтмориллонита катионнообменной емкостью 95 мг·экв/100 г глины, капролактамом. Композиционный материал обладает повышенными барьерными свойствами, такими как проницаемость по кислороду и паропроницаемость. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата, используемая в качестве композиционного материала, отличающаяся тем, что дополнительно содержит борный ангидрид и суперконцентрат, при следующем соотношении, масс. ч.:
Полиэтилентерефталат 100 Борный ангидрид 0,05-0,1 Суперконцентрат 3-7,

2. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что используемая в качестве наполнителя органоглина представляет собой продукт модификации монтмориллонита катионнообменной емкостью 95 мг·экв/100 г глины, модифицированный капролактамом в количестве 20% от массы монтмориллонита.