КОМПОЗИЦИОННЫЙ ПОЛИМЕРНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2016 года по МПК C08J3/00 

Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенных для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными свойствами газопроницаемости.

Создание полиэтилентерефталатного композиционного материала предназначенных для ПЭТ-тары и контейнеров, обладающих улучшенными барьерными свойствами, которые могли бы удерживать диоксид углерода в бутылке, в частности для газированных напитков, и способные к минимальному попаданию в контейнер кислорода, в частности чувствительных к кислороду продуктов, таких как вино и пиво, является в настоящее время достаточно актуальной задачей.

В упаковочной промышленности неоднократно были получены многослойные упаковочные материалы, состоящие по крайней мере из одного каркасного слоя, имеющего в своем составе полимерный материал и неорганический наполнитель. Большинство из этих упаковочных материалов включают неорганические наполнители с целью улучшения отражения света, теплоизоляционных и механических свойств. Так известен контейнер с улучшенными газобарьерными и механическими свойствами, основанный на полимере и модифицированной глине, по заявке на изобретение WO №2001087580. Контейнер по изобретению имеет 2 слоя, первый слой основан на полипропилене, а в качестве второго слоя используется нанокомпозитный материал. В качестве полимерного материала в нанокомпозитном материале авторы заявки на изобретение предлагают использование полиамидов, сложных полиэфиров и полеолефинов, а в качестве глины использование монтмориллонита, смектита, вермикулита, галлуазита. Указанные компоненты вводились при следущем соотношении, масс. %:

Полимер 75-99,9 Органомодифицированная глина 0,1-25

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является нанокомпозитный полимерный контейнер по патенту на изобретение US №5876812.

С целью улучшения газобарьерных, механических и термостойких свойств полимерного материала, в полиэтилентерефталат или его сополимеры вводится глинистый минерал - смектит, вермикулит, галлуазит или любой синтетический аналог, при следующем соотношении, масс. %:

ПЭТ или его сополимеры 90-99,9 Глинистый минерал 0,1-10

Основным недостатком указанной композиции являются относительно высокие показатели газопроницаемости, а так же предположительно неравномерное распределение частиц глинистого минерала в полимерной матрице в связи с тем, что не была проведена предварительная органомодификация минерала.

Поставленная задача состоит в разработке композиционного полимерного материала, обладающего улучшенными значениями по газопроницаемости.

Технический результат достигается тем, что композиционный полимерный материал содержит в качестве полимерной матрицы полиэтилентерефталат и суперконцентрат при следующем соотношении, масс. %:

ПЭТ 99,5-99,9 Суперконцентрат 0,1-0,5

в свою очередь суперконцентрат имеет в своем составе следующие компоненты, при следующем соотношении, масс. %:

Полимер 78-90 Смесь ОМГ и ОММТ 10-32,

причем в качестве полимерного материала в суперконцентрате используется одно из веществ - полиамид, сложный полиэфир или полеолефин.

В качестве смеси органомодифицированного галлуазита (ОМГ) и органомодифицированного монтмориллонита (ОММТ) используется органомодифицированный 20% гуанидинсодержащими солями галлуазит и органомодифицированный 20% гуанидинсодержащими солями монтмориллонит, месторождения Герпегеж Кабардино-Балкарской Республики, катионообменной емкостью 95 мгэкв/100 г монтмориллонита, причем в качестве гуанидинсодержащих солей целесообразно использование таких соединений, как акрилат гуанидина (АГ), метакрилат гуанидина (МАГ), акрилат аминогуанидина (А(АМГ)), метакрилат аминогуанидина (М(АМГ)). (S.Yu. Khashirova, Yu.I. Musaev, A.K. Mikitaev, Yu.A. Malkanduev, and M.Kh. Ligidov. Hybrid nanocomposites based on guanidine methacrylate monomer and polymer and layered aluminosilicates: Synthesis, structure, and properties/Polymer Science Series B, October 2009, Volume 51, Issue 9-10, p. 377-382).

Суперконцентрат получают путем экструзионного смешения полимера со смесью ОМГ и ОММГ в количественном соотношении 1:1 при температуре 245°C.

Пример получения композиционного материала.

Изготавливают композиционный материал согласно изобретению (пример 1-6), рецептуры которых приведены в таблице 1 и 2.

В работающий турбосмеситель, нагретый до 40°C, загружают последовательно полиэтилентерефталат и суперконцентрат в количествах, предусмотренных рецептурой приведенной в таблице 1. Полученную порошкообразную смесь засыпают в экструдер и перерабатывают в зонах I-VI, при температурах 235°C, 240°C, 250°C, 260°C, 270°C, 275°C, соответственно, с последующим получением гранул.

В процессе получения композиционного материала использовалось стандартное лабораторное оборудование: смеситель, экструдер и известные методики испытаний полученных материалов и соответствующее для этих целей оборудование:

Показатель проницаемости по O₂ см³/м² за 24 часа при 23°C;

Паропроницаемость г/м² за 24 часа при 90% относительной влажности и температуре 38°C, измеряемая в соответствии со стандартом DIN 53380 Т.2 - ASTM D 1434-М.

Результаты испытаний отражены в таблице 3. Как следует из представленных данных, предлагаемый композиционный материал характеризуется улучшенными значениями по показателям проницаемости по O₂ и паропроницаемости.

Как следует из представленных данных, предлагаемый композиционный материал характеризуется улучшенными значения по показателям проницаемости по O₂.

Изобретение относится к композиционным полимерным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенных для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными свойствами газопроницаемости. Изобретение реализуется путем модификации полиэтилентерефталата суперконцентратом, который в свою очередь имеет в своем составе полимер и смесь органомодифицированного галлуазита и органомодифицированного монтмориллонита. Композиционный материал по изобретению обладает улучшенными значениями по показателям проницаемости по O₂ и паропроницаемости. 3 табл.

Композиционный полимерный материал, выполненный из композиции на основе полиэтилентерефталата, характеризующийся тем, что композиция дополнительно содержит суперконцентрат, при следующем соотношении, масс. %:
полиэтилентерефталат 99,5-99,9 суперконцентрат 0,1-0,5

причем суперконцентрат имеет в своем составе полимер и смесь органомодифицированного галлуазита (ОМГ) и органомодифицированного монтмориллонита (ОММТ), при следующем их соотношении, масс. %:
полимер 78-90 смесь ОМГ и ОММТ 10-32
при этом используют полимеры - полиамиды, сложные полиэфиры или полиолефины, в качестве смеси органомодифицированного галлуазита и органомодифицированного монтмориллонита используется органомодифицированный 20% гуанидинсодержащими солями галлуазит и органомодифицированный 20% гуанидинсодержащими солями монтмориллонит.