[发明专利]添加剂

说明书

本发明描述了在加工期间具有减小的扭矩的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)和内部添加剂，其中所述内部添加剂为具有至少70％酯化度的聚甘油脂肪酸酯，并且其中所述内部添加剂的浓度低于5重量％。本发明还描述了所述组合物用于包装材料的用途和在聚合物组合物的加工中内部添加剂在聚合物加工期间作为润滑剂和/或防粘连剂的用途，其中所述内部添加剂为具有至少70％酯化度和2‑10个甘油重复单元的聚甘油脂肪酸酯。

技术领域

本发明涉及在加工期间具有减小的扭矩和减小的表面摩擦的聚合物组合物，所述聚合物组合物包含聚合物诸如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)和内部添加剂。本发明还涉及在聚合物组合物的加工中内部添加剂在聚合物加工期间作为润滑剂和/或防粘连剂的用途。本发明还涉及聚合物组合物用于包装材料的用途。

背景技术

鉴于每年约1.5亿吨的全球年产量(t/a)，聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯是最大的一组技术聚合物。聚烯烃和(聚氯乙烯)之后的第三大技术聚合物组为聚酯，具有超过5000万吨/年(t/a)的年产量。特别地，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)为快速增长的聚酯类型，具有对于食品包装市场持续增长的重要性。与其它聚合物如聚烯烃相比，在食品包装中使用PET的主要优点是机械性能、光学透明度、阻隔性和改善的储存寿命。

每年生产约5000万吨聚酯。因此，聚酯占全球聚合物产量的大约22％。此外，大多数生物塑料、生物基和生物可降解的聚合物为聚酯，如聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(例如)和聚丁酸酯(例如)。然而，迄今为止最大和最快速增长的聚酯类型为PET，具有4000万吨/年的全球产量，并且增长率为约6％。

用于包装应用的PET的期望性质得自其固有的聚合物性质。由于其玻璃状透明性、高硬度/重量比、可回收性、芳香和气体阻隔性，PET已成为许多食品的所选包装材料，从而改善了食品的储存寿命。因此，根据ILSI报告系列“P ackaging materials1.Polyethylene terephthalate(PET)for food packaging applications”，International Life Science Institute，1-16(2000)中公布的文章，PET也在作为其它食品包装材料如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的替代形式迅速发展。

与任何其它工程聚合物一样，PET的生产和加工需要多种添加剂。其中这些包括抗静电和防雾添加剂，以及UV吸收剂、乙醛清除剂、成核添加剂、增链剂、抗冲改性剂、分散剂、增强填料、增塑剂和润滑剂。

对于用于敏感应用如食品、饮料、化妆品和医疗包装的聚酯，由于它们的产品安全特征，对食品级添加剂的需求不断增长。对于生物基聚酯，除了安全产品特征以外，食品级添加剂还与可持续性、可再生性以及任选地生物降解能力相关的要求相匹配。

与其它聚合物如聚烯烃或PVC相比，聚酯如PET的加工温度可高得多(例如280-320℃)。因此，这些聚合物的聚合物添加剂需要高热稳定性。聚酯如PET也具有高摩擦系数，并且因此需要内部润滑剂，用于减小挤出期间的扭矩，用于脱模，以及用于表面润滑处理和用于改善耐刮擦性。

用于聚酯如PET的常用内部润滑剂为季戊四醇四硬脂酸酯(PETS)，其不是食品级的。芥酸酰胺被用作食品级添加剂，但显示低热稳定性，并且因此不是与聚酯一起使用所最理想的。

与聚烯烃相比，聚酯在聚合物挤出期间对水解敏感。因此，例如，挤出前PET的残余水含量通常低于0.025重量％。然而，聚酯不仅可在挤出期间与水反应，而且与羟基基团反应，导致聚合物通过醇解降解。基于甘油的典型食品级聚合物添加剂如单硬脂酸甘油酯(GMS)包含显著量的游离羟基基团，所述羟基基团可在加工条件下反应并且降解聚酯。此外，相当高的挤出温度(例如对于PET为300℃)可导致添加剂自身的降解。PET的添加剂也应具有低挥发性，因为在一些工艺中，挤出温度下PET的干燥在真空下发生。