本發明一般涉及含有聚(亞苯基醚)和苯乙烯聚合物的共混物的透明組合物,它們的制造方法,以及由其獲得的可微波的食品包裝如容器和食品纏繞膜。
背景技術:
隨著可微波的食品的數量和類型的增加,對于改進的可微波食品包裝材料的需要持續存在。根據全球行業分析師的報告,可微波食品的全球消費市場持續增長,且預計2015年會達到910億美元。
可微波食品的包裝通常由塑料材料制成。食品和藥物管理局(foodanddrugadministration)(fda)制定食品容器和食品包裝的法規和檢測標準。包裝制造商必須公開容器或膜,組分的化學性質,以及任何潛在的健康危害。此外,fda會檢測食品接觸表面的聚合物和聚合物添加劑的到食品中的遷移。fda對包裝容器或食品纏繞膜的批準確保了包裝容器或纏繞膜安全用作食品接觸表面,并符合所有行業標準。容器和纏繞膜在外觀和顏色上也必須令消費者喜愛。
用于制造可微波食品的容器的塑料必須具有機械強度;也就是說,包裝需要在形狀上堅固、剛性,并且能夠在常規家庭(500w)和餐廳/便利店微波爐(1600w)中的微波加熱之前和之后支持食物。包裝也需要耐熱,且能夠耐受微波爐的高達230°f(110℃)的溫度,以及雙層爐(dualoven)應用的高達400°f(210℃)的溫度。
雖然微波爐中使用的電磁輻射不直接與包裝相互作用,但含有油和脂肪的食品可以在容器表面產生高達300°f(150℃)的局部溫度。這種局部加熱可能導致聚合物降解或構形變化。因此,包裝也應該在微波爐中加熱后保持其視覺外觀,并應該抵抗向食物中的遷移。例如,用于微波食品容器的常規蓋子必須足夠透明,使得包裝內的食品可見。通常,蓋可以由通用聚苯乙烯制造,其具有90℃的熱變形溫度(hdt)。這樣的蓋子在油性食品的存在下容易變形,例如,因為在微波爐中加熱時油性食品可能會產生熱量。
因此,對于課微波食品包裝和食品纏繞膜仍存在需要。具體而言,對于可以用于保持它們的物理特性且在微波爐中加熱后保持透明的食品包裝的聚合物材料仍存在需要。
技術實現要素:
由本發明實現這些和其他需要,本發明涉及可以用于制造可微波食品包裝和食品纏繞膜的聚合物材料。我們已經發現,將通用聚苯乙烯與包含聚(亞苯基醚)和常規聚苯乙烯的母料共混提供足夠透明的,具有期望的熱穩定性且可用于制造可微波食品容器的材料。該樹脂另外還包含符合fda的光學增強劑和一種或多種符合fda的染料。
在一方面中,本發明涉及一種由包含13至94重量百分比的母料和87至6重量百分比的苯乙烯聚合物的共混物的聚合物組合物制成的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中母料包含:
(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;
(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0至3重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸;其中:
母料的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的92℃至146℃的熱變形溫度;
(ii)小于5的霧度值;
且共混物的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測得的92℃至146℃的熱變形溫度;和
(ii)根據測量的小于3的霧度值;以及
(iii)-5至2.5的200微米厚的膜的黃度指數;并且條件是:
當存在不飽和的二官能或三官能羧酸時,根據膜表面分析儀測量的,可微波食品包裝或纏繞膜在1m2內含有1250個或更少的的尺寸為200μm或更大的斑點;并進一步條件是:
當組合物中存在重量計0.009至0.012重量百分比的著色劑時,不飽和的二官能或三官能羧酸的量大于0重量百分比。
在另一方面中,本發明涉及一種制備用于制造可微波食品容器和膜的聚合物組合物的方法,包括:
混合以下形成母料:
(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;
(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0至3重量百分比不飽和的二官能或三官能的羧酸;
其中母料的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的92℃至146℃的熱變形溫度;
(ii)小于5的霧度值;以及
將母料與另外的苯乙烯聚合物共混而形成包含13至94重量百分比的母料和87至6重量百分比的苯乙烯聚合物的共混物,其中共混物的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的92℃至146℃的熱變形溫度;和
(ii)根據測量的小于3的霧度值;和
(iii)-5至2.5的200μm厚的膜的黃度指數;并且條件是:
當存在不飽和的二官能或三官能羧酸時,根據膜表面分析儀測定的,可微波食品包裝或纏繞膜在1m2內含有1250個或更少的200μm尺寸或更大的斑點;并且進一步的條件是:
當組合物中存在0.009至0.012重量百分比的著色劑時,不飽和的二官能或三官能羧酸的量大于0重量百分比。
通過本文描述的方法制備的聚合物組合物可以用于制作可微波食品包裝和食品纏繞膜,因為與常規的通用聚苯乙烯相比,其具有改善的熱穩定性。改善的熱穩定性是由于作為母料的聚(亞苯基醚)樹脂與常規的通用聚苯乙烯的共混。出乎意料的是,母料中的聚(亞苯基醚)具有獨特的特性,在與其與聚苯乙烯可混溶并形成均相。在由發明人發現的特定比例下,觀察到了聚苯乙烯的玻璃化轉變溫度的增加,導致了包裝材料的熱穩定性增加。
如本領域內已知的,聚(亞苯基醚)樹脂在高溫下在混合和模制期間容易生成交聯凝膠。在由該材料制成的膜上,肉眼可以看到凝膠顆粒(特別是具有200微米或更大的直徑的那些),從而損害了用于包裝目的的聚合物組合物的整體美觀性能。因此,本文描述的聚合物組合物通常配制成透明的,且其特征在于通常在消費者中受歡迎的藍色調。此外,組合物具有降低的黃化和渾濁的情況,增加了樹脂的美觀性能。最后,除了更透明且不易黃化之外,聚合物組合物具有92℃至146℃范圍內的熱變形溫度(hdt),這對于用于制造食品容器的材料是期望的。
在其他方面中,本發明涉及用于由組合物制造可微波食品包裝和食品纏繞膜的方法。
具體實施方式
如本文使用的單數形式“一個”、“一種”和“該”包括復數指示物。術語“組合”包括共混物,混合物,合金,反應產物等。除非另有定義,本文使用的技術和科學術語具有與本領域技術人員通常理解的相同的含義。本文所用的術語“聚合物”包括低聚物均聚物和共聚物。化合物使用標準命名法描述。術語“及其組合”包括一個或多個指名的組分,可選地與未具體指名的具有基本相同功能的一種或多種其它組分的組合。
除了在操作實施例中或另外指出的情況下,在本說明書和權利要求書中使用的涉及成分的量,反應條件等的所有數字或表述應該理解為在所有情況下由術語“約”修飾。本專利申請中公開了各種數值范圍。因為這些范圍是連續的,它們包括最小值和最大值之間的每個值。列舉相同的特性或組分的所有范圍的端點是可獨立組合的,并包括列舉的端點。除非另有明確說明,本申請中指定的各種數值范圍是近似值。術語“從大于0到一定量”是指指名的組分以大于0的量存在,且高達并包括較高的指定的量。
如本文使用的,“烷基”是指直鏈或支鏈的烷基基團、優選(c1-18)烷基基團、并包括例如甲基、乙基、正丁基、異丁基、叔丁基、辛基、癸基、硬脂基。“烷氧基”是指直鏈或支鏈的烷氧基基團,優選(c1-18)烷氧基基團,并包括例如甲氧基、乙氧基、丁氧基和壬氧基。“芳基”是指含有六個碳原子的不飽和環的基團,其可以可選地以一個或多個烷基具體取代,并包括例如苯基、甲苯基和二甲苯基。“芳氧基”是指用本身可以可選地被一個或多個烷基基團取代的六碳原子的不飽和環取代的氧基團,并包括,例如,苯氧基。
母料(mb)組分
聚(亞苯基醚)
用于制造可微波食品包裝和食品纏繞膜的組合物包含至少一種聚(亞苯基醚)樹脂。雖然所有常規的聚(亞苯基醚)類都可以用于本發明,但優選聚(亞苯基醚)(“ppe”)。聚(亞苯基醚)是已知的聚合物,其包含多個下式的結構單元:
其中對于每個結構單元,每個z1獨立地為c1-c12烴硫基(即(c1-c12烴基)s-)、c1-c12烴氧基、或未取代或取代的c1-c12烴基,條件是烴基不是叔烴基;并且每個z2獨立地是氫、c1-c12烴硫基、c1-c12烴氧基或未取代或取代的c1-c12烴基,條件是烴基不是叔烴基。如本文使用的,術語“烴基”,無論使用其本身,還是作為另一術語的前綴,后綴或片段,都是指僅含有碳和氫的殘基。殘基可以是脂肪族或芳香族的、直鏈的、環狀的、雙環的、支鏈的、飽和的或不飽和的。其也可以包含脂肪族、芳香族、直鏈、環狀、雙環、支鏈、飽和和不飽和的烴部分的組合。然而,當烴基殘基被描述為取代的時,其可以可選地在取代基殘基的碳和氫成員之外含有雜原子。因此,當特定描述為取代的時,烴基殘基也可以含有一個或多個羰基基團、氨基基團、羥基基團等,或其可以在烴基殘基的主鏈內含有雜原子。作為一個實例,z1可以是通過末端3,5-二甲基-1,4-苯基基團與氧化聚合催化劑的二正丁基胺組分反應而形成的二正丁基氨基甲基基團。
在一些實施方式中,聚(亞苯基醚)包含2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚單元、2,3,6-三甲基-1,4-亞苯基醚單元或它們的組合。在一些實施方式中,聚(亞苯基醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。
聚(亞苯基醚)可以包含具有含氨基烷基的端基的分子,通常位于羥基基團的鄰位。還經常存在的是四甲基聯苯醌(tmdq)端基,通常由其中存在四甲基聯苯醌副產物的含2,6-二甲基苯酚的反應混合物獲得。聚(亞苯基醚)可以是均聚物,共聚物,接枝共聚物,離聚物,或嵌段共聚物的形式,以及包括上述中的至少一種的組合。
在一些實施方式中,聚(亞苯基醚)具有在25℃下在氯仿中測量的約0.1至約1分升/克的特性粘度。具體地,聚(亞苯基醚)的特性粘度可以為約0.2至約0.8分升/克,更具體地約0.3至約0.6分升/克,更加具體地約0.37至約0.47分升/克。
聚(亞苯基醚)通常通過至少一種單羥基芳族化合物如2,6-二甲苯酚或2,3,6-三甲基苯酚的氧化結合而制備。這種結合通常采用催化劑體系;它們通常含有至少一種重金屬化合物,如銅,錳或鈷化合物,通常與各種其它材料組合。
對于本領域技術人員由上述明顯的是聚(亞苯基醚)包括目前已知的所有那些,不論結構單元或輔助化學特征的變化。
在實施方式中,聚(亞苯基醚)是聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚),cas登記號no.24938-67-8。組合物中適當的聚(亞苯基醚)的量為母料重量的約40至約75重量百分比。在一個實施方式中,該量為母料重量的約45至約70重量百分比。在另一個實施方式中,該量為母料重量的約重量百分比。在另一個實施方式中,該量為母料重量的約40至約60重量百分比。
在一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測定的約0.29-0.49dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。在另一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測得的約0.37-0.47dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。在另一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測定的約0.375-0.425dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。在另一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測定的約0.40dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。在另一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測定的約0.40dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。在另一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測定的約0.46dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。在另一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測定的的約0.46dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。
苯乙烯聚合物
除了聚(亞苯基醚)之外,組合物進一步包含至少一種苯乙烯聚合物。本文使用的術語“苯乙烯聚合物”包括通過本領域已知的方法,包括本體聚合、懸浮聚合和乳液聚合制備的苯乙烯聚合物,其含有至少25重量百分比的衍生自下式的單體的結構單元:
其中r1和r2各自獨立地表示氫原子、c1-c8烷基基團、或c2-c8烯基基團;r3和r7各自獨立地表示氫原子、或c1-c8烷基基團;并且r4,r5和r6各自獨立地表示氫原子、c1-c8烷基基團、或c2-c8烯基基團,或r3和r4與中心芳環一起形成萘基基團。具體的烯基芳族單體包括,例如,苯乙烯和甲基苯乙烯,如α-甲基苯乙烯和對甲基苯乙烯。在一些實施方式中,烯基芳族單體是苯乙烯。
在一個實施方式中,聚苯乙烯是通用聚苯乙烯(gpps)。基于母料的總重量,由其生產的組合物和膜包含約25至約60重量百分比的苯乙烯聚合物。具體地,苯乙烯聚合物濃度可以為約30至約60重量百分比,更具體約40至約60重量百分比。
光學增強劑
本發明的組合物進一步包含使組合物脫色的一種或多種符合fda的光學增強劑。光學增強劑通常選自由α-羥基酮,或未取代或取代的三烴基亞磷酸酯組成的組。
α-羥基酮具有通式
三烴基亞磷酸酯可以具有一般結構p(or11)3,其中r11的每次出現獨立地為c1-c18烴基。在一些實施方式中,每個r11獨立地為c6-c18烷基。合適的三烴基亞磷酸酯包括,例如,亞磷酸三辛酯,亞磷酸三癸酯(tdp),亞磷酸三(十二烷基)酯,亞磷酸苯基二癸基酯,亞磷酸癸基二苯基酯,亞磷酸三苯酯,亞磷酸三甲苯酯等,和它們的組合。合適的三烴基亞磷酸酯進一步包括螺二亞磷酸酯,例如3,9-雙[2,4-雙(1,1-二甲基乙基)苯氧基]-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷螺[5.5]十一烷(cas登記號26741-53-7;在商品名irgafos126下可商購自ciba)。
在一個實施方式中,符合fda的光學增強劑是苯偶姻。苯偶姻的量通常為母料的0.01至2.5重量百分比。在另一個實施方式中,苯偶姻的量為母料的0.25至2.4重量百分比。在另一個實施方式中,苯偶姻的量為母料重量的0.4至2.25重量百分比。在另一個實施方式中,苯偶姻的量為母料重量的0.5至2重量百分比。在另一個實施方式中,苯偶姻的量為母料重量的0.5至1.5重量百分比。
著色劑
本發明的組合物包含一種或多種符合fda的著色劑。由fda明確批準用于聚合物(“食品接觸聚合物”)的著色劑和光學增白劑列于21c.f.r.§178.3297(“用于聚合物的著色劑”)中。fda也繼續允許本領域技術人員通過例如確定特定顏色預期不會遷移至食品中并因此不是受銷售前監管許可的“食品添加劑”的測試來確定食品接觸聚合物中著色劑的食品添加劑狀態。許多著色劑借助可獲得自fda的監管閾值(thresholdofregulation)列表或可適用的食品接觸通知(foodcontactnotifications)也允許用于聚合物中,例如列于以下的:
●www.fda.gov/food/ingredientspackaginglabeling/packagingfcs/thresholdregulationexemptions/default(2014年12月4日最后訪問);和
●www.fda.gov/food/ingredientspackaginglabeling/packagingfcs/notifications/default(www.fda.gov/food/ingredientspackaginglabeling/packagingfcs/thresholdregulationexemptions/default(2014年12月4日最后訪問)。
盡管前者只要滿足閾值列表的限制允許任何制造商使用著色劑,但食品接觸通知僅允許fcn的提交者及其客戶依賴這個通知。
在一個實施方式中,著色劑是已經通過用于食品接觸材料如包裝等而批準的藍色著色劑。例如,在一個實施方式中,著色劑是c.i.藍溶劑104,cas登記號116-75-6,作為solvapermtmblue2b商購自clariant。在另一個實施方式中,著色劑是蒽醌染料,cas登記號81-48-1,作為macrolextmvioletb可獲自lanxess。在另一個實施方式中,使用了著色劑的混合物。因此,在進一步的實施方式中,著色劑是c.i.藍溶劑104和蒽醌染料的混合物。
在一個實施方式中,著色劑的量為母料的0.003至0.012重量百分比。在另一個實施方式中,著色劑的量為母料的0.005至0.012重量百分比。在另一個實施方式中,著色劑的量為母料的0.004至0.011重量百分比。在另一個實施方式中,著色劑的量為母料的0.008至0.012重量百分比。在這些和其它實施方式中,著色劑是c.i.藍溶劑104和蒽醌染料的混合物。
羧酸
本發明的組合物還可選地包含符合fda的不飽和的二官能或三官能羧酸。不飽和的二官能或三官能羧酸通常選自由檸檬酸,富馬酸,衣康酸和蘋果酸,和它們的混合物組成的組。
在一個實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸的量為母料重量的0至3重量百分比。在另一個實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸的量為母料重量的0.01至2重量百分比。在另一個實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸的量為母料重量的0.5至1.75重量百分比。在另一個實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸的量為母料重量的0.75至1.5重量百分比。在另一個實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸的用量為母料重量的0.9至1.1重量百分比。在這些和其它實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸是檸檬酸,富馬酸,或它們的混合物。
共混物組分
在一個實施方式中,造粒的母料(mb)與造粒的苯乙烯聚合物共混以調節獲得的包裝材料中的聚(亞苯基醚)的含量。通常,苯乙烯聚合物是本文的通用聚苯乙烯。
在一個實施方式中,母料與另外的苯乙烯聚合物共混以形成包含13至94重量百分比如前述實施方式所述的母料和87至6重量百分比的苯乙烯聚合物的共混物,其也如前述實施方式所述。在另一個實施方式中,共混物包含16至94重量百分比的如前述實施方式所述的母料和84至6重量百分比的苯乙烯聚合物。在另一個實施方式中,共混物包含14至94重量百分比如前述實施方式所述的母料和86至6重量百分比的苯乙烯聚合物。在另一個實施方式中,共混物包含60至90重量百分比如前述實施方式所述的母料和10至40重量百分比的苯乙烯聚合物。在另一個實施方式中,共混物包含70至80重量百分比如先前實施方式所述的母料和20至30重量百分比的苯乙烯聚合物。在另一個實施方式中,共混物包含40至90重量百分比如前述實施方式所述的母料和10至60重量百分比的苯乙烯聚合物。在另一個實施方式中,共混物包含50至90重量百分比的如前述實施方式所述的母料和10至50重量百分比的苯乙烯聚合物。在另一個實施方式中,共混物包含40至80重量百分比如前述實施方式所述的母料和20至60重量百分比的苯乙烯聚合物。在另一個實施方式中,共混物包含50至80重量百分比如前述實施方式所述的母料和20至50重量百分比的苯乙烯聚合物。
可微波食品包裝和食品纏繞膜
根據本文描述的方法制成的組合物適用于各種用途。因此,在另一方面中,本發明涉及由本文的組合物制備的制品,如可微波食品包裝或可微波食品纏繞膜。
在一個實施方式中,制品是可微波食品纏繞膜。
在另一個實施方式中,制品是可微波食品包裝,是具有蓋或頂部的容器。
在另一種實施方式中,由通過該方法制成的組合物制造的食品纏繞膜在1m2內包含1250個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
在另一種實施方式中,由通過該方法制成的組合物制造的食品纏繞膜在1m2內包含300個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
更具體地,在一方面中,本發明涉及由包含13至94重量百分比的母料和87至6重量百分比的苯乙烯聚合物的共混物的聚合物組合物制造的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中母料包含:
(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)2560重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;
(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0至3重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸;
條件是當組合物中存在0.009至0.012重量百分比的著色劑時,不飽和的二官能或三官能羧酸的量大于0重量百分比;并且其中:
母料的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為92℃至146℃;
(ii)小于5的霧度值;并且
而共混物的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測得的熱變形溫度為92℃至146℃;和
(ii)根據測量的小于3的霧度值;和
(iii)200微米厚的膜的黃度指數為-5至2.5;并且條件是:
當存在不飽和的二官能或三官能羧酸時,根據膜表面分析儀測量,可微波食品包裝或纏繞膜在1m2內含有1250個或更少的尺寸1μm或更大的斑點;且進一步條件是:
當組合物中存在0.009至0.012重量百分比的著色劑時,不飽和的二官能或三官能羧酸的量大于0重量百分比。
在這個方面的一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測得的約0.29-0.49dl/g的特性粘度的可微波食品包裝或食品纏繞膜中的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。
在另一個實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜中的苯乙烯聚合物是通用聚苯乙烯。
在另一個實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜中的羧酸選自由檸檬酸、富馬酸、衣康酸和蘋果酸,及它們的混合物組成的組。
在另一實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜中的光學增強添加劑是選自由羥基丙酮(1-羥基-2-丙酮);乙偶姻(3-羥基-2-丁酮);2-羥基苯乙酮;苯偶姻(2-羥基-2-苯基苯乙酮);和2-羥基-1-苯基-2-對甲苯基-乙酮組成的組的α-羥基酮。
在另一實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜中的光學增強添加劑是苯偶姻。
在另一實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜中的母料中存在0.008至0.012重量百分比的著色劑。
在另一實施方式中,存在0.01至2重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸。
在另一實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸是富馬酸,檸檬酸或它們的混合物。
在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為100℃至146℃。在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為105℃至140℃。在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為105℃至138℃。在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為110℃至140℃。在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為112℃至133℃。
在另一個實施方式中,共混物的熱變形溫度為100℃至140℃。在另一個實施方式中,共混物的熱變形溫度為105℃至138℃。在另一個實施方式中,共混物的熱變形溫度為110℃至136℃。在另一個實施方式中,共混物的熱變形溫度為112℃至130℃。
在另一個實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜的母料含有:
(a)40至70重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)30至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.5至2重量百分比的苯偶姻;
(d)0.005至0.012重量百分比的著色劑;
其中母料的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為100℃至146℃;
(ii)小于3的霧度值;
并且共混物包含14至94重量百分比的母料和6至86重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為100℃至140℃;
在另一實施方式中,微波爐用食品包裝或食品纏繞膜的母料包含:
(a)40至60重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)40至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.25至2.4重量百分比的苯偶姻;
(d)0.004至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0.01至2重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸,其是富馬酸,檸檬酸,或它們的混合物;
其中母料特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為105℃至140℃;
(ii)小于4的霧度值;
并且共混物包含14至94重量百分比的母料和6至86重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為105℃至138℃。
在另一實施方式中,由通過該方法制備的組合物制造的膜在1m2內含有1250個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
在另一實施方式中,由通過該方法制備的組合物制造的膜在1m2內含有600個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
在另一實施方式中,由通過該方法制備的組合物制造的膜在1m2內含有300個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
在另一個實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜包含:
(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;
(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0至3重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸;
其中母料特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為110℃至140℃;
(ii)小于2的霧度值;
并且共混物包含16至94重量百分比的母料和6至84重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為110℃至136℃;
在進一步的實施方式中,共混物特征在于根據astmd256測定的1.5至4.5kg·cm/cm的缺口懸臂梁沖擊強度。
在另一實施方式中,如根據膜表面分析儀測定的,由通過該方法制備的組合物制造的膜在1m2內包含300個或更少的200μm尺寸或更大的斑點。
在這些和其他實施方式中,母料具有根據astmd256測定的1.5至3.5kg·cm/cm的缺口懸臂梁沖擊強度;以及根據astmd1238測量的300℃,5kg負載下的10至100g/10min的熔體流動速率。
用于制成這些制品的方法對于本領域技術人員而言是易于知曉和獲得的。
制備包含母料和共混物的組合物
在本文公開的方法中可以使用能夠提供聚(亞苯基醚)、聚(烯基芳烴)和/或另外的樹脂和添加劑的均勻熔體的任何類型的擠出機來制備適用于制造可微波食品容器的母料和共混物。有用的擠出機類型包括,例如,雙螺桿反向旋轉擠出機、雙螺桿同向旋轉擠出機、單螺桿擠出機、單螺桿往復式擠出機、捏合機、環形擠出機、前述的組合等。可以采用單個擠出機或多個擠出機。在一個實施方式中,使用單螺桿擠出機。然而,通常優選使用多螺桿擠出機,因為它們的通過熔體過濾系統的較大泵送能力。雙螺桿反向旋轉擠出機,如由leistritzextrusionstechnik和nfmwelding-engineers制造的那些,都是有用的,并且通常在期望更高壓力或更長停留時間的的情況下是優選的。錐形反向旋轉雙螺桿擠出機,如由milacron生產的那些,因為其較大的進料容量和較高的泵送效率,也是優選的。雙螺桿同向旋轉嚙合型擠出機,如coperionwerner-pfleiderer生產的那些,由于它們的高產出速度,短停留時間,柔性螺桿設計,出色的混合和其他設計優點,是特別優選的。三葉和雙葉機器通常是有用的,其中雙葉機器由于它們的高產出率而通常是優選的。環型擠出機,如由3+extrudergmbh制造的那些也是有用的,并且通常包括圍繞靜止的棒或芯的三至十二個小螺桿或帶槽輥的環。螺桿同向旋轉并在兩側嚙合,提供了良好的分散性和分配性混合以及控制材料在擠出機中的停留時間的能力。嚙合設計還為螺桿的剪切,混合和捏合元件提供了兩個干凈的擦拭巾。在一種實施方式中,擠出機是toshibatem50a雙螺桿擠出機。
擠出機長度應該足以允許聚合物組分和任何另外的添加劑的熔融和密切混合,以及可選地允許排出熔融混合物。盡管較長的擠出機也是有用的,但可以使用短至五個筒段的擠出機。
如上提供的,用于制備可用于制造可微波食品包裝或可微波食品纏繞膜的聚合物組合物的方法包括:
混合以下以形成母料:
(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;
(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0至3重量百分比不飽和的二官能或三官能羧酸;
其中母料的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為92℃至146℃;
(ii)小于5的霧度值;以及
將母料與另外的苯乙烯聚合物共混以形成包含13至94重量百分比的母料和87至6重量百分比的苯乙烯聚合物的共混物,其中共混物的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為92℃至146℃;和
(ii)根據測量的小于3的霧度值;和
(iii)200μm厚的膜的黃度指數為-5至2.5;并且條件是:
當存在不飽和的二官能或三官能羧酸時,根據膜表面分析儀測定,可微波食品包裝或纏繞膜在1m2內含有1250個或更少的尺寸200μm或更大的斑點;并且進一步的條件是:
當組合物中存在0.009至0.012重量百分比的著色劑時,不飽和的二官能或三-官能羧酸的量大于0重量百分比。
在一個實施方式中,聚(亞苯基醚)是具有在25℃下在氯仿中測得的約0.29-0.49dl/g的特性粘度的可微波食品包裝或食品纏繞膜中的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。
在另一個實施方式中,苯乙烯聚合物是通用的聚苯乙烯。
在另一個實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸選自由檸檬酸、富馬酸、衣康酸和蘋果酸,及它們的混合物組成的組。
在另一實施方式中,光學增強添加劑是選自由羥基丙酮(1-羥基-2-丙酮);乙偶姻(3-羥基-2-丁酮);2-羥基苯乙酮;苯偶姻(2-羥基-2-苯基苯乙酮);和2-羥基-1-苯基-2-對甲苯基-乙酮組成的組的α-羥基酮。
在另一實施方式中,光增強添加劑為苯偶姻。
在另一實施方式中,母料中存在0.008至0.012重量百分比的著色劑。
在另一實施方式中,母料包含0.01至2重量百分比的羧酸。
在另一實施方式中,不飽和的二官能或三官能羧酸是富馬酸、檸檬酸或它們的混合物。
在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為100℃至146℃。在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為105℃至140℃。在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為105℃至138℃。在另一實施方式中,母料的熱變形溫度為110℃至140℃。在另一個實施方式中,母料的熱變形溫度為112℃至133℃。
在另一個實施方式中,共混物的熱變形溫度為100℃至140℃。在另一個實施方式中,共混物的熱變形溫度為105℃至138℃。在另一個實施方式中,共混物的熱變形溫度為110℃至136℃。在另一實施方式中,共混物的熱變形溫度大于112℃并高達130℃。
在另一個實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜包含:
(a)40至70重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)30至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.5至2重量百分比的苯偶姻;
(d)0.005至0.012重量百分比的著色劑;
其中母料特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為100℃至146℃;
(ii)小于3的霧度值;
并且共混物包含16至94重量百分比的母料和6至84重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為100℃至140℃;
在另一個實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜的母料包含:
(a)40至60重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)40至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.25至2.40重量百分比的苯偶姻;
(d)0.004至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0.01重量百分比至2重量百分比不飽和的二官能或三官能羧酸,其是富馬酸、檸檬酸、或它們的混合物;
其中母料的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為105℃至140℃;
(ii)小于4的霧度值;
并且共混物包含16至94重量百分比的母料和6至84重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為105℃至138℃。
在另一個實施方式中,由通過該方法制備的組合物制造的膜在1m2內含有1250個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
在另一個實施方式中,由通過該方法制備的組合物制造的膜在1m2內含有600個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
在另一個實施方式中,由通過該方法制備的組合物制造的膜在1m2內含有300個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
在另一實施方式中,可微波食品包裝或食品纏繞膜的母料包含:
(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);
(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;
(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;
(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;
(e)0至3重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸;
其中母料的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的熱變形溫度為110℃至140℃;
(ii)小于2的霧度值;并且
且共混物包含16至94重量百分比的母料和6至84重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物的特征在于:
(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測得的熱變形溫度為110℃至136℃。
在進一步的實施方式中,共混物特征在于根據astmd256測定的1.5至4.5kg·cm/cm的缺口懸臂梁沖擊強度。
在另一實施方式中,如根據膜表面分析儀測定的,由通過該方法方法制備的組合物制造的膜在1m2內包含300個或更少的200μm尺寸或更大的斑點。
在這些和其他實施方式中,母料具有根據astmd256測定的1.5至3.5kg·cm/cm的缺口懸臂梁沖擊強度;以及根據astmd1238測量的300℃、5kg負載下的10至100g/10min的熔體流動速率。
通過將聚(亞苯基醚),苯乙烯聚合物,光學增強劑,著色劑和可選的不飽和的二官能或三官能羧酸和在擠出機中混配來制備母料。通過將制粒的母料(mb)與制粒的苯乙烯聚合物共混以調節所獲得的包裝材料中的聚(亞苯基醚)含量來制備共混物。通常,苯乙烯聚合物是如本文中描述的通用聚苯乙烯。
在進一步的實施方式中,制備了具有相對較低或相對較高的比機械能(sme)的母料。sme根據以下等式計算:
sme(kw*h/kg)=實際螺桿轉速(rpm)/最大螺桿轉速(rpm)×最大電機功率(kw)×實際轉矩(%)/100/生產率(kg/小時)
在一個實施方式中,低值sme母料特征在于0.1至0.21kw*h/kg的sme。在另一個實施方式中,sme為0.1至0.18kw*h/kg。在另一實施方式中,sme為0.12至0.14kw*h/kg。通常使用擠出機制備低值sme母料。通常,擠出機是雙螺桿擠出機。在具體的實施方式中,擠出機是以約150rpm的螺桿旋轉速度和約50kg/h的生產量運行的具有53mm內徑的雙螺桿擠出機。擠出機通常從進料喉至模具使用11個具有以下溫度的的區域:100℃/150℃/200℃/220℃/220℃/230℃/230℃/240℃/240℃/250℃/260℃/模具280℃。所獲得的樹脂溫度由從其從模孔出來時的樹脂測定。將所獲得的母料材料造粒并冷卻。
在一個實施方式中高值sme母料特征在于0.18至0.35kw*h/kg的sme。在另一個實施方式中,sme為0.20至0.30kw*h/kg。在另一實施方式中,sme為0.21至0.25kw*h/kg。通過將組分在如上所述的擠出機中混合而制備高值sme母料。通常,擠出機是雙螺桿擠出機。在具體的實施方式中,擠出機是以約300rpm的螺桿旋轉速度和約100kg/h的生產量運行的具有53mm內徑的雙螺桿擠出機。擠出機通常從進料喉至模具使用11個具有以下溫度的區域:100℃/150℃/200℃/220℃/220℃/230℃/230℃/240℃/240℃/250℃/260℃/模具280℃。所獲得的樹脂溫度由從其從模孔出來時的樹脂測定。將所獲得的母料材料造粒并冷卻。
為了質量控制保證,在擠出過程中可以使用過濾器制備低值或高值的sme母料。過濾器可以由各種材料制成,例如,但不限于篩,燒結金屬過濾器,金屬網或篩網過濾器,纖維金屬氈過濾器,陶瓷過濾器,或前述材料的組合等。可以使用可以并入到常規擠出組件中的任何結構或形狀的熔體過濾器。因此,熔體過濾器可以是以錐形,褶皺、燭形、堆疊、平面、環繞、篩網、筒形、或疊盤等的形狀,和它們的組合。幾何形狀的選擇可以取決于各種參數,如擠出機的尺寸和期望的生產率以及期望的顆粒過濾度而變化。示例性的構造材料包括不銹鋼、鈦、鎳以及其它金屬合金。可以使用金屬絲網的各種編織,包括平紋,席形(dutch),方形,斜紋和編織的組合。特別有用的是設計為最小化內部體積和低流動面積并經受反復清潔循環的過濾器。
過濾器可以包括定期或連續的篩網更換過濾器或分批過濾器。例如,連續篩網更換過濾器可以包括緩慢進入擠出機中的熔體流動路徑的篩網過濾器帶。熔融混合物通過過濾器并且過濾器收集熔體內的顆粒雜質,并且這些雜質由過濾器帶隨其定期地或連續地被新的帶的部分更新而攜帶出擠出機。在一種實施方式中,過濾器系統包括單個過濾器或兩個或更多個過濾器的組合。通常,過濾器包括兩個并且優選三個依次形成“過濾器夾層”的過濾器,其中具有小孔徑的過濾器夾在具有較大孔徑的兩個過濾器之間。“過濾器夾層”的內部熔體過濾器的孔徑可以為約105至53微米,對應于140至270目的過濾器。在該范圍內,優選對應于200目過濾器的74微米的孔徑。如前所述,“過濾夾層”的外部過濾器具有較大的孔徑,其可以相同或不同,并通常具有1190微米至420微米的孔徑,對應于16目至40目的過濾器。優選每個外部過濾器的孔徑為841微米,對應于20目過濾器。
所使用的過濾器是可商購的并單獨購買自例如日本的taiyowireclothco.ltd.或ishikawawirenettingco.ltd.。篩網類型通常是平紋編織。對于200目篩,開口尺寸為74微米,而線寬為0.05mm。對于20目篩,開口尺寸為841微米mm,而線寬為0.5mm。夾層過濾器通常位于擠出機的模頭和端筒之間,而不是使用多孔板。在一個實施方式中,過濾器通常是篩網過濾器或篩網過濾器組,例如#100篩目/#200篩目/#60篩目(模具側)套組,可獲自taiyowireclothco.,ltd.并附接至最后一個筒和模頭之間。
本申請至少包括以下實施方式。
實施方式1:一種可微波食品包裝或食品纏繞膜,由包含13至94重量百分比的母料和87至6重量百分比的苯乙烯聚合物的共混物的聚合物組合物制成,其中母料包含:(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;(e)0至3重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸;并且其中母料的特征在于(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的92℃至146℃的熱變形溫度;(ii)小于5的霧度值;并且共混物的特征在于:(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的為92℃至146℃的熱變形溫度;和(ii)根據測量的小于3的霧度值;和(iii)200微米厚的膜的黃度指數為-5至2.5;并且條件是當存在不飽和的二官能或三官能羧酸時,根據膜表面分析儀測量的,可微波食品包裝或纏繞膜在1m2內含有1250個或更少的尺寸為200μm或更大的斑點;并且進一步條件是當組合物中存在0.009至0.012重量百分比的著色劑時,不飽和的二官能或三官能羧酸的量大于0重量百分比。
實施方式2:實施方式1的可微波食品包裝或食品纏繞膜,根據膜表面分析儀測量,在1m2內含有1250個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
實施方式3:實施方式2的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中由該方法制備的組合物制造的膜在1m2內含有300個或更少的尺寸200μm或更大的斑點。
實施方式4:實施方式1-3中任一項的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中聚(亞苯基醚)是具有在氯仿中在25℃下測量的約0.29-0.49dl/g的特性粘度的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。
實施方式5:實施方式1-4中任一項的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中苯乙烯聚合物是通用聚苯乙烯。
實施方式6:實施方式1-5中任一項的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中羧酸選自由檸檬酸、富馬酸、衣康酸和蘋果酸、及它們的混合物組成的組。
實施方式7:實施方式1-6中任一項的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中光學增強添加劑是選自由羥基丙酮(1-羥基-2-丙酮);乙偶姻(3-羥基-2-丁酮);2-羥基苯乙酮;苯偶姻(2-羥基-2-苯基苯乙酮);和2-羥基-1-苯基-2-對甲苯基-乙酮組成的組。
實施方式8:實施方式7的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中光學增強添加劑是苯偶姻。
實施方式9:實施方式1-8中任一項的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中母料中存在0.008至0.012重量百分比的著色劑。
實施方式10:實施方式1-9中任一項的可微波爐使用食品包裝或食品纏繞膜,包含0.01至2重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸。
實施方式11:實施方式10的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中不飽和的二官能或三官能羧酸是富馬酸、檸檬酸或它們的混合物。
實施方式12:實施方式1-11中任一項的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中母料包含:(a)40至70重量百分比的聚(亞苯基醚);(b)30至60重量百分比的苯乙烯聚合物;(c)0.5至2重量百分比的苯偶姻;(d)0.005至0.012重量百分比的著色劑;其中母料的特征在于(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的100℃至146℃的熱變形溫度;(ii)根據astmd256測定的1.5至3.5kg·cm/cm的缺口懸臂梁沖擊;(iii)小于3的霧度值;并且共混物包含14至94重量百分比的母料和6至86重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物的特征在于(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的100℃至140℃的熱變形溫度。
實施方式13:實施方式12的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中母料包含:(a)40至60重量百分比的聚(亞苯基醚);(b)40至60重量百分比的苯乙烯聚合物;(c)0.25至2.40重量百分比的苯偶姻;(d)0.004至0.013重量百分比的著色劑;(e)0.01至2重量百分比的羧酸,其為富馬酸、檸檬酸或它們的混合物;其中母料的特征在于(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的105℃至140℃的熱變形溫度;(ii)根據astmd1238測定的在300℃、5kg負載下的10至100g/10min的熔體流動速率;(iii)小于4的霧度值;并且共混物包含16至94重量百分比的母料和6至84重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物的特征在于(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的105℃至138℃的熱變形溫度。
實施方式14:實施方式1至13任一項的可微波食品包裝或食品纏繞膜,其中母料包含:(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;(c)0.01至2.50重量百分比的光學增強劑;(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;(e)0至3重量百分比的不飽和的二官能或三官能羧酸;其中母料的特征在于(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的110℃至140℃的熱變形溫度;(ii)根據astmd1238測定的在300℃、5kg負載下的10至100g/10min的熔體流動速率;(iii)小于2的霧度值;并且共混物包含16至94重量百分比的母料和6至84重量百分比的苯乙烯聚合物,其中共混物的特征在于(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的110℃至136℃的熱變形溫度。
實施方式15:一種用于制備用于可微波食品包裝或食品纏繞膜制造的聚合物組合物的方法,包括:混合以形成包含以下的母料:(a)40至75重量百分比的聚(亞苯基醚);(b)25至60重量百分比的苯乙烯聚合物;(c)0.01至2.5重量百分比的光學增強添加劑;(d)0.003至0.012重量百分比的著色劑;(e)0至3重量百分比不飽和的二官能或三官能羧酸;和其中母料的特征在于:(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的試棒上測定的92℃至146℃的熱變形溫度;(ii)小于5的霧度值;以及將母料與另外的苯乙烯聚合物共混而形成包含13至94重量百分比的母料和87至6重量百分比的苯乙烯聚合物的共混物,其中共混物的特征在于:(i)根據astmd648在1.82mpa下在6.4mm厚的條上測定的92℃至146℃的熱變形溫度;和(ii)根據測量的小于3的霧度值;以及(iii)200μm厚的膜的黃度指數為-5至2.5;并且條件是當存在不飽和的二官能或三官能羧酸時,根據膜表面分析儀測定,可微波食品包裝或纏繞膜在1m2內含有1250個或更少的尺寸200μm或更大的斑點;并且進一步的條件是當組合物中存在0.009至0.012重量百分比的著色劑時,不飽和的二官能或三官能羧酸的量大于0重量百分比。
實施方式16:實施方式15的方法,其中母料在高溫下在擠出機中混合,且母料在擠出機中與苯乙烯聚合物共混。
以下實施例說明了本發明的范圍。提供以下實施例和制備使本領域技術人員可以更清楚地理解和實踐本發明。它們不應被認為是限制本發明的范圍,而僅僅是示例性的和代表性的。
實施例
下文標為“ex.”的本發明的組合物的實施例及其下文中標為“cex”的它們的比較實施例,使用了表3中列出的材料。實施例中采用的所有重量百分比除了另有說明之處外,基于整個組合物的重量百分比。
以下討論所使用的組合物,比較實施例和測試方案。
母料制備(用低比機械能(sme)擠出)。
如前述定義的低值sme母料通常使用擠出機制備。擠出機是以約150rpm的螺桿旋轉速度和約50kg/h的生產量運行的具有53mm內徑的雙螺桿擠出機。擠出機通常從進料喉至模具使用11個具有以下溫度的區域:100℃/150℃/200℃/220℃/220℃/230℃/230℃/240℃/240℃/250℃/260℃/模具280℃。通常在擠出期間會使用過濾器組。過濾器組為#100篩目/#200篩目/#60篩目(模具側)套組,可獲得自taiyowireclothco.,ltd.并附接至最后一個筒和模具之間。所獲得的樹脂溫度由其從模孔出來時的樹脂測定。將所獲得的母料材料造粒并冷卻。
母料制備(用高比機械能sme擠出)
如前述定義的高值sme母料通過在上述擠出機中混合成分來制備。如對于低sme母料描述的,擠出機是以約300rpm的螺桿旋轉速度和約100kg/h的生產量運行的具有53mm內徑的雙螺桿擠出機。擠出機通常從進料喉至模具使用11個具有以下溫度的區域:100℃/150℃/200℃/220℃/220℃/230℃/230℃/240℃/240℃/250℃/260℃/模具280℃。通常在擠出期間會使用過濾器組。過濾器組為#100篩目/#200篩目/#60篩目(模具側)套組,可獲得自taiyowireclothco.,ltd.并附接至最后一個筒和模具之間。所獲得的樹脂溫度由其從模孔出來時的樹脂測定。將所獲得的母料材料造粒并冷卻。
共混物制備
通過將制粒的母料(mb)與制粒的苯乙烯聚合物共混而調節所獲得的包裝材料中聚(亞苯基醚)的含量來制備共混物。通常,苯乙烯聚合物是本文的通用聚苯乙烯。在制備制品之前,共混物沒有擠出為均質且整體的相。將共混的顆粒插入到擠出機中以制造膜或插入筒中以模制樣品。然后測定所獲得的膜和模制品的物理和光學性能。
膜制造
用配備有單螺桿(d=65mm)和t型模具(寬度:1500mm)的擠出機(l/d=32)以4m/min速率制造膜。擠出機中的筒體和t型模具的溫度分別設定于275-330℃和31℃。生產量為85kg/h。
將組合物在配備有t型模具(寬度:150mm;狹縫長度:1mm)的colline30m單螺桿擠出機(l/d=25)上混合。擠出機以70rpm的螺桿轉速和約9kg/h的生產量運行。筒體和t型模具的溫度分別設定于260℃和280℃。過濾器組附接于最后一個筒和t型模具之間。過濾器組為#60篩目/#200篩目/#60篩目的套組,其可獲得自taiyowireclothco.,ltd.(日本)。
斑點計數
使用來自opticalcontrolsystems的fsa-100膜表面分析儀在1m2的面積樣品內計數200微米厚的膜上的斑點。fsa-100根據暗場探測法以50%的閾值運行。通過使用高分辨率線掃描相機和合適的照明技術,光電評估膜的質量。該方法和設備描述于henriksteenandoliverhissmann,standardsearchforspecks,specialreprintofkunstoffeinternational10/2010;carlhanserverlag:munchen,2010中。fsa-100表面分析儀具有以下規格:
相機ccd線掃描相機
分辨率:5μm起
探測窗口0-300mm
光照專用led光,鹵素光
計算機工業
最新技術
軟件操作系統windowsxp專業版(最新技術)
專業圖像處理
物理接口以太網10/100/1000mbastt、usb、rs485rs232、數字和模擬i/o
通信協議modbusrtu、modbustcp/ip、opc、sql,
文件傳輸,profibus
可以實施其他現場總線系統
遠程控制cat5擴展器
尺寸規格(l,w,h)35×15×15cm
(每相機-/光照單元)
重量約10kg
電源230vac/115vac,50/60hz
溫度10=40℃
astm測試樣品的模制
物理測試樣品在toyomachinery&metalco.,ltd.toyopasterti-80g注射模制機上注射模制,使用280℃,的機筒溫度和80℃的模具溫度。
測試
測試步驟總結在表1中。
表1
原材料
用于制備組合物的物料總結于表2中。
表2
結果
表3和4總結了本發明的組合物的比較實施例和實施例的測試結果。
表3中總結的實施例和比較實施例中不存在不飽和的雙官能或三官能羧酸。從表3可以看出,cex1、cex2、cex3和cex4均含有超出期望的重量百分比范圍的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)。cex3和cex4沒有共混。cex5不含苯偶姻。cex5和cex6不含著色劑。cex7含有超出期望的范圍的著色劑。
其中組分重量百分比在期望的范圍內的ex1-9,都給出了母料和共混物的可接受范圍內的hdt和霧度值。
相比之下,具有80重量百分比的聚(2,6-二甲基-1,4-亞苯基醚)的cex1和cex2給出了期望的范圍之外的hdt值,而cex3和cex4給出了超出期望的范圍的霧度值。這可能是由于包含聚(亞苯基醚)樹脂和苯乙烯聚合物的熔融樹脂的粘度所致。聚(亞苯基醚)樹脂的粘度顯著高于苯乙烯聚合物的。在組合物中較低的聚(亞苯基醚)樹脂含量會產生具有較低粘度的熔融樹脂,其不能在擠出期間加熱至將聚(亞苯基醚)樹脂溶解到苯乙烯聚合物中的足夠溫度。通常,聚(亞苯基醚)樹脂與苯乙烯聚合物良好混合以提供均相。值得注意的是,分散而不溶解于苯乙烯聚合物中的聚(亞苯基醚)樹脂具有較低的能量(較低的溫度),產生具有較高霧度值的組合物。
用于制備母料和用于產品制造的方法是提供本發明的均勻整體模制部件和膜的優選方式。具有低含量的聚(亞苯基醚)樹脂的組合物不能通過一次擠出得到。一旦提供母料,母料的粘度更接近苯乙烯聚合物,使物料混合變得容易。因此,有利的是,客戶或制造商可以容易地共混材料而制備具有期望的熱參數的制品。
cex5,cex6和cex7給出對于食品包裝用途過高的黃度指數(yi)值(過黃)。已經觀察到cex5、cex6和cex7的黃色,因為樣品分別不含脫色劑和藍色著色劑。由于操作溫度較高,cex7給出更高的黃度指數(yi)值。由于聚(亞苯基醚)樹脂的加載較高,也可能發生黃化。聚(亞苯基醚)樹脂的較高加載導致母料具有較高粘度,因此其在混合期間需要更高的溫度以調節(降低)粘度。另外,聚(亞苯基醚)樹脂由于在加熱時經受氧化的傾向而趨于顏色發黃。盡管具有更高hdt的材料是期望的,但較高含量的聚(亞苯基醚)樹脂可能會將材料的顏色轉變為黃色。
ex1、ex3和ex4的結果表明,任何類型的聚(亞苯基醚)樹脂都可以用于母料和共混方法以提供透明的聚(亞苯基醚)樹脂。
由于使用大量著色劑(0.015pph),cex7給出了強烈藍色的模制部件和制造的膜。
基于表3中提供的實施例,母料中聚(亞苯基醚)樹脂與通用聚苯乙烯的比率優選為40:60至70:30。母料中的總著色劑濃度優選小于或等于0.001pph但大于0pph。母料中聚(亞苯基醚)樹脂與光學增強劑(苯偶姻化合物)的比率優選為10:1至70:1。共混物和通過共混方法的膜中的聚(亞苯基醚)樹脂含量優選為10至55重量份。
在表4中,實施例中存在不飽和的二官能或三官能羧酸。與cex8、cex9和cex10相比,ex10-15在母料中具有檸檬酸,或富馬酸,而cex8,cex9和cex10沒有。ex10-15的其它組分以期望的重量百分比范圍存在。
由于聚(亞苯基醚)和聚苯乙烯之間缺乏混溶性,并因此由于聚(亞苯基醚)樹脂和聚苯乙烯之間的粘度差異,cex9給出了較高霧度值的共混物。
出乎意料地,我們發現ex10-15比cex8-10具有更少的200μm以上的斑點數。
ex10-ex15在共混物中具有合適的聚(亞苯基醚)樹脂含量,而因此適用于可微波食品包裝的膜。低于10份的聚(亞苯基醚)樹脂產生聚苯乙烯的較低或相等的熱量,而大于55份會由于聚(亞苯基醚)樹脂和聚苯乙烯之間的粘度差異產生更多黃色和與聚苯乙烯的不混溶。在共混物和膜中,10重量百分比的聚(亞苯基醚)樹脂可以提供可以承受微波爐加熱的材料。
表4
為了清楚和理解的目的,已經通過舉例說明和實施例的方式對詳細描述了前述發明。已經參照各種具體實施方式和技術描述本發明。應當理解的是,在保持于本發明的精神和范圍內的同時,可以做出許多變化和修改。對于本領域技術人員顯而易見的是,可以在所附權利要求的范圍內實施改變和修改。上述描述旨在是說明性的而不是限制性的。因此,本發明的范圍不應參照上述描述進行確定,而應該參考以下所附權利要求以及這些權利要求所授予的等同物的全部范圍一起確定。如果本申請中的術語與引入參考文獻中的術語相矛盾或沖突,則本申請中的術語優先于所引入的參考文獻中的沖突術語。