[发明专利]氧隔离组合物

说明书

本发明主要涉及氧隔离聚合物的领域，且更具体地是涉及用于食物包装的聚烯烃和氧隔离聚合物的共混物。

众所周知限制对氧敏感产品暴露于氧，维持并提高了该产品的质量及贮藏期限。例如，在包装体系中通过限制此类食物产品的氧暴露，维持了该食物产品的质量并且避免了食物腐坏。此外此种包装还使产品保持更长的存货时间，因此减少了源自浪费和再储存的成本。聚烯烃被广泛用作包装材料，但尽管它们的确具有好的水蒸气隔离性能，它们的用途在用于氧敏感的农用化学品和食物的包装或容器方面受限，因为它们的氧隔离性能不足。

氧隔离膜包装(其中氧被物理地防止进入包装环境)在食物包装工业为已知。此类氧隔离被称为被动隔离。此类氧隔离聚合物的实例包括乙烯乙烯醇(EVOH)和聚酰胺(PA)。通常在包装应用方面它们可形成多层包装的一层或者它们可与另一包装材料(例如聚烯烃)共混。还已知将EVOH和PA一起在隔离层中共混(例如公开于US 2006110554中)。

还已知将纳米复合物用作被动氧隔离，例如公开于WO2003055792中，其中公开了包含聚酰胺/纳米复合物或EVOH/纳米复合物共混物的组合物。在US 7270862中，公开了聚烯烃和聚酰胺/纳米复合物的共混物。纳米复合物为包含纳米粘土(有时称为纳米填料)的聚合物组合物，所述纳米粘土在颗粒尺寸方面不同于常规填料(例如滑石)，其颗粒尺寸在纳米范围。粘土基的纳米填料的作用模式是由于它们有极高的长宽比(宽度对厚度的比)。初始的粘土材料为层叠结构：当在化学处理和插层反应(以使其亲有机物质)之后合并至聚合物基质中时发生剥离和分层，其在理想情况下产生分散于所述聚合物中厚度约1nm的个体片晶。纳米复合物的不足是它们昂贵，且可能难以合并入聚合物中。

限制氧暴露的另一种技术包括将氧清除剂合并至包装结构中。清除剂在包装中的合并主要被用于短期内去除在包装中的顶空氧。这种情况下氧清除剂通常包含于具有高氧透过率的聚合物中，这确保包装中的顶空氧快速到达氧清除位点并且使氧水平在短期内减少。

还已知提供氧隔离聚合物(例如EVOH)和氧清除聚合物的共混物，该共混物可在包装材料中形成层。此类共混物描述于US2002002238A中，其中解释到因为氧对于氧清除聚合物的低可及性(由于氧隔离聚合物的存在)，仅微量氧到达氧清除聚合物，所以氧未被快速消耗因而具有长时期的有效寿命。在WO 99/14287中，描述了适合包装水果或蔬菜汁的共混物，所述共混物包含低密度聚乙烯或EVOH和酸可活化的氧清除剂(例如碳酸亚铁)和增容剂。一些形式的EVOH可被用作增容剂。例如，WO 88/002764公开了包含50至95％摩尔乙烯单元的EVOH作为聚酰胺和聚烯烃之间的增容剂的用途。然而，增容性能需要高的乙烯含量，且这些性能在具有较低乙烯含量的EVOH中未知。

我们现已发现不同类型氧隔离的特定组合可产生具有意想不到的良好氧隔离性能的组合物。

因此，本发明第一方面提供了一种组合物，所述组合物包含：

70-95％重量的聚烯烃，及合并于所述聚烯烃中的-

0.1-10％重量的包含27％摩尔和44％摩尔之间乙烯单元的乙烯乙烯醇聚合物；

0.1-5％重量的活性氧清除剂；

0.1-10％重量的具有至少10，优选至少20，更优选至少50的长宽比的粘土或者成核剂或任选包含此类粘土或成核剂的聚酰胺；和

0.1-5％重量增容剂。

“活性氧清除剂”是指与氧发生化学反应且被该反应消耗的任何化合物。这种不可逆的程序将活性氧清除剂与那些通过物理截留/吸收去除氧的化合物相区别。已知聚酰胺通过物理截留/吸收去除氧。然而也已知它们在有过渡金属存在时作为活性氧清除剂，其中过渡金属作为氧化反应的催化剂。因此出于本发明的目的，术语“聚酰胺”用于指作为物理氧隔离的聚酰胺，即没有任何缔合的催化金属的聚酰胺：然而与催化量的过渡金属一起存在的聚酰胺在本发明中仅被归类为“活性氧清除剂”。

“增容剂”是指任何改善组合物的相容性或可混性的化合物。

“长宽比”被定义为颗粒的最大长度与其宽度或直径的比值。

所述聚烯烃为优选聚乙烯或聚丙烯或其嵌段共聚物。在聚乙烯的情况下，其可为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)。所述聚乙烯可为同聚物或共聚物。

所述乙烯乙烯醇聚合物(EVOH)为乙烯和乙烯醇的无规共聚物。EVOH产物可包含变化的乙烯对乙烯醇的比值；本发明的组合物包含27％摩尔和44％摩尔之间的乙烯单元，优选27-38％摩尔的乙烯单元。该组合物中乙烯乙烯醇聚合物的量为优选在3和8％重量之间。