[发明专利]由环状脂肪族单体制成的除氧共聚物

说明书

优先权要求

本申请要求于2012年5月25日提交的美国临时专利申请系列号61/651,755(代理人案卷号12012005)的优先权，该文通过参考结合于此。

发明领域

本发明涉及使用新型共聚物作为还原剂(也称为抗氧化剂)来清除由热塑性复合物制造的容器和包装中的氧。

发明背景

食物的变质已经困扰人类数千年。食物的容器已经从石头发展到陶器，再到金属，再到玻璃，再到塑料，特别是用于一次性消费的食物和饮料。

食物和饮料的保质期限受到氧分子氧化作用的影响，所述氧分子来自容器中未被食物或者饮料占据的空间(“顶空氧”)，来自容器壁本体(“固有氧”)，以及通过容器壁或密封件渗入(“透氧”)。此外，食物或者饮料本身含有氧，它在顶空中达到平衡。

美国专利申请公开US2012100263批露了一种用于清除氧分子的方法和系统。所述系统采用新型三元共聚物作为氧分子还原剂。所述三元共聚物是大环聚(亚烷基二羧酸酯)低聚物、不饱和功能化聚合物和环氧功能化的苯乙烯-丙烯酸酯低聚物的聚合产物。这种三元共聚物特别良好地适用于聚酯树脂。

发明内容

本领域需要另一种用于聚酯以外还清除热塑性复合物中氧分子的系统，优选是当所述复合物制成塑料制品之后，特别是那些对氧有渗透性的复合物。

本发明的一方面是具有容易和氧分子反应的碳-碳不饱和键的共聚物，其包括环状脂肪族单体与不饱和功能化聚合物的聚合产物。

本发明的另一方面是一种热塑性复合物，包括一种热塑性聚合物基质以及作为氧分子还原剂的共聚物。

本发明的另一方面是包括热塑性复合物的热塑性制品，例如瓶预制件、吹塑成型的瓶、含易于氧化的易腐食物或饮品的瓶、任意其它形状的食品容器或塑料食物包装、或者用于容纳氧敏感材料的任意其它包装或储存介质。

本发明的又一方面是一种清除热塑性制品中的氧的方法，它包括将氧分子还原剂混合到热塑性复合物中，并从热塑性复合物形成制品的步骤，其中还原剂是如上所述的共聚物，此共聚物具有碳-碳不饱和键，易与氧分子反应。

具体实施方式

塑料制品的热塑性基质

任何热塑性塑料都可以作为候选材料，用来形成塑料制品。尽管本发明主要用于易腐坏的食物和饮料行业，但由本发明的热塑性复合物制造的塑料制品，也能用于因氧的腐蚀作用而需要使氧的存在量最小化的任何工业或消费品行业。例如，电子行业可能需要限制氧在封闭空间中的存在，以最大程度地减少封闭空间中的电子部件上贵重金属的氧化。

然而，塑料制品主要用于易腐坏食物或饮料的包装。热塑性基质经过模塑、挤出、压延等形成的最终塑料包装制品以及最终制品可能容纳或保护的内容物决定了本发明中热塑性塑料的适用性。

受益于本发明的热塑性塑料的非限制性例子是聚酯(包括聚交酯和聚羟基链烷酸酯)、聚酰胺、聚烯烃、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚乙烯基卤化物、所有类型的热塑性弹性体(包括热塑性硫化橡胶)等。

因为要防止食物和饮料消费品的保质期限受影响于这些食物和饮料同所用容器中的氧分子或渗过所用容器的氧分子的氧化反应，所以对于本发明中使用的热塑性塑料的选择是依据包装成本、外观和其它包装上的考虑来预计的。

在候选聚合物中，聚酯和聚乙烯优选作为包装材料。其中，聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)用于碳酸和非碳酸饮料消费品的塑料容器。此外，热塑性弹性体优选用作诸如饮料塑料容器这样的包装材料的封闭件或封闭衬垫或垫圈或封条。

最近，因为期望将可再生资源用于食物包装和其它消费品，聚乳酸可受益于本发明的共聚物。

氧分子的还原剂

一旦选好了用于包装的热塑性基质，就能选择氧分子的还原剂。本发明中的还原剂为由单体和聚合物形成的新型共聚物，这样选择的详细原因将在下文解释。

基础组分

选取的共聚物的基础组分与用于形成塑料包装制品的热塑性基质是相同或者相容的。

基础组分是能进行开环聚合的环状单体。

环状单体的非限制性例子包括丙交酯(乳酸二聚体)、乙交酯(乙醇酸二聚体)、丙内酯(含3个碳原子(C₃))、丁内酯(C₄)、戊内酯(C₅)、己内酯(C₇)、环状碳酸酯、内酰胺、吖内酯(azlactone)和其组合。