[发明专利]多层复合材料和由其制成的物体

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有阻隔性能的多层复合材料、包括所述多层复合材料 的物体、特别是燃料容器、用于生产多层复合材料或包括所述多层复合材料 的物体的方法、以及多层复合材料或物体在降低挥发性有机化合物的排放上 的用途。

背景技术

塑料、特别是基于聚烯烃、例如聚乙烯(PE)的塑料具有许多有利的性 质，包括与金属相比的较低的重量、良好的耐腐蚀性、以及在成形方面的更 大的灵活性。出于这个原因，它们用于许多应用，例如在包装材料、容器和 包装桶、特别是还用于包含溶剂的化学品和燃料的包装材料、容器和包装桶 的领域中。因此，特别是在汽车领域，而相比于由钢制成的燃料箱，通过由 塑料(PFT)制成制成的燃料箱可以实现例如相当大的重量减少，同时实现 了更灵活的成形、对腐蚀的降低的敏感性和提高的碰撞安全性。然而，塑料 在一定程度上能透过挥发性有机化合物(也称为VOC)，如果浓度和/或压力 梯度存在于塑料壁的两侧，其因此可以通过塑料壁，由此释放到环境中(称 为渗透)。

为了减少挥发性有机化合物渗透通过塑料壁，从而能够满足特别是在汽 车领域日益严格的关于燃料成分通过燃料系统的壁和封闭件和连接区的排放 的排放限量，例如EPA等级1和2、CARB(美国加州空气资源委员会)LEV I、II和III和欧洲排放标准III、IV、V和VI，在现有技术中已经描述了各种 方法。

例如，DE10114872A1通过加入细颗粒的无机添加剂而填充塑料的孔 隙进行了一种降低塑料的可渗透性的方法。

然而，在单层燃料容器或引入显示出对VOC的低吸收能力和渗透性的 阻隔材料的附加层的情况下，塑料壁例如通过表面的氟化而通常设置有极性 层。

使用例如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和聚偏二氯乙烯(PVDC)作为 阻隔材料。EVOH是乙烯和乙烯醇的无规共聚物，其市售可得自Kuraray(日 本千代田)，名称为EVALTM，在共聚物中具有各种比例的乙烯。与许多其 它塑料相比，这些共聚物显示出非常良好的相对于VOC的阻隔性能以及非 常良好的热塑性加工性能并且通常可通过挤出、注塑成型以及挤出吹塑成型 而加工。共聚合物中乙烯的比例越低，其相对于VOC的阻隔作用就越高， 但共聚物的加工性能和柔韧性也随着乙烯的比例减小而减小。

鉴于特别是越来越多地使用生物燃料，其包含由生物学工艺制备的挥发 性有机化合物的显著比例、例如在第二和第三代生物燃料中的乙醇(例如E10 燃料具有5-10％的比例的乙醇)、丁醇和/或各种醚化合物，这样的阻隔系统 在用于容纳、通过或包封代表或包含挥发性有机物质的物质的塑料方面的进 一步改进是必要的。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于容纳、通过或包封代表或包含有 挥发性有机化合物的物质的具有改进的阻隔性能的材料、及其生产方法。

该目的通过本发明的多层复合材料、包括该复合材料的物体以及本发明的 用于生产该多层复合材料或这些物体的方法来实现。

已经令人惊奇地发现，通过引入到包含聚合物的材料中的吸附材料可以使 挥发性有机物质通过包含聚合物的材料(例如容器的薄膜或壁、这样的容器的 管道或封闭件或其它部件)到环境中的释放降至最低程度，即包含聚合物的材 料相对于挥发性有机化合物的阻隔性能可以而得到改善。这是更令人惊讶的， 因为用于本发明目的的吸附材料优选具有多孔结构。与从现有技术已知的之前 所述的阻隔材料不同，挥发性有机物质渗透到包含聚合物的材料中原则上在这 里没有最小化，而是已经渗透到材料中的挥发性有机物质到环境中的释放降低 了。

潜在的多孔吸附材料、例如沸石迄今已在聚合物、特别是已用于生产塑料 油箱的那些聚合物中主要用作填料和稳定剂，例如DE102004019875A1中所 述，或者如果需要，用于使在合成、加工和贮存期间聚合物本身中形成并且可 以从聚合物中释放出来的醛类(例如从聚酯中释放的甲醛或乙醛)的释放降至 最低程度，例如WO94/29378A1和WO2006/074997A1中所述。