[发明专利]制备低乙醛含量的聚酯粒料和/或模制品的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用缩聚反应器排出的熔体制备低乙醛含量的聚酯粒料 和/或模制品的方法和装置。

该聚酯尤其涉及聚对苯二甲酸乙二醇酯或其改性共聚物，其中具有 酸部分的改性成分，例如间苯二甲酸，或具有二醇部分的改性成分，例 如环己基二甲醇。该材料尤其适于作为薄膜、薄片或诸如瓶体等中空体 形式的包装材料。

背景技术

在上述材料的制备中及其进一步的加工中，在应用温度下，由于热 损害，乙醛(以下也写作：AA)作为不良副产物产生，直接由排料单元 得到的熔体的AA含量一般是20-100ppm。AA气味非常强烈，而且最麻 烦的是在食品工业中，因为在冷却状态下其也会扩散到食品中。对于饮 料行业，已经确定了在预成型坯(preforms)中AA含量的限定数值如下： 用于水为1-3ppm，而用于甜饮料(CSDs)为4-10ppm。这意味着至少 对于这些应用，一定要显著降低AA含量。

已知有各种降低AA含量的方法。

一种方法是通过加入添加剂，即所谓的AA阻断剂以化学方法结合 AA。然而这些添加剂会导致材料变黄和/或发白。另外，AA阻断剂必须 符合食品工业的要求。因此AA阻断剂的应用受到限制。对于诸如水等 要求高的情况，一般直接在注射成型期间计量地供给AA阻断剂，以另 外抵消由此产生的AA。

另一种方法是在熔点之下的较高温度下使AA蒸发。这一般与固相 后缩聚工序结合实施，在190-230°之间提高缩聚程度的同时，将AA析 出。为避免热氧化损害，AA蒸发在惰性的气流如氮气下进行。由此得到 的粒料的AA含量一般小于1ppm。然而，该处理总体上复杂，需要大型 设备、花费大约一整天时间并且能耗很高。该方法也仅仅能应用于粒料， 而如果将缩聚反应器产生的熔体直接供给如注射成型机以制造预成型坯 时则不能应用。

随后用空气处理该粒料以去除AA也基本可行。然而，由于必须保 持相对低的温度以避免热氧化损害，降低AA含量需要花费较长时间。 另外，对于未经所述固相后缩聚工序的常规制备的粒料，不能通过此方 式获得尤其是食品包装所要求的低AA值。

从欧洲专利EP 0727303获知的降低AA含量的方法，其中从多轴 反应器的缩聚工序产生的熔体排出后处于真空中，以使AA得以蒸发。 可进一步由惰性的气流辅助进行上述蒸发。在欧洲专利EP 0968243中， 将氮气混入该熔体中从而在后续的快速膨胀(flash expansion)中将AA 释放。尽管在欧洲专利EP 0727303提到可以借助足够的表面再生速率 和真空条件实现极低的AA含量，但此方法由于需要为其付出高昂的设 备费用而未能如期实施。

现有技术已经开发出将圆盘反应器作为聚酯缩聚反应器的末级。图 2是该反应器的示意图。圆盘反应器所依据的工作原理为通过控制连续的 产物输入(产物进入)和输出(产物排出)向水平放置的直径为50厘米 -500厘米的圆筒装置20充装约1/4至最多1/2的熔体。熔体上方抽真空

(蒸气排出)。排列于纵向轴22上或篮筐状结构上的旋转圆盘(其中仅 有两个旋转圆盘标示为23)从熔体储槽21(用虚线表示)中向上汲取该 熔体并且使其靠重力流动，其结果是相对于自由空间(真空)，该熔体产 生大的表面积。

在储槽21中形成的液面梯度(level gradient)要确保熔体纵向流过 该反应器。一般通过在该反应器中的诸如堰等静态配件以及旋转圆盘23 的排列和转速对其进行控制，其中仅有两个堰标示为24。该储槽21首先 用于确保旋转圆盘23均匀装载该熔体。在该反应器的末级设置所谓的排 料区25，在其中伴随着熔体粘度的增大，该熔体流向排料单元，而储槽 用作向该排料单元或泵26连续装料的贮藏器。通过与圆筒装置20的底 座相距特定间距，在集料出口27的下端位置处设置排料单元，一般会使 该排料单元26的吸入压力增大更多。这里液柱最多可达200厘米高。

就此方法而言，由于热降解，在熔体中不断产生副产物，主要是乙 醛。