[发明专利]制备聚酯树脂的整合方法

说明书

技术领域

本发明提供制备聚酯树脂的整合方法、可通过这种方法获得的聚酯树脂和包含这种聚酯树脂的配制物。

背景技术

制备聚酯树脂的方法是本领域公知的。在此说明书中，术语″聚酯树脂″表示通过二羧酸(如邻苯二甲酸和间苯二甲酸)或二羧酸酸酐(如马来酸酐、邻苯二甲酸酐)与多元醇(如1，2-丙二醇、二甘醇和新戊二醇)的缩合得到交替共聚物而形成的聚合物，如在Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，Vol.18，p.575(1982)中所定义。

GB 956,180A涉及酯和聚酯的制备方法，其中(i)将包含至少3个碳原子的烯属或环烯属不饱和化合物(丙烯作为其例子提及)采用包含至少5个碳原子的饱和脂族单羧基类过酸环氧化，和(ii)将得到的由环氧化化合物和包含至少5个碳原子的高级饱和脂族单羧酸组成的混合物通过加热转化为酯。促进剂如氯化锌可用于步骤(i)。用于步骤(ii)的单羧酸衍生自用于步骤(i)的过酸。在GB 956,180A中建议在与来自过酸的单羧酸一起形成的过氧化物的加热之前，加入多羧酸如不饱和或饱和二羧酸以制备聚酯。在GB 956,180A的实施例中未制备这种聚酯。

在GB 956,180A的方法中，在步骤(ii)中进行(聚)酯生产之前未将环氧化化合物与衍生自过酸(它是用于步骤(i)的氧化剂)的单羧酸分离。相反，来自该步骤(i)的该两种产物是步骤(ii)中的反应物。该两个步骤(i)和(ii)作为单釜反应进行。

制备聚酯树脂的方法通常包括在高温度下在连续脱除水的条件下使原材料接触。

在US-A-5880251中描述的更快速和更能量有效方法采用环氧烷烃代替当量的单亚烷基二醇。在此方法中，环氧烷烃在放热反应中与酸-和醇-官能化合物反应且不释放水。

使用环氧烷烃的缺点在于在工业规模上令人麻烦的处理即每年数千吨的处理量。特别地，对环境有害和有毒的环氧烷烃如环氧乙烷和环氧丙烷的贮存、运输和处理是令人麻烦及成本较高的。

在制备聚酯树脂中使用环氧烷烃的缺点在于在环氧烷烃中存在聚(环氧烷烃)。存在聚(环氧烷烃)由于凝胶形成而可能对聚酯生产有害，和通常导致不希望的偏离所需聚酯树脂的性能(如分子量、分子量分布、粘度和官能度)及最终应用性能(例如涂料的降低施用性和降低的化学稳定性)。由于以上原因，已经将在聚酯制备中使用环氧烷烃限于小规模生产和小领域应用。

发明内容

因此，本发明提供制备聚酯树脂的整合方法，该方法包括如下步骤：

(a)在环氧化催化剂存在下使烯烃与合适的氧化剂反应以形成环氧烷烃，和

(b)分离包含95-99.95wt％环氧烷烃的粗环氧烷烃馏分，和

(c)使所述粗环氧烷烃馏分与一种或多种选自二羧酸、二羧酸酸酐和多元醇的化合物反应以获得聚酯树脂。

具体实施方式

申请人发现可以通过采用基本粗环氧烷烃馏分(它未经过复杂的纯化处理)而克服以上所述的缺点。本方法可以在工业规模上以环氧烷烃为基础制备聚酯树脂及明显降低环境危害和影响。本说明书中的″整合方法″的意义是将制备环氧烷烃的方法和制备聚酯树脂的方法组合成单一方法。与生产环氧烷烃的方法整合不仅仅具有避免聚(环氧烷烃)的问题的技术优点，而且导致更简单的方法，并且导致显著的成本下降和由于降低的处理、运输和贮存而降低的环境危害。此外，可以降低或完全避免另外要求的环氧烷烃的资金和能量密集性纯化。这可以方便地通过将聚酯制备单元布置在环氧烷烃制备单元附近而实现，这样直接将粗环氧烷烃转移到反应器。本说明书中的″直接″的意义是直接管道连接及任选地采用中间贮存设施，但不涉及通过道路槽车或任何其它形式移动罐的运输。

在本说明书中，术语″粗环氧烷烃馏分″表示可以由本方法获得的包含95.00-99.95wt％环氧烷烃和5.0-0.05wt％选自水、醛、酮和酸的化合物的粗环氧烷烃馏分。术语″湿″或″干″粗环氧烷烃表示可分别通过工艺步骤(a)、(b1)和(b2)、或(a)和(b1)-(b3)获得的环氧烷烃馏分，如下所述。