[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。

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″表示通过不饱和二羧酸(如马来酸)和其它二羧酸(如邻苯二甲酸和间苯二甲酸)或各自的二羧酸酸酐与多元醇(如1，2-丙二醇、二甘醇和新戊二醇)的缩合形成的聚合物。

GB 956,180 A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)的该两种产品是步骤(ii)中的反应物。该两个步骤(i)和(ii)作为单釜反应进行。

尽管制备聚酯树脂的常规方法要求180-240℃的反应温度和水的连续脱除，可以通过采用环氧丙烷代替单丙二醇实现反应时间和能量消耗的改进，如在US-A-3374208中所述。在此环氧丙烷与二羧酸酸酐反应以在放热反应中形成交替共聚物且不释放水。

使用环氧丙烷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丙烷的贮存、运输和处理是令人麻烦及成本较高的。此外，环氧丙烷易于在贮存、运输和/或处理期间形成聚(环氧丙烷)。存在聚(环氧丙烷)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、官能度和树脂颜色)及最终应用性能(例如涂料的降低的化学稳定性)。由于以上原因，已经将使用环氧丙烷限于小规模生产和小领域应用。

现在通过整合苯乙烯单体和环氧丙烷的联合制备方法与不饱和聚酯树脂的制备方法而克服上述缺点。

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合适的氧化剂与丙烯反应以形成环氧丙烷，

(b)分离环氧丙烷馏分，和

(c)使获得的环氧丙烷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。

本整合方法可以在工业规模上制备聚酯树脂和苯乙烯单体及明显降低环境危害和影响。与生产环氧丙烷的方法整合不仅仅具有上述技术优点，而且导致明显的简化和因此由于此原材料降低的运输和贮存要求而导致成本下降。

本发明也涉及聚酯树脂的制备方法，其中将聚酯树脂直接连接到环氧丙烷制备过程。本说明书中的″整合方法″的意义是将制备环氧丙烷的方法和制备聚酯树脂的方法结合成单一方法。在此，将中间产品直接转移到下一反应阶段。本说明书中″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。优选地，直接连接意味着将原材料在相同的生产位置生产，和通过固定连接运输到聚酯反应器，因此避免了原材料的进一步处理。

合适的氧化剂包括有机氧化物和过氧化物。

在步骤(a)中，使丙烯原料与合适的氧化剂反应。合适的氧化剂能够将烯烃环氧化为相应的环氧烷烃。氧化剂包括氧气、和含氧气体或混合物如空气和一氧化二氮。其它合适的氧化剂是氢过氧化物化合物如芳族或脂族氢过氧化物。氢过氧化物化合物优选包括过氧化氢、叔丁基氢过氧化物、乙基苯氢过氧化物和异丙基苯氢过氧化物，其中最优选是乙基苯氢过氧化物。优选地，氧化剂不是饱和脂族单羧基过酸。更优选地，氧化剂不是过酸。