[发明专利]芳香族聚酯的制造

说明书

发明领域

芳香族聚酯是在一台挤塑机或挤塑机类装置中，通过在高温下让二羧酸、芳香族二醇的脂肪族酯、和任选地芳香族羟基酸的脂肪族酯反应同时脱除副产物脂肪族羧酸，以连续法制造的。

技术背景

芳香族聚酯，例如“聚芳基化物”和某些液晶聚合物(LCPs)，是重要的商业物资。它们典型地是用两种方法之一制造的。在这些方法之一中，将芳香族羧基转化成芳基酯(例如苯酚的酯)，然后与芳香族羟基化合物反应，生成该聚酯和副产物芳香族羟基化合物(例如苯酚)，后者通过挥发脱除。更常用的是涉及芳香族羧基与芳香族羟基的脂肪族酯(例如乙酸酯)反应、随后脱除副产物脂肪族酸(例如乙酸)的路线。

典型地，脂肪族羧酸(二)酯起始原料是通过脂肪族羧酯酐(例如乙酸酐)与羟基反应制备的，然后使该酯与芳香族羧基反应，以启动该聚合过程。这样的反应的方程给出如下：

(R¹CO)₂O+HO-Ar¹-OH→R¹CO₂H+R¹CO-O-Ar¹-O-OCR¹  (1)

R¹CO-O-Ar¹-O-OCR¹+HO₂C-Ar²-CO₂H→

R¹CO-O-Ar¹-O-OC-Ar²-CO₂H+R¹CO₂H  (2)

当芳香族羟基酸存在时，它与该酸酐反应如下：

HO-Ar³-CO₂H+(R¹CO)₂O→R¹CO-O-Ar³-CO₂H+R¹CO₂H  (3)

在这些方程中R¹是烷基、有取代烷基、环烷基、或有取代环烷基，且Ar¹、Ar²和Ar³各自独立地是亚芳基或有取代亚芳基。然后，脂肪族酯基和方程(3)的产物中的芳香族羧基可以类似于反应(2)中的那些那样反应。然后，反应(2)即缩合反应重复很多次，以生成该聚酯。注意，在所有这些步骤中，脂肪族羧酸(ACA)R¹CO₂H都是副产物。

在使用脂肪族羧酸(二)酯的方法中，该脂肪族羧酸酯可以事先生成和分离出来，然后在一个“单独”反应中与该芳香族羧酸基反应，或它们可以在芳香族羧基化合物的存在下“原位”生成。在该聚合过程期间，随着这些单体的缩合进行得能生成分子量越来越高的低聚物和然后聚合物，反应温度典型地升高并将副产物ACA蒸出。朝着聚合过程的末端，可以使用真空来脱除副产物酸，和/或可以让分子量较低的聚合物或低聚物凝固和“固态聚合”。各步骤的这些不同组合典型地需要显著数量的时间，其范围会长达12～24小时才能完成。因所选择的具体工艺步骤而异，可能需要一系列相对复杂的反应容器。该聚合物对高温的长时间暴露也可能引起某种降解。

因此，更简单、更快和不太昂贵的芳香族聚酯聚合方法是所希望的。

使用其它类型的化学中间体制造的聚酯的分子量已经在挤塑机中增大，见例如M.H.Mack，NPE’88，Vol.2 Conference Papers，p.131 et seq.(1988)，和M.H.Mack et al.，Annual Technical Conference Society of Plastics Engineers 1987，p.136-139(1987)。除聚合反应的化学不同外，在这些论文中，该聚酯并不是在该挤塑机中从这些单体制造的。

发明概要

本发明涉及一种芳香族聚酯生产方法，包含在一台挤塑机中，在高温下，使下列之一接触：

(a)脂肪族羧酸与二羟基芳香族化合物的一种或多种二酯，和一种或多种芳香族二羧酸；或

(b)脂肪族羧酸与二羟基芳香族化合物的一种或多种二酯，一种或多种芳香族二羧酸，和脂肪族羧酸与芳香族羟基酸的一种或多种酯；或