[发明专利]用有机羟基酸制备的非沉淀的碱/碱土金属和铝的组合物

说明书

发明领域

本发明涉及用于制备聚酯聚合物的基于铝的组合物，更明确地 讲，涉及包含铝、碱土金属或碱金属和过量乙二醇的组合物，其中 加入羟基酸化合物以提高铝在乙二醇中的溶解度。

发明背景

由碱土金属或碱金属(“M”)和铝在乙二醇中制备的溶液随时间容 易形成沉淀。这个问题在M∶Al的摩尔比接近1∶1时特别显著，其中 沉淀在低于125℃的适中温度开始发生。这是因为铝化合物不易于溶 解于乙二醇。进料给熔体聚合工艺的催化剂组分应维持在溶液中， 以为反应物或聚合物熔体提供更均匀混合，并且使所需催化剂以统 一和均匀的量进料给熔体工艺。

催化剂溶液比催化剂浆液有优势，因为溶液避免了潜在的泵吸和 循环问题，避免了输送管路结垢和堵塞，以及避免了应用在浆液中 以防止在进料槽上形成不溶性催化剂沉淀物的剧烈搅拌的需要。进 料槽的沉淀物使得催化剂以均匀量进料到熔体相生产线成为难题。

氢氧化锂和异丙醇铝在乙二醇的存在下可以结合形成溶液。这可 以通过将所述组分加热到足以形成催化剂溶液的温度来实现。此反 应的温度通常在125℃-160℃的范围，持续3-5小时。一般而言，若 溶液中铝的浓度不超过3,000ppm，那么当混合物冷却到环境温度时 不会形成沉淀物或凝胶。

当催化剂体系在乙二醇中混合时，在几种条件下可以形成沉淀。 当催化剂溶液冷却到环境温度时可以形成沉淀。即使组合物在冷却 时维持为溶液状态，但经过一段时间(例如大约2或3天)该溶液可以 变化而形成沉淀物。若形成沉淀物，通过设置了特定流速的进料系 统进料给熔融聚合线以制备聚酯的实际催化剂的量就会波动，由此 导致不一致的产物类型或产物性质。

为了使催化剂维持在溶液中，乙二醇/Li/Al催化剂组合物必须保 持在约150℃或更高的提升的温度下。催化剂溶液保持在高温有几点 不利。催化剂长时间维持在高温会潜在地引起催化剂失活。另外， 将催化剂溶液维持在高温需要增加热的催化剂进料管道的设备投 资。

形成沉淀的另一种方式是当催化剂组合物中铝的量超过3000 ppm时。在需要使用含有高浓度Al的催化剂原料来源，以便可减少 进料给熔体工艺的溶剂的量同时，必须使催化剂维持在溶液中，这 随铝量的增加而变得更困难。

所述催化剂不仅可以在使用3000ppm或更多铝的乙二醇中或若 使热溶液冷却时沉淀，而且其可以在M∶Al的摩尔比接近1∶1时沉 淀。然而，在一些应用中，需要M∶Al的摩尔比为约1∶1，因为当 M∶Al的摩尔比接近1∶1时聚酯聚合物的泛黄度最小。

将摩尔过量的羟基酸加入金属M是不可取的，因为增加了溶液 的成本。需要保持灵活性，以使将化学计算量的M加入羟基酸甚至 将过量的M加入羟基酸，同时保持溶液含有低量的羟基酸化合物。 相对于作为唯一溶剂的乙二醇溶液，期需催化剂组合物在乙二醇中 表现增加的溶解度，并有利地相对于羟基酸化合物而言具有较少量 的羟基酸和大量化学计算过量的乙二醇。或者，或另外，如果溶液 可以在需要时以M∶Al摩尔比接近1∶1来制备，并在广的温度范围内 (包括环境温度)保持稳定，那么这也是需要的。或者，或另外，如果 此溶液可以使用3000ppm或更多铝制备，以使进料给熔体聚合工艺 的溶剂量最少化，那么这将会特别有利。

发明概述

我们已发现：将某种有机羟基酸化合物加入含有Al的催化剂金 属中可增加它们在乙二醇的溶解度。现在提供通过结合以下物质而 获得的组合物：

(i)M，其中M代表碱土金属或碱金属；和

(ii)铝；和

(iii)乙二醇；和

(iii)有机羟基酸化合物，该化合物具有至少3个碳原子并且当其 具有8个或更少碳原子时则具有少于3个羧基，

其中乙二醇∶铝的摩尔比为至少35∶1。

还提供了包含催化剂体系的残留物和聚酯聚合物的聚酯聚合物组 合物，所述催化剂体系由结合以下物质获得：

(i)M，其中M代表碱土金属或碱金属；和

(ii)铝；和

(iii)乙二醇；和

(iv)有机羟基酸化合物，该化合物具有至少3个碳原子并且当其 具有8个或更少碳原子时具有少于3个羧基，

其中乙二醇∶铝的摩尔比为至少35∶1。