[发明专利]一种生产中性色聚合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及中性色聚合物的生产方法。此方法的特殊性在于，该方法提供了分别独立地矫正Lab色彩空间中的a值和b值的可能性。通过使用有机颜色染料和摒弃对钴的使用，该方法还能使所产的聚合物的金属含量降低。

背景技术

在生产聚合物，特别是生产聚酯的过程中，通常会同时发生热分解和氧化分解反应，在这些反应中能生成生色基团。这些生色基团使所产的聚合物颜色偏黄。(详见，如“聚合物纤维，化学和技术，Dr.Hermann Ludewig，Akademie-Verlag，Berlin，1975；现代聚酯：聚酯和共聚酯化学和技术，John Scheiers und Timothy E.Long(Ed.)，John Wiley & Sons，2003”.)这种轻微的黄色可以轻易地被测量出。如果在聚酯的生产过程中没有加入任何染料，所测得的b值(HUNTER方法)在2-4个单元之间。

降低此类分解反应的可能性主要有两种，即在惰性气体环境下进行反应以及降低反应温度。第一种方法需要一定的成本，而第二种方法只有在极少数的情况下才有可能。由于温度是决定反应速度的一个重要因素，所以必须仔细斟酌的是，温度降低的程度和其所达到的颜色改善与技术上和经济效益上可行的反应速度的关系。现有技术中出现了很多对于防止产物中有错误颜色生成的尝试。其中的一种方法是加入蓝色的染料，通过加入合适数量的蓝色染料能使聚合物中黄色的基础色在视觉上变为中性色。对于包装材料，尤其是对于食品和饮料的包装材料，中性颜色是十分重要的。

现有技术中所使用的蓝色染料中经常含有钴化合物，尤其是醋酸钴，这些染料基本上和有机染料一起使用。蓝色，红色和紫色的有机染料也可以被单独使用。

对含有钴的物质的使用已经在文献EP 0 061 414中被公开，该文献公布的是一种生产聚合酯树脂的方法。该聚合树脂中含有钴化合物、磷化合物以及锑化合物，并能用来生产具有较高清晰度以及中性颜色的产品。其中的钴化合物具有着色作用，磷化合物被用来抑制钴化合物的催化作用，锑化合物是聚合反应的催化剂。

US 6,793,083描述了运用钴和磷的混合物来生产清晰和中性色的聚合物的方法，其中钴和磷的混合物在酯交换反应的最后阶段或聚合反应的开始阶段被加入。该生产过程中钴通用是着色剂，而磷同样是钴的稳定剂。

使用有机染料生产中性色聚酯的全面描述有“聚酯树脂：生产，加工，性质和回收“Dr.Ulrich K.Thiele，PET planet Publisher GmbH，Heidelberg，2007.“

EP 0 854 160公布了被聚乙二醇修饰了的具有改良的清晰度的PET共聚合物，在生产该共聚合物的过程中使用的着色剂为钴化合物，蓝色和红色的混合蒽醌衍生物以及异喹啉衍生物。

US 5,372,864公布了不同种的可以作为染料混合物的蓝色和红色的蒽醌衍生物以及异喹啉衍生物。这些混合物将聚酯的颜色调节为中性色或浅蓝色。其中，热稳定的染料也可以含有活性基团，这些活性基团可以使染料分子在聚缩合过程中和聚酯连接，聚合物中原本的黄色可以通过调整加入的染料混合物的量被更正。红绿色调的颜色可以通过调整加入的混合物的成分得到更正。这里并不需要任何对作为泛黄指标的Lab色彩空间中的b值的观察(HUNTER法)，也不需要对Lab色彩空间中的a值进行观察，a值表现为红绿色的程度。该文件中同样没有指出的是，怎样可以对a值和b值互相独立地分别影响。确定染料的组成成分和数量从而能精确地中和聚合物中的颜色总是需要大量的尝试，因为需要达到的a值和b值以及相应的加入的染料混合物的成分以及量会改变。

发明内容

使用钴化合物，特别是使用醋酸钴，作为着色剂生产食品包装有很多的缺点。除了有蓝紫色的着色效果以外，钴具有催化效应，通常被用作酯化反应的催化剂。这些性质是在运用钴作为着色剂时不被希望的。所以在使用时需要添加稳定钴的稳定剂，诸如磷酸中的磷从而最大限度地抑制钴的催化反应。然而，在此过程中会有磷酸钴的生成和沉淀，会造成聚合物不透明度的增加。恰恰对食品包装材料，尤其是饮料瓶，这种不透明度是不能被接受的。再者，在对由运用醋酸钴而产生的醋酸进行分离时通常会导致对反应、管道和蒸馏的干扰。