[发明专利]制备聚酯的方法

说明书

发明领域

本发明涉及制备具有低乙醛含量的聚酯的方法。

发明背景

聚酯树脂，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，一般用这样一种方法制造，其中首先在熔融聚合(MPP)过程制备基础聚酯，任选随后进行固态聚合(SSP)过程。可进一步将MPP细分成两个阶段，即i)酯化过程，其中一般使酯化反应达到约95％转化率，和ii)熔融缩聚，其中使转化率增加到超过99％。为了得到合理产率，利用缩聚催化剂。一般缩聚催化剂包括锑(Sb)、钛(Ti)、锌(Zn)和锗(Ge)。将这些加到MPP，以催化缩聚反应。催化剂一般加到酯化过程，或刚好在缩聚过程前加入。

在常规聚酯制备中，一般在MPP期间加入磷化合物，以使聚合物稳定对抗(i)在从后缩聚反应器(finishing reactor)到切片机的聚合物输送管线中热降解，(ii)在SSP中热氧化降解，和(iii)在注模过程中热降解。这些热降解反应导致生成乙醛(AA)。乙醛常规在基础聚合物、最终产物切片中测定，更重要在注模预型件中测定。AA副产物的生成由缩聚催化剂催化，因此，磷化合物倾向用于控制其最终值。

磷化合物一般在MPP酯化步骤期间加入，或在MPP酯化步骤后立即加入，例如美国专利5235027所述。磷化合物有时在过程中较后加入。例如，美国专利5898058描述后加一般的有机磷化合物。后加一般酸性磷化合物描述于US 2006/0287472。最后，后加胺的含磷的酸式盐描述于US 2007/0066794。

遗憾的是，用后加以上一般描述的磷化合物制备的聚酯可能在预型件中仍具有不可接受地高AA含量。因此，需要改善的AA再生控制和在聚酯树脂中降低的AA含量。

发明概述

根据本发明，已发现在聚酯过程中后加某些磷化合物意想不到地改善i)预型件中的AA含量，和ii)树脂和产物的热稳定性，因此可改善颜色。预型件中的AA含量改善，而不需要AA清除剂。本发明涉及一种制备聚酯的方法，所述方法包括：(a)制备具有约0.65或更大特性粘度的聚酯，其中所述制备聚酯包括使用催化剂；并且(b)在步骤(a)的制备后，将磷化合物加入到聚酯，其中所述磷化合物包括选自以下中的至少一种：磷酸三烷基酯、膦酰乙酸三烷基酯、磷酸单烷基酯、磷酸二烷基酯、亚磷酸三烷基酯、亚磷酸三芳基酯、亚磷酸三(烷基芳基)酯及其混合物。本发明还包括由本发明的方法制备的组合物和包含那些组合物的制品。

发明详述

本发明的特征在于一种制备聚酯的方法，所述方法包括：(a)制备具有约0.65或更大特性粘度的聚酯，其中所述制备聚酯包括使用催化剂；并且(b)在步骤(a)的制备后，将磷化合物加入到聚酯，其中所述磷化合物包括选自磷酸三烷基酯、膦酰乙酸三烷基酯、磷酸单烷基酯、磷酸二烷基酯、亚磷酸三烷基酯、亚磷酸三芳基酯、亚磷酸三(烷基芳基)酯及其混合物中的至少一种。磷化合物可以为选自磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、膦酰乙酸三乙酯、磷酸单乙酯、磷酸二乙酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯及其混合物中的至少一种，例如选自亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、膦酰乙酸三乙酯及其混合物中的至少一种。磷化合物不是酸性化合物或盐。

催化剂可以为选自锑、钛、钴、锗、铝、锡、锌及其混合物中的至少一种，或选自钛、钴、锗、铝、锡、锌及其混合物中的至少一种。催化剂可以为选自钛、钴、锌及其混合物(例如，钛和锌的混合物)中的至少一种。钛与锌的重量比可以为约1∶60至约1∶2，例如约1∶20至约1∶3，或约1∶10至约1∶3.5。催化剂可以聚酯的约3ppm至约250ppm重量浓度存在，例如钛可以聚酯的约3ppm至约20ppm重量浓度存在，或者锌可以聚酯的约60ppm至约250ppm重量浓度存在。

磷化合物和催化剂可以约0.5∶1至约5.75∶1的磷化合物∶催化剂重量比存在，例如约0.5∶1至约4∶1，或约0.75∶1至约1.5∶1，或约1∶1的磷化合物∶催化剂重量比。

特性粘度可以为约0.65或更大，例如约0.70或更大，约0.75或更大或约0.80或更大。步骤(a)的制备可包括熔融聚合，例如步骤(a)的制备可不通过固态聚合。在步骤(b)的加入后，聚酯可具有约50或更大的L^*，例如约54或更大。

本发明的方法可进一步包括将再热剂加入到聚酯。再热剂可以为选自炭黑、石墨、红外染料、金属颗粒及其混合物中的至少一种，例如再热剂可以为选自锑、钛、铜、锰、铁、钨及其混合物中的至少一种。再热剂可以约0.5ppm至约20ppm的浓度存在。