[发明专利]共聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种利用抗水解性佳、反应快速的钛磷共触媒制备内含至少一种二元酸与至少一种二元醇的共聚酯的方法。

背景技术

聚对苯二甲酸二甲酯(以下简称PET)自1941年第一篇专利发表至今，已成为人类生活广为使用的常用塑胶，优异的物性使其应用层面涵盖人造纤维、宝特瓶、胶片、薄膜、工程塑胶等。常用技术上，常以添加各种形式的二元酸或二元醇单体来对PET进行改质，借此改善其加工性或赋予特殊性质，此通称为PET共聚酯。传统上，PET或PET共聚酯是使用锑触媒进行聚合，但使用锑触媒所制得的酯粒色相偏暗，无法对应于要求色相良好、亮度较高的应用需求。目前业界的解决方法为使用钛触媒取代锑触媒，借此获得色相良好、亮度较高的酯粒。

工业生产上，常用钛触媒主要有醇基钛盐(alkoxide)或无机钛氧化物。使用醇基钛盐者，如美国专利第5,681,918、5,744,571号，其缺点为对水气敏感，易水解而造成触媒活性下降，导致聚合时间拉长，另外，也有可能还原成无机粒子型态而影响透明度，甚至阻塞生产设备管路，进而产生生产设备需中止运作来进行清理的困扰。

使用无机钛氧化物者，如美国专利第6,559,272号，其缺点为无机钛氧化物于反应系统中的溶解度不足，除了无机钛氧化物溶解不足会连带降低有效聚合活性之外，未溶解的无机钛氧化物也会造成浊度上升，进而影响酯粒的透明度，因此，使用无机钛氧化物为触媒的制作条件不易掌控与调整。

发明内容

有鉴于上述传统锑或钛触媒的问题点，本发明的目的在于提供一种内含至少一种二元酸与至少一种二元醇的共聚酯的制备方法，透过使用抗水解性佳且反应快速的钛磷共触媒，以提供一种具备色相良好、亮度提升、生产稳定的特性的共聚酯。

为达上述目的，本发明的共聚酯的制备方法包含以下步骤：

酯化步骤，是使用100mol%的至少一种二元酸与100～150mol%的至少一种二元醇作为单体原料，经由介于230～260℃间的酯化反应以获得寡聚物；

聚合步骤，是将该酯化步骤所获得的寡聚物于钛磷共触媒存在下，进行聚合反应而获得共聚酯；

该钛磷共触媒具有如下通式(1)：

通式(1)：O₁₆P₄Ti₃

其中添加量经换算相当于钛含量介于1～50ppm；

该聚合步骤的温度为260～290℃，真空度为0.1～10torr。

较佳地，该二元酸是选自8至14个碳原子的芳香族二元酸。

较佳地，该二元酸是选自8至12个碳原子的环脂肪族二元酸。

较佳地，该二元酸是选自对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、1,3-环己烷二甲酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、2,6-羧二酸或其他类二酸基团。

较佳地，该二元酸包含有80～100mol%的对苯二甲酸与0～20mol%的间苯二甲酸。

较佳地，该二元醇是选自3至20个碳原子的脂肪族二元醇。

较佳地，该二元醇是选自6至20个碳原子的环脂肪族二元醇。

较佳地，该二元醇是选自乙二醇、三甘醇、丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、1,2-环己烷二醇、1,4-环己烷二醇、1,2环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、四甲基环丁烷二醇或异山梨醇，以及该等的混合物。

较佳地，该二元醇包含有0～120mol%的乙二醇与30～150mol%的1,4-环己烷二甲醇。

较佳地，该钛磷共触媒的添加量，经换算相当于钛含量介于5～40ppm。

较佳地，该钛磷共触媒的添加量，经换算相当于钛含量介于10～30ppm。

较佳地，该聚合步骤中，另包含添加热稳定剂或调色剂的步骤。

较佳地，该热稳定剂为磷酸、三甲基磷酸或三乙基磷酸，经换算后的磷添加量为10～30ppm。

较佳地，该调色剂为醋酸钴或丙酸钴，经换算后的钴添加量为10～100ppm。

较佳地，该钛磷共触媒中的钛原子与该热稳定剂中的磷原子的数量比为Ti/P=2.5～5。

具体实施方式