[发明专利]聚酯树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备聚酯树脂的方法。更特别地，本发明涉及一种聚酯树脂和一种用于制备聚酯树脂的方法，所述聚酯树脂呈现出优良的物理性质比如对热、化学品以及冲击的高抗性，并且具有优良的外观性质、高透明度、以及优越的模制特性。

技术背景

通常，聚酯树脂由具有最佳结构的芳香族和脂肪族的二羧酸与亚烷基二醇制备。聚酯树脂具有优良的物理和化学性质、在一般溶剂中是高度可溶的、是高度柔性的、对广泛范围的材料拥有良好的粘合性、具有良好的可涂覆性(coating workability)等。由于这些优点，聚酯树脂被用于多种应用，比如用于纤维、薄膜、以及粘合剂。

在聚酯树脂的制备中，存在于最终的聚酯树脂的主链中的原材料的比例取决于原材料在酯化或转酯化期间的反应性和原材料在缩聚期间的蒸发程度而变化。因为以亚烷基二醇为典型的二醇组分的反应性按照伯二醇>仲二醇>叔二醇的顺序减小，二醇组分在聚酯主链中的残留率按照此顺序减小。由于这个原因，当意图使用仲醇或叔醇合成聚酯树脂时，需要足够长的反应时间或获得非常低的反应收率。

近年来，用于使用诸如1,4-环己烷二甲醇或异山梨醇的醇作为反应物来合成聚酯树脂的方法已经是已知的。然而，根据此方法，使用仲醇使得难以实现高反应收率和显著改善的树脂聚合度。换言之，当异山梨醇被用于增加树脂的物理性质(例如，耐热性)的目的时，造成低聚合度或过度大量的原材料仍然未参与反应。因此，最终的聚酯树脂可能具有低的耐冲击性或耐用性和非常差的外观性质的问题。

另一方面，已知的是，金属或金属氧化物的多种形式可以被用作用于酯化反应或转酯化反应的催化剂。这样的催化剂的实例是溶于二醇溶液中的氧化锑。然而，锑化合物的使用引起不溶的锑络合物的形成，所述不溶的锑络合物在树脂制备过程中堵塞喷丝头(spinneret)。因此，在树脂纺丝(spinning)期间引起频繁的停工或需要连续洗涤喷丝头。

目前，关于塑性树脂的环境压力和法律法规处于稳步上升中。确定直接与食品接触的塑性树脂(比如食品包装容器)是否含有对人类有害的化合物是特别重要的。

此外，某些已经已知的聚酯树脂在热挤压期间没有充分地失去其粘性，使得难以模制成具有均匀厚度的最终产品或难以制造大体积或大面积的产品。

因此，存在对开发用于制备具有改善的物理性质、优良的外观性质以及成为最终产品的良好的可模制性(moldability)的聚酯树脂的方法的需求，通过所述方法，可以增加聚合反应的效率和原材料在最终产品中的残留率。

发明详述

技术目标

本发明的一个目标是提供聚酯树脂，所述聚酯树脂呈现出优良的物理性质比如对热、化学品和冲击的高抗性，并且具有优良的外观性质、高透明度以及优越的模制特性。

本发明的另一目标是提供用于制备具有上述特性的聚酯树脂的方法，通过所述方法反应物被允许在短时间内以高效率反应。

技术解决方案

本发明提供聚酯树脂，所述聚酯树脂包含：二羧酸组分的部分，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸；和二醇组分的部分，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，其中所述聚酯树脂含有基于树脂的总量的1ppm至100ppm的锌基催化剂(依据中心金属原子含量)和10ppm至300ppm的磷基稳定剂。

本发明还提供用于制备聚酯树脂的方法，所述方法包括：使二醇组分与二羧酸组分在酯化反应催化剂的存在下酯化，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸，所述酯化反应催化剂包含锌化合物；在当酯化度达到至少80％时，向酯化反应混合物添加磷基稳定剂；以及使酯化反应产物经受缩聚。

现在，将更详细地描述根据本发明的具体实施方案的聚酯树脂及其制备方法。

根据本发明的一个实施方案，聚酯树脂可以包含：二羧酸组分的部分，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸；和二醇组分的部分，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，其中聚酯树脂含有基于树脂的总量的依据中心金属原子含量的1ppm至100ppm的锌基催化剂和10ppm至300ppm的磷基稳定剂。