[发明专利]具有改善的冲击特性的高粘度聚合物

说明书

发明领域

本发明涉及一种包含至少一种1,4:3,6-双脱水己糖醇单元的高粘度热塑性聚酯，其可具有优异的冲击强度特性和低的着色。本发明的另一主题是一种用于生产所述聚酯的方法以及该聚酯用于生产各种物品的用途。

发明的技术背景

由于它们的许多优点，塑料在物体的大量生产中已经变得不可缺少。事实上，它们的热塑性特征使得这些材料可以高速转化成所有种类的物体。

某些热塑性芳香族聚酯具有热特性，这些热特性使它们直接用于材料的制造。它们包括脂肪族二醇和芳香族二酸单元。在这些芳香族聚酯中，可以提及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，其是包含乙二醇和对苯二甲酸单元的聚酯，用于例如容器、包装、膜或另外纤维的制造中。

根据本发明，术语“单体单元”是指包含在聚酯中的单体，其可以在单体聚合之后获得。关于PET中包含的乙二醇和对苯二甲酸单元，它们可以或者通过乙二醇和对苯二甲酸的酯化反应，或通过乙二醇和对苯二甲酸酯的酯交换反应来获得。

然而，对于某些应用或在某些使用条件下，这些聚酯不具有所有所需的特性，特别是光学、冲击强度或另外耐热特性。这就是为什么开发二醇改性的PET(PETg)。它们总体上是包含环己烷二甲醇(CHDM)单元(除了乙二醇和对苯二甲酸单元外)的聚酯。将该二醇引入到该PET内能够使其将这些特性适应于预期应用，例如以改进其冲击强度或其光学特性，特别是当该PETg是无定形的时。

通过将1,4:3,6-双脱水己糖醇单元、尤其是异山梨醇(PEIT)引入到该聚酯内还开发了其他改性的PET。这些改性的聚酯具有比包含CHDM的未改性的PET或PETg更高的玻璃化转变温度。此外，1,4:3,6-双脱水己糖醇具有能够从可再生资源如淀粉获得的优点。这些改性的聚酯尤其对于制造要求高光学特性的瓶子、膜、厚片、纤维或物品是有用的。

然而，在包含1,4:3,6-双脱水己糖醇单元，并且特别是异山梨醇单元的聚酯的生产中遇到的一个问题是这些聚酯通常具有着色。这种着色迄今为止由异山梨醇对高温热氧化的敏感性来解释。在这方面，可以参考Fenouillot等人，Prog Polym.Sci.[聚合科学进展]，2010，第35卷，第578页及以下等等的综述，其中陈述：“异山梨醇对聚合聚酯所需的高温热氧化的敏感性是造成这种黄变的原因”。异山梨醇的这种非常高的敏感性使得必须为了获得具有低着色的聚合物，在基本上不含有分子氧的气氛中，用通常有限量的异山梨醇和在较低的温度下工作。

为了解决这个问题，文献US2006/0173154 A1传授了一种方法，该方法使能减少这种在起始单体中与异山梨醇的存在相关的聚酯的着色现象。该文献更具体地传授了一种用于生产聚(乙烯-共-异山梨醇)对苯二甲酸酯的方法，该方法包括酯化步骤和使用以确定比例的缩聚催化剂和辅助抗氧化剂进行聚合的步骤。此外，在此过程中，酯化温度范围为从180℃至265℃并且缩聚温度范围为从260℃至275℃是必不可少的。

主要包含乙二醇和异山梨醇的聚酯的附加问题是它们可能难以干燥。这意味着，在聚酯转变成熔融状态的过程中，水分可能引起所述聚酯的水解。因此，获得更容易干燥的聚酯使得可能改善聚酯在其熔融状态转变过程中的稳定性。

这些PEIT的另一个问题是它们可能具有不足的冲击强度特性。另外，对于某些应用，玻璃化转变温度可能是不足的。

为了改善聚酯的冲击强度特性，从现有技术已知的是使用其中结晶度已经被降低的聚酯。关于基于异山梨醇的聚酯，可以提及申请US2012/0177854，其描述了具有改善的冲击强度特性的包含对苯二甲酸单元和二醇单元的聚酯，这些二醇单元包含从1mol％至60mol％的异山梨醇和从5％至99％的1,4-环己烷二甲醇。如本申请的引言部分中所述，目的是获得其中通过加入共聚单体以及因此在这种情况下通过加入1,4-环己烷二甲醇来消除结晶性的聚合物。在实例部分中，描述了各种聚(乙烯-共-1,4-环己烷二亚甲基-共-异山梨醇)对苯二甲酸酯(PECIT)、以及还有聚(1,4-环己烷二亚甲基-共-异山梨醇)对苯二甲酸酯(PCIT)的实例的制造。