[发明专利]含1;4:3;6-双脱水己糖醇和各种芳香族二酸的热塑性共聚酯

说明书

本发明涉及一种热塑性聚酯，其包含：至少一种1,4:3,6‑双脱水己糖醇单元(A)；至少一种除了1,4:3,6‑双脱水己糖醇单元(A)以外的脂环族二醇单元(B)；至少一种选自呋喃‑2,5‑二甲酸、2,6‑萘二甲酸和间苯二甲酸单元之中的二羧酸单元(C)，所述聚酯包含至少10％的1,4:3,6‑双脱水己糖醇单元(A)并且不含乙二醇和对苯二甲酸单元。本发明还涉及其生产方法和用途。

技术领域

本发明涉及不含乙二醇单元并具有高的1,4:3,6-双脱水己糖醇单元掺入程度的热塑性聚酯。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制品的用途。

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避免。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体单元。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“一个或多个单体单元”或“一个或多个单元”是指包含在聚酯中的单元，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、纤维或制品是有用的。

这些PEIT的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US 2012/0177854，该申请描述了从酸组分(其由对苯二甲酸和任选地少量另一种芳香族二酸(如邻苯二甲酸、间苯二甲酸或萘酸)组成)和二醇组分(其由从1mol％至60mol％的异山梨醇和从5％至99％的1,4-环己烷二甲醇和任选地其他二醇(如乙二醇)组成)制备的聚酯。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。但是，对于最终聚酯中各种成分的含量，该申请完全没有提及。

也已经提出了基于2,5-呋喃二甲酸的PET和改性PET的替代物。例如，专利申请US2013/0171397描述了包含乙二醇和2,5-呋喃二甲酸单元的聚酯(PEF)以及还有包含乙二醇、异山梨醇和2,5-呋喃二甲酸单元的聚酯(PEIF)。PEIF的玻璃化转变温度(T_g)仍然相对低，最高为78℃，(与PEF的74℃相比)，这表明异山梨醇掺入聚酯的程度远低于所用异山梨醇的量。

专利申请WO 2014/100257给出了基于呋喃二甲酸和萘二甲酸的聚酯的理论描述，所述聚酯除了这些酸单元之外还包含异山梨醇单元和任选地另一种多元醇单元。然而，该专利申请没有披露实施的实际例子。