[发明专利]使用锌催化剂制备聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)的方法

说明书

在本文中公开了一种方法，所述方法包括以下步骤：a)使包含呋喃二甲酸二烷基酯、1，3‑丙二醇、锌化合物、以及任选地聚(亚烷基醚)二醇的混合物在约120℃至约220℃的温度下接触以形成预聚物，其中所述呋喃二甲酸二烷基酯与所述1，3‑丙二醇的摩尔比是1∶1.3至1∶2.2；以及b)将所述预聚物在减压下加热至约220℃至约260℃的温度以形成聚合物。步骤a)的所述混合物可以进一步包含蒽醌化合物。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年2月24日提交的美国临时专利申请序列号62/462,948的优先权，将其通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本文公开内容涉及使用锌催化剂制造聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)的方法。

背景技术

聚酯是一类重要的工业上有意义的聚合物。聚酯可用于许多工业中，包括服装、地毯、包装膜、涂料、电子工业以及运输。典型地，通过将一种或多种二酸或其酯与一种或多种二醇缩合来产生聚酯，其中起始材料衍生自石油。

聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)(PTF)是重要的新聚合物，其中起始材料呋喃二甲酸或其酯以及1，3-丙二醇可以由生物质进料产生。呋喃二甲酸(FDCA)可以由羟甲基糠醛(其可从许多来源例如生物质和/或高果糖玉米糖浆中容易地获得)的氧化产生并且1，3-丙二醇可以通过糖发酵产生。这两种材料是开始于以工业上有意义量生产的可再生材料。

虽然PTF可由100％可再生材料制成，但聚合物的生产已经呈现出显著的挑战。例如，典型地用于酯交换和缩聚中以产生PTF的钛催化剂还可能产生杂质，所述杂质可能赋予所述PTF不希望的黄色。

需要制备具有较少颜色的PTF的方法。

发明内容

本文公开了制备聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物的方法、通过此类方法产生的聚合物以及一种在制备聚(呋喃二甲酸三亚甲酯聚合物)的方法中提高缩聚速率的方法。还公开了制备包含聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)硬链段和聚(亚烷基醚呋喃二甲酸酯)软链段的嵌段共聚物的方法，以及通过此类方法产生的共聚物。在一个实施例中，公开了一种方法，所述方法包括以下步骤：

a)使包含呋喃二甲酸二烷基酯、1，3-丙二醇、锌化合物、以及任选地聚(亚烷基醚)二醇的混合物在约120℃至约220℃的温度下接触以形成预聚物，

其中所述呋喃二甲酸二烷基酯与所述1，3-丙二醇的摩尔比是1∶1.3至1∶2.2；以及

b)将所述预聚物在减压下加热至约220℃至约260℃的温度以形成聚合物。

在一个实施例中，所述呋喃二甲酸二烷基酯是2，5-呋喃二甲酸二甲酯并且所述聚合物是聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)。在另一个实施例中，步骤a)的所述混合物进一步包含如下文所公开的由结构A表示的蒽醌化合物。在又另一个实施例中，所述锌化合物包含乙酸锌、乙酰丙酮锌、羟乙酸锌、对甲苯磺酸锌、碳酸锌、三氟乙酸锌、氧化锌、或硝酸锌。在另外的实施例中，所述锌化合物的浓度是基于所述聚合物的总重量约20ppm至约300ppm。在附加的实施例中，步骤a)中的所述混合物进一步包含磷化合物，并且所述磷化合物以基于所述聚合物的总重量约1ppm至约50ppm的量存在于所述混合物中。

在一个实施例中，所述方法的步骤a)在不存在钛化合物的情况下进行。在另一个实施例中，所述方法的步骤b)在不存在钛化合物的情况下进行。在另外的实施例中，所述方法的步骤a)和步骤b)两者都在不存在钛化合物的情况下进行。

在另一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：

c)使由步骤b)获得的所述聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物在约110℃至约130℃的温度下结晶以获得结晶的聚(呋喃二甲酸三亚甲酯)聚合物。

在又另一个实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：