[发明专利]用于制备聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)的方法

说明书

本文公开了一种制备聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物的方法。在一个实施例中，所述方法包括a)使包含呋喃二甲酸二烷基酯，包含乙二醇、1，3‑丙二醇、1，4‑丁二醇、1，4‑环己烷二甲醇或其混合物的二醇，以及金属催化剂的混合物在约140℃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二醇的摩尔比是1∶1.3至1∶2.2；b)通过将所述预聚物在减压下加热至约220℃至约260℃的温度进行缩聚以形成聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物；其中步骤c)中的缩聚速率在存在蒽醌化合物的情况下比不存在蒽醌化合物的情况下更快；以及c)添加至少一种如本文公开的蒽醌化合物；以及。

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62/462,950的优先权，将其通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本文公开内容涉及在金属催化剂和至少一种蒽醌化合物的存在下制造聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)如聚聚(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-丙二醇可以通过糖的发酵产生。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聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物的方法。此外，需要在温和条件下生产熔融聚合物，而不牺牲生产率，同时维持高品质。

发明内容

本文公开了制备聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物的方法以及通过此类方法生产的聚合物。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，包含乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，4-环己烷二甲醇或其混合物的二醇，以及金属催化剂的混合物在约140℃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二醇的摩尔比是1∶1.3至1∶2.2；

b)通过将所述预聚物在减压下加热至约220℃至约260℃的温度进行缩聚以形成聚(呋喃二甲酸亚烷基酯)聚合物；

c)将至少一种由结构A表示的蒽醌化合物独立地添加到步骤a)和/或步骤b)中

其中每个R独立地选自下组，所述组由以下各项组成：H、OH、C₁-C₆烷基、NHCOCH₃、SO₂NHC₆H₁₁，并且Q、Y、和Z各自独立地选自H、OH、NH2、和NHR’，其中R’是环己基或取代的芳基；并且

其中步骤c)中的缩聚速率在存在蒽醌化合物的情况下比不存在蒽醌化合物的情况下更快。