[發明專利]制備高分子量聚酯的組合物及用其制備高分子量聚酯的方法

無效

• 申請號: 00103405.7
• 申請日: 2000-03-08
• 公開（公告）號: CN1312304A
• 公開（公告）日: 2001-09-12
• 發明（設計）人: 高信敬;陳麗華;吳志郎;汪進忠;詹思源;楊盛德
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C08G63/183
• 分類號: C08G63/183;C08L67/03
• 代理公司: 隆天國際專利商標代理有限公司
• 代理人: 鄭霞,楊淑媛

本發明涉及一種組合物，特別是涉及一種用以制備高分子量聚酯的組合物，本發明還涉及使用該組合物來制備高分子量聚酯的方法。

臺灣目前已成為全球PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)的主要生產地區，年產300萬噸，其中50萬噸應用于高粘度PET產品，如聚酯瓶及高強力工業纖維。而一般傳統的高粘度聚酯，包括PET，皆采用的是固態聚合制程。在該制程中，聚酯是由預聚聚酯粒子、經再結晶、干燥及固態聚合得到的，整個過程往往需耗時10小時以上，既耗時又耗能源。

現有技術采用的是既耗時又耗能源的高成本制程，其主要是以高真空度或提高氮氣流量的方式來揮發脫除PET固態縮聚反應所產生的乙二醇(EG)，使反應向著縮聚反應方向進行，從而提高產物的特性粘度(I.V.)。

在公知技術中也有通過減小PET粒子的體積尺寸來使EG縮合物快速揮發脫出的描述，但要減小PET粒子的尺寸，需增加切粒機的成本，且此法對固態聚合反應速率的提高是有限的。

還有關于提高聚酯固態聚合反應速率的文獻可進一步參見：美國專利號4,150,214和5,714,262、以及世界專利號9622320。

本發明的主要目的是提供一種用以制備高分子量聚酯的組合物；

本發明的另一目的是提供一種高分子量聚酯的制備方法。

為達上述目的，有別于公知的以物理方式脫除揮發物EG(如高真空度或高氮氣流速)來提高固態聚合速率的技術，本發明是通過化學改性方法來提高固態聚合速率的。

本發明的特征之一是引入具有多官能團的共聚單體，使高分子化及支鏈化反應能加速進行，以提高固態聚合反應速率及特性粘度。

本發明的特征之二是同時使用能催化固態聚合反應速率的受阻酚/受阻芳香磷酸酯熱穩定劑來保護聚酯，使其在高溫固態聚合反應制程中不會被氧化或熱分解，從而使特性粘度快速提高。

本發明的用以制備高分子量聚酯的組合物，其包括：(a)二元酸或其二酯；(b)二元醇；(c)相對于成分(a)的0.1-5mol％的多元酸和/或多元醇；以及(d)以聚酯為重量基準的0.05-5％的高分子量受阻酚/受阻芳香磷酸酯熱穩定劑。

本發明還涉及一種高分子量聚酯的制備方法，其包括下列步驟：

(A)將下述成分進行熔融聚合反應，形成具有特性粘度為0.55-0.65的聚酯預聚物：(a)二元酸或其二酯；(b)二元醇；(c)相對于成分(a)的0.1-5mol％的多元酸和/或多元醇；(d)以聚酯為重量基準的0.05-5％的高分子量受阻酚/受阻芳香磷酸酯熱穩定劑；以及

(B)以聚酯預聚物進行固態聚合反應，形成具有特性粘度至少為0.7的聚酯。

在本發明的組合物中，成分(a)為二元酸或其二酯，優選芳香族二元酸，例如：對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘系二元酸、或其混合物。

在本發明的組合物中，成分(b)為二元醇，優選含2-10個碳原子的烷基二元醇，例如：乙二醇、丁二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、二甲基-1,3-丙二醇、環己烷雙二醇、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇、或其混合物。

在本發明的組合物中，成分(c)為具有多個官能團的共聚單體，如多元酸和/或多元醇，其可使反應向著高分子化及支鏈化方向加速進行，從而提高其固態聚合速率及特性粘度。

適用于本發明的多元酸包括：偏苯三酸酐(TMA；trimelliticanhydride)、均苯四酸二酐(PMDA；pyromellitic?dianhydride)等，其中優選偏苯三酸酐。適用于本發明的多元醇包括：三羥甲醇丙烷(TMP；trimethylol?propane)、季戊四醇(pentarythritol)等，其中優選三羥甲醇丙烷。上述的具有三個官能團的共聚單體的添加量是以成分(a)為基準的0.1-5mol％，優選添加量為0.1-3mol％。

在本發明的組合物中，成分(d)為高分子量受阻酚/受阻芳香磷酸酯熱穩定劑，其兼具催化與熱穩定功能，可保護聚酯使之在高溫固態聚合反應制程中不會被氧化或熱分解，從而快速提高產物的特性粘度。適用于本發明的高分子量受阻酚/受阻芳香磷酸酯的穩定劑為Ciba?Geigy公司生產的商品名為^IRGANOX?1425的產品。高分子量受阻酚/受阻芳香磷酸酯熱穩定劑的添加量是以聚酯為重量基準的0.05-5％，優選添加量為0.1-2.5％。