CN101815742B - 制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法 - Google Patents

制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101815742B
CN101815742B CN200880102548XA CN200880102548A CN101815742B CN 101815742 B CN101815742 B CN 101815742B CN 200880102548X A CN200880102548X A CN 200880102548XA CN 200880102548 A CN200880102548 A CN 200880102548A CN 101815742 B CN101815742 B CN 101815742B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyester
polycondensation catalyst
coating
compound
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200880102548XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101815742A (zh
Inventor
清水宏益
田畑启一
家门彰弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sakai Chemical Industry Co Ltd filed Critical Sakai Chemical Industry Co Ltd
Publication of CN101815742A publication Critical patent/CN101815742A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101815742B publication Critical patent/CN101815742B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/85Germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, or compounds thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/066Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/007Mixed salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215Coating
    • B01J37/0221Coating of particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/024Multiple impregnation or coating
    • B01J37/0244Coatings comprising several layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/03Precipitation; Co-precipitation
    • B01J37/031Precipitation
    • B01J37/035Precipitation on carriers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

根据本发明,可提供制备方法,其是制备聚酯用的催化剂的制备方法,其中所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的,所述制备方法的特征在于,在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述固体碱粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层。根据本发明,优选的是,在上述方法中,在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机硅化合物和/或有机铝化合物和/或有机锆化合物水解,形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层,接着,如此,在分散有形成了内侧被覆层的固体碱粒子的上述有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。

Description

制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法
技术领域
本发明涉及制备聚酯用的缩聚催化剂及其制备方法以及使用该缩聚催化剂的聚酯的制备方法。
背景技术
以聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等为代表的聚酯,机械特性和化学特性优异,根据各自的特性,可用于例如衣料用或产业原料用的纤维、包装用或磁带用等的薄膜或片材、中空成形品的瓶子、电气电子部件的外壳(casing)、其它各种成形品或部件等广泛的领域中。
作为代表性聚酯的以芳香族二羧酸成分和亚烷基二醇成分为主要构成成分的聚酯,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯,是通过对苯二甲酸和乙二醇的酯化反应、或者由对苯二甲酸二甲酯和乙二醇的酯交换来制备双(2-羟乙基)对苯二甲酸酯(BHET)和含有它的低聚物,再使其在缩聚催化剂的存在下,在真空中、高温下进行熔融缩聚而制得。
以前,作为这种制备聚酯用的缩聚催化剂,例如日本特开平9-291141号公报中所记载的,可广泛使用三氧化锑。三氧化锑是廉价且具有优异催化剂活性的催化剂,但是存在缩聚时析出金属锑,使所得聚酯发黑,而且使杂质混入所得聚酯中的问题,此外原本即存在具有毒性的问题,因此近年来期望开发出不含锑的催化剂。
其中,例如,作为具有优异的催化剂活性、提供色相和热稳定性优异的聚酯的催化剂,已知有包含锗化合物的催化剂,但是该催化剂不仅非常昂贵,而且在聚合中容易馏出至反应体系之外,因此反应体系的催化剂浓度随时间变化,具有难以控制聚合的问题。
另一方面,例如日本特公昭46-3395号公报中所记载的,已知可使用二醇钛酸酯等有机钛化合物作为由对苯二甲酸二甲酯和乙二醇的酯交换来制备聚酯用的缩聚催化剂。另外,例如日本特开昭49-57092号公报中所记载的,已知包含四烷氧基钛酸酯(tetraalkoxytitanate)的缩聚催化剂,但是存在所得聚酯在熔融成形时热劣化而容易着色的问题。
所以,近年来分别提出了使用钛化合物作为缩聚催化剂,以高产率来制备高品质的聚酯的方法。例如日本特开2001-064377号公报或日本特开2001-114885号公报中所提出的,将卤化钛或烷氧基钛水解而得到氢氧化钛,将其在30~350℃的温度下加热以脱水、干燥,使用由此得到的固体状钛化合物作为缩聚催化剂。
但是,上述记载的缩聚催化剂的制备方法,均是经干燥、粉碎而得到的方法,其结果,由于发生很多的粒子凝聚,使反应中的催化剂分散性恶化,因此有时不能发挥出原本的催化剂性能,而且所得的聚酯在熔融成形时具有热劣化而容易着色、且透明性变差的倾向。
发明内容
发明人为了解决以往制备聚酯用的缩聚催化剂中的上述问题而进行了深入研究,结果发现,在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,优选在选自脂肪族一元醇和脂肪族二元醇的至少一种有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述固体碱粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层,将其作为制备聚酯用的缩聚催化剂使用,从而在制备聚酯时,可抑制分解,并使构成催化剂的金属元素(钛)的每单位重量以高聚合活性提供高分子量的聚酯,而且该聚酯在熔融成形时,几乎不会因热劣化而着色,从而完成了本发明。
因此,本发明的目的是提供不含锑,同时具有优异的催化剂活性,且可获得色相和透明性优异的聚酯的制备聚酯用的缩聚催化剂的制备方法、该缩聚催化剂、以及使用该缩聚催化剂的聚酯的制备方法。
根据本发明,可提供制备方法,其是制备聚酯用的催化剂的制备方法,其中所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物(ester-formingderivative)与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的,所述制备方法的特征在于,在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述固体碱粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层。以下,将该制备方法称为本发明的第1方法。
另外,根据本发明,可提供制备方法,其是制备聚酯用的催化剂的制备方法,其中所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的,所述制备方法的特征在于,在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机硅化合物和/或有机铝化合物和/或有机锆化合物水解,形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层,接着,如此,在分散有形成了内侧被覆层的固体碱粒子的上述溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。以下,将该制备方法称为本发明的第2方法。
根据本发明,上述固体碱优选为氢氧化镁或水滑石。另外,根据本发明,上述有机溶剂优选为选自脂肪族一元醇和脂肪族二元醇的至少一种,最优选为乙二醇。
进而,根据本发明,可提供制备聚酯用的催化剂,所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的,所述催化剂如下得到:通过在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述固体碱粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层。
另外,根据本发明,可提供制备聚酯用的催化剂,所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的,所述催化剂如下得到:通过在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机硅化合物和/或有机铝化合物和/或有机锆化合物水解,形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层,接着,如此,在分散有形成了内侧被覆层的固体碱粒子的上述溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。
除了上述之外,根据本发明,可提供聚酯的制备方法,其特征在于,通过芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物与亚烷基二醇的酯化反应或酯交换反应,从而制得含有上述芳香族二羧酸双(羟基烷基)酯的低聚物,接着在上述的缩聚催化剂的存在下,使该低聚物在高真空下以高温进行熔融缩聚。
根据本发明的方法,聚酯缩聚催化剂作为自最初即分散在溶剂中的分散液而得到。特别是通过使用乙二醇作为上述溶剂,从而可以将所得催化剂直接用于以乙二醇为聚酯的一种原料的聚酯的制备用的缩聚反应中。而且,根据由本发明的方法得到的催化剂,在制备聚酯时,不会使聚酯发黑及使杂质混入聚酯中,而且聚酯不会分解,并能以高聚合活性,得到具有优异的色相和透明性的高分子量聚酯。
具体实施方式
本发明中,作为固体碱,例如除了可列举碱金属或碱土金属的氧化物或氢氧化物、各种复合氧化物之外,还可列举铝、锌、镧、锆、钍等的氧化物等、或它们的复合物。这些氧化物或复合物的一部分可以被碳酸盐等盐类置换。因此,本发明中,作为固体碱,更具体地可以列举镁、钙、锶、钡、铝、锌等的氧化物或氢氧化物,例如氢氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化锌等,或水滑石等的复合氧化物。其中,本发明优选使用氢氧化镁或水滑石。
氢氧化镁粒子,例如可如下得到:将如氯化镁或硝酸镁等的水溶性镁盐的水性溶液用氢氧化钠或氨等碱中和,使氢氧化镁沉淀。将上述水溶性镁盐的水性溶液用碱中和,以获得氢氧化镁粒子时,可以将水溶性镁盐的水溶液和碱同时中和,也可以将一方加到另一方中进行中和。
另外,对上述氢氧化镁粒子的来源没有任何制约,例如可以是将天然矿石粉碎而得的粉末、将镁盐水溶液用碱中和而得的粉末等。
另外,水滑石优选由下述通式(I)表示:
M2+ 1-xM3+ x(OH-)2An- x/n·mH2O    (I)
(式中,M2+表示选自Mg2+、Zn2+和Cu2+的至少一种二价金属离子,M3+表示选自Al3+、Fe3+和Ti3+的至少一种三价金属离子,An-表示选自SO4 2-、Cl-、CO3 2-和OH-的至少一种阴离子,n表示上述阴离子的价数,x为满足0<x<0.5的数,m为满足0≤m<2的数。)。
本发明中,特别优选使用M2+为Mg2+、M3+为Al3+、An-为CO3 2-的水滑石,即,优选使用通式(II)所示的水滑石:
Mg2+ 1-xAl3+ x(OH-)2(CO3 2-)x/2·mH2O    (II)
(式中,x和m与上述相同。)。这种水滑石作为市售品可以容易地获得,还可以根据需要使用适当的原料,按照以往已知的方法例如水热法而制得。
根据本发明,第1方法中在固体碱粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层、或者在第2方法中形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层、以及接着在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层,是在有机溶剂中,即在反应溶剂中进行的。根据本发明,作为该有机溶剂,可使用选自脂肪族一元醇和脂肪族二元醇的至少一种。这里,根据本发明,上述脂肪族一元醇优选由以下通式(I)表示:
R1-OH
(式中,R1表示碳原子数1~4的烷基。)。
因此,作为上述脂肪族一元醇,例如可列举:甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等。
另外,脂肪族二元醇优选由以下通式(II)表示:
HO-R2-OH
(式中,R2表示碳原子数1~4的亚烷基。)。
因此,作为上述脂肪族二元醇,例如可列举:乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇等。
本发明的缩聚催化剂,可以作为在有机溶剂中充分分散的分散液而得到,因此优选使用脂肪族二元醇,特别优选使用乙二醇。但是,有机溶剂并不受上述的限定。
本发明中,钛酸是通式
TiO2·nH2O
(式中,n为满足0<n≤2的数。)所示的含水氧化钛,这种钛酸例如后面所述,可通过将某种有机钛化合物水解而获得。
本发明的第1方法是,通过在分散有固体碱粒子的前述有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述固体碱粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层,从而得到制备聚酯用的催化剂的方法,其中所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的。
作为有机钛化合物,只要是具有水解性的有机基团的化合物即可,没有特别的限定,但优选使用四烷氧基钛。作为四烷氧基钛的具体例,例如可列举:钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四环己酯、钛酸四苯酯等。
本发明中,用于使有机钛化合物水解的手段和方法虽然没有特别的限定,但优选的是,通过使有机钛化合物与水作用,从而可以容易地水解。
这样,使有机钛化合物在水中水解时,水解中所用的水的量是,足以使所用的有机钛化合物所具有的有机基团水解的量。由于有机钛化合物中的钛的原子价为4价,故有机钛化合物的水解所需的水的理论量为所用的有机钛化合物的4倍摩尔量。因此,本发明中,有机钛化合物的水解中所用的水的量,通常相对于所用的有机钛化合物,为4倍摩尔量以上即可。但是,即使使用过量的水,也只是使残留在所得的缩聚催化剂分散液中的水量不必要地增加而已,故通常是相对于所用的有机钛化合物使用4倍摩尔。
根据本发明的第1方法,优选使固体碱粒子在上述有机溶剂中分散,一边保持5~100℃、优选25~85℃的温度,一边向其中加入相对于上述固体碱100重量份以TiO2换算计为0.1~50重量份的有机钛化合物和水,并根据需要加入酸催化剂或碱催化剂,使上述有机钛化合物水解,在固体碱粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层,从而可以作为以分散介质为上述溶剂的分散液而得到本发明的聚酯缩聚催化剂。根据这种方法,可以得到具有被覆层的固体碱粒子,所述被覆层包含相对于固体碱粒子100重量份以TiO2换算计为0.1~50重量份的钛酸。作为上述水解的酸催化剂,例如可使用硝酸、醋酸等;作为碱催化剂,例如可根据需要使用氨等。
以下将由此得到的聚酯缩聚催化剂称为本发明的第1缩聚催化剂。在这种本发明的第1缩聚催化剂中,相对于固体碱100重量份,包含钛酸的被覆层的比例以TiO2换算计少于0.1重量份时,所得的缩聚催化剂的聚合活性低,不能以良好的生产率获得高分子量的聚酯;另一方面,相对于固体碱100重量份,包含钛酸的被覆层的比例以TiO2换算计多于50重量份时,在制备聚酯时,容易发生聚酯的分解,而且所得的聚酯在熔融成形时容易因热劣化而产生着色。
本发明的第2方法是,在分散有固体碱粒子的前述有机溶剂中,使有机硅化合物和/或有机铝化合物和/或有机锆化合物水解,形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层,接着,如此,在分散有形成了内侧被覆层的固体碱粒子的上述有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层,从而得到制备聚酯用的催化剂的方法,其中所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的。
上述有机硅化合物、有机铝化合物和有机锆化合物,也只要是具有水解性的有机基团的化合物即可,没有特别的限定,但作为有机硅化合物,例如可使用四乙基原硅酸酯等;作为有机铝化合物,例如可使用异丙氧基铝、仲丁氧基铝等;作为有机锆化合物,例如可使用正丙氧基锆、正丁氧基锆等。
本发明的第2方法中,也与有机钛化合物的水解中同样,用于使有机硅化合物、有机铝化合物或有机锆化合物水解的手段和方法虽然没有特别的限定,但优选的是,通过使这些有机金属化合物与水作用,从而可以容易地水解。
这样,使有机硅化合物、有机铝化合物或有机锆化合物在水中水解时,这些有机金属化合物的水解中所用的水的量是,足以使所用的有机金属化合物所具有的有机基团水解的量,有机硅化合物和有机锆化合物的水解所需的水的理论量分别为4倍摩尔量。因此,本发明中,有机硅化合物和有机锆化合物的水解中所用的水的量,通常分别相对于所用的有机金属化合物,为4倍摩尔量以上即可。同样,由于有机铝化合物的水解所需的水的理论量为3倍摩尔量,因此,有机铝化合物的水解中所用的水的量,通常相对于所用的有机铝化合物,为3倍摩尔量以上即可。但是,对于任意有机金属化合物的情形,其水解中即使使用过量的水,也只是使残留在所得的缩聚催化剂分散液中的水量不必要地增加而已,故有机硅化合物和有机锆化合物的水解中通常使用4倍摩尔;有机铝化合物的水解中通常使用3倍摩尔。
因此,根据本发明的第2方法,优选使固体碱粒子在上述有机溶剂中分散,一边保持5~100℃、优选25~85℃的温度,一边向其中加入相对于固体碱100重量份以SiO2换算计为1~20重量份的有机硅化合物和/或以Al2O3换算计为1~20重量份的有机铝化合物和/或以ZrO2换算计为1~20重量份的有机锆化合物以及水,并根据需要加入如上述的酸催化剂或碱催化剂,使上述有机硅化合物和/或有机铝化合物和/或有机锆化合物水解,在上述固体碱粒子的表面上形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层,接着,对于具有由此得到的内侧被覆层的固体碱粒子,与前述第1方法同样操作,在其内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层,从而得到聚酯缩聚催化剂。
即,可在上述有机溶剂中,在固体碱粒子的表面上形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层之后,一边将上述有机溶剂保持5~100℃、优选25~85℃的温度,一边向其中加入相对于固体碱100重量份以TiO2换算计为0.1~50重量份的有机钛化合物和水,根据需要加入如上述的酸催化剂或碱催化剂,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。
本发明中,如上所述,在有机溶剂中,在固体碱粒子的表面上形成内侧被覆层之后,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层时所用的有机溶剂,不需要与在固体碱粒子的表面上形成内侧被覆层时所用的有机溶剂相同。
这样,根据本发明,可以作为以前述溶剂为分散介质的分散液而得到聚酯缩聚催化剂,该聚酯缩聚催化剂,相对于固体碱100重量份,在固体碱粒子的表面上具有包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层1~20重量份,同时在该内侧被覆层上具有包含钛酸的外侧被覆层0.1~50重量份。
以下将由此得到的聚酯缩聚催化剂称为本发明的第2缩聚催化剂。在这种第2缩聚催化剂中,相对于固体碱100重量份,包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层的比例少于1重量份时,所得的缩聚催化剂的聚合活性高,但未发现对所得聚酯的色相的改善;另一方面,相对于固体碱100重量份,内侧被覆层的比例以氧化物换算计多于20重量份时,所得缩聚催化剂的聚合活性降低,故不优选。
另一方面,相对于固体碱100重量份,包含钛酸的外侧被覆层的比例以TiO2换算计少于0.1重量份时,所得的缩聚催化剂的聚合活性低,不能以良好的生产率获得高分子量的聚酯;另一方面,相对于固体碱100重量份,包含钛酸的被覆层的比例以TiO2换算计多于50重量份时,在制备聚酯时,容易发生聚酯的分解,而且所得的聚酯在熔融成形时容易因热劣化而产生着色。
本发明的聚酯的制备方法包括:使二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇在上述第1或第2缩聚催化剂的存在下进行酯化反应或酯交换反应。这里,根据本发明,第1和第2缩聚催化剂均自最初就分散在前述有机溶剂中,因此所得分散液可直接用于反应,或者根据需要调节至适当的浓度而随即用于反应。
本发明中,作为二羧酸可列举:以琥珀酸、戊二酸、己二酸、十二烷二酸等为例的脂肪族二羧酸或其酯形成性衍生物,例如二烷基酯;或以对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸等为例的芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物,例如二烷基酯。另外,本发明中,作为二醇可列举:乙二醇、丙二醇、二甘醇、三甘醇、丁二醇、1,4-环己烷二甲醇等。
上述之中,例如作为二羧酸优选使用对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸等芳香族二羧酸;作为二醇优选使用乙二醇、丙二醇、丁二醇等亚烷基二醇。
因此,本发明中,作为聚酯的优选的具体例,可列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸1,4-环己二甲酯等。
但是,本发明中,可以使用的二羧酸或其酯形成性衍生物、或者二醇或其酯形成性衍生物并不限于上述列举的这些,而且所得聚酯也不限于上述列举的这些。
通常,以聚对苯二甲酸乙二醇酯为代表的聚酯通过以下任意方法来制备。即,通过以对苯二甲酸为代表的二羧酸和以乙二醇为代表的二醇的直接酯化反应,获得上述含有BHET的低分子量的低聚物,再在缩聚催化剂的存在下,使该低聚物在高真空、高温下熔融缩聚,获得具有所需分子量的聚酯的方法;或者,通过以对苯二甲酸二甲酯为代表的对苯二甲酸二烷基酯和以乙二醇为代表的二醇的酯交换反应,同样获得上述含有BHET的低分子量的低聚物,再在缩聚催化剂的存在下,使该低聚物在高真空、高温下熔融缩聚,获得具有所需分子量的聚酯的方法。
本发明中,除了使用上述第1或第2缩聚催化剂之外,还可以如以往所知的那样,通过上述直接酯化反应或酯交换反应来获得上述含有BHET的低分子量的低聚物,接着,在上述缩聚催化剂的存在下,使该低聚物在高真空、高温下熔融缩聚,获得具有所需分子量的聚酯。
以聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备为例进行说明,按照常规方法,如已知的那样,将对苯二甲酸二甲酯和乙二醇与催化剂例如乙酸钙,一起加入到反应槽中,在常压下加热,以乙二醇的回流温度将甲醇馏出至反应体系外,同时进行反应,从而可以获得含有BHET的低分子量的低聚物。低聚物的聚合度通常最大为10左右。也可根据需要在加压下进行反应。可通过馏出的甲醇的量来追踪反应,通常酯化率为95%左右。
此外,采用直接酯化反应时,将对苯二甲酸和乙二醇加入到反应槽中,馏去生成的水,同时根据需要在加压下加热,同样可以获得含有BHET的低分子量的低聚物。采用上述直接酯化反应时,优选预先将所制备的含有BHET的低分子量的低聚物与原料一起加入到反应槽中,在该低分子量的低聚物的共存下进行直接酯化反应。
接着,将由此得到的低分子量的低聚物转移到聚合槽中,在减压下加热至聚对苯二甲酸乙二醇酯的熔点(通常为240-280℃)以上的温度,一边将未反应的乙二醇及由反应生成的乙二醇馏出至反应体系外,同时监测熔融反应物的粘度,一边使上述低聚物熔融缩聚。该缩聚反应可根据需要使用多个反应槽,在各反应槽中,一边将反应温度和压力变更为最佳,一边进行反应。反应混合物的粘度如果达到所需值,则停止减压,例如通过氮气使聚合槽内恢复至常压,将所得聚酯从反应槽中例如以带条(strand)状排出,水冷,切断,制成颗粒。根据本发明,如上操作,通常可得到特性粘度[η]为0.4~1.0dL/g的聚酯。
本发明的制备聚酯用的第1和第2缩聚催化剂均可以在用于制备上述含有BHET的低聚物的直接酯化反应或酯交换反应时加入到反应体系中,还可以在获得低分子量的低聚物后,在将其进一步缩聚时加入到反应体系中。本发明的缩聚催化剂,如上所述,例如能以分散在乙二醇之类的溶剂中的分散液的形态而得到,因此可直接或适当稀释后加入到反应体系中。特别是根据本发明,由于催化剂如上述地能以分散在乙二醇之类的溶剂中的分散液的形态而得到,因此优选在用于制备上述含有BHET的低聚物的直接酯化反应或酯交换反应时加入到反应体系中使用。
由本发明的方法得到的第1和第2缩聚催化剂,相对于所使用的二羧酸或其酯形成性衍生物100摩尔份,通常均在1×10-5~1×10-1摩尔份的范围内使用。相对于所使用的二羧酸或其酯形成性衍生物1 00摩尔份,本发明的缩聚催化剂的比例少于1×10-5摩尔份时,催化剂活性不充分,可能无法获得目标高分子量的聚酯,另一方面,多于1×10-1摩尔份时,所得聚酯的热稳定性可能变差。
本发明的缩聚催化剂不仅在熔融聚合中,在固相聚合或溶液聚合中也具有催化活性,在任何情况下都可以用于制备聚酯。
本发明的缩聚催化剂不含有锑成分,因此不会使所得聚酯发黑,不会作为杂质混入所得聚酯中,并且具有与含有锑成分的催化剂同等或更高的催化剂活性,可获得具有优异的色相和透明性的聚酯。并且,本发明的缩聚催化剂无毒、安全。
特别是根据本发明的方法,聚酯缩聚催化剂作为最初就分散在溶剂中的分散液而获得,因此可以直接或根据需要调节至适当的浓度之后,加入到反应体系中。
在通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应来制备聚酯时,推测钛酸的酸催化作用如下:作为路易斯酸与二羧酸或其酯形成性衍生物的羰基配位,使二醇容易攻击上述羰基碳,同时也促进二醇的解离,使其亲核性增大。但是该酸催化作用过强时,则发生不希望的副反应,导致聚酯的分解反应或着色。这里,根据本发明的缩聚催化剂,通过在作为固体碱的氢氧化镁或水滑石的粒子表面上形成包含钛酸的被覆层,从而使钛酸的酸催化剂作用变得适当,结果可得到具有优异的色相和透明性的高分子量聚酯。
另外,根据由本发明的方法得到的第2缩聚催化剂,通过在固体碱粒子的表面上形成包含选自硅、铝和锆的至少一种元素的氧化物或者选自硅、铝和锆的至少两种元素的复合氧化物的内侧被覆层,以及包含钛酸的外侧被覆层,从而可以抑制固体碱的过度的碱催化剂作用,并且使钛酸的酸催化剂作用更理想,结果可提供具有更为优异的色相和透明性的高分子量聚酯。
但是,根据本发明,在聚酯的制备中,在不损害使用本发明的缩聚催化剂的优点的范围内,也可以并用以往已知的缩聚催化剂,例如含有锑、锗、钛、锡、铝等的化合物的缩聚催化剂。还可根据需要而并用碱金属化合物,为了提高热稳定性而并用磷酸化合物。
实施例
以下列举实施例来说明本发明,但本发明并不受这些实施例的任何限定。在以下的实施例和比较例中,所得聚酯的特性粘度按照ISO1628-1来测定,色相使用45°扩散方式色差计(Suga试验机(株)制造,SC2-CH型)来测定。
另外,所得聚酯的雾度值是,成形带梯度的方板,使用基于JISK-7136的雾度计,对其5mm厚度部分进行测定。
所得缩聚催化剂的分散液的沉降率η是,将规定量的催化剂的分散液装入50cc的试管中,静置30天,作为此时的上清液层的高度与试验开始时的分散液从试管底部至液面的高度的比例而求出。即,
η=上清液层的高度(cm)÷试验开始时的催化剂分散液的液面的高度(cm)×100
Δb是,将树脂放入到205℃的热风循环式烘箱内16小时,由试验前后的色相(b值)的变化而求得。
氢氧化镁和水滑石的制备
参考例1
(氢氧化镁的调制)
将水5L加入到反应器中,在搅拌下同时向其中加入4mol/L的氯化镁水溶液16.7L和14.3mol/L的氢氧化钠水溶液8.4L,然后在170℃进行0.5小时水热反应。将这样得到的氢氧化镁过滤、水洗,干燥,而得到氢氧化镁。
参考例2
(水滑石的调制)
在搅拌下同时将3.8mol/L浓度的硫酸镁水溶液2.6L与0.85mol/L浓度的硫酸铝水溶液2.6L的混合溶液、以及9.3mol/L浓度的氢氧化钠水溶液2.8L与2.54mol/L浓度的碳酸钠水溶液2.6L的混合溶液加入到反应器中,然后在180℃下进行2小时水热反应。反应结束后,将所得浆液过滤、洗涤后,干燥、粉碎,得到具有成为Mg0.7Al0.3(OH)2(CO3)0.15·0.48H2O组成的水滑石。
第1缩聚催化剂的调制以及使用该缩聚催化剂的聚酯的制备实施例
实施例1
(缩聚催化剂A的调制)
使参考例1中所得的氢氧化镁1107g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇2.5L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)395.0g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水100g,熟化4小时,在氢氧化镁粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层。这样,得到具有本发明的包含钛酸的被覆层的氢氧化镁(缩聚催化剂A)的乙二醇分散液。
该乙二醇分散液中缩聚催化剂的比例,相对于乙二醇溶液100重量份为30重量份。该乙二醇分散液的沉降率示于表1。另外,上述缩聚催化剂中的钛酸被覆的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以TiO2换算计为10重量份。
(聚酯a的制备)
向带有侧管的玻璃制反应槽中加入对苯二甲酸二甲酯13.6g(0.070摩尔)、乙二醇10.0g(0.16摩尔)、乙酸钙二水合物0.022g和缩聚催化剂A的乙二醇分散液0.0045g(作为缩聚催化剂为0.00135g,即2.1×10-5摩尔,相对于对苯二甲酸二甲酯100摩尔份为0.03摩尔份),将该反应槽的一部分放入温度197℃的油浴中,使对苯二甲酸二甲酯溶于乙二醇。将毛细管插入反应管内以使到达反应槽的底部,利用该毛细管,向反应槽内吹送氮气1小时,一边使生成的甲醇的大部分馏出,一边持续加热2小时,得到含有BHET的低聚物。
接着,将所得反应混合物在222℃加热15分钟,馏出乙二醇,并开始缩聚。之后,升温至283℃,保持该温度时,进一步馏出乙二醇,进行缩聚。10分钟后,开始减压,经15分钟将压力降低至27Pa以下。然后,以3小时完成缩聚。缩聚反应结束后,用氮气使反应槽内恢复至常压,将所得聚酯从反应槽的底部的排出口以带条状排出,冷却,切断,得到聚酯的颗粒。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例2
(聚酯b的制备)
将对苯二甲酸43g(0.26摩尔)和乙二醇19g(0.31摩尔)加入到反应槽中,在氮气氛围下搅拌,制成浆液。一边将该反应槽的温度保持在250℃、将相对于大气压的相对压力保持为1.2×105Pa,一边经4小时进行酯化反应。将由此得到的低分子量低聚物中的50g在氮气氛围下,移至保持为温度250℃、常压的缩聚反应槽中。
使缩聚催化剂A的乙二醇分散液0.0083g(作为缩聚催化剂为0.0025g,即3.9×10-5摩尔,相对于供于缩聚的对苯二甲酸成分100摩尔份为0.015摩尔份)预先分散在乙二醇中制成浆液,将该浆液加入到上述缩聚反应槽中。然后,经3小时将反应槽内从250℃升温至280℃,在保持该温度的同时,经1小时从常压减压至绝对压力40Pa,一边维持该压力,一边进一步持续加热2小时,进行缩聚反应。缩聚反应结束后,用氮气使反应槽内恢复至常压,将所得聚酯从反应槽的底部的排出口以带条状排出,冷却,切断,得到聚酯的颗粒。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例3
(缩聚催化剂B的调制)
使参考例2中所得的水滑石500g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇1.1L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)177.8g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水45g,熟化4小时,在水滑石粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层。这样,得到具有本发明的包含钛酸的被覆层的水滑石(缩聚催化剂B)的乙二醇分散液。该乙二醇分散液中缩聚催化剂的比例,相对于乙二醇溶液100重量份,为30重量份。该乙二醇分散液的沉降率示于表1。另外,该缩聚催化剂中的钛酸被覆的比例,相对于水滑石100重量份,以TiO2换算计为10重量份。
(聚酯c的制备)
向带有侧管的玻璃制反应槽中加入对苯二甲酸二甲酯13.6g(0.070摩尔)、乙二醇10.0g(0.16摩尔)、乙酸钙二水合物0.022g和缩聚催化剂B的乙二醇分散液0.039g(作为缩聚催化剂为0.0117g,即2.1×10-5摩尔,相对于对苯二甲酸二甲酯100摩尔份为0.03摩尔份),将该反应槽的一部分放入温度197℃的油浴中,使对苯二甲酸二甲酯溶于乙二醇。将毛细管插入反应管内以使到达反应槽的底部,利用该毛细管,向反应槽内吹送氮气1小时,一边使生成的甲醇的大部分馏出,一边持续加热2小时,得到含有BHET的低聚物。
接着,将所得反应混合物在222℃加热15分钟,馏出乙二醇,并开始缩聚。之后,升温至283℃,保持该温度时,进一步馏出乙二醇,进行缩聚。10分钟后,开始减压,经15分钟将压力降低至27Pa以下。然后,以3小时完成缩聚。缩聚反应结束后,用氮气使反应槽内恢复至常压,将所得聚酯从反应槽的底部的排出口以带条状排出,冷却,切断,得到聚酯的颗粒。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例4
(聚酯d的制备)
将对苯二甲酸43g(0.26摩尔)和乙二醇19g(0.31摩尔)加入到反应槽中,在氮气氛围下搅拌,制成浆液。一边将该反应槽的温度保持在250℃、将相对于大气压的相对压力保持为1.2×105Pa,一边经4小时进行酯化反应。将由此得到的低分子量低聚物中的50g在氮气氛围下,移至保持为温度250℃、常压的缩聚反应槽中。
使缩聚催化剂B的乙二醇分散液0.073g(作为缩聚催化剂为0.0218g,即3.9×10-5摩尔,相对于供于缩聚的对苯二甲酸成分100摩尔份为0.015摩尔份)预先分散在乙二醇中制成浆液,将该浆液加入到上述缩聚反应槽中。然后,经3小时将反应槽内从250℃升温至280℃,在保持该温度的同时,经1小时从常压减压至绝对压力40Pa,一边维持该压力,一边进一步持续加热2小时,进行缩聚反应。缩聚反应结束后,用氮气使反应槽内恢复至常压,将所得聚酯从反应槽的底部的排出口以带条状排出,冷却,切断,得到聚酯的颗粒。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
第2缩聚催化剂的调制以及使用该缩聚催化剂的聚酯的制备实施例
实施例5
(缩聚催化剂C的调制)
使参考例1中所得的氢氧化镁1107g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇2.5L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加四乙基原硅酸酯(Si(OC2H5)4)191.7g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入相对于四乙基原硅酸酯为4倍摩尔量的水66g,熟化6小时,在氢氧化镁粒子的表面上形成包含硅氧化物的内侧被覆层。
接着,一边搅拌具有该内侧被覆层的氢氧化镁的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)395.0g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向其中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水100g,熟化4小时,在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的氢氧化镁(缩聚催化剂C)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含硅氧化物的内侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以SiO2换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯e的制备)
除了使用上述缩聚催化剂C之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例6
(缩聚催化剂D的调制)
使参考例1中所得的氢氧化镁1107g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇2.5L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加异丙氧基铝(Al(OC3H7)3)221.4g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向所得反应混合物中加入相对于异丙氧基铝为3倍摩尔量的水78.2g,熟化6小时,在氢氧化镁粒子的表面上形成包含铝氧化物的内侧被覆层。
接着,一边搅拌具有该内侧被覆层的氢氧化镁的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)395.0g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向其中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水100g,熟化4小时,在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的氢氧化镁(缩聚催化剂D)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含铝氧化物的内侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以Al2O3换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯f的制备)
除了使用上述缩聚催化剂D之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例7
(缩聚催化剂E的调制)
使参考例1中所得的氢氧化镁1107g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇2.5L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加正丙氧基锆(Zr(OC3H7)4)147.0g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入相对于正丙氧基锆为4倍摩尔量的水85.9g,熟化6小时,在氢氧化镁粒子的表面上形成包含锆氧化物的内侧被覆层。
接着,一边搅拌具有该内侧被覆层的氢氧化镁的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)395.0g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向所得反应混合物中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水100g,熟化4小时,在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的氢氧化镁(缩聚催化剂E)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含锆氧化物的内侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以ZrO2换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯g的制备)
除了使用上述缩聚催化剂E之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例8
(缩聚催化剂F的调制)
使参考例1中所得的氢氧化镁1107g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇2.5L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加四乙基原硅酸酯(Si(OC2H5)4)64.0g、异丙氧基铝(Al(OC3H7)3)74.0g和正丙氧基锆(Zr(OC3H7)4)49.1g的混合溶液,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入水52.5g,熟化6小时,在上述氢氧化镁粒子的表面上形成包含硅、铝和锆的复合氧化物的内侧被覆层。接着,一边搅拌具有该内侧被覆层的氢氧化镁的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)395.0g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向所得反应混合物中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水100g,熟化4小时,在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的氢氧化镁(缩聚催化剂F)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含硅、铝和锆的复合氧化物的内侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,对于各元素分别以SiO2、Al2O3及ZrO2换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯h的制备)
除了使用上述缩聚催化剂F之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例9
(缩聚催化剂G的调制)
使参考例2中所得的水滑石500g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇1.1L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加四乙基原硅酸酯(Si(OC2H5)4)86.7g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入相对于四乙基原硅酸酯为4倍摩尔量的水30g,熟化6小时,在水滑石粒子的表面上形成包含硅氧化物的内侧被覆层。
一边搅拌具有该内侧被覆层的水滑石的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)177.8g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向所得反应混合物中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水45g,熟化4小时,在上述内侧被覆层上形成外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的水滑石(缩聚催化剂G)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含硅氧化物的内侧被覆层的比例,相对于水滑石100重量份,以SiO2换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于水滑石100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂G的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯i的制备)
除了使用上述缩聚催化剂G之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例10
(缩聚催化剂H的调制)
使参考例2中所得的水滑石500g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇1.1L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加异丙氧基铝(Al(OC3H7)3)100.0g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入相对于异丙氧基铝为3倍摩尔量的水26.5g,熟化6小时,在水滑石粒子的表面上形成包含铝氧化物的内侧被覆层。
一边搅拌具有该内侧被覆层的水滑石的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)177.8g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向所得反应混合物中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水45g,熟化4小时,在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的水滑石(缩聚催化剂H)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含铝氧化物的内侧被覆层的比例,相对于水滑石100重量份,以Al2O3换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于水滑石100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂H的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯j的制备)
除了使用上述缩聚催化剂H之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例11
(缩聚催化剂I的调制)
使参考例2中所得的水滑石500g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇1.1L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加正丙氧基锆(Zr(OC3H7)4)66.4g,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入相对于正丙氧基锆为4倍摩尔量的水14.6g,熟化6小时,在水滑石粒子的表面上形成包含锆氧化物的内侧被覆层。
一边搅拌具有该内侧被覆层的水滑石的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)177.8g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向所得反应混合物中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水45g,熟化4小时,在水滑石粒子的表面上形成包含钛酸的外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的水滑石(缩聚催化剂I)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含锆氧化物的内侧被覆层的比例,相对于水滑石100重量份,以ZrO2换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于水滑石100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂I的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯k的制备)
除了使用上述缩聚催化剂I之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
实施例12
(缩聚催化剂J的调制)
使参考例2中所得的水滑石500g分散在保持于温度75~85℃的乙二醇1.1L中,一边搅拌,一边经2小时向其中滴加四乙基原硅酸酯(Si(OC2H5)4)29.0g、异丙氧基铝(Al(OC3H7)3)33.4g和正丙氧基锆(Zr(OC3H7)4)22.2g的混合溶液,滴加结束后,熟化1小时,得到溶液。然后,向该溶液中加入水23.7g,熟化6小时,在上述水滑石粒子的表面上形成包含硅、铝和锆的复合氧化物的内侧被覆层。
接着,一边搅拌具有该内侧被覆层的水滑石的乙二醇分散液,一边经2小时向其中滴加四异丙氧基钛(Ti(OC3H7)4)177.8g,滴加结束后,熟化1小时。然后,向所得反应混合物中加入相对于四异丙氧基钛为4倍摩尔量的水45g,熟化4小时,在水滑石粒子的表面上形成包含钛酸的外侧被覆层。由此得到具有内侧和外侧被覆层的水滑石(缩聚催化剂J)的乙二醇分散液。
该缩聚催化剂中,包含硅、铝和锆的复合氧化物的内侧被覆层的比例,相对于水滑石100重量份,对于各元素分别以SiO2、Al2O3及ZrO2换算计为5重量份;包含钛酸的外侧被覆层的比例,相对于水滑石,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂J的乙二醇分散液的沉降率示于表1。
(聚酯1的制备)
除了使用上述缩聚催化剂J之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
比较例1
(缩聚催化剂K的调制)
调制四氯化钛水溶液(以TiO2换算计为69.2g/L)1.6L和氢氧化钠水溶液(以NaOH换算计为99.6g/L)1.6L。向25L的反应器中加入参考例1中所得的氢氧化镁的水浆液(123g/L)9.0L之后,经2小时向该氢氧化镁的水浆液中同时滴加上述四氯化钛水溶液和氢氧化钠水溶液,以使其pH值成为10.0。滴加结束后,熟化1小时,在氢氧化镁粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层。将由此所得的表面上具有包含钛酸的被覆层的氢氧化镁的水浆液过滤、水洗、干燥后,进行粉碎,得到本发明的缩聚催化剂K。该缩聚催化剂中钛酸被覆的比例,相对于氢氧化镁100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂的水浆液的沉降率示于表1。
(聚酯m的制备)
除了使用上述缩聚催化剂K之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
比较例2
(缩聚催化剂L的调制)
调制四氯化钛水溶液(以TiO2换算计为69.4g/L)0.72L和氢氧化钠水溶液(以NaOH换算计为100g/L)0.72L。向25L的反应器中加入参考例2中所得的水滑石的水浆液(100g/L)5.0L之后,经2小时向该氢氧化镁的水浆液中同时滴加上述四氯化钛水溶液和氢氧化钠水溶液,以使其pH值成为9.0。滴加结束后,熟化1小时,在水滑石粒子的表面上形成包含钛酸的被覆层。从这样的水浆液中将水滑石过滤、水洗、干燥后,进行粉碎,得到本发明的缩聚催化剂L。该缩聚催化剂中钛酸被覆的比例,相对于水滑石100重量份,以TiO2换算计为10重量份。另外,该缩聚催化剂的水浆液的沉降率示于表1。
(聚酯n的制备)
除了使用上述缩聚催化剂L之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相、雾度值和Δb示于表1。
比较例3
(聚酯o的制备)
在实施例1中,除了使用三氧化锑0.0061g(2.1×10-5摩尔、相对于对苯二甲酸二甲酯100摩尔份为0.03摩尔份)来代替缩聚催化剂A之外,与实施例1同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相及雾度值示于表1。
比较例4
(聚酯p的制备)
在实施例2中,除了使用三氧化锑0.0114g(3.9×10-5摩尔、相对于供于缩聚的对苯二甲酸成分100摩尔份为0.015摩尔份)来代替缩聚催化剂A之外,与实施例2同样操作,得到聚酯。由此得到的聚酯的特性粘度、色相及雾度值示于表1。
Figure GPA00001021997500231

Claims (11)

1.制备方法,其是制备聚酯用的催化剂的制备方法,其中所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的,所述制备方法的特征在于,在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机硅化合物和/或有机铝化合物和/或有机锆化合物水解,形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层,接着,如此,在分散有形成了内侧被覆层的固体碱粒子的上述有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。
2.权利要求1所述的制备方法,其中,有机溶剂为选自脂肪族一元醇和脂肪族二元醇的至少一种。
3.权利要求1所述的制备方法,其中,有机溶剂为乙二醇。
4.权利要求1所述的制备方法,其中,固体碱为氢氧化镁。
5.权利要求1所述的制备方法,其中,固体碱为水滑石。
6.制备聚酯用的催化剂,所述聚酯是通过二羧酸或其酯形成性衍生物与二醇的酯化反应或酯交换反应而得到的,所述催化剂如下得到:通过在分散有固体碱粒子的有机溶剂中,使有机硅化合物和/或有机铝化合物和/或有机锆化合物水解,形成包含选自硅、铝和锆的至少1种元素的氧化物或选自硅、铝和锆的至少2种元素的复合氧化物的内侧被覆层,接着,如此,在分散有形成了内侧被覆层的固体碱粒子的上述有机溶剂中,使有机钛化合物水解,而在上述内侧被覆层上形成包含钛酸的外侧被覆层。
7.权利要求6所述的制备聚酯用的催化剂,其中,有机溶剂为选自脂肪族一元醇和脂肪族二元醇的至少一种。
8.权利要求6所述的制备聚酯用的催化剂,其中,有机溶剂为乙二醇。
9.权利要求6所述的制备聚酯用的催化剂,其中,固体碱为氢氧化镁。
10.权利要求6所述的制备聚酯用的催化剂,其中,固体碱为水滑石。
11.聚酯的制备方法,其特征在于,通过芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物与亚烷基二醇的酯化反应或酯交换反应,制得含有上述芳香族二羧酸双(羟基烷基)酯的低聚物,接着在权利要求6至10中任一项所述的缩聚催化剂的存在下,使该低聚物熔融缩聚。
CN200880102548XA 2007-08-20 2008-08-14 制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法 Active CN101815742B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007214204A JP5374846B2 (ja) 2007-08-20 2007-08-20 ポリエステル製造用重縮合触媒とその製造方法とこれを用いるポリエステルの製造方法
JP2007-214204 2007-08-20
PCT/JP2008/064860 WO2009025312A1 (ja) 2007-08-20 2008-08-14 ポリエステル製造用重縮合触媒とその製造方法とポリエステルの製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210026345.5A Division CN102633998B (zh) 2007-08-20 2008-08-14 制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101815742A CN101815742A (zh) 2010-08-25
CN101815742B true CN101815742B (zh) 2012-07-04

Family

ID=40378211

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880102548XA Active CN101815742B (zh) 2007-08-20 2008-08-14 制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法
CN201210026345.5A Expired - Fee Related CN102633998B (zh) 2007-08-20 2008-08-14 制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210026345.5A Expired - Fee Related CN102633998B (zh) 2007-08-20 2008-08-14 制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法

Country Status (11)

Country Link
US (2) US8247345B2 (zh)
EP (1) EP2184309B1 (zh)
JP (1) JP5374846B2 (zh)
KR (1) KR101507627B1 (zh)
CN (2) CN101815742B (zh)
CA (1) CA2696089C (zh)
DK (1) DK2184309T3 (zh)
ES (1) ES2420687T3 (zh)
PL (1) PL2184309T3 (zh)
TW (1) TWI453230B (zh)
WO (1) WO2009025312A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2632998C (en) * 2006-06-28 2011-02-08 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Polycondensation catalyst for producing polyester and method for producing polyester using the same
JP2010030882A (ja) * 2008-06-25 2010-02-12 Kyowa Chem Ind Co Ltd 複合水酸化マグネシウム粒子、難燃剤組成物および難燃性ポリオレフィン樹脂組成物
TW201100460A (en) * 2009-03-18 2011-01-01 Saudi Basic Ind Corp Process for making thermoplastic polyesters
JP2011063640A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Sakai Chem Ind Co Ltd ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法
JP5229268B2 (ja) * 2010-05-10 2013-07-03 株式会社日立プラントテクノロジー ポリ乳酸の合成装置及び方法
JP5565248B2 (ja) * 2010-09-30 2014-08-06 堺化学工業株式会社 ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法
KR101385721B1 (ko) * 2012-04-13 2014-04-15 롯데케미칼 주식회사 복합 금속 산화물, 및 이를 이용하여 폴리에스테르를 제조하는 방법
BR112015001881A2 (pt) * 2012-07-31 2017-07-04 Sakai Chemical Industry Co catalisador de policondensação para produção de poliéster e produção de poliéster usando catalisador de policondensação
BR112016005666B1 (pt) * 2013-09-20 2021-03-09 Sakai Chemical Industry Co., Ltd método para a produção de poliéster
TWI704166B (zh) * 2015-06-30 2020-09-11 日商可樂麗股份有限公司 結晶聚酯粒料、其用途及其製造方法
WO2018111458A1 (en) * 2016-12-14 2018-06-21 Rohm And Haas Company Nontoxic catalyst for preparation of polysiloxane (meth)acrylates
BR102018068454B1 (pt) * 2018-09-12 2022-04-19 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras Catalisadores e processo para obtenção de poliéster reciclado
US10512579B1 (en) 2019-04-02 2019-12-24 Raymond Michaud Hourglass urn
CN111944136A (zh) * 2019-10-30 2020-11-17 柏瑞克股份有限公司 用于催化酯化反应的催化剂及其合成方法
CN113877562B (zh) * 2020-07-03 2024-05-03 中国石油化工股份有限公司 用于合成丙烯酸甲酯的固体碱催化剂及其制备方法和应用
CN114805777A (zh) * 2022-04-14 2022-07-29 福建赛隆科技有限公司 一种再生ptt聚合物及其制备方法和应用

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4957092A (zh) 1972-10-04 1974-06-03
JPS5286495A (en) * 1976-01-14 1977-07-18 Teijin Ltd Preparation of polyesters
JPH09291141A (ja) 1996-04-25 1997-11-11 Nippon Ester Co Ltd ポリエステルの製造方法
JP2001114885A (ja) 1999-10-14 2001-04-24 Mitsui Chemicals Inc ポリエステル製造用触媒およびポリエステルの製造方法
JP2001064377A (ja) 1998-12-25 2001-03-13 Mitsui Chemicals Inc ポリエステル製造用触媒およびそれを用いるポリエステルの製造方法
JP2001200045A (ja) * 2000-01-17 2001-07-24 Toray Ind Inc ポリエステル製造用触媒及びそれを用いるポリエステルの製造方法
JP4934962B2 (ja) * 2004-12-30 2012-05-23 堺化学工業株式会社 ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法
JP2007168840A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Nippon Ester Co Ltd 延伸ブロー成形容器
CA2632998C (en) * 2006-06-28 2011-02-08 Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Polycondensation catalyst for producing polyester and method for producing polyester using the same
JP4609386B2 (ja) * 2006-06-28 2011-01-12 堺化学工業株式会社 ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2006-188567A 2006.07.20

Also Published As

Publication number Publication date
PL2184309T3 (pl) 2013-11-29
JP5374846B2 (ja) 2013-12-25
EP2184309B1 (en) 2013-06-26
JP2009046593A (ja) 2009-03-05
US9074047B2 (en) 2015-07-07
US20120136133A1 (en) 2012-05-31
CA2696089C (en) 2015-02-17
TW200911875A (en) 2009-03-16
TWI453230B (zh) 2014-09-21
US8247345B2 (en) 2012-08-21
EP2184309A1 (en) 2010-05-12
CN102633998B (zh) 2015-06-03
WO2009025312A1 (ja) 2009-02-26
DK2184309T3 (da) 2013-07-08
KR101507627B1 (ko) 2015-03-31
US20100152413A1 (en) 2010-06-17
CN101815742A (zh) 2010-08-25
CA2696089A1 (en) 2009-02-26
EP2184309A4 (en) 2012-05-09
KR20100066507A (ko) 2010-06-17
CN102633998A (zh) 2012-08-15
ES2420687T3 (es) 2013-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101815742B (zh) 制备聚酯用的缩聚催化剂、其制备方法及聚酯的制备方法
CN102482406A (zh) 制造聚酯用的缩聚催化剂和使用其的聚酯的制造方法
US10035132B2 (en) Polycondensation catalyst for producing polyester and method for producing polyester using the same
JP4609386B2 (ja) ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法
JP4934962B2 (ja) ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法
CN104508002A (zh) 聚酯制造用缩聚催化剂以及使用该缩聚催化剂的聚酯的制造
JP5370284B2 (ja) ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法
JP5565248B2 (ja) ポリエステル製造用重縮合触媒とこれを用いるポリエステルの製造方法
US9289749B2 (en) Polycondensation catalyst for producing polyester and production of polyester using the polycondensation catalyst
MX2008010001A (en) Polycondensation catalyst for polyester production and production of polyester

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant