CN105392816A

CN105392816A - 耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备工艺

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Publication number: CN105392816A
Application number: CN201480041410.9A
Authority: CN
Inventors: 桑贾伊·塔马什·库尔卡尼; 巴拉孙德拉姆·迪利雷; 坎都拉·M.S·雷迪; 钱德拉坎特·奥姆卡尔·维亚斯
Original assignee: ESTER IND Ltd
Current assignee: ESTER IND Ltd
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2016-03-09
Also published as: EP2999733A1; MX2015016050A; US9790321B2; US20160168321A1; WO2014188449A1; JP2016518513A

Abstract

本申请涉及一种制备聚酯的工艺。该制备聚酯的工艺主要包括制备异山梨醇低聚物并由异山梨醇低聚物制备异山梨醇高聚物。然后，所述异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物与聚酯进行共聚反应。可以在制备聚酯的任何阶段进行异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物的共聚反应。根据本发明的制备工艺生产的聚酯可以应用于诸如生产包装材料或包装容器等包装领域。由本发明的聚酯生产的材料或容器能够承受60-90℃温度而不会发生任何变形和收缩。而且，由本发明的聚酯生产的材料或容器是透明的或者其色度b*值较小。

Description

耐热聚对苯二甲酸乙二醇酯及其制备工艺

技术领域

本申请涉及耐热聚酯。本申请还涉及制备耐热聚酯的工艺以及所得产品。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种热塑性聚合物，具有优良的加工性能和阻隔性能、再循环利用性以及与食物的相容性，因而被广泛地应用于包装领域。而且，由PET制成的包装用品还具有重量轻、不易破碎和一定的审美价值等优点。

由PET制成的包装用品被用作诸如果汁、浓缩食物、运动饮料、番茄酱、酱料和果酱等食料的包装，因此需要进行热灌装从而达到所需的保质期。

大量的研究表明，可以通过添加异山梨醇单体来改善聚对苯二甲酸乙二醇酯的热灌装性能。异山梨醇可以调整聚对苯二甲酸乙二醇酯的玻璃化转变温度(Tg)，根据异山梨醇在聚对苯二甲酸乙二醇酯中的用量，这个温度可以从82℃上升到180℃。

例如，美国专利US6818730揭示了一种含异山梨醇的聚酯的生产工艺。美国专利US20120177854揭示了一种利用对苯二甲酸、环己烷二甲醇和异山梨醇制备聚酯的工艺。

美国专利US5959066公开了一种聚酯的制备方法。在该方法中，将对苯二酰基团；可选地，一种或多种含芳香二酸基团的其它单体；含有乙二醇基团的单体；含有异山梨醇基团的单体；可选地，一种或多种含有二醇基团的其它单体；以及可选地，含有二甘醇基团的单体，与缩合催化剂混合并加热，来制备聚酯。

美国专利US6025061公开了一种制造片材的方法。该方法包括聚酯的制备和以聚酯为原料生产片材。所述聚酯含有对苯二酰基团；可选地，含有一种或多种其它芳香二酸基团；乙二醇基团；异山梨醇基团；可选地，含有一种或多种其它二醇基团，其中所述聚酯的固有粘度不低于约0.35dL/g。

美国专利US6063464公开了一种生产聚酯的工艺。该工艺包括以下步骤：将一种或多种含有二酸基团的单体；含有异山梨醇基团的单体；以及一种或多种含有其他二醇基团的单体与缩合催化剂混合在一起，加热到聚合温度而生产出具有二酸基团、异山梨醇基团和其它二醇基团的聚酯聚合物。采用该专利US6063464的工艺制备得到的聚酯，固有粘度不低于约0.15dL/g。

由于异山梨醇具有吸湿性和高反应性，利用上述工艺得到的聚酯为原料生产的聚酯包装容器存在一些缺陷。这些包装容器中存在的异山梨醇很容易与空气中的水分发生反应，继而迅速进行氧化降解和褪色。由于异山梨醇的这些特性，聚酯包装容器是不透明的，也不具备必要的阻隔性能，从而限制了其在食品工业中的多种应用。

而且，聚酯容器不能承受90℃的高温，而容易发生变形和收缩，因而不能用于制备热灌装包装容器。

因此，考虑到上述缺陷，人们感到需要这样一种聚酯，不仅能够承受住高温而不会发生任何变形和收缩，而且还具有一定的满足包装领域应用的物理和化学性能。而且，也需要制备该种聚酯的工艺。

发明目的

下面将阐述本申请的一些目的，其中至少提供一个实施例用于实现这些目的。

本申请的一个目的是提供一种耐热聚酯。

本申请的另外一个目的是提供能够承受高温的耐热聚酯。

本申请还有一个目的是提供具有增强的耐冲击强度、拉伸强度和伸长率性能的耐热聚酯。

本申请还有一个目的是提供具有增强的阻隔性能的耐热聚酯。

本申请还有另外一个目的是提供一种耐热聚酯，该聚酯可以在加工时做成无色透明的包装材料、包装容器或预成型体。

本发明还有另外一个目的是提供一种耐热聚酯，该聚酯具有改善的熔体流动性能和流动性，能够通过注塑成型工艺将其制造成薄壁容器。

本申请的进一步的目的是提供制备耐热聚酯的工艺。

本申请另外一个进一步的目的是提供一种能够承受住高温而不会发生任何变形和收缩的包装材料、包装容器或预成型体。

下面将对本申请的其它目的和优点进行更清楚地阐述，而这些阐述并不是为了限制本申请的保护范围。

发明概述

本申请涉及制备聚酯的工艺，该聚酯具有至少一种下述性能：25℃时的固有粘度高于0.7dL/g；色度L*值范围为72％至76％；色度b*值范围为-1.5至-2.5；二甘醇含量低于1.5％；玻璃化转变温度范围为81-85℃；耐冲击强度为54-57J/M；拉伸强度为500-600Kgf/cm²。该制备聚酯的工艺主要包括制备异山梨醇低聚物，并由异山梨醇低聚物制备异山梨醇高聚物。随后，将异山梨醇低聚物或高聚物与聚酯进行共聚反应。可以在制备聚酯过程中的任何阶段进行异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物的共聚反应。所述的异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物通过与聚酯发生共聚反应，改善了聚酯的物理、机械和化学性能。

按照本申请的工艺生产的聚酯可以应用于诸如生产包装材料或包装容器等包装领域。由本申请的聚酯生产的材料或容器能够承受的温度高达60-90℃，而不会发生任何变形和收缩。而且，由本申请的聚酯生产的材料或容器是透明的或者其色度b*值较小。

发明内容

本申请提供了一种能够应用于包装领域的聚酯。以该聚酯为原料做成的包装容器、包装材料或者预成型体能够承受的温度为60至90℃，而不会发生任何变形和收缩。本申请的聚酯具有以下一种或多种特性：25℃时的固有粘度高于0.7dL/g，色度L*值范围为72％-76％；色度b*值范围为-1.5至-2.5；二甘醇含量低于1.5％；玻璃化转变温度的范围为81-85℃；耐冲击强度为54-57J/M；拉伸强度为500-600Kgf/cm²。本申请的聚酯至少含有一种聚酯、异山梨醇高聚物和芳香族二羧酸或其酯类，以及至少一种试剂。

所述聚酯产品中的聚酯通过使至少一种芳香族二羧酸或其酯类与亚烷基二醇进行聚合反应获得。其中，用于获得该聚酯的芳香族二羧酸选自以下物质中的至少一种：对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、3,4'-二苯醚二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、2,7-萘二甲酸、邻苯二甲酸和4,4'-亚甲基双(苯甲酸)。用于制备该聚酯的芳香族二羧酸的酯类选自以下物质中的至少一种：对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二羧酸二甲酯、3,4'-二苯醚二羧酸二甲酯、六氢化邻苯二甲酸二甲酯、2,7-萘二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯和4,4'-二甲基-亚甲基双(苯甲酸酯)。

所述亚烷基二醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、环己烷二甲醇和己二醇中的一种或多种。

用于制备异山梨醇高聚物的芳香族二羧酸选自以下物质中的至少一种：对苯二甲酸、间苯二甲酸和2，6-萘二甲酸。用于制备异山梨醇高聚物的芳香族二羧酸的酯类选自对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯和2，6-萘二甲酸二甲酯中的至少一种。

用于本发明目的的试剂选自下列物质中的至少一种：

支化剂，含量为10-2000ppm，

成核剂，含量为10-2000ppm，

液体增塑剂，重量百分比含量为0.5-2％，

还有至少一种稳定剂，和至少一种抗氧剂，含量为0.1-5％。用于本发明目的其它试剂还包括至少一种封端低聚物，重量百分比含量为1-20％。

用于本发明目的的支化剂包括但不限于：1,2,4-苯三甲酸(偏苯三甲酸)；1,2,4-苯三羧酸三甲酯；1,2,4-苯三羧酸酐(偏苯三甲酸酐)；1,3,5-苯三甲酸；1,2,4,5-苯四羧酸(均苯四甲酸)；1,2,4,5-苯四甲酸二酐(均苯四甲酸酐)；3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐；1,4,5,8-萘四甲酸二酐；柠檬酸；四氢呋喃-2,3,4,5-四羧酸；1,3,5-环己三酸；异戊四醇，2-(羟甲基)-1，3-丙二醇；2,2-二羟甲基-丙酸；山梨醇；丙三醇，以及这些物质的组合。特别是，所采用的支化剂为异戊四醇、偏苯三甲酸、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸、均苯四甲酸酐和山梨醇。

所述成核剂用于提高聚酯产品的结晶度，提高聚酯产品的热变形温度。所述成核剂可以是有机的或无机的。用于本发明目的的无机成核剂包括但不限于：硅酸钙、纳米二氧化硅粉体、滑石粉、微米滑石粉、低相对分子质量离子交联聚合物AClyn、高岭土、蒙脱石、合成云母、硫化钙、氮化硼、硫酸钡、氧化铝、氧化钕和苯基膦酸的金属盐。所述无机成核剂可以通过有机材料改性，从而增加其在本发明的聚酯产品中的分散性。

有机成核剂的例子包括但不限于：羧酸金属盐类，例如苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸锂、苯甲酸钙、苯甲酸镁、苯甲酸钡、对苯二甲酸锂、对苯二甲酸钠、对苯二甲酸钾、草酸钙、月桂酸钠、月桂酸钾、肉荳蔻酸钠、肉荳蔻酸钾、肉荳蔻酸钙、二十八烷酸钠、二十八烷酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡、褐煤酸钠、褐煤酸钙、甲苯酰钠、水杨酸钠、水杨酸钾、水杨酸锌、二苯甲酸铝、二苯甲酸钾、二苯甲酸锂、β-萘酸钠和环己甲酸钠；有机磺酸盐，例如对甲苯磺酸钠和磺基间苯二酸钠；羧酸酰胺类，例如硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酸酰胺、软脂酰胺、羟基硬脂酸酰胺、芥酸酰胺和苯三甲酸三叔丁酰胺；磷酸复合金属盐类，例如亚苄基山梨醇及其衍生物、2，2’-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸钠和2，2-甲基双(4，6-二叔丁基苯基)钠。

用于本发明目的的液体增塑剂的例子包括但不限于：N-异丙基苯磺酰胺、N-叔丁基-苯磺酰胺、N-戊基-苯磺酰胺、N-己基-苯磺酰胺、N-正辛烷基-苯磺酰胺、N-甲基-N-丁基-苯磺酰胺、N-甲基-N-乙基-苯磺酰胺、N-甲基-N-丙基-苯磺酰胺、N-乙基-N-丙基-苯磺酰胺、N-乙基-对乙基苯磺酰胺、N-乙基-对叔丁基苯磺酰胺、N-丁基-对丁基苯磺酰胺、N-丁基-甲苯磺酰胺、N-叔辛基-甲苯磺酰胺、N-乙基-N-2-乙基己基-甲苯磺酰胺、N-乙基-N-叔辛基-甲苯磺酰胺和偏苯三酸三辛酯。

抗氧剂的例子包括但不限于：抗氧剂(irganox)1010、1076，抗氧剂(irgafos)126和168。

稳定剂的例子包括但不限于：正磷酸、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三苯酯(TPP)和磷酰乙酸三乙酯(TEPA)。优选正磷酸作为稳定剂。

封端低聚物的例子包括但不限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯低聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯低聚物、聚对苯二甲酸丙二醇酯低聚物、聚萘二甲酸丙二醇酯低聚物和聚萘二酸丁醇酯低聚物。

此外，本发明所述的聚酯产品还可以包含添加剂，这类添加剂包括但不限于：染料；阻燃剂，例如十溴二苯基醚和三芳基磷酸酯类(例如磷酸三苯酯)；增强剂，比如玻璃纤维；热稳定剂；紫外线稳定剂加工助剂；抗冲改性剂；流动促进剂；离子聚合物；液晶聚合物；含氟聚合物；烯烃类，包括环状烯烃、聚酰胺、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

本申请还提供了所述聚酯的制备工艺。首先，将异山梨醇和至少一种抗氧剂在水中混合，然后加热到60-90℃，优选65-75℃，得到异山梨醇含量为60-95wt％的水溶液。优选的，异山梨醇在水溶液中的含量为70-85wt％。

用于制备异山梨醇溶液的二醇包括但不仅仅限于：单乙二醇、1,3-丙二醇；1,4-丁二醇；1,6-己二醇；1,8-辛二醇；1,10-癸二醇；1,12-十二烷二醇；1,14-十四烷二醇；1,16-十六烷二醇；二聚醇；1,4-环己烷二甲醇；双乙二醇；三乙二醇；聚乙烯基醚二醇；聚丁烯基醚二醇；(顺式，反式)1,3-环己烷二甲醇；(顺式，反式)1,4-环己烷二甲醇；2-甲基-1,3-丙二醇；2,2-二甲基-1,3-丙二醇；2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇；三甲基戊二醇。

在一个实施方式中，如果采用了脂环族二醇类，例如(顺式，反式)1,3-环己烷二甲醇和(顺式，反式)1,4-环己烷二甲醇，那么需要补充至少另外一种环状二醇或支化二醇。

在200-260℃温度下，使所述异山梨醇水溶液与至少一种芳香族二羧酸或其酯类发生反应，得到酯化产物或酯转移产物。该反应在催化条件下进行，所用的催化剂例如是Co(Ⅱ)和Sb(Ⅲ)的醋酸盐或其他链烷酸盐、Sb(Ⅲ)和Ge(Ⅳ)的氧化物和化学式为Ti(OR)₄的钛醇盐(R是含有2-12个碳原子的烷基)。也可以采用这些金属盐的可溶于乙二醇的氧化物，例如正丁基锡酸。

催化异山梨醇与至少一种芳香族二羧酸或其酯类发生反应的优选催化剂包括：三氧化锑、二氧化锗和钛酸四异丙酯。同时，所述酯化产物或酯转移产物被转化为低聚物产品。该低聚物产品可以用来涂敷普通聚酯切片，随后再被加工用于固相聚合，从而增加聚酯的粘度，改善其玻璃化转变温度(Tg)和机械性能。

与异山梨醇发生反应的所述芳香族二羧酸选自对苯二甲酸、间苯二甲酸和2,6-萘二甲酸中的一种或多种。所述芳香族二羧酸的酯类选自对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二甲酯中的一种或多种。所述酯化产物或酯转移产物取决于反应中所用的酸。因此，酯化产物或酯转移产物可以是D-葡糖醇、1,4:3,6-二无水-2，2’-(1,4-苯二甲酸酯)、2，2’-(1,3-苯二甲酸酯)、双异山梨醇-2,6-萘二甲酸酯中的一种或多种。

所述的低聚物在至少一种聚合催化剂的作用下发生聚合反应，生成异山梨醇高聚物，其在25℃时的固有粘度为0.5-0.69dL/g。所述异山梨醇低聚物的聚合反应在220-300℃进行。用于该聚合反应的聚合催化剂选自三氧化锑、二氧化锗和醋酸钴中的一种或多种。

所述的异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物与亚烷基芳基二羧酸酯的聚酯发生共聚反应。该共聚反应可以在任何阶段进行。在一个实施例中，在所述的亚烷基芳基二羧酸酯发生聚合反应之前，加入异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物，与所述聚酯进行共聚反应。可选的或同时的，在所述的亚烷基芳基二羧酸酯单体发生聚合反应期间或之后，加入异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物，使所述异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物与聚酯发生共聚反应。

亚烷基芳基二羧酸酯的例子包括但不限于：对苯二甲酸乙二醇酯、间苯二甲酸乙二醇酯、2,6-萘二甲酸乙二酯、3,4'-二苯醚二甲酸乙二酯、六氢化邻苯二甲酸乙二醇酯、2,7-萘二甲酸乙二酯、邻苯二甲酸乙二醇酯和4,4'-亚甲基双乙二酯(苯甲酸酯)。

亚烷基芳基二羧酸酯由芳香族二羧酸与至少一种二醇进行酯化反应获得。所述芳香族二羧酸例如：对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、3,4'-二苯醚二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、2,7-萘二甲酸、邻苯二甲酸、4,4'-亚甲基双(苯甲酸)。所用的二醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、环己烷二甲醇、己二醇中的一种或多种。对于这种亚烷基芳基二羧酸酯来说，要加入至少一种稳定剂，根据需要可选地，再加入至少一种封端低聚物。之后，所述亚烷基芳基二羧酸酯发生聚合反应，得到聚酯。

亚烷基芳基二羧酸酯的另一种来源是芳香族二羧酸与亚烷基二醇生成的酯类，例如：对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二甲酯、3,4'-二苯醚二甲酸二甲酯、六氢化邻苯二甲酸二甲酯、2,7-萘二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯和4,4'-二甲基-亚甲基双(苯甲酸酯)。其中的亚烷基二醇例如是乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇(MPdiol)、己二醇或异山梨醇。对于这种亚烷基芳基二羧酸酯来说，要加入至少一种稳定剂，根据需要可选地，再加入至少一种封端低聚物。之后，所述亚烷基芳基二羧酸酯发生聚合反应，得到聚酯。

在一个实施例中，可以在发生酯化反应或酯交换反应之前，通过加入异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物，使所述异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物与聚酯发生共聚反应。可选的或同时的，可以在所述的酯化反应或酯交换反应期间或之后，加入异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物，使所述异山梨醇低聚物或异山梨醇高聚物与聚酯发生共聚反应。

所述亚烷基芳基二羧酸酯的聚合反应可以通过本领域技术人员所熟知的工艺来进行，该工艺例如包括缩聚反应和固相聚合反应步骤，得到与异山梨醇高聚物共聚后的聚酯。聚合反应生成的聚酯可在任一种常规的结晶器内进行结晶，之后进行间歇法或连续法固相聚合(SSP)，得到期望的固有粘度(IV)。其中所述的间歇法SSP可以通入氮气进行脱气从而加速反应，而对于连续法SSP，流通的氮气可以作为副产品的载体。

该聚合反应的进行需要添加支化剂、成核剂和液体增塑剂中的至少一种试剂。

在所述的聚合反应进行之前、期间或之后，还可以加入一些添加剂，以使聚酯产物具有某些必要的性能。这类添加剂包括但不限于：染料；阻燃剂，比如十溴二苯基醚和三芳基磷酸酯类(例如磷酸三苯酯)；增强剂，比如玻璃纤维；热稳定剂；紫外线稳定剂加工助剂；抗冲改性剂；流动促进剂；离子聚合物；液晶聚合物；含氟聚合物；烯烃类，包括环状烯烃、聚酰胺和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

用于本发明目的的试剂的例子如上文中所述。

将所述聚酯挤出，然后水下切粒得到聚酯切片。该切片经过干燥后，在270-290℃吹塑成型再进行冷却，得到一种具有70-90℃热灌装性能的材料、容器或预成型体。特别是，所述材料、容器或预成型体具有在70-85℃范围内的热灌装性能。

本发明还提供一种包含本发明的聚酯产品的包装用品。该包装用品可以是一种预成型体、包装材料或包装容器。

将根据本发明工艺生产的异山梨醇高聚物加入到聚酯后，不仅提高了聚酯的耐热性，改善了其色度(L*值>55％，a*值和b*值均小于-1.0)和透明性(雾度值小于5NTU)，还改善了其熔体流动性能。根据本申请所述工艺生成的聚酯，通过采用普通的注射拉伸吹塑(ISBM)、注射吹塑(IBM)、注塑成型(IM)和挤出吹塑(EBM)等工艺(无需热处理吹塑成型工艺)，可以用来生产容器，从而用于各种饮品、运动饮料、酱料和果酱等的包装，这些容器能在60-90℃进行灌装。

本申请所述聚酯用于制作透明的和不透明的柔性和刚性包装容器、薄膜、片材、纺织布料和纱线。采用热处理吹塑成型工艺和冷处理吹塑成型工艺这两种成型工艺中的至少一种，可以将本申请所述聚酯制作成热罐装和冷灌装容器。

下面结合实施例对本发明进行进一步阐述，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限制本申请的保护范围。

质量参数分析方法

A.固有粘度

固有粘度或IV是衡量聚合物分子量的一个指标，是通过稀溶液粘度测定法进行测定的。全部IV值均在25℃条件下，在苯酚和1,2-二氯苯以3：2组成的混合液中进行测定。将大约8-10个切片溶解于该混合液中，配制成浓度约为0.5％的溶液。利用如下所示的比尔梅耶(Billmeyer)方程式(参见F.W.Billmeyer，J.ofPolymerSci.高分子科学杂志1949IV,83)，通过测定某一个聚合物浓度的相对粘度(ηr)而得到固有粘度IV，其中在浓度范围c＝0.5-0.65g/dL时，该方程式是有效的。

IV＝[η]＝0.25(ηr-1+3lnηr)/c.

B.色度

应用产品型号45/0和序列号CX0969的亨特莱勃色差仪(HunterLabColorFlex)来测定色度参数。测定样品采用无定形切片，无需研磨或晶化，而且要处于透明状态。通常情况下，测出的变化也能被看到。利用国际照明委员会CIE提出的三刺激值L*、a*和b*值，对透明状态的无定形切片的颜色进行归类。其中，L*代表样品的白度(brightness)，其值越大，表示样品亮度越高。L*＝100代表纯白色，而L*＝0是纯黑色。a*值代表红绿对比色，负值表示偏绿，正值表示偏红；b*值代表黄蓝对比色，负值表示偏蓝，正值表示偏黄。

进行固相聚合切片的色度测定无需研磨。由于聚合物球晶结晶的增白作用，引起固相聚合之后的L*值偏大。

C.雾度

将由32克的预成型体制成的1.5升瓶子的平展部位切割成直径为3厘米、厚度为0.238毫米的圆片，并利用德国BYKGardner公司的HazeGardPlus雾度计，进行吹塑瓶的雾度测定。雾度(haze)是透过样品而偏离入射光2.5°角以上的散射光通量占总透射光通量的百分数(美国材料实验协会标准ASTMD-1003-97)。通过样品厚度对雾度值进行标准化，并用百分数表示(％/毫米，或者是每毫米厚度的雾度％)。

在测定试验规模较小的情况下，可以通过注塑成型法(在冷模具中)制作测试板，并用目测法对雾度进行评价。

D.二甘醇(DEG)含量：

为了测定DEG的含量，于220℃温度下在高压釜内进行PET和甲醇的酯交换反应。在这个过程中，PET发生解聚反应，同时DEG分解释放出二醇。然后用气相色谱(GC)对形成的降解液进行分析，经过适当校准后，测定聚合物中的DEG含量。

E.端羧基

在回流条件下，将PET溶解在邻甲酚和氯仿的混合溶液中。冷却至室温后，在氮气保护下，用醇制氢氧化钾溶液进行电位滴定，测定端羧基含量。结果表示为mVal羧基/kgPET(每千克PET中的COOH毫当量)。

F.差示扫描量热仪分析(DSC)

应用珀金埃尔默Perkin-Elmer公司的型号为DSC-7的差示扫描量热仪，在加热和冷却速率为每分钟10℃的条件下，监测全部共聚物样品的热性能。在这个过程中通入氮气用来防止氧化降解。结果表示为每种材料的玻璃化转变温度(Tg)、晶化放热峰温度、结晶热(△H)，以及吸热温度和熔化热。

现在将结合下面的非限定性实施例对本发明进行说明。

实施例1：

制备异山梨醇高聚物

步骤1A：制备异山梨醇溶液

将80kg异山梨醇、20kg水、0.5kg由抗氧剂(Irganox)1010和1076组成的混合物、1kg抗氧剂(Irgafox)168一起加入添加剂配制罐内，得到一种混合液，该配制罐装有搅拌器、加热线圈和通过头式冷凝器进行排气的管路。然后，在温度为60℃时对混合液温和加热20分钟，得到100kg的异山梨醇含量为80％的水溶液。

步骤1B：制备异山梨醇低聚物

在一个配备有搅拌器、氮气吹扫仪、真空连接器、馏出液收集装置和加热搅拌设备的容量为200升的反应器内，加入75kg上面制备的异山梨醇水溶液、60.1kg间苯二甲酸(IPA)和140mg正丁基锡酸。其中，异山梨醇与IPA的摩尔比为1.16:1。在该反应器内通入氮气，在搅拌条件下对反应器内的物质加热。将温度加热到240℃并维持大约20分钟，以去除缩合反应形成的副产物水。然后在250℃加热大约30分钟后，得到澄清溶液，该澄清溶液继续在250℃加热1.5小时，直到不再有水释放出来，从而得到105kg异山梨醇低聚物。

步骤1C：制备100摩尔％聚间苯二甲酸异山梨醇酯母料

在高压釜内加入200ppm的三氧化二锑作为含锑催化剂、50ppm的醋酸钴作为含钴催化剂，并在260℃的真空环境下，使上述异山梨醇低聚物在高压釜内发生聚合反应，得到100kg的无定形聚间苯二甲酸异山梨醇酯。

实施例2：

以对苯二甲酸(PTA)为原料制备改性聚对苯二甲酸乙二醇酯

将82kg对苯二甲酸(PTA)和36.0kg单乙二醇(MEG)(PTA和MEG的摩尔比为1:1.16)制成糊状，加入容量为250升的反应器内，该反应器配备有搅拌器、冷凝器、增压和真空系统。然后，将4.65kg聚间苯二甲酸异山梨醇酯、24gm三氧化二锑催化剂(Sb的终浓度为200ppm)、4.32gmGeO₂催化剂(Ge的浓度为30ppm)、25gm醋酸钴粉末(Co的浓度为60ppm)、12g季戊四醇(浓度为120ppm)、6g醋酸钠(浓度为60ppm)和0.25wt％的正丁基苯磺酰胺(nBBSA)也加入该反应器，从而得到一种混合物。将该混合物加热至250℃得到含有对苯二甲酸乙二醇酯单体的反应物料，向该反应物料里加入18gm正磷酸(P的浓度为50ppm)，然后，经过10微米过滤器过滤后，将该反应物料转移到缩聚反应器内，于270-285℃进行缩聚反应，峰值温度为288℃。在此过程中，根据反应器内搅拌器的功率损耗量来监测缩聚反应进程，反应终止后得到与聚间苯二甲酸异山梨醇酯共聚化的无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯，固有粘度约为0.621dL/g。将该无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出成为线料，再通过水下切粒，得到无定形切片。将这些无定形切片收集起来，经过干燥和预晶化处理后，进行固相聚合反应(SSP)，以将其固有粘度增加至0.838dL/g。

实施例3：

以对苯二甲酸二甲酯(DMT)为原料制备聚对苯二甲酸乙二醇酯

将35.4kg乙二醇(EG)和95.9kg对苯二甲酸二甲酯(DMT)装入反应器内并在搅拌条件下加热。再在反应器内装入4.65kg聚间苯二甲酸异山梨醇酯。首先，控制加热速度，维持反应器内的温度于140℃。当温度达到140℃后，将84.7gm醋酸锰催化剂溶液(Mn的浓度为200ppm)、25gm醋酸钴粉末(Co的浓度为60ppm)、12g季戊四醇(浓度为120ppm)和6g醋酸钠(浓度为60ppm)加入到反应器内启动酯交换反应，在反应过程中，经过填料塔将甲醇从冷凝器蒸馏出来。塔顶的温度维持在75℃以防止乙二醇的损失。将反应物料的温度缓慢持续增加，在150分钟内从140℃升到230℃。酯交换反应完成后，在该经酯交换后的反应物料中加入17gm磷酸(磷的浓度为50ppm)作为稳定剂，然后经过10微米过滤器过滤后，将物料转移到缩聚反应器内。

逐步将缩聚反应器抽成真空状态，气压降至0.5毫巴(mb)，再升温至280℃。根据反应器内搅拌器的功率损耗量来监测缩聚反应进程，反应终止后得到与聚间苯二甲酸异山梨醇酯共聚化的无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯，固有粘度约为0.618dL/g。该聚对苯二甲酸乙二醇酯被挤出，得到无定形切片。随后，该无定形PET切片在140℃的温度下以间歇法固相聚合的方式进行结晶，以将其固有粘度增加至0.84dL/g。

实施例4：

以再生成分(PCR)为原料制备聚对苯二甲酸乙二醇酯

将39kg对苯二甲酸(PTA)和17kg单乙二醇(MEG)(PTA和MEG的摩尔比为1:1.16)制成糊状，加入一个配备有搅拌器、冷凝器、增压和真空系统的容量为250升的酯化反应器内。再将50kg热洗后的聚对苯二甲酸乙二醇酯瓶片(再生成分-PCR，相当于重量百分比为50％)、4.65kg聚间苯二甲酸异山梨醇酯、24gm三氧化二锑催化剂(Sb的终浓度为200ppm)、4.32gmGeO₂催化剂(Ge的浓度为30ppm)、25gm醋酸钴粉末(Co的浓度为60ppm)、12g季戊四醇(120ppm)和6g醋酸钠(60ppm)也加入该酯化反应器内，得到一种反应物料。将该反应物料加热至240-250℃，得到含有对苯二甲酸乙二醇酯的反应物料，然后，向该含有对苯二甲酸乙二醇酯的反应物料里加入18gm正磷酸(P的浓度为50ppm)，并经过10微米过滤器过滤后，将这种反应物料转移到缩聚反应器内，于270-285℃进行缩聚反应，峰值温度为288℃。反应后得到与聚间苯二甲酸异山梨醇酯共聚化的无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯，固有粘度为0.623dL/g。该无定形聚对苯二甲酸乙二醇酯被挤出成为线料，再通过水下切粒得到无定形切片；将这些无定形切片收集起来，经过干燥和预晶化处理后，进行固相聚合反应(SSP)，以将其固有粘度增加至0.836dL/g。

表1：实施例2、3和4所用原料和测定结果一览表

实施例5A-5C：

通过加入封端低粘度聚酯来制备改性聚对苯二甲酸乙二醇酯

应用下面表2所述的原料，实施例5A、5B和5C中的改性共聚酯的制备方法分别与实施例2、3和4的方法相同，区别仅在于在酯化反应末期加入了聚萘二酸丁醇酯/聚萘二甲酸丙二醇酯(PBN/PTN)封端低聚物。

表2：实施例5A、5B和5C所用原料和测定结果

实施例6A-6C：

制备聚对苯二甲酸乙二醇酯

除了原料改变为如下面表3所示以外，实施例6A、6B和6C中的改性共聚酯的制备方法分别与实施例2、3和4的方法相同。

表3：实施例6A、6B和6C所用原料和测定结果

实施例7：

使用两步法注射拉伸吹塑(ISBM)制造瓶胚/瓶子

将实施例5和6中的共聚酯切片，利用锁模吨数为130的一出四模具注塑机，制作成规格为自重38g×高度130mm的瓶胚。在这个步骤之前，先将树脂(PET母料)在170℃干燥处理5小时。成型温度为280-285℃。这些瓶胚预处理24小时之后，在吹塑机上利用每个模具开始吹制瓶子。

这些瓶胚被加热到112℃。

吹塑周期时间为4.13秒。

预吹压力为8巴(bar)。

吹制压力为30巴(bar)。

这样制成的瓶子可以在82±2℃进行灌装，而不会发生任何变形。

实施例8：

使用注塑成型法(IM)来生产薄壁容器

使用实施例5中的树脂在注塑成型机上生产容器。在这道工序之前，这些切片于160℃进行干燥处理7小时。模具用6℃的冷却水进行冷却。结果，熔体流动性能满足要求。生产出来的容器壁厚度为350微米(μm)。这些容器具有良好的色度和透明度，且可在82℃进行灌装。

例9：使用两步法注射拉伸吹塑(ISBM)来生产20升容器

使用实施例2中的共聚酯来生产20升的水容器。将这些切片在170℃干燥处理6小时。采用单模具注塑机来制作瓶胚。挤出机温度范围为275-285℃。

然后，这些瓶胚在单模具注塑机上于120℃加热，并在30巴的压力下进行吹制。这些制成的20升容器可在72℃进行洗涤。

本文的实施方式以及其各种性能和优点是参考说明书中的非限定性举例进行说明的。在此过程中，众所周知的组件和加工工艺将不再叙述，因为对它们的一一详述会不必要地导致这些实施方式变得晦涩难懂。此处的举例只是为了便于理解这些实施方式实践的方法，以及进一步促进所属领域的技术人员去实践这些实施方式。因此，这些举例不应该被视为对实施方式范围的限定。

以上对于这些具体实施方式的描述全面展现了其所具有的一般性质，他人也可以运用现有知识，在不偏离一般理念的基础上，很容易地调整和/或改进这些具体实施方式而适用于各种用途，因此，这类改进和调整不仅应该而且也要求在不脱离本申请公开实施方式的等同方式的涵义和范围的前提下去理解。应理解，文中所用的专业术语或专门用语是用于对本发明进行描述的，而不是用来限制的。因此，尽管此处的实施方式是基于优选的实施方式进行描述的，所属领域的技术人员也会认识到，在不脱离此处所述实施方式精神和范围的前提下，这些实施方式的实践可以适当改变。

本申请中所用的“至少”或“至少一种”等表达方式表明所用的是一种或多种元件、成分或数量，本申请实施方式中的这种用法是为了达到一种或多种预期的目的或结果。

本说明书中所含的任何关于文件、动作、材料、装置、物品等等诸如此类的讨论仅仅是为了给本发明提供一个上下文环境。它不应该被视为是承认了这些内容中的任何部分或其全部形成现有技术基础的组成部分，或者已是与本发明有关的技术领域中通用的一般常识，如同它在本申请的优先权日之前就已经存在了。

尽管本申请对于其具体特征相当重视，但是应该认识到在不脱离本申请原则的前提下，还可以对优选实施方式做出各种不同形式的变化或变动。有关本申请或这些优选实施方式的性质的这种和其它变化，对于本申请所属技术领域的技术人员来说是显而易见的，由此一来，应清楚地认识到上述描述性的内容只是为了以例证的方式解释本发明，而不是为了对本发明进行限定。

Claims

1.一种制备聚酯的工艺，其特征在于，所述聚酯具有以下至少一种性能：

25℃时的固有粘度高于0.7dL/g，

色度L*值范围为72％-76％；

色度b*值范围为-1.5至-2.5；

二甘醇含量低于1.5％；

玻璃化转变温度的范围为81-85℃；

耐冲击强度为54-57J/M；

拉伸强度为500-600Kgf/cm²，

所述工艺包括以下步骤：

A.将异山梨醇和至少一种抗氧剂溶解于水中，可选地，再加入至少一种二醇，得到异山梨醇水溶液；

B.使所述异山梨醇水溶液与至少一种芳香族二羧酸或其酯类发生反应，经过酯化反应或酯交换反应，得到异山梨醇低聚物；

C.使用至少一种聚合催化剂催化所述异山梨醇低聚物发生聚合反应，得到异山梨醇高聚物；

D.在至少一种亚烷基芳基二羧酸酯进行聚合反应之前、期间或之后中的至少一个阶段，加入所述异山梨醇低聚物或所述异山梨醇高聚物，使所述异山梨醇聚合物与聚酯发生共聚合反应，得到所述聚酯。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，

所述溶解步骤于30-90℃温度范围内进行；

所述抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168；

所述二醇选自以下二醇中的至少一种：单乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,16-十六烷二醇、二聚醇、1,4-环己烷二甲醇、双乙二醇)、三乙二醇、聚乙烯基醚二醇、聚丁烯基醚二醇、顺式和反式1,3-环己烷二甲醇、顺式和反式1,4-环己烷二甲醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇，和三甲基戊二醇；

所述水溶液中异山梨醇的浓度为60-95wt％。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，

所述反应步骤在200-260℃温度范围内进行，并且在存在催化剂的条件下进行，

所述催化剂选自：Co(Ⅱ)和Sb(Ⅲ)的醋酸盐或链烷酸盐、Sb(Ⅲ)和Ge(Ⅳ)的氧化物、化学式为Ti(OR)₄的钛醇盐(R是含有2-12个碳原子的烷基)、正丁基锡酸、三氧化二锑、二氧化锗和钛酸四异丙酯；

所述芳香族二羧酸选自以下酸中的至少一种：对苯二甲酸、间苯二甲酸和2,6-萘二甲酸；

所述步骤(B)中的芳香族二羧酸的酯类选自以下酯中的至少一种：对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯和2,6-萘二甲酸二甲酯；

所述的酯化产物或酯转移产物为以下物质中的至少一种：D-葡糖醇、1,4:3,6-二无水-2，2’-(1,4-苯二甲酸酯)、2，2’-(1,3-苯二甲酸酯)和双异山梨醇-2,6-萘二甲酸酯。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，

所述步骤(C)在220-300℃温度范围内进行；

所述聚合反应催化剂为三氧化二锑、二氧化锗和醋酸钴中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述异山梨醇高聚物在25℃时的固有粘度范围为0.50-0.69dL/g。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，

所述亚烷基芳基二羧酸酯单体选自以下物质中的至少一种：对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二甲酯、3,4'-二苯醚二甲酯、六氢化邻苯二甲酸二甲酯、2,7-萘二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯和4,4'-二甲基-亚甲基双苯甲酸酯；

所述亚烷基芳基二羧酸酯单体由芳香族二羧酸与乙二醇的酯化反应获得，其中所述芳香族二羧酸选自以下酸中的至少一种：对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧(甲)酸、3,4'-二苯醚二甲酸、六氢化苯二甲酸、2,7-萘二甲酸、邻苯二甲酸和4,4'-亚甲基双(苯甲酸)；或者

所述亚烷基芳基二羧酸酯单体由酯与二醇的酯交换反应获得，其中，所述酯选自以下酯中的至少一种：对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯、2,6-萘二羧酸二甲酯、3,4'-二苯醚二甲酯、六氢化苯二甲酯、2,7-萘二羧酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯和4,4'-二甲基-亚甲基双(苯甲酸酯)；所述二醇选自以下醇中的至少一种：乙二醇、丙二醇、丁二醇、环己烷二甲醇和己二醇，

然后，再加入稳定剂，选自以下物质中的至少一种：正磷酸、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三苯酯(TPP)和磷酰乙酸三乙酯(TEPA)，

可选地，还可以再加入封端低聚物，选自以下物质中的至少一种：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、聚萘二甲酸丙二醇酯和聚萘二酸丁醇酯。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，还包括以下步骤：

在酯化反应或酯交换反应之前、期间或之后中的至少一个阶段，加入所述异山梨醇低聚物或所述异山梨醇高聚物。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述亚烷基芳基二羧酸酯单体的聚合反应使用支化剂、成核剂和液体增塑剂中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，所述支化剂选自以下物质中的至少一种：异戊四醇、偏苯三甲酸、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸、均苯四甲酸酐和山梨醇。

10.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，所述成核剂选自以下物质中的至少一种：硅酸钙、纳米二氧化硅粉体、滑石粉、微米滑石粉、AClyn、高岭土、蒙脱石、合成云母、硫化钙、氮化硼、硫酸钡、氧化铝、氧化钕、苯基膦酸的金属盐、苯甲酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸锂、苯甲酸钙、苯甲酸镁、苯甲酸钡、对苯二甲酸锂、对苯二甲酸钠、对苯二甲酸钾、草酸钙、月桂酸钠、月桂酸钾、肉荳蔻酸钠、肉荳蔻酸钾、肉荳蔻酸钙、二十八烷酸钠、二十八烷酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡、褐煤酸钠、褐煤酸钙、甲苯酰钠、水杨酸钠、水杨酸钾、水杨酸锌、二苯甲酸铝、二苯甲酸钾、二苯甲酸锂、β-萘酸钠、环己甲酸钠、有机磺酸盐、羧酸酰胺、亚苄基山梨醇的磷酸复合金属盐类及其衍生物、2，2’-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸钠、和2，2-甲基双(4，6-二叔丁基苯基)钠。

11.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，所述液体增塑剂选自以下物质中的至少一种：N-异丙基苯磺酰胺、N-叔丁基-苯磺酰胺、N-戊基-苯磺酰胺、N-己基-苯磺酰胺、N-正辛烷基-苯磺酰胺、N-甲基-N-丁基-苯磺酰胺、N-甲基-N-乙基-苯磺酰胺、N-甲基-N-丙基-苯磺酰胺、N-乙基-N-丙基-苯磺酰胺、N-乙基-对乙基-苯磺酰胺、N-乙基-对叔丁基苯磺酰胺、N-丁基-对丁基-苯磺酰胺、N-丁基-甲苯磺酰胺、N-叔辛基-甲苯磺酰胺、N-乙基-N-2-乙基己基-甲苯磺酰胺、N-乙基-N-叔辛基-甲苯磺酰胺、和偏苯三酸三辛酯。

12.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，所述添加剂选自以下物质中的至少一种：染料、阻燃剂、增强剂、热稳定剂、紫外线稳定剂、加工助剂、抗冲改性剂、流动促进剂、离子聚合物、液晶聚合物、含氟聚合物；和烯烃类，包括环状烯烃、聚酰胺和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

13.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，

所述至少一种亚烷基芳基二羧酸酯的聚合反应包括缩聚反应和固相聚合反应；

所述聚酯通过挤出和水下切粒得到聚酯切片，将其干燥后得到干燥切片；然后在270-290℃吹塑成型，再对模具进行冷却，得到具有70-90℃热灌装性能的预成型体、材料或容器，优选具有70-85℃热灌装性能。

14.一种由权利要求1所述工艺制备的聚酯产品，其特征在于，所述聚酯产品包含：

A.至少一种聚酯，由至少一种芳香族二羧酸或其酯类和乙二醇制备得到；

B.异山梨醇高聚物，以及至少一种芳香族二羧酸或其酯类，含量为1-20wt％；

C.至少一种以下物质：

至少一种液体增塑剂，含量为0.5-2wt％；

至少一种成核剂，含量为10-2000ppm；

至少一种支化剂，含量为10-2000ppm；

至少一种抗氧剂，含量为0.1-5wt％；

至少一种稳定剂和至少一种添加剂，

可选的，还含有至少一种封端低聚物，含量为1-20wt％，

其特征在于，所述聚酯产品至少具有以下一种性能：

25℃时的固有粘度高于0.7dL/g；

色度L*值范围为72％-76％；

色度b*值范围为-1.5至-2.5；

二甘醇含量低于1.5％；

玻璃化转变温度范围为81-85℃；

耐冲击强度为54-57J/M；

拉伸强度范围为500-600Kgf/cm²。

15.一种由聚酯产品制造的包装材料、包装容器或预成型体，其特征在于，所述聚酯产品至少具有以下一种性能：

25℃时的固有粘度高于0.7dL/g；

色度L*值范围从72％到76％；

色度b*值范围为-1.5至-2.5；

二甘醇含量低于1.5％；

玻璃化转变温度范围为81-85℃；

耐冲击强度范围为54-57J/M；

拉伸强度范围为500-600Kgf/cm²，

其中，所述包装材料、包装容器或预成型体具有70-90℃热灌装性能，优选具有70-85℃热灌装性能。

16.根据权利要求14所述的聚酯产品，用于制造透明的和不透明的柔性和刚性包装容器、薄膜、片材、纺织布料和纱线。

17.根据权利要求14所述的聚酯产品，用于通过成型工艺制造热灌装和冷灌装容器，所述成型工艺选自热处理吹塑成型工艺和冷处理吹塑成型工艺。