DE2407155A1 - MANUFACTURE OF POLYESTERS - Google Patents

MANUFACTURE OF POLYESTERS

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DE2407155A1
DE2407155A1 DE19742407155 DE2407155A DE2407155A1 DE 2407155 A1 DE2407155 A1 DE 2407155A1 DE 19742407155 DE19742407155 DE 19742407155 DE 2407155 A DE2407155 A DE 2407155A DE 2407155 A1 DE2407155 A1 DE 2407155A1
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butanediol
terephthalic acid
mixture
mol
poly
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Willem Frederik Hendrik Borman
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    • 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

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Description

Herstellung von PolyesternManufacture of polyesters

Die Erfindung betrifft ein verbessertes direktes Veresterungsverfahren zur Herstellung hochmolekularer, linearer Polyester aus Terephthalsäure und 1,4-Butandiol mit nahezu vollständiger Unterdrückung der Seitenreaktionen, die zu einem Verlust des Diol-Reaktionsbestandteils führen.The invention relates to an improved direct esterification process for the production of high molecular weight, linear polyesters from terephthalic acid and 1,4-butanediol with almost complete Suppression of the side reactions which lead to a loss of the diol reaction component.

Hochmolekulare, lineare Polyesterharze der Poly(!,^-butylenterephthalat)-Familie sind bekannt als unübertroffene hervorragende Bestandteile in thermoplastischen Formmassen wegen ihrer ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften und dem Oberflächenaussehen nach dem Ausformen. Im Vergleich zu den niederen homologen Polyestern, wie Poly(äthylenterephthalat) und Poly(l,3~ propylenterephthalat), kristallisieren die Poly(1,4-butylenterephthalat)-Harze sehr schnell aus der Schmelze.und sie können daher zu Zusammensetzungen oder Massen formuliert werden, die in üblichen Vorrichtungen oder Massen formuliert werden, die in üblichen Vorrichtungen mit üblichen Temperaturen und Verarbeitungszeiten ausgeformt werden können, ohne dass die Notwendigkeit besteht, kernbildende Mittel zu verwenden.High molecular weight, linear polyester resins of the poly (!, ^ - butylene terephthalate) family are known as unsurpassed outstanding ingredients in thermoplastic molding compounds because of their excellent physical properties and surface appearance after molding. Compared to the lower homologues Polyesters such as poly (ethylene terephthalate) and poly (1,3 ~ propylene terephthalate), the poly (1,4-butylene terephthalate) resins crystallize out of the melt very quickly. and they can therefore be formulated into compositions or masses which in customary devices or compositions are formulated in customary devices with customary temperatures and processing times can be shaped without the need to use nucleating agents.

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Verfahren zur Herstellung von Poly(alkylenterephthalaten) durch direkte Veresterung von Terephthalsäure (TPA) mit den entsprechenden Alkylenglykolen sind allgemein bekannt.Process for the preparation of poly (alkylene terephthalates) by direct esterification of terephthalic acid (TPA) with the corresponding alkylene glycols are well known.

Die bekannten Verfahren verwenden hohe Temperaturen und Überatmosphärendrucke, um die Lösung und die Reaktion der schwer zu handhabenden TPA zu beschleunigen.The known methods use high temperatures and superatmospheric pressures, around the solution and the reaction of the difficult to handle Speed up TPA.

Wenn diese bekannten Bedingungen für die Herstellung von PoIy-(1,4-butylen-terephthalat) (PBT)-Harzen angewandt werden, dann sind überschüssige Mengen von 1,4-Butandiol erforderlich, wegen einer Dehydratisierung eines Teiles des Butandiols unter Bildung von Tetrahydrofuran. Diese Nebenreaktion macht die bekannten direkten Veresterungsverfahren für die Herstellung von PBT wirtschaftlich unattraktiv. So wird beispielsweise bei einem kürzlich veröffentlichten Verfahren (niederl. Patent 7 105 777 (1971)) das Butandiol in einer Menge von mehr als 376 % der theoretisch erforderlichen Menge verwendet.When these known conditions are used for the production of poly (1,4-butylene terephthalate) (PBT) resins, excess amounts of 1,4-butanediol are required because of dehydration of some of the butanediol to form tetrahydrofuran . This side reaction makes the known direct esterification processes economically unattractive for the production of PBT. For example, in a recently published process (Dutch Patent 7,105,777 (1971)) the butanediol is used in an amount of more than 376 % of the theoretically required amount.

Es wurde nunmehr gefunden, dass diese Nebenreaktion, die die Ursache für die Verwendung solcher überschüssigen Mengen von 1,4-Butandiol ist, fast vollständig unterdrückt werden kann, wenn Reaktionsbedingungen ausgewählt werden, welche die schnelle Entfernung des Nebenproduktes Wasser (gebildet durch die Veresterungsreaktion) aus der Reaktionszone beschleunigen und bei denen die Zeit minimalisiert wird, in denen das 1,4-Butandiol in Kontakt mit nicht-reagierter TPA ist.It has now been found that this side reaction is the cause for the use of such excess amounts of 1,4-butanediol, it can be almost completely suppressed, though Reaction conditions are selected which accelerate the rapid removal of the by-product water (formed by the esterification reaction) from the reaction zone and in which the Time is minimized in which the 1,4-butanediol is in contact with unreacted TPA is.

Die nachfolgenden wesentlichen Parameter müssen eingehalten werden: The following essential parameters must be observed:

A. Zur Beschleunigung der Entfernung des gebildeten Wassers:A. To speed up the removal of the water formed:

1. Eine Reaktionstemperatur im Bereich von etwa 175 bis etwa 275°C.1. A reaction temperature in the range of about 175 to about 275 ° C.

2. Atmosphären- oder Unteratmosphärendruck sofort nach Beginn der Reaktion.2. Atmospheric or sub-atmospheric pressure immediately after the start of the reaction.

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3. Anwesenheit eines hochsiedenden Lösungsmittels, z.B. Tetralin, Decalin u.dgl., oder vorzugsweise überschüssiges 1,4-Butandiol, um Wasser mitzureissen und abzutreiben.3. Presence of a high-boiling solvent, e.g. tetralin, decalin, etc., or preferably excess 1,4-butanediol, to entrain and drive water away.

4. Graduelle Zugabe der TPA zu dem heissen 1,4-Butandiol, wodurch die schnelle Entfernung des gebildeten Wassers erleichtert wird.4. Gradual addition of the TPA to the hot 1,4-butanediol, whereby the rapid removal of the water formed is facilitated.

B. Zur Verminderung des Kontaktes zwischen 1,4-Butandiol und TPA:B. To reduce the contact between 1,4-butanediol and TPA:

1. Verwendung eines wirksamen Katalysators, wie einer Antimonverbindung u.dgl., vorzugsweise jedoch einer Titanverbindung oder einer Zinnverbindung, um die Reaktionszeit abzukürzen.1. Use of an effective catalyst such as an antimony compound and the like, but preferably a titanium compound or a tin compound in order to shorten the reaction time.

2. Graduelle Zugabe der TPA und eine hohe Reaktionstemperatur, wie sie unter A. erwähnt ist.2. Gradual addition of the TPA and a high reaction temperature, as mentioned under A.

Die Poly(1,4-butylenterephthalat)-Harze können durch das vorliegende verbesserte Verfahren in sehr wirtschaftlicher Weise erhalten werden. Darüber hinaus können die Erzeugnisse genauso leicht zusammengemischt werden, und sie ergeben letztlich ausgeformte Gegenstände mit im wesentlichen den gleichen überlegenen Eigenschaften, wie diejenigen, die aus den besten bekannten Polyestern hergestellt worden sind.The poly (1,4-butylene terephthalate) resins can be made by the present improved processes can be obtained in a very economical manner. In addition, the products can do the same are easily mixed together, and they ultimately result in molded articles having essentially the same superior properties Properties like those made from the best known polyesters have been manufactured.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Herstellung von hochmolekularem, linearem Poly(1,4-butylenterephthalat) geschaffen, welches umfasst:According to the present invention there is a method for manufacturing of high molecular weight, linear poly (1,4-butylene terephthalate) created, which includes:

(a) das Erhitzen von 1,4-Butandiol auf eine Temperatur im Bereich von etwa 175 bis etwa 275 C;(a) heating 1,4-butanediol to a temperature in the range from about 175 to about 275 C;

(b) graduelle Zugabe der Terephthalsäure zu dem heissen 1,4-Butandiol; und(b) gradual addition of the terephthalic acid to the hot 1,4-butanediol; and

(c) Entfernung des Nebenproduktes Wasser aus der Reaktionsmischung in dem Maße, wie das Wasser gebildet ist.(c) Removal of the by-product water from the reaction mixture as the water is formed.

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Geraäss einer anderen Ausfuhrungsform wird ein Verfahren für die Herstellung eines hochmolekularen, linearen Poly(l,4-butylenterephthalates) geschaffen, welches umfasst:Geraäss another embodiment is a method for Production of a high molecular weight, linear poly (1,4-butylene terephthalate) created, which includes:

(a) das Erhitzen einer Mischung von Terephthalsäure und wenigstens 1,25 Mol 1,4-Butandiol pro Mol Säure bei einer Temperatur im Bereich von etwa 175 bis etwa 275°C'bei Atmosphären- oder Uhteratmosphärendruek;(a) heating a mixture of terephthalic acid and at least 1.25 moles of 1,4-butanediol per mole of acid at a temperature im Range from about 175 to about 275 ° C 'at atmospheric or Uhteratmosphärendruek;

Cb) Destillation des überschüssigen l^-Butandiols von der Reaktionsmischung undCb) Distillation of the excess l ^ -butanediol from the Reaction mixture and

(c) Entfernung des Nebenproduktes Wasser durch Mitreissen mit dem durch Destillation aus der Mischung entfernten überschüssigen 1,4-Butandiols.(c) Removal of the by-product water by entrainment with the excess removed from the mixture by distillation 1,4-butanediol.

Ein bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst die Durchführung der Reaktion bei Atmosphärendruck oder Unteratmosphärendruck, der hier beispielsweise durch Saugpumpen oder andere Pumpen erreicht werden kann. Gemäss einem bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt das 1,4-Butandiol in einem Molverhältnis von wenigstens 1,25, vorzugsweise von 2:1, bezogen auf die Säure, vor. Grössere Überschüsse können auch verwendet werden, obgleich kein wesentlicher Vorteil erzielt wird, wenn das Verhältnis etwa 100 : 1 übersteigt.A preferred feature of the present invention comprises carrying out the reaction at atmospheric pressure or subatmospheric pressure, which can be achieved here, for example, by suction pumps or other pumps. According to a preferred one The feature of the present invention is 1,4-butanediol a molar ratio of at least 1.25, preferably 2: 1, based on the acid. Larger surpluses can also can be used, although no substantial benefit is obtained if the ratio exceeds about 100: 1.

Ein anderes bevorzugtes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Verfahren mit einem hochsiedenden flüssigen Medium durchzuführen, z.B. Decalin, Tetralin oder dgl., wobei jedoch vorzugsweise überschüssiges 1,4-Butandiol verwendet wird, um ein Abtreiben des Nebenproduktes Wasser zu unterstützen.Another preferred feature of the present invention is in carrying out the process with a high boiling liquid medium such as decalin, tetralin or the like, wherein however, it is preferred to use excess 1,4-butanediol, to help drive off the by-product water.

Andere bevorzugte Merkmale umfassen die Verwendung von Polyveresterungskatalysatoren in der Reaktionsmischung, um die Kontaktzeit zwischen nicht umgesetztem 1,4-Butandiol und Terephthalsäure abzukürzen. Dabei kann ein beliebiger herkömmlicher Katalysator, z.B. eine anorganische oder organische Titan-, Zinn- oder Antimonverbindung, verwendet werden, und zwar in üblichen Mengen. So können beispielsweise 0,001 bis 1,0 MoI-Jt Tetrabutyltitanat,Other preferred features include the use of polyesterification catalysts in the reaction mixture to reduce the contact time between unreacted 1,4-butanediol and terephthalic acid abbreviate. Any conventional catalyst, for example an inorganic or organic titanium, tin or Antimony compound, can be used in usual amounts. For example, 0.001 to 1.0 mol of tetrabutyl titanate,

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Tetraoctyltitanat oder Triäthanolamintitanat, Antimonoxyd, Dibutylzinnmaleat, -dilaurat u.dgl. zugegeben werden. Vorzugsweise ist der Polyveresterungskatalysator eine Organotitan- oder eine Organozinnverbindung.Tetraoctyl titanate or triethanolamine titanate, antimony oxide, dibutyltin maleate, dilaurate and the like can be added. Preferably the polyesterification catalyst is an organotitanium or an organotitanium Organotin compound.

Die hochmolekularen, linearen Poly(1,^-butylenterephthalat)-Harze, die nach dem verbesserten erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden, können kleine Mengen, z.B. bis zu etwa 15 Mol-#, an Gruppen aufweisen, die von anderen Glykolen, wie beispielsweise Ithylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Dimethylolcyclohexan u.dgl., und anderen Disäuren, z.B. Isophthalsäure, Succinsäure, Naphthalindicarbonsäure u.dgl., hergeleitet sind.The high molecular weight, linear poly (1, ^ - butylene terephthalate) resins, made by the improved process of the present invention can be small amounts, e.g., up to about 15 mol- #, of groups that are derived from other glycols, such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-dimethylolcyclohexane and the like, and other diacids such as isophthalic acid, succinic acid, naphthalenedicarboxylic acid and the like.

Das Molekulargewicht ist in dem Endprodukt ausreichend hoch, um eine grundmolare Viskositätszahl (intrinsic viscosity) von etwa 0,7 bis etwa 2,0 dl/g, gemessen' beispielsweise als eine Lösung in einer 60 : 40-Mischung von Phenol und Tetrachloräthan, bei 300C zu ergeben.The molecular weight in the final product is sufficiently high to have an intrinsic viscosity of about 0.7 to about 2.0 dl / g when measured, for example, as a solution in a 60:40 mixture of phenol and tetrachloroethane 30 0 C to yield.

Diese hohen Molekulargewichte sind nur erreichbar nach etwa 4 Stunden unter den erfindungsgemässen Bedingungen.These high molecular weights can only be achieved after about 4 hours under the conditions according to the invention.

Was die Verfahrensschritte und Reagentien betrifft, so können gemäss einer Verfahrensweise drei Mol im Handel erhältliches lj^-Butandiol in einem Reaktor von geeigneter Grosse, der mit einer kurzen Fraktionierkolonne versehen ist, beispielsweise mittels eines äusseren Ölbades von 250 C, erhitzt werden.As for the process steps and reagents, according to one procedure, three moles of commercially available lj ^ -Butanediol in a reactor of suitable size, which with a short fractionation column is provided, for example by means of an external oil bath at 250 ° C.

Das 1,4-Butandiol wird gerührt und mit einem Stickstoffstrom gespült, bis es kräftig siedet und dann wirdl Mol im Handel erhältliche Terephthalsäure nach und nach zugegeben, d.h. während einer halben Stunde. Vorzugsweise sind etwa 0,1 Mol-# Tetrabutyltitanat in der heissen Reaktionsmischung anwesend. Nachdem die Säurezugabe abgeschlossen ist, wird die Temperatur gesteigert, z.B. auf etwa 26O°C, und der Druck wird graduell vermindert, beispielsweise auf etwa 0,5 mmHg während beispielsweiseThe 1,4-butanediol is stirred and flushed with a stream of nitrogen, until it boils vigorously and then 1 mole becomes commercially available Terephthalic acid added gradually, i.e. over half an hour. Preferably about 0.1 mole is tetrabutyl titanate present in the hot reaction mixture. After the addition of acid is complete, the temperature is increased, e.g. to about 260 ° C, and the pressure is gradually reduced, e.g. to about 0.5 mmHg during e.g.

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2 bis 3 Stunden. Die Destillate werden gesammelt und enthalten 1,4-Butandiol und Wasser. Das harzartige Produkt wird aus dem Reaktionsgefäss nach herkömmlichen Verfahren entnommen.2 to 3 hours. The distillates are collected and contain 1,4-butanediol and water. The resinous product is made from the Reaction vessel removed using conventional methods.

Gemäss einer anderen Verfahrensweise wird die Terephthalsäure mit etwa 5 Mol-/? 1,4-Butandiol pro Mol Terephthalsäure in ein Reaktionsgefäss von geeigneter Grosse gegeben. Dazu werden vorzugsweise 0,1 Mol-# Tetrabutyltitanat oder ein ähnlicher Katalysator (bezogen auf die Säure) zugegeben. Die Reaktionsmischung wird erhitzt j beispielsweise auf 185 bis 205 C, bis sie klar wird, was beispielsweise nach 1,5 bis 3 Stunden der Fall ist. Dann wird ein schwaches Vakuum, beispielsweise von 7 00 mm (28") Hg, eine ausreichende Zeit angelegt, um das überschüssige 1,4-Butandiol und das mitgerissene Wasser zu entfernen, was gewöhnlich in etwa 0,5 bis 1,5 Stunden geschehen ist. Schliesslich wird das Prepolymerisat unter einem hohen Vakuum, z.B. von 0,1 bis 1,0 mmHg, auf beispielsweise 225 bis 255°C erhitzt, bis der gewünschte Polymerisationsgrad nach beispielsweise etwa 1 Stunde erreicht worden ist. Das harzartige Produkt wird dann nach herkömmlichen Verfahren aus dem Reaktionsgefäss entnommen.According to another procedure, the terephthalic acid is with about 5 mole /? 1,4-butanediol per mole of terephthalic acid in one Reaction vessel of suitable size given. To do this, preferably 0.1 mol # tetrabutyl titanate or a similar catalyst (based on the acid) was added. The reaction mixture is heated j for example to 185 to 205 C until it is clear becomes, which is the case, for example, after 1.5 to 3 hours. Then a weak vacuum, for example of 7 00 mm (28 ") Hg, sufficient time applied to remove the excess 1,4-butanediol and entrained water, which is usually done in about 0.5 to 1.5 hours. Finally, the prepolymer is placed under a high vacuum, e.g. 0.1 to 1.0 mmHg, heated to, for example, 225 to 255 ° C., until the desired degree of polymerization after, for example, about 1 hour has been achieved. The resinous product is then removed from the reaction vessel using conventional methods.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Herstellung der Polyesterharze nach dem neuen erfindungsgemässen Verfahren. Für Vergleichszwecke sind mehrere Verfahren aufgeführt, um die Verbesserungen, die nach der beschriebenen Verfahrensweise erhalten werden, zu demonstrieren. Die Beispiele sollen die Erfindung in keiner Weise beschränken.The following examples explain the preparation of the polyester resins according to the new process according to the invention. For comparison purposes, several procedures are listed to show the improvements, which are obtained by the procedure described to demonstrate. The examples are intended to enhance the invention do not restrict in any way.

Beispiel 1 . Example 1 .

135 g (1,50 Mol) 1,4-Butandiol und 0,15 g (0,44 χ 10~3 Mol) Tetrabutyltitanat wurden in ein Reaktionsgefäss von 300 ml gegeben, welches mit einer kurzen Fraktionierkolonne versehen war, und in ein ölbad von 250 C eingetaucht. Die Mischung wurde mechanisch gerührt und es wurde ein Stickstoffstrom von 25 ecm pro Minute dirchgeleitet. Während einer halben Stunde wurden dann135 g (1.50 mol) of 1,4-butanediol and 0.15 g (0.44 × 10 -3 mol) of tetrabutyl titanate were placed in a 300 ml reaction vessel equipped with a short fractionating column and in an oil bath immersed at 250 C. The mixture was stirred mechanically and a nitrogen flow of 25 ecm per minute was directed. Then during half an hour

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83,3 g (0,50 Mol) Terephthalsäure allmählich zu der heissen Reaktionsmischung gegeben. Nachdem die Mischung klar geworden war, wurde die Temperatur auf 257 C gesteigert und der Druck wurde allmählich während der nächsten zwei Stunden und 20 Minuten auf 0,5 mmHg vermindert. Die Destillate wurden gesammelt und analysiert und es wurden 0,821 Mol 1,4-Butandiol gewonnen. Damit berechnete sich die verwendete Menge 1,4-Butandiol zu:83.3 g (0.50 mol) of terephthalic acid gradually to the hot Given reaction mixture. After the mixture became clear, the temperature was increased to 257 ° C. and the pressure was increased was gradually reduced to 0.5 mmHg over the next two hours and 20 minutes. The distillates were collected and analyzed and 0.821 moles of 1,4-butanediol were obtained. In order to the amount of 1,4-butanediol used is calculated as follows:

= 1,358 Mol Diol pro Mol TPA. Dies entsprach einem= 1.358 moles of diol per mole of TPA. This corresponded to one

überschuss von 35,8 % über die theoretisch berechnete Menge. Das gewonnene Polymere hatte eine grundmolare Viskositätszahl von 1,74 dl/g (b.
chloräthan)»
excess of 35.8 % over the theoretically calculated amount. The polymer obtained had an intrinsic viscosity of 1.74 dl / g (b.
chloroethane) »

!,71* dl/g (bei 30°C in einer Mischung von 60 : 40 Phenol-Tetra-!, 7 1 * dl / g (at 30 ° C in a mixture of 60:40 phenol-tetra-

Vergleichsverfahren AComparison procedure A

Wie in Beispiel 1 wurden 135 g 1,4-Butandiol, 83,3 g Terephthalsäure und 0,15 g Tetrabutyltitanat umgesetzt. Die Terephthalsäure war jedoch bereits zu Beginn der Reaktion anwesend und wurde nicht allmählich zugegeben. Die Destillate enthielten 0,687 Mol 1,4-Butandiol, so dass sich die Menge des verwendeten Diols zu:As in Example 1, there were 135 g of 1,4-butanediol and 83.3 g of terephthalic acid and 0.15 g of tetrabutyl titanate reacted. However, the terephthalic acid was already present at the beginning of the reaction and was not gradually admitted. The distillates contained 0.687 mol of 1,4-butanediol, so that the amount of diol used is:

= 1»63 Mol Diol pro Mol TPA berechnete. = 1 » 6 3 moles of diol per mole of TPA calculated.

Dies entsprach einem 63?igen überschuss über die theoretisch erforderliche Menge. Das gewonnene Polymere war grau-weiss und hatte eine grundmolare Viskosität von 1,50 dl/g.This corresponded to a 63% excess over the theoretically required Lot. The polymer obtained was gray-white and had an intrinsic viscosity of 1.50 dl / g.

Beispiel 2Example 2

15 kg (33,2 lbs) (0,2 lb.mol) Terephthalsäure, 38,5 kg (85 lbs) (0,944 lb.mol) 1,4-Butandiol und 28 g (0,l8l χ ΙΟ"3 lb.mol) Tetrabutyltitanat wurden in einen 90 1-Reaktor aus rostfreiem Stahl gegeben. Die Mischung wurde 2 Stunden und 20 Minuten lang auf I85 bis 2020C erhitzt, bis sie klar wurde und dann wurde 2/3 Std. lang unter einem schwachen Vakuum (700 mmHg) das überschüssige Diol und das mitgerissene Wasser entfernt. Das Vor-15 kg (33.2 lbs) (0.2 lb.mol) terephthalic acid, 38.5 kg (85 lbs) (0.944 lb.mol) 1,4-butanediol and 28 g (0.18l χ ΙΟ " 3 lb. mol) of tetrabutyl titanate were placed in a 90 1 stainless steel reactor. The mixture was heated for 2 hours and 20 minutes at I85 to 202 0 C until it became clear and was then 2/3 h. under a weak vacuum ( 700 mmHg) the excess diol and the entrained water are removed.

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polymerisat wurde in einen Polymerisationsreaktor gegeben und eine Stunde lang unter einem Druck von 0,38 mmHg und einer Temperatur von 225 bis 255°C behandelt. Die Destillate wurden analysiert und es wurden insgesamt 0,725 Ib.mol Butandiol gefunden.polymer was placed in a polymerization reactor and for one hour under a pressure of 0.38 mmHg and a temperature Treated from 225 to 255 ° C. The distillates were analyzed and a total of 0.725 Ib.mol butanediol was found.

Der Diolverbrauch berechnete sich in dieser Reaktion somit zu:The diol consumption in this reaction was calculated as follows:

- 1*095 Mol Diol/Mol TPA oder nur 9,5 % über - 1 * 095 moles diol / mole TPA or only 9.5 % above

der theoretisch erforderlichen Menge. Das gewonnene Polymere hatte eine grundmolare Viskositätszahl von 1,13 dl/g.the theoretically required amount. The polymer obtained had an intrinsic viscosity of 1.13 dl / g.

Vergleichsverfahren BSettlement procedure B

Nach dem kürzlich in dem niederl. Patent 7 105 777 (1971), das auf der US-Patentanmeldung Ser.No. 32 751J (1970) basiert, veröffentlichten Verfahren wurden 125 g (0,75 Mol) Terephthalsäure, 375 g (4,167 Mol) 1,4-Butandiol und 0,225 g (0,66 χ 10~3 Mol) Tetrabutyltitanat in einem Autoklaven aus rostfreiem Stahl 3 Stunden lang bei einem Druck von 3,5 ~ 4,9 kg/cm (50 - 70 psig) und einer Temp^atur von 235°C umgesetzt. Das Vorpolymerisat wurde dann in einem Glasreaktionsgefäss 2 1/2 Stunden lang bei 250 C und einem Endvakuum von 0,3 mmHg weiter polymerisiert. Die gesammelten Destillate wurden analysiert und sie enthielten insgesamt 0,596 Mol 1,4-Butandiol. Bei diesem Verfahren errechnete sich daher der Butandiol-Verbrauch zu:After recently in the Dutch. U.S. Patent 7,105,777 (1971) which is based on U.S. Patent Application Ser.No. 32 75 1 J (1970) based published method were 125 g (0.75 mol) terephthalic acid, 375 g (4.167 mol) 1,4-butanediol and 0.225 g (0.66 10 -3 mol) tetrabutyl titanate in an autoclave stainless steel for 3 hours at a pressure of 3.5 ~ 4.9 kg / cm (50-70 psig) and a temperature of 235 ° C. The prepolymer was then further polymerized in a glass reaction vessel for 2 1/2 hours at 250 ° C. and an ultimate vacuum of 0.3 mmHg. The collected distillates were analyzed and they contained a total of 0.596 moles of 1,4-butanediol. With this method, the butanediol consumption was calculated as follows:

=4,76 Mol Diol pro Mol TPA oder 376 % über der theoretisch erforderlichen Menge. Das Polymere wurde gewonnen und hatte eine grundmolare Viskositätszahl von 1,02 dl/g. = 4.76 moles of diol per mole of TPA or 376 % above the theoretically required amount. The polymer was recovered and had an intrinsic viscosity of 1.02 dL / g.

Beispiel 3Example 3

In einem röhrenförmigen Reaktionsgefäss von 100 ecm, welches mit einem spiralförmigen Rührer und einem Seitenarm für die Entfernung der flüchtigen Produkte versehen war, wurden 16,6 g Terephthalsäure (0,10 Mol), 13,5 g 1,4-Butandiol (0,15 Mol)In a tubular reaction vessel of 100 ecm, which with a spiral stirrer and a side arm for the removal of the volatile products was 16.6 g Terephthalic acid (0.10 mol), 13.5 g 1,4-butanediol (0.15 mol)

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—5 und 0,02 g Triäthanolamintitanat (3,5 x 10 Mol) gegeben. Nach dem Spülen mit Stickstoff wurde das Rohr 105 Minuten lang in ein auf 2^0 C erhitztes ölbad getaucht, bis die Reaktio_nsmischung klar wurde. Die Temperatur wurde dann auf 255°C gesteigert und der Druck innerhalb der nachfolgenden 2 Stunden graduell auf 0,15 mmHg vermindert. Das erhaltene Produkt hatte eine grundmolare Viskositätszahl von 1,05 dl/g. Die Analyse der Destillate ergab, dass insgesamt 0,019 Mol des Butandiols zurückgewonnen wurden; demzufolge belief sich der Butandiol-Verbraueh auf:-5 and 0.02 g of triethanolamine titanate (3.5 x 10 moles) were added. After this Flushing with nitrogen, the tube was immersed in an oil bath heated to 2 ^ 0 C for 105 minutes until the reaction mixture was clear became. The temperature was then increased to 255 ° C and the Pressure gradually decreased to 0.15 mmHg over the next 2 hours. The product obtained had an intrinsic viscosity of 1.05 dl / g. Analysis of the distillates indicated that a total of 0.019 moles of the butanediol had been recovered; consequently the butanediol consumption was:

=1,31 Mol Diol pro Mol TPA, was einem überschuss von 31 % über die theoretisch erforderliche Menge hinaus entsprach.= 1.31 mol of diol per mol of TPA, which corresponded to an excess of 31 % over the theoretically required amount.

In diesem Beispiel betrug der überschuss an ursprünglich eingesetztem Butandiol nur 50 %\ die Verwendung eines wirksamen Katalysators und die wirksame Wasserentfernung durch das überschüssige Butandiol in·Abwesenheit einer Fraktionierkolonne machte es jedoch möglich, ein Produkt von hohem Molekulargewicht und einem relativ niedrigen Butandiolverlust herzustellen.In this example the excess of butanediol originally used was only 50 % \ the use of an effective catalyst and the effective removal of water by the excess butanediol in the absence of a fractionating column, however, made it possible to produce a product of high molecular weight and a relatively low butanediol loss.

Beispiel example HH

Das Verfahren nach dem vorstehenden Beispiel 3 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass: der Katalysator aus 0,1 g Dibutylzinndilaurat (1,6 χ 10 Mol) bestand und die gesamte Reaktionszeit 195 Minuten betrug. Das erhaltene Polymere hatte eine grundmolare ■Viskositätszahl von 0,99 dl/g» die Menge des in den Destillaten gefundenen Butandiols betrug 0,0129 Mol und der tatsächliche Butandiol-Verbrauch errechnete sich somit zu:The procedure of Example 3 above was repeated with the exception that: the catalyst was comprised of 0.1 g of dibutyltin dilaurate (1.6 10 mol) existed and the entire reaction time 195 minutes. The polymer obtained had an intrinsic viscosity of 0.99 dl / g, the amount of that in the distillates butanediol found was 0.0129 mol and the actual butanediol consumption was thus calculated as:

= 1»371 Mo1 Diol/M°i TPA oder 37,i = 1 » 371 Mo1 diol / M ° i TPA or 37, i

mehr als die theoretisch erforderliche Menge.more than the theoretically required amount.

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Beispiel 5Example 5

Das Verfahren nach den vorstehenden Beispielen wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass der Katalysator aus 0,1 g Dibutylzinnrnaleat (3,2 χ 10 Mol) bestand und nur 11,7 g Butandiol (0,13 Mol) in den Reaktor gegeben wurden. Nach einer Reaktionszeit von 2 1/2 Stunden wurde ein polymeres Produkt mit einer grundmolaren Viskositätszahl von 0,73 dl/g erhalten. Der Diolverbrauch, der um die in den Destillaten gefundene Butandiolmenge von 0,0036 Mol zu korrigieren war, errechnete sich somit zu:The procedure of the preceding examples was repeated with the exception that the catalyst was composed of 0.1 g of dibutyltin rnaleate (3.2 10 mol) and only 11.7 g of butanediol (0.13 Mol) were added to the reactor. After a reaction time of 2 1/2 hours, a polymeric product with an intrinsic molar Obtained viscosity number of 0.73 dl / g. The diol consumption that In order to correct the 0.0036 mol amount of butanediol found in the distillates, the following was calculated:

Mo1 Butandiol pro Mol TPA, was Mo1 butanediol per mole of TPA, what

somit einem 26,4£igen überschuss über die theoretisch erforderliche Menge entsprach.thus a 26.4 £ excess over the theoretically required Amount corresponded.

Die vorstehenden Beispiele zeigen, dass hochmolekulare Poly(1,4-butylenterephthalate) bei sehr stark verminderten oder praktisch vollständig unterdrückten Verlusten an 1,4-Butandiol auf Grund von Nebenreaktionen, beispielsweise der Dehydrierung eines Teils des 1,4-Butandiols zu Tetrahydrofuran, erhalten werden können.The above examples show that high molecular weight poly (1,4-butylene terephthalate) with very greatly reduced or practically completely suppressed losses of 1,4-butanediol due to from side reactions, for example the dehydrogenation of part of the 1,4-butanediol to tetrahydrofuran, can be obtained.

Weitere Modifikationen der Beispiele 1 bis 5 ergeben Verfahren, die ebenfalls im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.Further modifications of Examples 1 to 5 yield processes which are also within the scope of the present invention.

So kann beispielsweise anstelle der Terephthalsäure eine 98/2-Mischung von Terephthalsäure und Isophthalsäure, eine 99/1-Mischung von Terephthalsäure und Adipinsäure oder anstelle des 1,4-Butandiols eine 98/2-Mischung aus 1,4-Butandiol und Glycerin verwendet werden.For example, a 98/2 mixture can be used instead of terephthalic acid of terephthalic acid and isophthalic acid, a 99/1 mixture of terephthalic acid and adipic acid or instead of 1,4-butanediol a 98/2 mixture of 1,4-butanediol and glycerin is used will.

Das DibutyLzinnmaleat kann durch Zinn-II-oxalat ersetzt werden.The dibutyl tin maleate can be replaced by tin (II) oxalate.

Wegen ihrer ausgezeichneten physikalischen, mechanischen, chemischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften haben die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Polyester viele und unterschiedliche Verwendungsmöglichkeiten. Sie könnenBecause of their excellent physical, mechanical, chemical, The polyesters produced by the process according to the invention have electrical and thermal properties many and different uses. You can

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allein als Presspulver oder gemischt mit anderen Polymeren verwendet werden, und sie können Füllstoffe, und zwar sowohl verstärkende, wie Glasfäden, als auch nicht-verstärkende, wie Holzmehl, Gewebefasern, Tonerden u.dgl., sowie flammhemmende Stoffe, Pigmente, Farbstoffe., Stabilisatoren, Weichmacher usw. enthalten.Used alone as a press powder or mixed with other polymers and they can be fillers, both reinforcing, such as glass thread, and non-reinforcing, such as wood flour, Fabric fibers, clays and the like, as well as flame retardants, pigments, dyes, stabilizers, plasticizers, etc. contain.

Es ist offensichtlich, dass auch noch andere Modifikationen und Variationen der vorstehenden Erfindung im Rahmen der gegebenen Lehren möglich sind. Abänderungen in einzelnen Beispielen der beschriebenen Erfindung sollen daher vom Bereich der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, mit umfasst werden.Obviously, other modifications and variations of the foregoing invention are possible within the scope of the teachings given. Modifications in individual examples of the invention described are therefore intended to be encompassed by the scope of the invention as defined by the appended claims.

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Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Herstellung eines hochmolekularen, linearen Poly(1,4-butylenterephthalat)-Harzes, dadurch gekennzeichnet , dass es umfasst:1. A method for producing a high molecular weight linear poly (1,4-butylene terephthalate) resin, thereby characterized in that it includes: a) Erhitzen von 1,4-Butandiol auf eine Temperatur im Bereich von etwa 175 bis etwa 275°C;a) Heating 1,4-butanediol to a temperature in the range from about 175 to about 275 ° C; b) allmähliche Zugabervon Terephthalsäure zu dem heissen 1,4-Butandiol; undb) gradual addition r of terephthalic acid to the hot 1,4-butanediol; and c) Entfernung des Nebenproduktes Wasser aus der Reaktionsmischung, sobald das Wasser gebildet ist. c) Removal of the by-product water from the reaction mixture as soon as the water is formed. _2.y Verfahren zur Herstellung eines hochmolekularen, linearen ^ Poly(1,4-butylenterephthalats), dadurch gekennzeichnet , dass es umfasst.:_2.y Process for the preparation of a high molecular weight, linear ^ poly (1,4-butylene terephthalate), characterized in that it comprises: a) Erhitzen einer Mischung von Terephthalsäure und wenigstens 1,25 Mol 1,4-Butandiol pro Mol Säure auf eine Temperatur im Bereich von etwa 175 bis etwa 275°C;a) heating a mixture of terephthalic acid and at least 1.25 moles of 1,4-butanediol per mole of acid to a temperature in the range of about 175 to about 275 ° C; b) Abdestillieren des überschüssigen 1,4-Butandiols von der Reaktionsmischung undb) distilling off the excess 1,4-butanediol from the Reaction mixture and c) Entfernen des Nebenproduktes Wasser durch Mitreissen mit dem von der Mischung abdestillierten überschüssigen 1,4-Butandiols. c) Removal of the by-product water by entrainment with the excess 1,4-butanediol distilled off from the mixture. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Reaktionsmischung weiterhin einen Poly Veresterungskatalysator umfasst.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction mixture further comprises a poly esterification catalyst. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass der Polyveresterungskatalysator eine Organo-Titan- oder eine Organo-Zinn-Verbindung ist.4. The method according to claim 3, characterized in that the polyesterification catalyst is an organo-titanium or an organo-tin compound. 409835/0950409835/0950 5. Verfahren nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator Tetrabutyltitanat ist.5. The method according to claim 1 J, characterized in that the catalyst is tetrabutyl titanate. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Mischung etwa 2 bis etwa 100 Mol 1,4-Butandiol pro Mol Terephthalsäure enthält.6. The method according to claim 2, characterized that the mixture contains from about 2 to about 100 moles of 1,4-butanediol per mole of terephthalic acid. 409835/0950409835/0950
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