ES2275625T3 - Policondensacion de poliesteres con catalizador de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador. - Google Patents

Policondensacion de poliesteres con catalizador de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador. Download PDF

Info

Publication number
ES2275625T3
ES2275625T3 ES01300115T ES01300115T ES2275625T3 ES 2275625 T3 ES2275625 T3 ES 2275625T3 ES 01300115 T ES01300115 T ES 01300115T ES 01300115 T ES01300115 T ES 01300115T ES 2275625 T3 ES2275625 T3 ES 2275625T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
oxalate
catalyst
titanyl
antimony
lithium
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.)
Expired - Lifetime
Application number
ES01300115T
Other languages
English (en)
Inventor
Conor M. Dowling
Sri S. Seshadri
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.)
Arkema Inc
Original Assignee
Arkema Inc
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 Arkema Inc filed Critical Arkema Inc
Application granted granted Critical
Publication of ES2275625T3 publication Critical patent/ES2275625T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2204Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2226Anionic ligands, i.e. the overall ligand carries at least one formal negative charge
    • B01J31/223At least two oxygen atoms present in one at least bidentate or bridging ligand
    • B01J31/2239Bridging ligands, e.g. OAc in Cr2(OAc)4, Pt4(OAc)8 or dicarboxylate ligands
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/04Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing carboxylic acids or their 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
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/26Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24
    • B01J31/38Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing in addition, inorganic metal compounds not provided for in groups B01J31/02 - B01J31/24 of titanium, zirconium or hafnium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/28Titanium compounds
    • 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
    • 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
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/18Arsenic, antimony or bismuth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0213Complexes without C-metal linkages
    • B01J2531/0216Bi- or polynuclear complexes, i.e. comprising two or more metal coordination centres, without metal-metal bonds, e.g. Cp(Lx)Zr-imidazole-Zr(Lx)Cp
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/10Complexes comprising metals of Group I (IA or IB) as the central metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/10Complexes comprising metals of Group I (IA or IB) as the central metal
    • B01J2531/11Lithium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/10Complexes comprising metals of Group I (IA or IB) as the central metal
    • B01J2531/13Potassium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/40Complexes comprising metals of Group IV (IVA or IVB) as the central metal
    • B01J2531/46Titanium
    • 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
    • C08G63/83Alkali metals, alkaline earth metals, beryllium, magnesium, copper, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, manganese, or compounds thereof
    • 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
    • C08G63/84Boron, aluminium, gallium, indium, thallium, rare-earth metals, or compounds thereof
    • 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
    • C08G63/87Non-metals or inter-compounds thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

Composición catalítica mejorada de oxalato de titanilo mejorado que comprende oxalato de titanilo, un oxalato metálico que no contiene titanilo en una cantidad efectiva para mejorar la eficiencia catalítica del oxalato de titanilo, y además opcionalmente un compuesto metálico catalizador.

Description

Policondensación de poliéster con catalizador de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador.
Antecedentes
La invención se refiere a un método para fabricar poliésteres, en particular usando un oxalato de titanilo, tal como oxalato de litio-titanilo, como catalizador de dicha reacción en combinación con un potenciador del catalizador tal como un oxalato metálico como el oxalato de litio que proporciona reacciones rápidas así como mejores propiedades tales como un menor contenido de acetaldehído y buenas propiedades de color del poliéster resultante a unos niveles de catalizador substancialmente menores. Se ha descubierto una relación sinérgica entre el catalizador de oxalato de titanilo, y un potenciador del catalizador. También se ha descubierto una relación sinérgica entre el catalizador oxalato de titanilo, el potenciador del catalizador y un cocatalizador metálico tal como el óxido de antimonio o el triacetato de antimonio.
Las reacciones de policondensación que producen poliésteres requieren un período de tiempo extremadamente largo que se reduce significativamente con un catalizador adecuado. Se usan diversos tipos de catalizadores para disminuir el tiempo de reacción. Por ejemplo, como catalizadores de policondensación generalmente se usa trióxido de antimonio, triacetato de antimonio y tris-glicóxido de antimonio.
Los compuestos de oxalato de titanilo han sido sugeridos como catalizadores en las reacciones de policondensación para producir poliésteres. Sin embargo, los catalizadores de oxalato de titanilo cuando se han usado como catalizadores de policondensación para la fabricación de poliésteres, han generado problemas de color en el poliéster resultante.
Los poliésteres se obtienen por esterificación, intercambio de éster o policondensación de ácidos dibásicos tales como el ácido tereftálico y el ácido isoftálico o ésteres de los mismos, derivados funcionales de ácidos clorhídricos y glicoles tales como etilenglicol y tetrametilenglicol u óxidos de los mismos y derivados funcionales de derivados del ácido carbónico. En este caso, se obtiene un único poliéster cuando se usa un componente de un ácido dibásico y un componente de glicol. Se pueden obtener copoliésteres mixtos cuando al menos dos o más tipos de componentes de ácido dibásico y glicol se mezclan, esterifican o se someten a intercambio de éster y luego se someten a policondensación. Cuando un único poliéster o dos o más policondensados iniciales de un copoliéster mixto se someten a policondensación, se obtiene un poliéster ordenado. En esta invención, el término poliéster designa en general a estos tres tipos.
La literatura anterior divulga compuestos de oxalato de titanilo para ser usados como catalizadores de policondensación de poliésteres. Los compuestos de oxalato de titanilo divulgados incluyen oxalato de potasio-titanilo, oxalato de amonio-titanilo, oxalato de litio-titanilo, oxalato de sodio-titanilo, oxalato de calcio-titanilo, oxalato de estroncio-titanilo, oxalato de bario-titanilo, oxalato de titanilo-zinc, oxalato de plomo-titanilo. Sin embargo, en base a los ejemplo de tal literatura de referencia, solamente los oxalatos de potasio-titanilo y los oxalatos de amonio-titanilo han sido usados realmente para catalizar la reacción de formación de poliésteres. Ver por ejemplo, la publicación japonesa de patente 42-13030, publicada el 25 de julio de 1967. La solicitud de patente europea EP 0699700 A2 publicada el 3/6/1996 asignada a Hoechst y titulada "Process for production of Thermostable, Color-neutral, Antimony-Free Polyester and Products Manufactured from it" divulga el uso como catalizador de policondensación, sin embargo solamente el oxalato de potasio-titanilo y el isopropilato de titanio se han utilizado como catalizadores, y, mientras se divulga un poliéster de mejor color y sin antimonio, se han utilizado también cobalto o abrillantadores ópticos. Otras patentes han divulgado al oxalato de potasio-titanilo como catalizador de policondensación para producir poliésteres tales como la patente de EEUU 4.245.086, inventor Keiichi Uno et al., la patente japonesa JP 06128464, inventor Ishida, M. et al., la patente de EE.UU. 3.957.886 titulada "Process of Producing Polyester Resin" de Hideo, M et al., en la columna 3, línea 59 a columna 4, línea 10, contiene una divulgación de catalizadores de oxalato de titanilo para poliésteres, incluyendo una lista de muchos tipos de catalizadores de oxalato de titanilo. Sin embargo, en los ejemplos solamente se utilizaron el oxalato de potasio-titanilo y el oxalato de amonio-titanilo y el oxalato de litio-titanilo ni siquiera se enumera entre sus catalizadores preferidos de oxalato de titanilo.
La presente invención se basa en el descubrimiento de oxalatos que no son de titanilo para intensificar la función catalítica de los catalizadores de oxalato de titanilo. La invención proporciona una nueva composición catalítica que contiene un catalizador de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador de oxalato metálico que contiene opcionalmente un cocatalizador metálico tal como un catalizador basado en antimonio. Se ha descubierto una relación sinérgica entre el catalizador de oxalato de titanilo y el potenciador de catalizador. También se ha descubierto una relación sinérgica entre el catalizador de oxalato de titanilo, el potenciador del catalizador y un cocatalizador metálico tal como el óxido de antimonio o el triacetato de antimonio. También se proporciona un proceso mejorado para producir poliésteres por la policondensación de reactivos formadores de poliésteres en presencia de una cantidad eficaz desde el punto de vista catalítico de un catalizador de policondensación, en donde la mejora comprende utilizar, como catalizador de policondensación, una composición catalítica que contiene un oxalato de titanilo tal como oxalato de litio-titanilo y un potenciador del catalizador tal como oxalato metálico que no contiene titanilo como oxalato de litio y que contenga opcionalmente un catalizador metálico tal como óxido de antimonio o triacetato de antimonio. El proceso puede producir un poliéster mejorado que tiene un menor número de acetaldehídos y un buen color. La composición del oxalato de titanilo/potenciador del catalizador puede usarse como un catalizador de policondensación en combinación con otros catalizadores para conseguir una actividad catalítica sinérgica. Se prefiere una combinación de oxalato de litio-titanilo, Li_{2}TiO(C_{2}O_{4})_{2}, oxalato de litio, Li_{2}(C_{2}O_{4})_{2} con óxido de antimonio o triacetato de
antimonio.
Descripción detallada de la invención
La producción de poliésteres por policondensación de reactivos formadores de poliésteres es bien conocida por los expertos en la técnica de los poliésteres. Un catalizador convencional para la reacción es el óxido de antimonio. La presente invención se basa en el descubrimiento de una relación sinérgica entre los catalizadores de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador de oxalato metálico (por ejemplo, oxalato de litio) que es sorprendentemente superior en su rendimiento como catalizador para las reacciones de policondensación. Algunas realizaciones pueden producir poliésteres de un color superior (blanco) en comparación con otros catalizadores de oxalato de titanilo. Por eso se suprime la necesidad de un catalizador que contenga antimonio, y se puede producir poliésteres sin antimonio con oxalato de litio-titanilo como catalizador. Tales ventajas proporcionadas cuando se usa oxalato de litio-titanilo se conservan cuando se usa oxalato de litio-titanilo en combinación con otros catalizadores de policondensación para producir poliésteres. Preferiblemente el oxalato de litio-titanilo constituye al menos una parte por millón (preferiblemente 1 a 20) en base al peso de titanio en la mezcla de reacción. Incluidos dentro del significado del término "oxalato de litio-titanilo" tal como se usa en la presente memoria están el oxalato de dilitio-titanilo Li_{2}TiO(C_{2}O_{4})_{2} y el oxalato de monolitio-titanilo en donde uno de los litios del oxalato de titanilo dilitio es reemplazado por otro metal alcalino tal como potasio (por ejemplo, LiKTiO(C_{2}O_{4})_{2}, y tales compuestos con o sin agua de hidratación. Los catalizadores de oxalato de litio-titanilo pueden combinarse con el catalizador de antimonio para conseguir los beneficios de ambos catalizadores cuando la eliminación del antimonio no sea un requerimiento del producto catalizado resultante.
Además de potenciar el efecto catalítico de los oxalatos de titanilo en la catalización de las reacciones de policondensación, los oxalatos metálicos pueden potenciar la eficacia catalítica de los oxalatos de titanilo en la catalización de las reacciones de esterificación y transesterificación cuando son usados en cantidades efectivas desde el punto de vista catalítico, con reactivos que se sabe que participan en las reacciones de esterificación o transesterificación. Una cantidad efectiva desde el punto de vista catalítico es suficiente. Son preferibles aproximadamente 3 partes de oxalato de titanilo basadas en el peso de titanio por millón de partes de mezcla de reacción de esterificación o transesterificación.
Los reactivos que forman poliésteres a través de una reacción de policondensación son bien conocidos por los expertos en la técnica y son divulgados en patentes tales como la patente de EE.UU. 5.198.530, inventores Kyber, M. et al., la patente de EE.UU, 4.238.593, inventor B. Duh, la patente de EE.UU, 4.356.299, inventores Cholod et al. Y la patente de EE.UU, 3.907.754, inventor Tershashy et al., cuyas divulgaciones son incorporadas como referencias. La técnica también está descrita en "Comprehensive Polymer Science", Ed. G.C. Eastmond, et al., Pergamon Press, Oxford 1989, vol 5, pag. 275-315 y de RE. Wilfong, J. Polym. Science, 54 (1961), pag. 385-410. Una especie comercial particularmente importante de poliéster producido de esta manera es el terftalato de polietileno (PET).
Oxalatos de titanilo: Los oxalatos de titanilo incluyen oxalatos metálicos de titanilo [M_{2}TiO(C_{2}O_{4})_{2}(H_{2}O)_{n}] en los que cada M se elige independientemente entre potasio, litio, sodio y cesio tal como el oxalato de litio-titanilo o potasio-titanilo y los oxalatos de titanilo no metálicos, tales como oxalato de amonio-titanilo. El oxalato de titanilo puede ser anhidro (n=0) o contener agua de hidratación, es decir n representa la cantidad de agua de hidratación.
Oxalatos que no contienen titanilo: Los oxalatos sin titanilo que funcionan como potenciadores catalíticos de los catalizadores de oxalato de titanilo incluyen oxalato de litio, Li_{2}C_{2}O_{4}, oxalato de sodio, Na_{2}C_{2}O_{4}, oxalato de potasio, K_{2}C_{2}O_{4}, oxalato de rubidio, Rb_{2}C_{2}O_{4}, oxalato de cesio, Cs_{2}C_{2}O_{4}. Se prefiere el oxalato de litio.
Cocatalizadores: Los cocatalizadores que funcionan en combinación con el catalizador oxalato de titanilo y el potenciador de oxalato metálico pueden incluir triacetato de antimonio, Sb(CH_{3}COO)_{3} glicóxido de antimonio, Sb_{2}(OCH_{2}CH_{2}O)_{2}, óxido de antimonio (Sb_{2}O_{3}).
Una cantidad efectiva para potenciar la actividad catalítica de los catalizadores de oxalato de titanilo es al menos aproximadamente 1 parte de oxalato metálico por parte de catalizador oxalato de titanilo. Preferiblemente es de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100 partes de potenciador por parte de catalizador basado en el peso total de catalizador oxalato de titanilo y cocatalizador, si está presente.
Se añade una cantidad de oxalato de titanilo efectiva desde el punto de vista catalítico a los reactivos que forman el poliéster. Se prefiere desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 40 partes por millón de catalizador en base al peso de titanio en el catalizador y al peso de reactivos que forman el poliéster, que es aproximadamente lo mismo que 1 parte a 40 partes por millón en peso de los catalizadores en el poliéster resultante en base al peso del titanio en el catalizador.
En los ejemplos que siguen se muestra el rendimiento sinérgico del potenciador del catalizador en combinación o uno o más catalizadores para una reacción de policondensación para la producción de resina de PET.
Ejemplos
La evaluación del catalizador se realizó en un reactor de 1,5 L, de acero inoxidable 3/16, provisto de un tornillo de extrusión en la base del reactor. El recipiente estaba equipado con tres puertos de entrada y se agitó verticalmente con un motor eléctrico con control de amperaje. Los experimentos de laboratorio fueron todos realizados en una escala de 4.0 moles, usando como reactivo formador de poliéster, BHET y un recipiente autoclave de resina normal de botella. Los catalizadores experimentales fueron añadidos en el momento de carga del BHET.
El bis(2-hidroxietil)tereftalato (BHET) y el catalizador fueron añadidos al reactor y los contenidos purgados con nitrógeno. Las mezclas fueron calentadas bajo presión reducida con agitación constante. El EG producido durante la polimerización fue eliminado y recogido. La polimerización se detuvo cuando el momento de giro del agitador había llegado a un nivel, indicado por el amperaje en el motor del agitador, siendo lo normal para un polímero de
IV\sim0,6.
Se llevaron a cabo diecisiete ejemplos usando el procedimiento anterior y distintas cantidades de catalizadores y de potenciadores de catalizadores.
Catalizador del ejemplo A - 240 ppm de antimonio del óxido de antimonio (Sb_{2}O_{3})- tiempo de reacción = 127 min.
Catalizador del ejemplo B - 10 ppm de titanilo del oxalato de litio - tiempo de reacción = 100 min.
Catalizador del ejemplo 1 - 10 ppm de titanilo del oxalato de litio + 146 ppm de oxalato de litio (o aproximadamente 15 equivalentes) - tiempo de reacción = 53 min.
Catalizador del ejemplo 2 - 10 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 735 ppm de oxalato de litio (o aproximadamente 70 equivalentes) - tiempo de reacción = 55 min.
Catalizador del ejemplo C - 6 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 75 ppm de antimonio en óxido de antimonio (Sb_{2}O_{3})- tiempo de reacción = 105 min.
Catalizador del ejemplo D - 6 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 150 ppm de antimonio del óxido de antimonio - tiempo de reacción = 110 min.
Catalizador del ejemplo 3 - 6 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 75 ppm de antimonio en óxido de antimonio + 367 ppm de oxalato de litio (o aproximadamente 15 equivalentes) - tiempo de reacción = 65 min.
Catalizador del ejemplo 4 - 3 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 38 ppm de antimonio en óxido de antimonio + 184 ppm de oxalato de litio (o aproximadamente 35 equivalentes) - tiempo de reacción = 90 min.
Catalizador del ejemplo 5 - 2,6 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 33 ppm de antimonio en óxido de antimonio + 160 ppm de oxalato de litio - tiempo de reacción = 110 min.
Catalizador del ejemplo 6 - 3 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 38 ppm de antimonio en óxido de antimonio + 185 ppm de oxalato de litio - tiempo de reacción = 95 min.
Catalizador del ejemplo 7 - 3,3 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 41 ppm de antimonio en óxido de antimonio + 146 ppm de oxalato de litio - tiempo de reacción = 70 min.
Catalizador del ejemplo 8 - 2,0 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 25 ppm de antimonio del óxido de antimonio + 90 ppm de oxalato de litio - tiempo de reacción = 120 min.
Catalizador del ejemplo 9 - 4,7 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 59 ppm de antimonio del óxido de antimonio + 118 ppm de oxalato de litio - tiempo de reacción = 100 min.
Catalizador del ejemplo 10 - 2,0 ppm de titanio del oxalato de litio-titanilo + 25 ppm de antimonio en óxido de antimonio + 50 ppm de oxalato de litio - tiempo de reacción = 125 min.
Catalizador del ejemplo 11 - 2,0 ppm de titanio del oxalato de potasio-titanilo + 25 ppm de antimonio del óxido de antimonio + 90 ppm de oxalato de potasio - tiempo de reacción = 115 min.
Catalizador del ejemplo 12 - 2,0 ppm de titanio del oxalato de potasio-titanilo + 25 ppm de antimonio del óxido de antimonio + 50 ppm de oxalato de litio - tiempo de reacción = 165 min.
Catalizador del ejemplo E - 240 ppm de antimonio del óxido de antimonio, ajuste comercial del color incluido - tiempo de reacción = 110 min.
Resultados de los ejemplos y discusión
Se observó que los catalizadores con potenciador generaban una mayor productividad, mayor brillo, una coloración amarilla más alta y en la mayoría de los casos, unos menores niveles de acetaldehído (AA) en el polímero.
\newpage
Al comparar el ejemplo B con el ejemplo 1, se observa que el añadido de oxalato de litio al oxalato de litio-titanilo produce una duplicación de la velocidad de polimerización respecto a la que se consigue usando sólo el oxalato de litio. Los polímeros formados tenían un color, una concentración de acetaldehído y un número de CEG similares. El añadido de una cantidad extra de oxalato de litio como en el caso del ejemplo 2, en relación con la cantidad presente en el ejemplo 1, no aumentó más la velocidad de polimerización, indicando la presencia de una relación sinérgica entre el oxalato de litio-titanilo y el oxalato de litio. Al comparar los ejemplos B, 1 y 2 con el ejemplo A, se observó una mayor velocidad de polimerización en los primeros, con cargas menores de metal, que en el ejemplo A, con una IV del polímero, número de CEG y concentración de acetaldehído similares y mayores valores de L* y b* para los primeros.
Al comparar el ejemplo C con el ejemplo 3, el añadido del oxalato de litio a la mezcla de oxalato de litio-titanilo y óxido antimonio, se incrementó de manera significativa la velocidad de polimerización. Se produjeron polímeros con similares números de CEG y concentración de acetaldehído. Sin embargo, el ejemplo 3 produjo un polímero con mayor valor de L* y menor valor de b* que los producidos por el ejemplo C.
Al comparar el ejemplo C con el ejemplo 4, donde los niveles de titanio y antimonio han sido reducidos a la mitad, el añadido de oxalato de litio en el ejemplo 4 proporciona una mayor velocidad de polimerización con una carga de titanio/antimonio del 50%, evidenciando de manera directa la capacidad del oxalato de litio de aumentar la actividad catalítica de la mezcla del catalizador de titanio y antimonio. Además, la concentración de acetaldehído en el polímero producido con el ejemplo 4 es considerablemente inferior a la del ejemplo C. Se mejoró también el color tal como lo indica el cambio en los valores de L* y b*.
Se comparan los ejemplos 5 al 12, que consisten en mezclas de oxalatos de titanilo, oxalatos metálicos y óxido de antimonio, con el ejemplo E, que es óxido de antimonio con el añadido de un ajuste comercial del color. Se observan las velocidades de polimerización similares para todos los ejemplos. Sin embargo, las mezclas catalizadoras de tres componentes de los ejemplos 5 al 12 tienen todas, una carga menor de metal. También, la concentración de alceltaldehído en los polímeros producidos con los ejemplos 5-12 es inferior (en hasta un 50%) que la observada en el control, ejemplo E, teniendo los polímeros producidos un buen color.
El añadido de un ajuste comercial del color al control de óxido de antimonio, ejemplo E, tiene el efecto de reducir tanto los valores L* como los vales b* (es decir, la brillantez y el color amarillo) del polímero producido. Si no se hubiera añadido el ajuste comercial del color a este control, los valores de L* y b* del polímero producido hubiera tenido valores similares a los obtenidos en los ejemplos 5 al 12.
El catalizador más preferido es la mezcla catalizadora del ejemplo 10. Ésta dio buen color (L* y b*), tiempo equivalente de polimerización por comparación con el control, y redujo considerablemente el AA en el PET a bajos niveles de catalizador.
Obtención de mayores niveles de polimerización, reducción del acetaldehído en las resinas, y una reducción de antimonio y del catalizador total, con repercusiones efectivas sobre el coste, son algunas de las ventajas de la presente invención, tal como se muestra en los ejemplos.
Los resultados de los 17 ejemplos se muestran en la tabla que sigue. Vale la pena destacar que todos los catalizadores (con la excepción del ejemplo 12) demostraron una mejor productividad en la polimerización de BHET en comparación con el ejemplo del catalizador de antimonio estándar del ejemplo A y E. Todos produjeron productos más brillantes pero más amarillos y los CEGs de todos los lotes estuvieron en le rango 17 \pm 7, lo que es típico para nuestros procesos de laboratorio en autoclave. Los valores de acetaldehído para los polímeros que contienen titanio son típicamente más altos que para los polímeros que contienen antimonio. Sin embargo, se ha visto que los catalizadores de los ejemplos 4 al 12 produjeron polímeros con una cantidad significativamente menor de acetaldehído comparado con los controles que contienen antimonio, que se consiguieron con niveles muy bajos de catalizador (25% o menor de contenido de metal cuando se los comparó con el control).
Los ejemplos están distribuidos en dos grupos. Los ejemplos A-D y 1-4 se refieren a la sinergia entre el oxalato de litio-titanilo y el oxalato de litio, los oxalatos de litio-titanilo y el oxalato de litio y el antimonio, que producen una importante mejora en la velocidad de polimerización. Los ejemplos E y 5-12 indican que cuando las cantidades de los 3 componentes son optimizadas, producen un catalizador con una velocidad equivalente a la del control con una carga de metal considerablemente menor, produciendo un polímero que tiene un buen color y un menor contenido
de AA.
1
Concentración de acetaldehído: AA es un subproducto indeseable de la polimerización. Comparar los niveles de AA de 26 ppm del catalizador de 3 componentes (ejemplo 10) con los observados para el control con óxido de antimonio (ejemplo E), de 48 ppm.
Velocidad de polimerización: velocidad a la que se produce la reacción, la medición tomada en este caso cuando IV era aproximadamente 0,6. Comparar la producción de polímero con > 0,6 del catalizador de 3 componentes (ejemplo 4), tiempo de reacción 90 minutos, con la producción de polímero con IV > 0,6 del óxido de antimonio (ejemplo A), con un tiempo de reacción 127 minutos.
Viscosidad intrínseca (IV): Indica el grado de polimerización que se ha producido durante la reacción. IV de 0,6 indica una masa molecular promedio en número de \sim 19.000.
CEG: grupo carboxilo terminal, que indica el número de grupos ácidos terminales por unidad de peso del polímero. Comparar el catalizador de 3 componentes (ejemplo 10) que produce un polímero con nivel de CEG de 13 con el de óxido de antimonio con un nivel de CEG de 14, indicando que los polímeros producidos con ambos sistemas son similares desde el punto de vista estructural.
Concentración del catalizador: El catalizador de 3 componentes del ejemplo 10 produjo un polímero que contenía 34 ppm de metal derivado del catalizador, comparado con el polímero producido con el óxido de antimonio que contenía 240 ppm de metal derivado del catalizador.

Claims (13)

1. Composición catalítica mejorada de oxalato de titanilo mejorado que comprende oxalato de titanilo, un oxalato metálico que no contiene titanilo en una cantidad efectiva para mejorar la eficiencia catalítica del oxalato de titanilo, y además opcionalmente un compuesto metálico catalizador.
2. Una composición según la reivindicación 1 que comprende además dicho compuesto metálico catalizador, es elegido entre triacetato de antimonio, Sb(CH_{3}COO)_{3}, tris-glicóxido de antimonio Sb_{2}(OCH_{2}CH_{2}O)_{2}, óxido de antimonio (Sb_{2}O_{3}).
3. Una composición según la reivindicación 1 ó 2 en que el oxalato metálico que no contiene titanilo se selecciona entre oxalato de litio, Li_{2}C_{2}O_{4}, oxalato de sodio, Na_{2}C_{2}O_{4}, oxalato de potasio, K_{2}C_{2}O_{4}, oxalato de rubidio, Rb_{2}C_{2}O_{4} y oxalato de Cesio, Cs_{2}C_{2}O_{4}.
4. Una composición según la reivindicación 1, 2 ó 3 en la que el oxalato de titanilo se selecciona entre oxalatos de titanilo de la fórmula M_{2}TiO(C_{2}O_{4})_{2}(H_{2}O)_{n} en donde M se selecciona independientemente entre potasio, litio, sodio, cesio y cationes no metálicos tales como amonio, y donde n (que puede ser 0) representa la cantidad de agua de hidratación.
5. Una composición según la reivindicación 1 ó 2 en la que el oxalato metálico que no contiene titanilo es oxalato de litio y el oxalato de titanilo es oxalato de litio-titanilo.
6. Una composición según la reivindicación 1 ó 2 en la que el oxalato que no contiene titanilo es oxalato de potasio y el oxalato de titanilo es oxalato de potasio-titanilo.
7. Una composición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en la que el oxalato metálico que no contiene titanilo constituye de 1 parte a 100 partes en peso de la composición del catalizador, por parte en peso del oxalato de titanilo y cualquier otro compuesto catalizador metálico.
8. Una composición según la reivindicación 7 en la que el oxalato metálico que no contiene titanilo constituye de 1 parte a 80 partes en peso de la composición del catalizador, por parte en peso del oxalato de titanilo y cualquier otro compuesto catalizador metálico.
9. Un proceso para la producción de un poliéster por policondensación catalizada de los reactivos que forman el poliéster en presencia de un catalizador de policondensación que comprende oxalato de titanilo, caracterizado por el uso de un oxalato metálico que no contiene titanilo con el oxalato de titanilo para aumentar el efecto catalítico de éste, opcionalmente otro compuesto metálico catalizador.
10. Un proceso según la reivindicación 9 en el que el oxalato de titanilo, el oxalato que no contiene titanilo y el otro catalizador opcional adicional son tal como se definen en una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8.
11. Un proceso según la reivindicación 9 ó 10 en el que la cantidad de catalizador oxalato de titanilo es de 1 a 40 partes por millón en base al peso de Ti en el catalizador con respecto al peso de los reactivos que forman el poliéster.
12. Un proceso según la reivindicación 9, 10 o 11 en el que el producto poliéster es polietilentereftalato.
13. Un proceso según la reivindicación 12 en el que la policondensación es de bis(2-hidroxietil)tereftalato.
ES01300115T 2000-01-07 2001-01-08 Policondensacion de poliesteres con catalizador de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador. Expired - Lifetime ES2275625T3 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17500600P 2000-01-07 2000-01-07
US175006P 2000-01-07
US09/747,115 US6258925B1 (en) 2000-01-07 2000-12-22 Polyester polycondensation with titanyl oxalate catalyst and a catalyst enhancer
US747115P 2000-12-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2275625T3 true ES2275625T3 (es) 2007-06-16

Family

ID=26870776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES01300115T Expired - Lifetime ES2275625T3 (es) 2000-01-07 2001-01-08 Policondensacion de poliesteres con catalizador de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador.

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6258925B1 (es)
EP (1) EP1114838B1 (es)
JP (1) JP2001190963A (es)
KR (1) KR100758517B1 (es)
CN (1) CN1169859C (es)
AT (1) ATE346105T1 (es)
CA (1) CA2330283A1 (es)
DE (1) DE60124599T2 (es)
ES (1) ES2275625T3 (es)
ID (1) ID28868A (es)
MX (1) MXPA01000241A (es)
MY (1) MY124539A (es)
NO (1) NO20010055L (es)
NZ (1) NZ509185A (es)
PL (1) PL344958A1 (es)
PT (1) PT1114838E (es)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6372879B1 (en) * 2000-01-07 2002-04-16 Atofina Chemicals, Inc. Polyester polycondensation with catalyst and a catalyst enhancer
CN1610580A (zh) * 2000-11-21 2005-04-27 帝国化学工业公司 酯化催化剂,聚酯方法和聚酯制品
CA2472490A1 (en) * 2002-01-02 2003-07-24 Triple I Module with self-supporting sheet membranes
TWI299047B (en) 2002-02-14 2008-07-21 Mitsui Chemicals Inc Polyester resin, catalyst for the production of polyester, process for the production of polyester resin by using the catalyst, and hollow shaped container made from the polyester resin
US20030203811A1 (en) * 2002-04-25 2003-10-30 Putzig Donald Edward Stable aqueous solutions comprising titanium and zinc and process therewith
US6855797B2 (en) * 2002-04-25 2005-02-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Stable aqueous solutions comprising titanium and zinc and process therewith
US7041350B1 (en) 2002-08-30 2006-05-09 The Coca-Cola Company Polyester composition and articles with reduced acetaldehyde content and method using hydrogenation catalyst
US6953768B2 (en) * 2002-11-26 2005-10-11 Teck Cominco Metals Ltd. Multi-component catalyst system for the polycondensation manufacture of polyesters
US6762275B1 (en) 2003-05-27 2004-07-13 The Coca-Cola Company Method to decrease the acetaldehyde content of melt-processed polyesters
US20050187374A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 Bin Chen Polyester synthesis with enhanced titanium catalyst composition
DE102004010680A1 (de) * 2004-03-04 2005-10-06 Zimmer Ag Verfahren zur Herstellung von hochkondensierten Polyestern in der festen Phase
JP5531606B2 (ja) * 2009-12-22 2014-06-25 東亞合成株式会社 球状結晶質オキシシュウ酸チタン粉末およびその製造方法
TWI446962B (zh) * 2012-04-16 2014-08-01 Ind Tech Res Inst 觸媒組合物
CN109794290B (zh) * 2019-01-31 2021-08-27 天津城建大学 一种螺旋型草酸氧钛盐光催化剂及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4213030B1 (es) 1962-07-19 1967-07-25
JPS5432731B2 (es) * 1972-06-19 1979-10-16
JPS5323876B2 (es) 1973-03-22 1978-07-17
US3907754A (en) 1974-06-19 1975-09-23 Eastman Kodak Co Process and catalyst-inhibitor system for preparing synthetic linear polyester
JPS5826749B2 (ja) 1975-12-27 1983-06-04 東洋紡績株式会社 N−ヒドロキシアルキルトリメリット酸イミドの製造法
JPS55155021A (en) * 1979-05-22 1980-12-03 Toyobo Co Ltd Preparation of polyester
US4238593B1 (en) 1979-06-12 1994-03-22 Goodyear Tire & Rubber Method for production of a high molecular weight polyester prepared from a prepolymer polyester having an optional carboxyl content
US4356299A (en) 1982-02-04 1982-10-26 Rohm And Haas Company Catalyst system for a polyethylene terephthalate polycondensation
US4780527A (en) * 1987-05-06 1988-10-25 Industrial Technology Research Institute Preparation of polyesters from terephthalic acid
DE4137842A1 (de) 1991-11-16 1993-05-19 Zimmer Ag Verfahren zur kontinuierlichen polykondensation von terephthalsaeure und 1,4-bis-(hydroxymethyl)-cyclohexan
JPH06128464A (ja) 1992-10-20 1994-05-10 Kuraray Co Ltd ポリブチレンテレフタレート系樹脂成形体
DE4430634A1 (de) 1994-08-29 1996-03-07 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung thermostabiler, farbneutraler, antimonfreier Polyester und die danach herstellbaren Produkte

Also Published As

Publication number Publication date
NO20010055D0 (no) 2001-01-04
US6258925B1 (en) 2001-07-10
NO20010055L (no) 2001-07-09
EP1114838B1 (en) 2006-11-22
CN1169859C (zh) 2004-10-06
CA2330283A1 (en) 2001-07-07
PT1114838E (pt) 2007-02-28
EP1114838A1 (en) 2001-07-11
CN1359963A (zh) 2002-07-24
MY124539A (en) 2006-06-30
DE60124599T2 (de) 2007-09-13
NZ509185A (en) 2001-11-30
JP2001190963A (ja) 2001-07-17
ID28868A (id) 2001-07-12
ATE346105T1 (de) 2006-12-15
PL344958A1 (en) 2001-07-16
MXPA01000241A (es) 2002-11-04
KR100758517B1 (ko) 2007-09-14
KR20010070421A (ko) 2001-07-25
DE60124599D1 (de) 2007-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2275625T3 (es) Policondensacion de poliesteres con catalizador de oxalato de titanilo y un potenciador del catalizador.
ES2269608T3 (es) Policondensacion de poliesteres con catalizador y un potenciador catalitico.
US5798433A (en) Process for production of polypropylene terephthalate
ES2337030T3 (es) Procedimiento para producir poliester con dioxido de titanio revestido.
JP4928698B2 (ja) 1,3−プロパンジオールをエステル化する方法
CN1297376A (zh) 包含钛、胺、磷化合物的催化剂组合物及其制备和用途
ES2342381T3 (es) Complejo catalizador para la catalisis de reacciones de esterificacion y transesterificacion y un proceso para la esterificacion/transesterificacion empleandolo.
ES2322144T3 (es) Sipm parcialmente intercambiada con ester y procedimiento asociado.
US3444139A (en) Preparation of highly polymeric polyesters in the presence of catalytic titanium compounds containing ester groups
ES2257009T3 (es) Preparacion de poliesteres utilizando catalizadores de policondensacion de titaniloxalato de litio.
US6376642B1 (en) Polyester polycondensation with lithium titanyl oxalate catalyst
AU771037B2 (en) Polyester polycondensation with titanyl oxalate catalyst and a catalyst enhancer
US3706711A (en) Process for the manufacture of highly polymeric polyesters utilizing samarium compound catalysts
US3410829A (en) Preparation of highly polymeric polyesters in the presence of titanium iodates
JPS6159335B2 (es)
JP3238642B2 (ja) ボトル用ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート
KR20000045845A (ko) 색조 및 열안정성이 우수한 폴리에스터의 제조방법
JPH11166042A (ja) ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート
JPH10245433A (ja) ポリエチレンナフタレート