JP5432926B2 - Production method of intermediate molecular weight polyester and high molecular weight polyester - Google Patents

Production method of intermediate molecular weight polyester and high molecular weight polyester Download PDF

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    • 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

Description

[0001]本発明はポリエステルの製造に関する。   [0001] The present invention relates to the production of polyester.

[0002]線状ポリエステルは一般に、1種以上のジカルボン酸と1種以上のジオールとを直接エステル化により反応させることによって、1種以上のジメチルエステルと1種以上のジオールとをエステル交換により反応させることによって、あるいは直接エステル化とエステル交換の両方を単一の反応混合物にて行うことによって得られるオリゴマーから製造される。直接エステル化の場合は、反応混合物から水が生成し、エステル交換の場合は、反応混合物からメタノールが生成する。こうして得られるオリゴマーを、重縮合によってより高分子量のポリエステルポリマーに転化することができる。分岐ポリエステルは、ジカルボン酸、ジオール、またはジメチルエステルの一部に代わりに三官能以上の反応物を導入することによって製造することができる。   [0002] Linear polyesters generally react by transesterification of one or more dimethyl esters with one or more diols by directly reacting one or more dicarboxylic acids with one or more diols by esterification. Or oligomers obtained by performing both direct esterification and transesterification in a single reaction mixture. In the case of direct esterification, water is produced from the reaction mixture, and in the case of transesterification, methanol is produced from the reaction mixture. The oligomer thus obtained can be converted into a higher molecular weight polyester polymer by polycondensation. The branched polyester can be produced by introducing a tri- or higher functional reactant instead of a part of the dicarboxylic acid, diol, or dimethyl ester.

[0003]低分子量ポリエステルは通常、直接エステル化と重縮合の両方を達成する一段階反応にて製造される。この反応は一般に、大気圧にて、ジオールに対する標準沸点近くの温度(例えば、エチレングリコールを使用する反応の場合は約170〜210℃の温度で)で行う。通常は、大過剰のジオールを使用する。反応の終わり近くに少量(例えば約3%)のキシレンを加えて、反応混合物からの水の留去を促進することができる。最終生成物は低分子量のポリエステルであり、室温への冷却後は、液体となることもあるし、場合によっては非晶質固体となることもある。   [0003] Low molecular weight polyesters are typically produced in a one-step reaction that achieves both direct esterification and polycondensation. This reaction is generally carried out at atmospheric pressure and at a temperature near the normal boiling point for the diol (eg, at a temperature of about 170-210 ° C. for reactions using ethylene glycol). Usually a large excess of diol is used. A small amount (eg, about 3%) of xylene can be added near the end of the reaction to facilitate the distilling of water from the reaction mixture. The final product is a low molecular weight polyester that may become a liquid after cooling to room temperature, or in some cases an amorphous solid.

[0004]中間分子量ポリエステルと高分子量ポリエステルは一般に、二段階プロセスによって製造される。第一段階は通常、液体状態の低分子量オリゴマーを作製するための直接エステル化反応もしくはエステル交換反応であり、第二段階は通常、該オリゴマーを標的分子量のポリマーに転化させるための重縮合反応である。これら2つの段階を完了するには相当な時間が必要とされることがある。第一段階のエステル化反応は、例えば、上記した低分子量ポリエステルを得る際の直接エステル化反応条件と類似の条件を使用して行うことができる。第二段階の重縮合反応は一般に、減圧(例えば、約0.1〜1mm圧)および高温〔例えば、周囲温度より高い温度(例えば、エチレングリコールから誘導されるポリエステルの場合は約270〜290℃)〕と共に、溶融重合もしくは固体重合を使用して行われる。減圧と加熱は、過剰なジオールの除去に役立つ。反応混合物は通常、十分に高い粘度を有しており、したがって重縮合反応時において攪拌するのが極めて困難となる。最終生成物は中間分子量ポリエステルまたは高分子量ポリエステルであって、冷却後に固体となる。固体生成物は通常、ペレット化してからエンドユーザーに発送される。エンドユーザーは、押出機または他の装置を使用してペレットを溶融し、そしてこの溶融体をフィルムに作製するか、あるいは成形して固体物体にする。例えば、容器(例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂の場合はボトル)を作製するのに、ペレット化ポリエステル樹脂が極めて大量に使用されている。   [0004] Intermediate and high molecular weight polyesters are generally produced by a two-stage process. The first stage is usually a direct esterification or transesterification reaction to produce a low molecular weight oligomer in the liquid state, and the second stage is usually a polycondensation reaction to convert the oligomer to a polymer of the target molecular weight. is there. Considerable time may be required to complete these two stages. The first stage esterification reaction can be performed, for example, using conditions similar to the direct esterification reaction conditions for obtaining the above-described low molecular weight polyester. The second stage polycondensation reaction generally involves reduced pressure (eg, about 0.1-1 mm pressure) and elevated temperature (eg, higher than ambient temperature (eg, about 270-290 ° C. for polyesters derived from ethylene glycol). )] And melt polymerization or solid state polymerization. Depressurization and heating help to remove excess diol. The reaction mixture usually has a sufficiently high viscosity and is therefore very difficult to stir during the polycondensation reaction. The final product is an intermediate molecular weight polyester or a high molecular weight polyester and becomes a solid after cooling. The solid product is usually pelletized and then shipped to the end user. The end user uses an extruder or other equipment to melt the pellets and make the melt into a film or mold it into a solid object. For example, very large amounts of pelletized polyester resin are used to make containers (eg, bottles in the case of polyethylene terephthalate resin).

[0005]本発明者らは、中間分子量または高分子量のポリエステルシロップ(polyester syrups)の製造方法を見出した。すなわち、該方法は、a)エステルオリゴマーを供給もしくは作製すること;b)水との共沸混合物を形成することができる非反応性キャリヤー中にオリゴマーを混合して得られる溶液を大気圧および高温にて攪拌することによって、オリゴマーをポリエステルポリオールに転化させること;およびc)共沸還流により混合物から水を除去し、中間分子量または高分子量のポリエステルポリマーを非反応性キャリヤー中に含むシロップを与えること;を含む。   [0005] The present inventors have discovered a method for producing intermediate or high molecular weight polyester syrups. That is, the method comprises: a) supplying or making an ester oligomer; b) mixing the oligomer in a non-reactive carrier capable of forming an azeotrope with water and converting the resulting solution to atmospheric and elevated temperatures. Converting the oligomer to a polyester polyol by stirring at; and c) removing water from the mixture by azeotropic reflux to give a syrup comprising an intermediate or high molecular weight polyester polymer in a non-reactive carrier. ;including.

[0006]開示の製造方法は、反応の速やかな完了をもたらし、反応物を選択する上でより大きな自由度を可能にすることができる。こうして得られる液体ポリエステル生成物を、ペレット化固体ポリエステルを出発物質として使用する場合よりも簡便に使用して、ポリエステル塗料や他の液体ポリエステル製品を製造することができる。   [0006] The disclosed manufacturing methods can result in rapid completion of the reaction and allow greater freedom in selecting the reactants. The liquid polyester product thus obtained can be used more easily than when pelletized solid polyester is used as a starting material to produce polyester paints and other liquid polyester products.

図1は、開示されているプロセスの1つの実施態様の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of one embodiment of the disclosed process. 図2は、開示されているプロセスの他の実施態様の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of another embodiment of the disclosed process. 図3は、開示されているポリエステルシロップを満たした搬送容器の透視切り欠き図である。FIG. 3 is a perspective cutaway view of a transport container filled with the disclosed polyester syrup.

[0010]種々の図面中の同様の参照記号は、同様の要素を示している。図面中の要素は、正確な縮尺ではない。
[0011]特に明記しない限り、下記の用語は、下記に説明する意味を有するものとし、単数形と複数形に適用可能であるとする。
[0010] Like reference symbols in the various drawings indicate like elements. Elements in the drawings are not to scale.
[0011] Unless otherwise stated, the following terms shall have the meanings set forth below and shall be applicable to the singular and plural forms.

[0012]“ある1つの(a)”,“ある1つの(an)”,“該(the)”,“少なくとも1つの(at least one)”,および“1つ以上の(one or more)”という用語は、区別なく使用されている。したがって、例えば、“ある1種の(an)”添加剤を含有する塗料組成物は、該塗料組成物が“1種以上の”添加剤を含んでよいということを意味している。   [0012] "One (a)", "One (an)", "The", "At least one", and "One or more" The term “is used interchangeably. Thus, for example, a coating composition containing “an” additive means that the coating composition may include “one or more” additives.

[0013]“共沸混合物”とは、一定沸点の混合物を形成する2種以上の純粋化合物の混合物を意味している。
[0014]“高温(elevated temperature)”とは、少なくとも120℃の温度を意味している。
[0013] By "azeotrope" is meant a mixture of two or more pure compounds that forms a constant boiling mixture.
[0014] "Elevated temperature" means a temperature of at least 120 ° C.

[0015]“エステル化”とは、直接エステル化またはエステル交換を表わしている。
[0016]ポリマーに関して使用される場合、“低分子量”とは、Mnが4,000amu未満であるポリマーを意味し、“中間分子量”とは、Mnが4,000〜7,000amuであるポリマーを意味し、“高分子量”とは、Mnが7,000amuより大きいポリマーを意味している。
[0015] "Esterification" refers to direct esterification or transesterification.
[0016] As used with respect to polymers, "low molecular weight" means a polymer with Mn less than 4,000 amu, and "intermediate molecular weight" refers to a polymer with Mn of 4,000 to 7,000 amu. By “high molecular weight” is meant a polymer with Mn greater than 7,000 amu.

[0017]“非反応性キャリヤー”とは、中間分子量または高分子量のポリエステルを溶解、分散、あるいは可溶化して開示のポリエステルシロップを形成させることができる溶媒またはその他のキャリヤーであって、ポリエステルを作製する上での反応物ではなく(例えばグリコールではなく)、そして重縮合の温度にてポリエステルとは反応しない(例えば、ポリエステルとエステル交換しない)溶媒もしくは他のキャリヤーを意味している。   [0017] "Non-reactive carrier" is a solvent or other carrier that can dissolve, disperse, or solubilize a medium or high molecular weight polyester to form the disclosed polyester syrup, It refers to a solvent or other carrier that is not a reactant to make (eg, not glycol) and does not react with the polyester (eg, does not transesterify with polyester) at the temperature of the polycondensation.

[0018]“非粘度測定法”とは、粘度測定を行う必要なく、ポリマー形成反応の進行を計測管理するための方法を意味している。
[0019]“重縮合温度”とは、200℃以上の温度を意味している。
[0018] "Non-viscosity measurement method" means a method for measuring and managing the progress of a polymer formation reaction without the need to perform viscosity measurement.
[0019] "Polycondensation temperature" means a temperature of 200 ° C or higher.

[0020]“ポリエステル”とは、線状ポリエステルおよび分岐ポリエステルを表わしている。
[0021]“ポリエステルシロップ”とは、室温にて容易に注ぎ込むことができて、中間分子量または高分子量のポリエステルを非反応性キャリヤー中に含有する液体を意味している。
[0020] "Polyester" refers to linear polyester and branched polyester.
[0021] "Polyester syrup" means a liquid that can be poured easily at room temperature and contains an intermediate or high molecular weight polyester in a non-reactive carrier.

[0022]“好ましい(preferred)”や“好ましくは(preferably)”とは、特定の状況下にて特定のメリットをもたらし得る本発明の実施態様を表わしている。しかしながら、同じ状況下または他の状況下において他の実施態様も好ましいことがある。さらに、1つ以上の好ましい実施態様を列挙しているのは、他の実施態様が有用ではないということを示しているわけではなく、本発明の範囲から他の実施態様を除外することを意図しているわけではいない。   [0022] "Preferred" or "preferably" refers to an embodiment of the invention that may provide a particular merit under certain circumstances. However, other embodiments may be preferred under the same or other circumstances. Furthermore, the listing of one or more preferred embodiments does not indicate that other embodiments are not useful, and is intended to exclude other embodiments from the scope of the invention. I'm not doing it.

[0023]混合物中に存在する成分に関して使用される場合、“実質的に含有しない”とは、混合物の重量を基準として該成分を約5重量%未満しか含有していないことを意味している。   [0023] When used in reference to a component present in a mixture, "substantially free" means containing less than about 5% by weight of the component, based on the weight of the mixture. .

[0024]端点を使用した数値範囲の列挙は、当該範囲内に包含されている全ての数値を含む(例えば、1〜5は、1、1.5、2、2.5、2.75、3、3.80、4、および5等を含む)。   [0024] The recitation of numerical ranges using endpoints includes all numbers subsumed within that range (eg 1 to 5 is 1, 1.5, 2, 2.5, 2.75, 3, 3.80, 4, and 5 etc.).

[0025]図1は、二段階反応が行われる開示プロセスの1つの実施態様の典型的な概略図を示す。装置10は、直接エステル化またはエステル交換によってエステルオリゴマーを製造するためのエステル化反応器12を含む。反応器12には、シャフト16上に据え付けられていて、モーター18によって駆動されるインペラー14が取り付けられている。分別蒸留塔20により、出口22を介しての水の除去が可能となる。不活性ガス供給源24を、弁26によって調節し、導管28を介して反応器12に送る。容器30中に貯蔵されているカルボン酸反応物(通常は固体状態)を、押出機32を使用して溶融し、導管34を介して反応器12に送ることができる。押出機中で分解される可能性があり、反応器12に固体状態で簡単に加えることができる反応物(例えば、イソフタル酸やテレフタル酸)の場合は、押出機32を省略することができる。押出機32はさらに、容器30内にて溶融することができて、導管34を介して反応器12に直接送ることができるという溶融挙動である反応物(例えば無水フタル酸)の場合にも省略することができる。容器36中に貯蔵されているグリコール反応物(通常は液体状態)を、弁38によって調節し、導管40を介して反応器12に送る。容器42中に貯蔵されている触媒溶液を、弁44によって調節し、導管46を介して反応器12に送る。エステル化が完了したら、オリゴマーまたは低分子量ポリエステル生成物50を、弁52を開くことによって反応器12から取り出し、導管54を介して重縮合反応器60に送る。反応器60には、シャフト64上に据え付けられていて、モーター66によって駆動されるインペラー62が取り付けられている。還流蒸留塔68により、反応副生物と気化した非反応性キャリヤーを反応器60から取り出し、導管70を介して凝縮器72に送る。凝縮した非反応性キャリヤー73を凝縮器72の底部に集め、反応副生物をポート74を介して除去する。抜き取り導管76、ポンプ78、および戻り導管80により、凝縮した非反応性キャリヤー73を塔68に戻すことができる。容器84中に貯蔵されている非反応性キャリヤーを、弁86によって調節し、導管88を介して反応器60に送る。容器90中に貯蔵されている触媒溶液を、弁92によって調節し、導管94を介して反応器60に送る。重縮合反応の進行は、種々の方法で(例えば、弁98が開いているときに、サンプリングポート96にてサンプルを抜き取ることによって)モニターすることができる。重縮合反応が完了したと判断されたら、弁102を開くことによって重縮合反応生成物シロップ100を反応器60から取り出し、導管104を介して発送用ドラム106に送る。   [0025] FIG. 1 shows an exemplary schematic diagram of one embodiment of the disclosed process in which a two-stage reaction is performed. The apparatus 10 includes an esterification reactor 12 for producing ester oligomers by direct esterification or transesterification. The reactor 12 is fitted with an impeller 14 which is mounted on a shaft 16 and driven by a motor 18. The fractional distillation column 20 makes it possible to remove water through the outlet 22. Inert gas source 24 is regulated by valve 26 and sent to reactor 12 via conduit 28. The carboxylic reactant (usually in the solid state) stored in vessel 30 can be melted using extruder 32 and sent to reactor 12 via conduit 34. In the case of reactants (eg, isophthalic acid or terephthalic acid) that can be decomposed in the extruder and can be easily added to the reactor 12 in the solid state, the extruder 32 can be omitted. The extruder 32 is further omitted in the case of reactants (eg, phthalic anhydride) that have a melting behavior that can be melted in the vessel 30 and sent directly to the reactor 12 via a conduit 34. can do. The glycol reactant (usually in the liquid state) stored in vessel 36 is regulated by valve 38 and sent to reactor 12 via conduit 40. The catalyst solution stored in vessel 42 is regulated by valve 44 and sent to reactor 12 via conduit 46. When esterification is complete, oligomeric or low molecular weight polyester product 50 is removed from reactor 12 by opening valve 52 and sent to polycondensation reactor 60 via conduit 54. The reactor 60 is fitted with an impeller 62 that is mounted on a shaft 64 and driven by a motor 66. The reflux distillation column 68 removes reaction by-products and vaporized non-reactive carrier from the reactor 60 and sends them to the condenser 72 via the conduit 70. Condensed non-reactive carrier 73 is collected at the bottom of condenser 72 and reaction by-products are removed via port 74. Extraction conduit 76, pump 78, and return conduit 80 allow condensed non-reactive carrier 73 to be returned to column 68. Non-reactive carrier stored in vessel 84 is regulated by valve 86 and sent to reactor 60 via conduit 88. The catalyst solution stored in vessel 90 is regulated by valve 92 and sent to reactor 60 via conduit 94. The progress of the polycondensation reaction can be monitored in various ways (eg, by withdrawing a sample at sampling port 96 when valve 98 is open). When it is determined that the polycondensation reaction is complete, the polycondensation reaction product syrup 100 is removed from the reactor 60 by opening the valve 102 and sent to the shipping drum 106 via the conduit 104.

[0026]図1に関して概説したエステル化反応と重縮合反応をそれぞれ、オリゴマー化を含んだ第一段階、およびポリマー形成を含んだ第二段階と呼ぶことができる。当業者には言うまでもないことであるが、オリゴマー化と重合との間を線引きすることはいささか困難であり、反応器50において幾らかのポリマー形成が起こることがあり、そして反応器60において幾らかのオリゴマー化が起こることがある。   [0026] The esterification and polycondensation reactions outlined with respect to FIG. 1 can be referred to as the first stage involving oligomerization and the second stage involving polymer formation, respectively. It goes without saying to those skilled in the art that it is somewhat difficult to delineate between oligomerization and polymerization, some polymer formation may occur in reactor 50, and some in reactor 60. May occur.

[0027]図1に関して概説した反応は、単一の反応器にて行うことができる。図2は、開示プロセスの単一反応器実施態様の典型的な概略図を示す。装置200は、シャフト206上に据え付けられていて、モーター208によって駆動されるインペラー204を取り付けた反応器202を含む。分別蒸留塔210により、出口212を介しての水の除去が可能となる。不活性ガス供給源214を、弁216によって調節し、導管218を介して反応器202に送る。還流蒸留塔220により、反応副生物と気化した非反応性キャリヤーを反応器202から取り出し、導管222を介して凝縮器224に送る。凝縮した非反応性キャリヤー225を凝縮器224の底部に集め、反応副生物を、ポート226を介して除去する。抜き取り導管228、ポンプ230、および戻り導管232により、凝縮した非反応性キャリヤー225を塔220に戻すことができる。容器240中に貯蔵されているカルボン酸反応物を、押出機242を使用して溶融し、導管244を介して反応器202に送る。図1の実施態様の場合と同様に、固体状態にて反応器202に直接加えることができるか、あるいは容器240中にて溶融することができるカルボン酸反応物の場合は、押出機242を省略することができる。容器246中に貯蔵されているグリコール反応物を、弁248によって調節し、導管250を介して反応器202に送る。容器252中に貯蔵されているエステル化触媒溶液を、弁254によって調節し、導管256を介して反応器202に送る。エステル化反応が完了すると、オリゴマーまたは低分子量ポリエステル生成物が得られ、これをさらに反応させてポリエステルシロップを製造する。容器258中に貯蔵されている非反応性キャリヤーを、弁260によって調節し、導管262を介して反応器202に送る。容器264中に貯蔵されている重縮合触媒溶液を、弁266によって調節し、導管268を介して反応器202に送る。重縮合反応の進行は、弁272が開いているときに、サンプリングポート270にてサンプルを抜き取ることによってモニターすることができる。重縮合反応生成物シロップ274を、弁276を開くことによって反応器202から取り出し、導管278を介して発送用トート280に送る。   [0027] The reaction outlined with respect to FIG. 1 can be performed in a single reactor. FIG. 2 shows an exemplary schematic of a single reactor embodiment of the disclosed process. The apparatus 200 includes a reactor 202 mounted on a shaft 206 and fitted with an impeller 204 driven by a motor 208. The fractional distillation column 210 allows water to be removed via the outlet 212. Inert gas source 214 is regulated by valve 216 and sent to reactor 202 via conduit 218. The reflux distillation column 220 removes reaction by-products and vaporized non-reactive carrier from the reactor 202 and sends them to the condenser 224 via the conduit 222. Condensed non-reactive carrier 225 is collected at the bottom of condenser 224 and reaction by-products are removed via port 226. Extraction conduit 228, pump 230, and return conduit 232 allow condensed non-reactive carrier 225 to be returned to column 220. Carboxylic acid reactant stored in vessel 240 is melted using extruder 242 and sent to reactor 202 via conduit 244. As in the embodiment of FIG. 1, the extruder 242 is omitted for carboxylic reactants that can be added directly to the reactor 202 in the solid state or can be melted in the vessel 240. can do. The glycol reactant stored in vessel 246 is regulated by valve 248 and sent to reactor 202 via conduit 250. The esterification catalyst solution stored in vessel 252 is regulated by valve 254 and sent to reactor 202 via conduit 256. When the esterification reaction is complete, an oligomeric or low molecular weight polyester product is obtained, which is further reacted to produce a polyester syrup. Non-reactive carrier stored in vessel 258 is regulated by valve 260 and sent to reactor 202 via conduit 262. The polycondensation catalyst solution stored in vessel 264 is regulated by valve 266 and sent to reactor 202 via conduit 268. The progress of the polycondensation reaction can be monitored by drawing a sample at the sampling port 270 when the valve 272 is open. Polycondensation reaction product syrup 274 is removed from reactor 202 by opening valve 276 and sent to shipping tote 280 via conduit 278.

[0028]図3は、開示のポリエステルシロップを輸送するための他の典型的な搬送容器300を示す。鉄道タンクカー302は、ポリエステルの非反応性キャリヤー溶液としてのポリエステルシロップ304を収容している。シロップ304は、ポリエステル塗料や他の最初は非固体の製品を形成するように簡便に使用することもできるし、あるいは、溶融したり、キャリヤーと混合したりする必要なく、他の適切な液体成分もしくは固体成分と容易に混合することもできる(例えば、攪拌機やスタティックミキサーを使用して)。   [0028] FIG. 3 shows another exemplary transport container 300 for transporting the disclosed polyester syrup. Railroad tanker 302 contains polyester syrup 304 as a non-reactive carrier solution of polyester. Syrup 304 can be conveniently used to form polyester paints and other initially non-solid products, or other suitable liquid components without having to be melted or mixed with a carrier. Alternatively, it can be easily mixed with a solid component (for example, using a stirrer or a static mixer).

[0029]開示のプロセスにおいては、種々のジカルボン酸、またはそれらの無水物やエステルを使用することができる。直接エステル化反応において使用するための代表的なジカルボン酸は、飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、これらのカルボン酸の無水物、およびこれら化合物の組み合わせ物を含み(これらに限定されない)、得られるポリエステルは、飽和ポリエステルであっても、不飽和ポリエステルであってもよい。ジカルボン酸は、芳香族ジカルボン酸であっても、脂肪族ジカルボン酸であっても、あるいは脂環式ジカルボン酸であってもよい。代表的なジカルボン酸としては、マレイン酸、クロロマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、リンゴ酸、コハク酸、グルタル酸、d−メチルグルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ピメリン酸、o−フタル酸、イソフタル酸(IPA)、テレフタル酸(TPA)、ジヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロレンド酸、デカンジカルボン酸、シス−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−2,6−ナフタレンジカルボン酸(dimethyl−2,6−naphthenic dicarboxylic acid)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、およびこれら酸の無水物などがあるが、これらに限定されない。好ましいジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、o−フタル酸、グルタル酸、アジピン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、アジピン酸、およびこれらの無水物とエステルがある。上記ジカルボン酸のいずれかのエステル(例えばメチルエステル)を、エステル交換反応において使用することができる。反応混合物は、必要に応じて、少量のモノカルボン酸もしくはそれらのエステル、または少量のトリ以上のカルボン酸もしくはそれらのエステル(例えば、エチルヘキサン酸、プロピオン酸、トリメリット酸、安息香酸、4−メチル安息香酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸、およびこれらの無水物やエステルなどがあるが、これらに限定されない)を含有してよい。   [0029] Various dicarboxylic acids, or anhydrides or esters thereof, can be used in the disclosed process. Representative dicarboxylic acids for use in direct esterification reactions include, but are not limited to, saturated carboxylic acids, unsaturated carboxylic acids, anhydrides of these carboxylic acids, and combinations of these compounds. The polyester may be a saturated polyester or an unsaturated polyester. The dicarboxylic acid may be an aromatic dicarboxylic acid, an aliphatic dicarboxylic acid, or an alicyclic dicarboxylic acid. Representative dicarboxylic acids include maleic acid, chloromaleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, malic acid, succinic acid, glutaric acid, d-methylglutaric acid, adipic acid, sebacic acid, pimelic acid O-phthalic acid, isophthalic acid (IPA), terephthalic acid (TPA), dihydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, tetrachlorophthalic acid, chlorendic acid, decanedicarboxylic acid, cis-5-norbornene-2 , 3-dicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, dimethyl-2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and anhydrides of these acids There are but limited to these Not. Preferred dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, o-phthalic acid, glutaric acid, adipic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, adipic acid, and these There are anhydrides and esters. Any ester of the above dicarboxylic acid (eg methyl ester) can be used in the transesterification reaction. The reaction mixture is optionally mixed with a small amount of monocarboxylic acid or ester thereof, or a small amount of tri- or higher carboxylic acid or ester thereof (eg, ethylhexanoic acid, propionic acid, trimellitic acid, benzoic acid, 4- Methyl benzoic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid, and anhydrides and esters thereof, but are not limited thereto.

[0030]開示のプロセスにおいては、種々のグリコールを使用することができる。直接エステル化反応において使用するための代表的なグリコールとしては、2個以上(例えば2〜約8個)の炭素原子を有する線状ジオール、環状ジオール、および分岐ジオール;4個以上(例えば、4〜約20個、または4〜約10個)の炭素原子を有する脂肪族エーテルグリコールおよび芳香族エーテルグリコール;ならびにこれらの組み合わせ物;などがあるが、これらに限定されない。代表的なグリコールとしては、エチレングリコール(EGとも呼ばれる、大気圧での沸点195℃)、1,2−プロパンジオール(プロピレングリコールまたはPG、沸点188℃)、1,3−プロパンジオール(沸点214℃)、2−メチル−1,3−プロパンジオール(MPジオール、沸点212℃)、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコールまたはNPG、沸点208℃)、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール(TMPDグリコール、初期沸点220℃)、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール(BEPG、沸点262℃)、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル−3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロパネート(dimethyl propanate)、1,3−ブチレングリコール(沸点204℃)、1,4−ブタンジオール(沸点230℃)、3−メチル−1,5−ペンタンジオール(MPD、沸点249℃)、1,6−ヘキサンジオール(沸点250℃)、1,2−シクロヘキサンジオール(沸点10mmHgにて118〜120℃)、1,4−シクロヘキサンジオール(沸点50mmHgにて150℃)、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン(シクロヘキサンジメタノールまたはCHDM、沸点283℃)、2,2−ジメチルヘプタンジオール、2,2−ジメチルオクタンジオール、ジエチレングリコール(DEG、沸点245℃)、トリエチレングリコール(TEG、沸点285℃)、ジプロピレングリコール(沸点229〜232℃)、トリプロピレングリコール(沸点273℃)、プロピレングリコール(PEG)、ヒドロキノンビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、ジエチレンエーテルグリコール(沸点197℃)、ポリ(エチレンエーテル)グリコール、2,2−ビス−(p−ヒドロキシシクロヘキシル)−プロパン、5−ノルボルネン−2,2−ジメチロール、および2,3−ノルボルネンジオールなどがあるが、これらに限定されない。反応混合物は、EGやPGを使用しなくても、あるいは実質的に使用しなくても調製することができ、そして代わりに、従来のポリエステルポリオール合成において、通常は単独では使用されないより高沸点のグリコールを使用して調製することができる。例えば、反応混合物は、約196℃以上、約200℃以上、約204℃以上、または約208℃以上の大気圧沸点を有するグリコールだけを使用して調製することができる。これにより、EGやPGから誘導されるポリエステルポリマーでは得られないか、あるいは容易には得られない、特に望ましい物理的特性(例えば、結晶化度の変化、ガラス転移温度、軟化点、または溶融流量)を有する新規ポリエステルの合成が可能となる。好ましいグリコールとしては、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどがある。反応混合物は、必要に応じて、少量の単官能アルコールや少量の3官能以上の多官能アルコール(例えば、2−エチルヘキシルアルコール、2−シクロヘキシルエタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、ラウリルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ジ−トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、およびトリペンタエリスリトールなどがあるが、これらに限定されない)を含有してよい。 [0030] Various glycols can be used in the disclosed process. Exemplary glycols for use in direct esterification reactions include linear diols, cyclic diols, and branched diols having 2 or more (eg 2 to about 8) carbon atoms; 4 or more (eg 4 To, but not limited to, aliphatic ether glycols and aromatic ether glycols having from about 20 to about 20 or 4 to about 10 carbon atoms; and combinations thereof. Typical glycols include ethylene glycol (also called EG, boiling point 195 ° C. at atmospheric pressure), 1,2-propanediol (propylene glycol or PG, boiling point 188 ° C.), 1,3-propanediol (boiling point 214 ° C.). ), 2-methyl-1,3-propanediol (MP diol, boiling point 212 ° C.), 2,2-dimethyl-1,3-propanediol (neopentyl glycol or NPG, boiling point 208 ° C.), 2,2,4 Trimethyl-1,3-pentanediol (TMPD glycol, initial boiling point 220 ° C.), 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol (BEPG, boiling point 262 ° C.), 3-hydroxy-2,2-dimethyl Propyl-3-hydroxy-2,2-dimethylpropanate, , 3-butylene glycol (boiling point 204 ° C.), 1,4-butanediol (boiling point 230 ° C.), 3-methyl-1,5-pentanediol (MPD, boiling point 249 ° C.), 1,6-hexanediol (boiling point 250) ° C), 1,2-cyclohexanediol (118-120 ° C at a boiling point of 10 mmHg), 1,4-cyclohexanediol (150 ° C at a boiling point of 50 mmHg), 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane (cyclohexanedimethanol or CHDM, boiling point 283 ° C), 2,2-dimethylheptanediol, 2,2-dimethyloctanediol, diethylene glycol (DEG, boiling point 245 ° C), triethylene glycol (TEG, boiling point 285 ° C), dipropylene glycol (boiling point 229- 232 ° C.), tripropylene glycol (boiling) Point 273 ° C.), propylene glycol (PEG), hydroquinone bis (2-hydroxyethyl) ether, diethylene ether glycol (boiling point 197 ° C.), poly (ethylene ether) glycol, 2,2-bis- (p-hydroxycyclohexyl)- Examples include, but are not limited to, propane, 5-norbornene-2,2-dimethylol, and 2,3-norbornenediol. The reaction mixture can be prepared without or substantially without EG and PG, and instead, in conventional polyester polyol synthesis, it has a higher boiling point that is not normally used alone. It can be prepared using glycol. For example, the reaction mixture can be prepared using only glycols having an atmospheric boiling point of about 196 ° C or higher, about 200 ° C or higher, about 204 ° C or higher, or about 208 ° C or higher. This makes it possible to obtain particularly desirable physical properties (eg, change in crystallinity, glass transition temperature, softening point, or melt flow rate that are not or are not readily obtainable with polyester polymers derived from EG and PG. ) Can be synthesized. Preferred glycols include 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and the like. There is. The reaction mixture is optionally mixed with a small amount of a monofunctional alcohol or a small amount of a trifunctional or higher polyfunctional alcohol (for example, 2-ethylhexyl alcohol, 2-cyclohexylethanol, 2,2-dimethyl-1-propanol, lauryl alcohol, Benzyl alcohol, cyclohexanol, glycerol, trimethylolpropane, trimethylolethane, di-trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, and tripentaerythritol, but are not limited thereto.

[0031]エステル化に対しては種々の触媒を使用することができ、これらの触媒は、当業者によく知られている。代表的な触媒としては、チタン、スズ、ランタン、亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、およびコバルトの無機化合物と有機化合物(酸化物、炭酸塩、リン化合物、アルキル化合物、アリール化合物、およびアリール誘導体、ならびにこれらの2種以上の組み合わせ物を含む)などがあるが、これらに限定されない。代表的な触媒としては、チタン触媒(例えば、テトライソプロピルチタネートやテトライソブチルチタネート);チタン/ジルコニウム混合触媒;ランタンアセチルアセトネート;酢酸コバルト;有機チタン化合物と有機ジルコニウム化合物(例えば、米国特許第3,056,818号、3,326,965号、5,981,690号、および第6,043,335号に開示の化合物);ならびに、n−ブチルスズ酸、オクチルスズ酸、および米国特許第6,281,325号と第6,887,953号に記載の他のスズ化合物を含むスズ触媒;などがあるが、これらに限定されない。触媒は、所望する直接エステル化反応またはエステル交換反応を促進するに足る量(例えば、ポリエステルの重量を基準として約5〜約10,000ppmの触媒)にて使用することができる。   [0031] Various catalysts can be used for esterification, and these catalysts are well known to those skilled in the art. Typical catalysts include titanium, tin, lanthanum, zinc, copper, magnesium, calcium, manganese, iron, and cobalt inorganic and organic compounds (oxides, carbonates, phosphorus compounds, alkyl compounds, aryl compounds, and Aryl derivatives, as well as combinations of two or more thereof), but not limited thereto. Typical catalysts include titanium catalysts (eg, tetraisopropyl titanate and tetraisobutyl titanate); titanium / zirconium mixed catalysts; lanthanum acetylacetonate; cobalt acetate; organic titanium compounds and organic zirconium compounds (eg, US Pat. Compounds disclosed in US Pat. Nos. 056,818, 3,326,965, 5,981,690, and 6,043,335); and n-butyl stannic acid, octyl stannic acid, and US Pat. No. 6,281. , 325 and 6,887,953, tin catalysts containing other tin compounds; The catalyst can be used in an amount sufficient to promote the desired direct esterification or transesterification reaction (eg, from about 5 to about 10,000 ppm catalyst based on the weight of the polyester).

[0032]直接エステル化反応に対するヒドロキシル対酸モル比(あるいは、エステル交換反応の場合はヒドロキシル対エステルモル比)は、例えば約0.5:1〜約2:1であってよく、約0.5:1〜約1.5:1、約0.8:1〜約1.2:1、約0.9:1〜約1.1:1、約0.95:1〜約1.05:1、または約0.98:1〜約1.02:1であるのが好ましい。過剰のヒドロキシルを使用するのが好ましく、ヒドロキシル対酸モル比またはヒドロキシル対エステルモル比は、約1:1〜約2:1、約1:1〜約1.5:1、約1:1〜約1.2:1、約1:1〜約1.1:1、約1:1〜約1.05:1、または約1.1〜約1.02:1であるのが好ましい。好ましい比は、直接エステル化(一般にはかなり過剰のグリコールが使用される)に対して通常使用される比よりはるかに下回ってよい。したがって開示の製造方法は、エステル化反応のスタート時に使用されるグリコールの量を減らすことを可能にし、エチレングリコールの沸点である196℃より高い沸点を有するグリコールを使用して反応を行える可能性がある。このことは、反応速度を速め、副反応の数を変え、あるいはエステルオリゴマーに対する、または最終ポリエステルに対する標的数平均分子量を達成するのをより容易にする可能性がある。例えば、約1.025:1のヒドロキシル対酸モル比は、約10,000amuの最終ポリエステル生成物をもたらすことがあり、約1.01:1のヒドロキシル対酸モル比は、約20,000amuの最終ポリエステル生成物をもたらすことがある。最終生成物の数平均分子量は、ヒドロキシル対酸モル比またはヒドロキシル対エステルモル比が1:1に近づくにつれて急激に増大し、したがってエステル化反応の進行過程におけるモル比を注意深くモニターすることが、標的数平均分子量を超えて増大しすぎるのを避けるのに役立つ。   [0032] The hydroxyl to acid molar ratio for the direct esterification reaction (or the hydroxyl to ester molar ratio in the case of transesterification reactions) may be, for example, from about 0.5: 1 to about 2: 1; 5: 1 to about 1.5: 1, about 0.8: 1 to about 1.2: 1, about 0.9: 1 to about 1.1: 1, about 0.95: 1 to about 1.05 1 or about 0.98: 1 to about 1.02: 1. An excess of hydroxyl is preferably used, and the hydroxyl to acid molar ratio or hydroxyl to ester molar ratio is about 1: 1 to about 2: 1, about 1: 1 to about 1.5: 1, about 1: 1 to Preferably, it is about 1.2: 1, about 1: 1 to about 1.1: 1, about 1: 1 to about 1.05: 1, or about 1.1 to about 1.02: 1. The preferred ratio may be well below the ratio normally used for direct esterification (generally a significant excess of glycol is used). Therefore, the disclosed production method makes it possible to reduce the amount of glycol used at the start of the esterification reaction and to carry out the reaction using a glycol having a boiling point higher than 196 ° C., which is the boiling point of ethylene glycol. is there. This may speed up the reaction, change the number of side reactions, or make it easier to achieve the target number average molecular weight for the ester oligomer or for the final polyester. For example, a hydroxyl to acid molar ratio of about 1.025: 1 may result in a final polyester product of about 10,000 amu, and a hydroxyl to acid molar ratio of about 1.01: 1 is about 20,000 amu. May result in a final polyester product. The number average molecular weight of the final product increases rapidly as the hydroxyl to acid molar ratio or hydroxyl to ester molar ratio approaches 1: 1, so it is important to carefully monitor the molar ratio in the course of the esterification reaction as the target number average Helps avoid over-extending the molecular weight.

[0033]エステル化は、回分法または連続反応法を使用して行うことができる。加熱は、供給前でも、供給時でも、ミキシング時でも、あるいはこれらの組み合わせでも行うことができる。温度は、一定値に保持することもできるし、エステル化の進行時に変えることもできる。反応物は、オリゴマーの分解を回避しつつ、速やかな反応と、水、メタノール、または他の副生物の生成を促進するに足る温度に保持するのが望ましい。エチレングリコールから誘導されるポリエステルの場合は、約210〜235℃の反応温度が推奨される。エステル化反応は、大気圧またはより高圧にて〔例えば、約34KPa(5psi)〜約100Kpa(15psi)、約34KPa(5psi)〜約200Kpa(29psi)、または約34KPa(5psi)〜約300Kpa(44psi)のゲージ圧にて〕簡便に行うことができる。高圧を使用すると、反応速度の増大がもたらされ、そして高圧と共に、圧力が存在しない場合に、使用される温度よりも低い温度を使用すると、副反応の数が抑えられる可能性がある。エステル化反応は、酸価より大きいヒドロキシル価を有するヒドロキシル官能性の、および必要に応じて酸官能性のオリゴマーを形成するのが好ましい。固体ポリエステル生成物の典型的な製造方法とは異なって、開示のエステル化反応は、最終生成物中に存在しても好ましくないとは言えないキャリヤーを使用して行うことができる。オリゴマー形成時にキャリヤーを加えると、反応の進行をモニターするために一般的に用いられる固有粘度測定法を使用することが困難となる。しかしながら、オリゴマー化反応と重縮合反応の一方もしくは両方をモニターするのに非粘度測定法(詳細は後述)を使用することにより、反応混合物の粘度を変化させるキャリヤーが存在するにもかかわらずモニタリングを行うことができる。   [0033] Esterification can be performed using a batch process or a continuous reaction process. Heating can be performed before supply, at the time of supply, at the time of mixing, or a combination thereof. The temperature can be maintained at a constant value or can be changed as the esterification proceeds. It is desirable to maintain the reactants at a temperature sufficient to promote rapid reaction and formation of water, methanol, or other by-products while avoiding degradation of the oligomer. For polyesters derived from ethylene glycol, a reaction temperature of about 210-235 ° C is recommended. The esterification reaction may be carried out at atmospheric pressure or higher pressure [eg, about 34 KPa (5 psi) to about 100 Kpa (15 psi), about 34 KPa (5 psi) to about 200 Kpa (29 psi), or about 34 KPa (5 psi) to about 300 Kpa (44 psi). ) Can be easily performed. The use of high pressure results in an increase in reaction rate, and the use of a lower temperature than that used in the absence of pressure with high pressure may reduce the number of side reactions. The esterification reaction preferably forms hydroxyl functional and optionally acid functional oligomers having a hydroxyl number greater than the acid number. Unlike typical methods for producing solid polyester products, the disclosed esterification reaction can be carried out using a carrier that may be present in the final product but is not preferred. If a carrier is added during oligomer formation, it becomes difficult to use the intrinsic viscosity measurement method commonly used to monitor the progress of the reaction. However, by using a non-viscosity measurement method (details below) to monitor one or both of the oligomerization reaction and the polycondensation reaction, monitoring is possible despite the presence of a carrier that changes the viscosity of the reaction mixture. It can be carried out.

[0034]詳細に後述する非反応性キャリヤーを含む種々のキャリヤーを使用することができる。分別蒸留を使用して、エステル化反応器から水、メタノール、および他の副生物を除去し、グリコール(使用する場合は非反応性キャリヤーも)を反応器に戻すことができる。製造のセッティングにおいては、エステル化反応は、例えば、反応物を加熱するのに必要とされる時間を含めて(しかし生成物を冷却するための時間を含まないで)、約8時間未満、約7時間未満、または約6時間未満で行うことができる。こうして得られるオリゴマー生成物を、まだ高温のうちにより高分子量のポリエステルに直ちに転化することもできるし、要求される任意の簡便な仕方で冷却もしくは貯蔵し、あとで転化することもできる。   [0034] A variety of carriers can be used, including non-reactive carriers described in detail below. Fractional distillation can be used to remove water, methanol, and other by-products from the esterification reactor and to return glycol (and non-reactive carrier, if used) back to the reactor. In the production setting, the esterification reaction can be carried out, for example, less than about 8 hours, including the time required to heat the reactants (but not including time to cool the product), It can be performed in less than 7 hours, or less than about 6 hours. The oligomer product thus obtained can be immediately converted to higher molecular weight polyesters still at high temperatures, or can be cooled or stored in any convenient manner required and subsequently converted.

[0035]重縮合反応は、エステル化のために使用される反応器とは異なった反応器中で行うこともできるし(例えば、図1のように)、エステル化を行うのに使用される同じ反応器中で行うこともできる(例えば、図2のように)。オリゴマーを、周囲圧力および高温にて適切な触媒および非反応性キャリヤーと混合する。水とグリコールを、非反応性キャリヤーとの共沸還流により除去する。最終生成物は、固体ではなくシロップであるのが好ましい。固体最終生成物の生成を避けることにより、未反応残留物が減圧と熱を使用して除去するのが困難となるより高沸点のジオールを含めた、多様なジオール反応物を使用することができる。例えば、開示のプロセスでは、沸点が、ポリエステル生成物が分解する可能性のある温度に近いか又はそれより高いジオールを使用することができる。最終生成物は通常、相当量(例えば5重量%以上)の非反応性キャリヤーを含有する。キャリヤーを加えることは、中間分子量または高分子量のポリエステル樹脂を製造するための従来の方法においては望ましくない。なぜなら、通常要求される固体最終生成物を得るためには、加えたキャリヤーを除去しなければならないからである。重縮合時に粘度低下キャリヤーを加えることはさらに、ポリマー形成反応をモニターする上で固有粘度測定法を使用することを困難にする。しかしながら、非粘度測定法を使用することにより、反応混合物の粘度を変化させるキャリヤーが存在するにもかかわらずモニタリングを行うことができる。中間分子量ポリエステルに対する標的数平均分子量は、例えば、4,000〜7,000amu、5,000〜7,000amu、5,000〜6,000amu、または6,000〜7,000amuであってよい。高分子量ポリエステルに対する標的数平均分子量は例えば、7,000amuより大きい(例えば、7,001amu以上)、7,001〜30,000amu、7,001〜25,000amu、7,001〜20,000amu、8,000〜30,000amu、8,000〜25,000amu、8,000〜20,000amu、10,000〜25,000amu、10,000〜20,000amu、10,000〜18,000amu、または10,000〜16,000amuであってよい。   [0035] The polycondensation reaction can be performed in a different reactor than the reactor used for esterification (eg, as in FIG. 1) or used to perform the esterification. It can also be carried out in the same reactor (for example as in FIG. 2). The oligomer is mixed with a suitable catalyst and non-reactive carrier at ambient pressure and elevated temperature. Water and glycol are removed by azeotropic reflux with a non-reactive carrier. The final product is preferably a syrup rather than a solid. By avoiding the formation of a solid end product, a variety of diol reactants can be used, including higher boiling diols where unreacted residues are difficult to remove using reduced pressure and heat. . For example, the disclosed process can use diols whose boiling point is close to or higher than the temperature at which the polyester product can decompose. The final product usually contains a substantial amount (eg, 5% by weight or more) of non-reactive carrier. The addition of a carrier is not desirable in conventional methods for producing intermediate or high molecular weight polyester resins. This is because the added carrier must be removed to obtain the normally required solid end product. The addition of a viscosity reducing carrier during polycondensation further makes it difficult to use intrinsic viscosity measurements to monitor polymer formation reactions. However, by using a non-viscosity measurement method, monitoring can be performed despite the presence of a carrier that changes the viscosity of the reaction mixture. The target number average molecular weight for the intermediate molecular weight polyester may be, for example, 4,000 to 7,000 amu, 5,000 to 7,000 amu, 5,000 to 6,000 amu, or 6,000 to 7,000 amu. The target number average molecular weight for the high molecular weight polyester is, for example, larger than 7,000 amu (for example, 7,001 amu or more), 7,001 to 30,000 amu, 7,001 to 25,000 amu, 7,001 to 20,000 amu, 8 , 3,000 to 30,000 amu, 8,000 to 25,000 amu, 8,000 to 20,000 amu, 10,000 to 25,000 amu, 10,000 to 20,000 amu, 10,000 to 18,000 amu, or 10, 000 to 16,000 amu.

[0036]上記したように、1:1に近いヒドロキシル:酸モル比またはヒドロキシル:エステルモル比を使用するのが望ましい。このような状況下では、ポリマーの数平均分子量は急激に増大することがある。高分子量ポリエステルを作製する場合、あるいは反応の進行をモニターするのに粘度測定法を使用する場合、全てがあまりにも簡単すぎて所望の反応終点を行きすぎることができない。代替のモニタリング法(例えば、数平均分子量を測定するのにゲル透過クロマトグラフィーを使用、あるいはヒドロキシル価を測定するのに滴定を使用)も同様に、ポリマー形成反応が進行中であるときには、あまりにも時間がかかる。開示のエステルオリゴマー化反応と重縮合反応の一方もしくは両方が進行中であるか又は完了したかを調べるには、非粘度測定モニタリング法を使用するのが好ましい。種々のこのような方法を使用することができるが、主たる基準は、測定結果が速やかに得られることと、精度が、固有粘度の測定を使用して得られる精度と同等程度に良好であるか、あるいは好ましくはより良好であることである。ヒドロキシル基と酸基の消失をモニターするのに近赤外分析を使用するのは特に好ましい方法である。米国特許第6,887,953B2号に記載の核磁気共鳴も使用することができる。測定結果を使用して、反応混合物を修正するために、そして標的数平均分子量に達しやすくするために、エステルオリゴマー化反応または重縮合反応時にさらなる出発物質(例えば、追加の二塩基酸やグリコール)を反応器に加えなければならないかどうかを決定することができる。非粘度測定法と粘度測定法(例えば、固有粘度の測定や、攪拌機トルクのモニタリング)とを組み合わせて、エステルオリゴマー化反応と重縮合反応をモニターすることもできる。   [0036] As noted above, it is desirable to use a hydroxyl: acid molar ratio or hydroxyl: ester molar ratio close to 1: 1. Under such circumstances, the number average molecular weight of the polymer may increase rapidly. When making high molecular weight polyesters, or when using viscometry to monitor the progress of the reaction, everything is too simple to go too far to the desired reaction endpoint. Alternative monitoring methods (eg, using gel permeation chromatography to measure number average molecular weight, or titration to measure hydroxyl number) are similarly too much when the polymer formation reaction is ongoing. take time. To determine whether one or both of the disclosed ester oligomerization reaction and polycondensation reaction is ongoing or complete, it is preferred to use a non-viscosity monitoring method. A variety of such methods can be used, but the main criteria are that measurement results are obtained quickly and that the accuracy is as good as that obtained using intrinsic viscosity measurements. Or preferably better. The use of near infrared analysis to monitor the disappearance of hydroxyl and acid groups is a particularly preferred method. Nuclear magnetic resonance described in US Pat. No. 6,887,953B2 can also be used. Additional starting materials (eg, additional dibasic acids or glycols) during the ester oligomerization reaction or polycondensation reaction in order to use the measurement results to modify the reaction mixture and make it easier to reach the target number average molecular weight Can be determined whether or not must be added to the reactor. The ester oligomerization reaction and the polycondensation reaction can also be monitored by combining a non-viscosity measurement method and a viscosity measurement method (for example, measurement of intrinsic viscosity or monitoring of stirrer torque).

[0037]分子量以外の標的特性が得られるよう、あるいは市販のポリエステルポリマーでは得られない、所定の数平均分子量での特性が得られるよう、ポリエステルポリマーを配合することができる。1つの好ましいサブクラスのポリエステルポリマーは、6,000〜20,000amuの数平均分子量(Mn)と5〜20のヒドロキシル価を有する線状ポリエステルポリマー(ポリマー主鎖は、エチレンオキシド基やプロピレンオキシド基を含まないか、または実質的に含まない)を含む。このようなサブクラス内であって、6000amuより大きい、15,000amu未満、または12,000amu未満の数平均分子量を有する線状ポリエステルポリマーも好ましい。他の好ましいサブクラスのポリエステルポリマーは、20℃より高くて40℃未満のTgおよび7,001〜20,000の数平均分子量を有する。このようなサブクラス内であって、25℃より高くて35℃未満のポリエステルポリマーも好ましい。例えば、Tgは、室温では非粘着性であるが、該ポリエステルポリマーを使用して製造した塗料が、曲げたときに亀裂や微細なひび割れに耐えるよう十分にフレキシブルであるポリエステルポリマーをもたらすように選定することができる。さらに他の好ましいサブクラスのポリエステルポリマーは、少なくとも幾つかの芳香族ジカルボン酸、無水物、またはエステルから誘導される。   [0037] Polyester polymers can be formulated so that target properties other than molecular weight can be obtained, or properties with a predetermined number average molecular weight that cannot be obtained with commercially available polyester polymers. One preferred subclass of polyester polymers is a linear polyester polymer having a number average molecular weight (Mn) of 6,000 to 20,000 amu and a hydroxyl number of 5 to 20 (the polymer backbone contains ethylene oxide groups and propylene oxide groups). Not or substantially free). Also preferred are linear polyester polymers within such subclasses having a number average molecular weight greater than 6000 amu, less than 15,000 amu, or less than 12,000 amu. Another preferred subclass of polyester polymers has a Tg of greater than 20 ° C. and less than 40 ° C. and a number average molecular weight of 7,001-20,000. Also preferred are polyester polymers within such a subclass and above 25 ° C. and below 35 ° C. For example, Tg is selected to yield a polyester polymer that is non-tacky at room temperature, but that the paint produced using the polyester polymer is sufficiently flexible to resist cracks and microcracks when bent. can do. Yet another preferred subclass of polyester polymers is derived from at least some aromatic dicarboxylic acids, anhydrides, or esters.

[0038]種々の触媒を重縮合反応に使用することができ、これらの触媒は、当業者にはよく知られている。代表的な触媒としては、エステル化反応に関して上記した触媒があるが、これらに限定されず、重縮合反応を促進するに足る量(例えば、ポリエステルの重量を基準として約5〜約10,000ppmの触媒)にて使用される。   [0038] A variety of catalysts can be used in the polycondensation reaction, and these catalysts are well known to those skilled in the art. Exemplary catalysts include, but are not limited to, those described above for the esterification reaction, such as an amount sufficient to promote the polycondensation reaction (eg, about 5 to about 10,000 ppm based on the weight of the polyester). Catalyst).

[0039]種々の非反応性キャリヤーを使用することができる。代表的な非反応性キャリヤーとしては、炭化水素、フルオロカーボン、ケトン、およびこれらの混合物などがあるが、これらに限定されない。選定キャリヤーは、水と混合したときの共沸点特性、意図するその後の処理工程もしくは貯蔵に対する考慮、揮発性有機化合物(VOC)に対する考慮、または開示のポリエステルシロップから製造できる生成物に対する意図する最終用途、を含む種々のパラメーターに基づいて選択することができる。非反応性キャリヤーは、例えば、ポリエステル生成物が分解する可能性がある温度と同等の温度もしくはそれを超える温度(例えば、250℃、260℃、275℃、または300℃までの温度か、あるいはそれを超える温度)にまでポリエステルシロップを貯蔵することができる、推測される最高温度より高い沸点(例えば約60℃以上)を有してよい。例えば、非反応性キャリヤーは、約60℃〜約300℃、約140℃〜約300℃、約150℃〜約300℃、または約175℃〜約300℃の沸点を有してよい。非反応性キャリヤーは、キシレンの沸点(140℃)以上の沸点を有するのが好ましく、ケロシンの沸点(150℃)以上の沸点を有するのがさらに好ましい。代表的な非反応性キャリヤーとしては、ヘプタン(沸点98℃)、オクタン(沸点126℃)、ミネラルスピリット(沸点140〜300℃)、およびこれらの混合物等のアルカン;トルエン(沸点110℃)、キシレン(沸点140℃)、リグロイン(沸点60〜90℃)、エクソンモービル社から市販の“アロマティック(AROMATIC)”シリーズのフルイド(例えば、アロマティック150やアロマティック200)やシェルケミカル社から市販のシェルゾル(SHELLSOL)(商標)シリーズのフルイド(例えば、シェルゾルA100やシェルゾルA150)やこれらの混合物等の市販物質、を含む芳香族炭化水素;石油ナフサ、VM&Pナフサ、ストッダード溶剤、ケロシン(沸点150℃)、およびこれらの混合物を含む石油溶剤、ならびにテレビン油(沸点150〜180℃)を含む植物由来溶剤;メチルエチルケトン(沸点80℃)、メチルイソブチルケトン(沸点117℃)、メチルイソアミルケトン(沸点144℃)、メチルアミルケトン(沸点150℃)、シクロヘキサノン(沸点156℃)、イソブチルケトン(沸点168℃)、メチルヘキシルケトン(沸点173℃)、メチルヘプチルケトン(沸点192℃)、およびこれらの混合物、を含むケトン;ならびに、このような異なったクラスの非反応性キャリヤーの混合物;などがある。芳香族炭化水素が好ましい非反応性キャリヤーである。攪拌可能な反応混合物を得るために、そして最終生成物をポリエステルシロップの形態で得るために、十分な量の非反応性キャリヤーを使用しなければならない。非反応性キャリヤーは、比較的高い割合で(例えば、最終ポリエステルシロップの重量の約5%以上、約10%以上、約15%以上、約20%以上、約30%以上、約40%以上、または約50%以上に相当する量にて)使用することができる。非反応性キャリヤーは、例えば、最終ポリエステルシロップの重量の約95%、約90%、約85%、約80%、約70%、約60%、または約50%という多めの量であってよい。非反応性キャリヤーの量が多いと、一般には、重縮合の反応速度を速めるのに、重縮合の反応サイクル時間を短くするのに、あるいは必要とされる攪拌トルクを低下させるのに役立つ。   [0039] Various non-reactive carriers can be used. Exemplary non-reactive carriers include, but are not limited to, hydrocarbons, fluorocarbons, ketones, and mixtures thereof. Selected carriers may have azeotropic characteristics when mixed with water, consideration for intended subsequent processing steps or storage, consideration for volatile organic compounds (VOC), or intended end use for products that can be produced from the disclosed polyester syrup Can be selected based on various parameters including: Non-reactive carriers can be, for example, temperatures at or above the temperature at which the polyester product can decompose (eg, temperatures up to 250 ° C., 260 ° C., 275 ° C., or 300 ° C., or higher). The polyester syrup can be stored up to a temperature higher than the estimated maximum temperature (eg, about 60 ° C. or higher). For example, the non-reactive carrier may have a boiling point of about 60 ° C to about 300 ° C, about 140 ° C to about 300 ° C, about 150 ° C to about 300 ° C, or about 175 ° C to about 300 ° C. The non-reactive carrier preferably has a boiling point equal to or higher than that of xylene (140 ° C.), more preferably higher than that of kerosene (150 ° C.). Typical non-reactive carriers include alkanes such as heptane (boiling point 98 ° C.), octane (boiling point 126 ° C.), mineral spirits (boiling point 140-300 ° C.), and mixtures thereof; toluene (boiling point 110 ° C.), xylene (Boiling point 140 ° C.), ligroin (boiling point 60 to 90 ° C.), “Aromatic” series fluids (eg, Aromatic 150 and Aromatic 200) available from ExxonMobil, and shell sols available from Shell Chemical (SHELLSOL) (TM) series fluids (for example, shell sol A100 and shell sol A150) and commercially available materials such as mixtures thereof; aromatic hydrocarbons; petroleum naphtha, VM & P naphtha, Stoddard solvent, kerosene (boiling point 150 ° C.), And a mixture of these A petroleum-derived solvent and a plant-derived solvent containing turpentine (boiling point 150 to 180 ° C.); methyl ethyl ketone (boiling point 80 ° C.), methyl isobutyl ketone (boiling point 117 ° C.), methyl isoamyl ketone (boiling point 144 ° C.), methyl amyl ketone (boiling point 150) C), cyclohexanone (boiling point 156 ° C.), isobutyl ketone (boiling point 168 ° C.), methyl hexyl ketone (boiling point 173 ° C.), methyl heptyl ketone (boiling point 192 ° C.), and mixtures thereof; and such A mixture of different classes of non-reactive carriers; Aromatic hydrocarbons are preferred non-reactive carriers. A sufficient amount of non-reactive carrier must be used to obtain a stirrable reaction mixture and to obtain the final product in the form of a polyester syrup. Non-reactive carriers are present in relatively high proportions (eg, about 5% or more, about 10% or more, about 15% or more, about 20% or more, about 30% or more, about 40% or more of the weight of the final polyester syrup, Or in an amount corresponding to about 50% or more). The non-reactive carrier may be a greater amount, for example, about 95%, about 90%, about 85%, about 80%, about 70%, about 60%, or about 50% of the weight of the final polyester syrup. . A large amount of non-reactive carrier generally serves to increase the polycondensation reaction rate, to shorten the polycondensation reaction cycle time, or to reduce the required stirring torque.

[0040]重縮合反応は、ポリマーが適切な速度で生成する限り、そして望ましくない形で分解しない限り、都合の良い任意の高温で行うことができる。反応温度は、例えば、約200℃〜約260℃、約215℃〜約250℃、または約225℃〜約235℃(反応物の上のヘッドスペースよりむしろ反応物自体の温度を測定することによって決定される)であってよい。重縮合反応は、より高い温度ではより速やかに進行する。エチレングリコールから誘導されるポリエステルに対しては、約210℃〜約250℃の反応温度が好ましく、約210℃〜約235℃の反応温度がさらに好ましい。製造のセッティングにおいて、重縮合反応は、例えば約10時間未満、約9時間未満、または約8時間未満(反応物を加熱する時間や生成物を冷却する時間は含まない)で行うことができる。これらの時間は、従来の固体状態のポリエステル重縮合に対して必要とされている時間よりかなり短い。   [0040] The polycondensation reaction can be conducted at any convenient high temperature as long as the polymer is produced at an appropriate rate and does not decompose in an undesirable manner. The reaction temperature can be, for example, about 200 ° C. to about 260 ° C., about 215 ° C. to about 250 ° C., or about 225 ° C. to about 235 ° C. (by measuring the temperature of the reactant itself rather than the headspace above the reactants). Be determined). The polycondensation reaction proceeds more rapidly at higher temperatures. For polyesters derived from ethylene glycol, reaction temperatures of about 210 ° C to about 250 ° C are preferred, with reaction temperatures of about 210 ° C to about 235 ° C being more preferred. In the production setting, the polycondensation reaction can be conducted, for example, in less than about 10 hours, less than about 9 hours, or less than about 8 hours (not including the time to heat the reactants or cool the product). These times are considerably shorter than those required for conventional solid state polyester polycondensation.

[0041]最終生成物は、固体(例えばペレット化された)ポリエステルよりむしろポリエステルシロップであるのが好ましいので、不利益な点がほとんど無く、実際には、開示のプロセスに関連した幾つかの利点がある。例えば、上記したように、開示のポリエステルシロップは、ポリエステル塗料を製造するのに、ペレット化された固体からスタートする場合よりはるかに簡便に使用することができる。重縮合反応混合物を攪拌することができ、したがってサイクル時間が短縮される。本発明の重縮合反応は、従来の重縮合反応より低い温度で行うことができ、したがって副反応の発生が抑えられる。重縮合反応時に減圧ではなく周囲圧力を使用することも、全体的な資本コストや運転コストを低減させる可能性がある。なぜなら、真空反応器は、造り上げるのにより費用がかかるか、あるいは周囲圧力反応器と比べて操作するのがより難しいからである。しかしながら、開示のプロセスを使用して高分子量ポリエステルを製造すると(中間分子量ポリエステルの製造と比較して)、より大きい重縮合反応ケトルの攪拌モーターを使用する必要がある、反応サイクル時間がより長くなるか、又は反応温度がより高くなる、反応器を通る窒素や他のパージガスの流量が増大する、重縮合反応の進行状況の測定がより迅速になる、あるいはこれらの対策の組み合わせが必要となる、という点を理解しておかねばならない。   [0041] Since the final product is preferably a polyester syrup rather than a solid (eg pelletized) polyester, there are few disadvantages and in fact some advantages associated with the disclosed process. There is. For example, as described above, the disclosed polyester syrup can be used much more easily to produce polyester paints than when starting from pelletized solids. The polycondensation reaction mixture can be stirred, thus reducing cycle time. The polycondensation reaction of the present invention can be carried out at a temperature lower than that of the conventional polycondensation reaction, and therefore the occurrence of side reactions is suppressed. The use of ambient pressure rather than reduced pressure during the polycondensation reaction may also reduce overall capital and operating costs. This is because vacuum reactors are more expensive to build up or are more difficult to operate than ambient pressure reactors. However, using the disclosed process to produce high molecular weight polyesters (compared to producing intermediate molecular weight polyesters) requires the use of a larger polycondensation reaction kettle stirring motor, resulting in longer reaction cycle times Or the reaction temperature is higher, the flow rate of nitrogen or other purge gas through the reactor is increased, the progress of the polycondensation reaction is measured more quickly, or a combination of these measures is required, You must understand this point.

[0042]こうして得られるポリエステルシロップは、例えば、約5〜約95重量%のポリエステル固形物と約95〜約5重量%の非反応性キャリヤーを含有してよく、このときポリエステルと非反応性キャリヤーの望ましい量は、通常は、ポリエステルの数平均分子量に幾らか依存する。中間分子量ポリエステルシロップは、例えば、約40〜約95重量%のポリエステル固体と約60〜約5重量%の非反応性キャリヤーを、または約50〜約80重量%のポリエステル固体と約50〜約20重量%の非反応性キャリヤーを含有してよい。高分子量ポリエステルシロップは、例えば、約5〜約80重量%のポリエステル固体と約95〜約20重量%の非反応性キャリヤーを、約10〜約70重量%のポリエステル固体と約90〜約30重量%の非反応性キャリヤーを、または約20〜約60重量%のポリエステル固体と約80〜約40重量%の非反応性キャリヤーを含有してよい。重縮合反応が完了した後に、必要に応じて、追加のキャリヤー(非反応性キャリヤーを含む)ポリエステルシロップに加えることができる。例えば、反応性キャリヤー(例えばエステル)は、ポリエステルとの反応を起こさせないようシロップがいったん十分に冷えたら加えることができる。しかしながら、1つの好ましい実施態様においては、シロップは、重縮合温度においては(例えば、重縮合反応が起こった実際の温度においては)、ポリエステルと反応しうるアルコール、グリコール、またはエステルを実質的に含有しない。   [0042] The polyester syrup thus obtained may contain, for example, from about 5 to about 95% by weight polyester solids and from about 95 to about 5% by weight non-reactive carrier, wherein the polyester and non-reactive carrier The desired amount usually depends somewhat on the number average molecular weight of the polyester. Intermediate molecular weight polyester syrups are, for example, from about 40 to about 95% by weight polyester solids and from about 60 to about 5% by weight non-reactive carrier, or from about 50 to about 80% by weight polyester solids and from about 50 to about 20%. It may contain% by weight of non-reactive carrier. The high molecular weight polyester syrup includes, for example, about 5 to about 80 weight percent polyester solids and about 95 to about 20 weight percent non-reactive carrier, about 10 to about 70 weight percent polyester solids and about 90 to about 30 weight percent. % Non-reactive carrier, or about 20 to about 60% by weight polyester solids and about 80 to about 40% by weight non-reactive carrier. After the polycondensation reaction is complete, it can be added to additional carrier (including non-reactive carrier) polyester syrup as needed. For example, a reactive carrier (eg, an ester) can be added once the syrup has cooled sufficiently so that it does not react with the polyester. However, in one preferred embodiment, the syrup substantially contains an alcohol, glycol, or ester that can react with the polyester at the polycondensation temperature (eg, at the actual temperature at which the polycondensation reaction occurred). do not do.

[0043]シロップは、製品を作製するよう使用することもできるし、貯蔵することもできるし、または別の時間もしくは別の場所で使用できるよう出荷することもできる。ドラム(例えば図1に示すドラム106)、トート(例えば、図2に示すトート280)、鉄道タンクカー(例えば図3に示すタンクカー300)、トラックタンクトレーラー、トラック、ボトル、缶、小袋、および当業者によく知られているか、もしくは容易にわかる他の搬送容器を含む、種々の搬送容器を使用することができる。選定される搬送容器は、州間輸送のための適用要件および貯蔵のための適用消防規則に適合するのが望ましい。   [0043] The syrup can be used to make a product, stored, or shipped for use at another time or location. Drums (eg, drum 106 shown in FIG. 1), totes (eg, tote 280 shown in FIG. 2), railroad tank cars (eg, tank car 300 shown in FIG. 3), truck tank trailers, trucks, bottles, cans, sachets, and those skilled in the art Various transport containers can be used, including other transport containers that are well known or readily known. The selected transport container should comply with applicable requirements for interstate transport and applicable fire regulations for storage.

[0044]ポリエステルシロップから製造できる製品としては、ペイントやプライマー(例えば、高分子量ポリエステルを含有する耐食性プライマー)、コイル用塗料、シート用塗料、包装材料用塗料、シーラント、および接着剤、等の最初は固体の製品があるが、これらに限定されない。塗料作製用キャリヤー、融合助剤、顔料、色素、充填剤、増粘剤、分散剤、流れ調整剤、粘度調整剤、消泡剤、紫外線吸収剤、抑制剤、結合剤、架橋剤、および開始剤(光開始剤を含む)を含めた添加剤をポリエステルシロップと混合することができる。このような添加剤の量と種類は、当業者によく知られているか、もしくは容易にわかる。   [0044] Products that can be made from polyester syrup include the first such as paints and primers (eg, corrosion resistant primers containing high molecular weight polyester), coil coatings, sheet coatings, packaging coatings, sealants, and adhesives, etc. Is a solid product, but is not limited thereto. Carriers for paint preparation, fusion aids, pigments, dyes, fillers, thickeners, dispersants, flow modifiers, viscosity modifiers, antifoaming agents, UV absorbers, inhibitors, binders, crosslinkers, and initiation Additives including agents (including photoinitiators) can be mixed with the polyester syrup. The amount and type of such additives are well known or readily known to those skilled in the art.

[0045]以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。特に明記しない限り、部とパーセントは全て重量基準である。   [0045] The present invention will now be described in further detail with reference to examples. Unless otherwise indicated, all parts and percentages are by weight.

(実施例1)
高分子量ポリエステル樹脂の製造
[0046]攪拌機、蒸留塔、凝縮器、温度計、および不活性ガス入口を装備した混合容器に、3.2モルの2−メチル−1,3−プロパンジオール、3.06モルの1,3−ベンゼンジカルボン酸、および0.8gのファストキャット(FASTCAT)(商標)4201ジブチル錫オキシド触媒(アルケマ社から市販)を仕込んだ。反応物は、ヒドロキシル:酸モル比が1.046:1であった。反応器を不活性ガスでフラッシュ処理をし、水を除去しつつ4時間で235℃に加熱した。18〜25の酸価が達成されるまで〔アロマティック150フルイド(エクソンモービル社から市販)を加えてサンプルを希釈・冷却し、次いで0.1Nのメタノール性KOH溶液を使用してpH12の終点まで滴定することによって測定〕浴温度を235℃に保持した。さらなるサンプルにアロマティック150フルイドを加えて希釈・冷却し、OH基と過剰の無水物とを反応させて、無水物基を酸基に転化し、次いで0.1Nのメタノール性KOH溶液を使用してpH12の終点まで滴定することによって、バッチのヒドロキシル価を30分以内で測定した。反応温度を180℃に下げ、追加の1,3−ベンゼンジカルボン酸を加えて、ヒドロキシル:酸モル比を1.01:1に調整した。蒸留混合物中に17%の芳香族炭化水素と83%の不揮発性物質という反応器内容物が得られるよう、大気圧共沸蒸留と十分な量のアロマティック150フルイド(非反応性キャリヤーとして)を使用して重縮合反応を開始し、反応温度を215℃に上げた。3.0未満の酸価が達成されるまで、バッチの温度を215℃に保持した。最終的な酸価は2.2であった。最終的なガードナーバブル粘度はZであった〔アロマティック150フルイド/エクタソルブ(EKTASOLVE)PMアセテート(イーストマンケミカル社から市販)の50/50ブレンド中の重縮合生成物40%溶液を使用して測定〕。ガードナースケールに基づいて測定した色は1であり、樹脂に曇りは認められなかった。生成物の数平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによる測定にてMn=17,355であった。
Example 1
Production of high molecular weight polyester resin
[0046] A mixing vessel equipped with a stirrer, distillation column, condenser, thermometer, and inert gas inlet was charged with 3.2 moles of 2-methyl-1,3-propanediol, 3.06 moles of 1,3. -Benzene dicarboxylic acid and 0.8 g FASTCAT (TM) 4201 dibutyltin oxide catalyst (commercially available from Arkema) were charged. The reaction had a hydroxyl: acid molar ratio of 1.046: 1. The reactor was flushed with inert gas and heated to 235 ° C. for 4 hours while removing water. [Aromatic 150 Fluid (commercially available from ExxonMobil) is added to dilute and cool the sample until an acid number of 18-25 is achieved, then use 0.1N methanolic KOH solution to reach pH 12 endpoint] Measured by titration] The bath temperature was kept at 235 ° C. Add additional aromatic 150 fluid to a further sample, dilute and cool, react OH groups with excess anhydride to convert anhydride groups to acid groups, then use 0.1N methanolic KOH solution. The batch hydroxyl value was measured within 30 minutes by titrating to pH 12 endpoint. The reaction temperature was lowered to 180 ° C. and additional 1,3-benzenedicarboxylic acid was added to adjust the hydroxyl: acid molar ratio to 1.01: 1. Atmospheric azeotropic distillation and sufficient amount of aromatic 150 fluid (as a non-reactive carrier) to obtain a reactor content of 17% aromatic hydrocarbons and 83% non-volatiles in the distillation mixture. The polycondensation reaction was used to raise the reaction temperature to 215 ° C. The batch temperature was held at 215 ° C. until an acid number of less than 3.0 was achieved. The final acid value was 2.2. The final Gardner bubble viscosity was Z (measured using a 40% solution of the polycondensation product in a 50/50 blend of Aromatic 150 Fluid / EKTASOLVE PM Acetate (commercially available from Eastman Chemical). ]. The color measured on the Gardner scale was 1 and no haze was observed in the resin. The number average molecular weight of the product was Mn = 17,355 as measured by gel permeation chromatography.

(実施例2)
中間分子量ポリエステル樹脂の製造
[0047]攪拌機、蒸留塔、凝縮器、温度計、および不活性ガス入口を装備した混合容器に、4.02モルの2−メチル−1,3−プロパンジオール、3.84モルの1,3−ベンゼンジカルボン酸、および0.8gのファストキャット4201ジブチル錫オキシド触媒(アルケマ社から市販)を仕込んだ。反応物は、ヒドロキシル:酸モル比が1.046:1であった。反応器を不活性ガスでフラッシュ処理をし、水を除去しつつ4時間で235℃に加熱した。18〜25の酸価が達成されるまで〔アロマティック150フルイドを加えてサンプルを希釈・冷却し、次いで0.1Nのメタノール性KOH溶液を使用してpH12の終点まで滴定することによって測定〕バッチ温度を235℃に保持した。さらなるサンプルにアロマティック150フルイドを加えて希釈・冷却し、OH基と過剰の無水物とを反応させて、無水物基を酸基に転化し、次いで0.1Nのメタノール性KOH溶液を使用してpH12の終点まで滴定することによって、バッチのヒドロキシル価を30分以内で測定した。反応温度を180℃に下げ、追加の1,3−ベンゼンジカルボン酸を加えて、ヒドロキシル:酸モル比を1.03:1に調整した。蒸留混合物中に17%の芳香族炭化水素と83%の不揮発性物質という反応器内容物が得られるよう、大気圧共沸蒸留と十分な量のアロマティック150フルイド(非反応性キャリヤーとして)を使用して重縮合反応を開始し、反応温度を215℃に上げた。3.0未満の酸価が達成されるまで、バッチの温度を215℃に保持した。最終的な酸価は1.6であった。最終的なガードナーバブル粘度はJであった〔アロマティック150フルイド/エクタソルブPMアセテートの50/50ブレンド中の重縮合生成物40%溶液を使用して測定〕。ガードナースケールに基づいて測定した色は1であり、樹脂に曇りは認められなかった。生成物の数平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィーによる測定にてMn=5,598であった。
(Example 2)
Production of intermediate molecular weight polyester resin
[0047] In a mixing vessel equipped with a stirrer, distillation column, condenser, thermometer, and inert gas inlet, 4.02 moles of 2-methyl-1,3-propanediol, 3.84 moles of 1,3 -Benzene dicarboxylic acid and 0.8 g Fastcat 4201 dibutyltin oxide catalyst (commercially available from Arkema) were charged. The reaction had a hydroxyl: acid molar ratio of 1.046: 1. The reactor was flushed with inert gas and heated to 235 ° C. for 4 hours while removing water. Batch until acid number of 18-25 is achieved (measured by adding aromatic 150 fluid to dilute and cool sample, then titrate to pH 12 endpoint using 0.1N methanolic KOH solution) The temperature was kept at 235 ° C. Add additional aromatic 150 fluid to a further sample, dilute and cool, react OH groups with excess anhydride to convert anhydride groups to acid groups, then use 0.1N methanolic KOH solution. The batch hydroxyl value was measured within 30 minutes by titrating to pH 12 endpoint. The reaction temperature was lowered to 180 ° C. and additional 1,3-benzenedicarboxylic acid was added to adjust the hydroxyl: acid molar ratio to 1.03: 1. Atmospheric azeotropic distillation and sufficient amount of aromatic 150 fluid (as a non-reactive carrier) to obtain a reactor content of 17% aromatic hydrocarbons and 83% non-volatiles in the distillation mixture. The polycondensation reaction was used to raise the reaction temperature to 215 ° C. The batch temperature was held at 215 ° C. until an acid number of less than 3.0 was achieved. The final acid value was 1.6. The final Gardner bubble viscosity was J (measured using a 40% solution of the polycondensation product in a 50/50 blend of aromatic 150 fluid / Ectasolv PM acetate). The color measured on the Gardner scale was 1 and no haze was observed in the resin. The number average molecular weight of the product was Mn = 5,598 as measured by gel permeation chromatography.

[0048]本発明の好ましい実施態様を説明してきたが、本明細書に記載の開示内容は、添付されている特許請求の範囲の範囲内に含まれるさらに他の実施態様にも適用できるということは、当業者にとって言うまでもないことである。全ての特許、特許文献、および出版物の全開示内容を参照により本明細書に含める。   [0048] While preferred embodiments of the invention have been described, the disclosure herein may be applied to still other embodiments that fall within the scope of the appended claims. Needless to say to those skilled in the art. The entire disclosure of all patents, patent documents, and publications are incorporated herein by reference.

Claims (6)

高分子量のポリエステルシロップの製造方法であって、
a)エステルオリゴマーを供給もしくは作製すること;
b)水との共沸混合物を形成することができしかも140℃以上の沸点を有する5重量%以上の非反応性キャリヤー中のオリゴマー反応混合物を大気圧および高温にて攪拌することによって、オリゴマーをポリエステルポリオールに転化させること;および
c)共沸還流により混合物から水を除去し、非反応性キャリヤー中の高分子量のポリエステルポリマーを含むシロップを得ること;を含み、ここで、非反応性キャリヤー中のポリエステルポリマーの数平均分子量(Mn)が17,355〜25,000amuである、
上記高分子量のポリエステルシロップの製造方法。
A method for producing a high molecular weight polyester syrup comprising:
a) supplying or making ester oligomers;
b) stirring the oligomer reaction mixture in a non-reactive carrier of 5 wt% or more capable of forming an azeotrope with water and having a boiling point of 140 ° C. or higher at atmospheric pressure and elevated temperature to Converting to a polyester polyol; and c) removing water from the mixture by azeotropic reflux to obtain a syrup containing the high molecular weight polyester polymer in the non-reactive carrier, wherein in the non-reactive carrier The polyester polymer has a number average molecular weight (Mn) of 17,355 to 25,000 amu.
The manufacturing method of the said high molecular weight polyester syrup.
シロップが、重縮合温度にてポリマーと反応する可能性のあるアルコール、グリコール、またはエステルを含有しない、請求項1に記載の製造方法。 The process according to claim 1, wherein the syrup does not contain an alcohol, glycol or ester that can react with the polymer at the polycondensation temperature. 非反応性キャリヤーが、アルカン、芳香族炭化水素、石油系溶剤、植物由来溶剤、ケトン、またはこれらの混合物を含む、請求項1または2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the non-reactive carrier comprises an alkane, an aromatic hydrocarbon, a petroleum solvent, a plant-derived solvent, a ketone, or a mixture thereof. ヒドロキシル:酸モル比またはヒドロキシル:エステルモル比が0.9:1〜1.1:1にてポリマーを形成することを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。 The process according to any one of claims 1 to 3, comprising forming a polymer with a hydroxyl: acid molar ratio or hydroxyl: ester molar ratio of 0.9: 1 to 1.1: 1. 高温が200℃〜260℃である、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method in any one of Claims 1-4 whose high temperature is 200 to 260 degreeC. エステルオリゴマーを非反応性キャリヤー中にて形成することをさらに含む、請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。 The process according to any one of claims 1 to 5, further comprising forming an ester oligomer in a non-reactive carrier.
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