JPH10330468A - Production of polybutylene terephthalate - Google Patents

Production of polybutylene terephthalate

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JPH10330468A
JPH10330468A JP3520298A JP3520298A JPH10330468A JP H10330468 A JPH10330468 A JP H10330468A JP 3520298 A JP3520298 A JP 3520298A JP 3520298 A JP3520298 A JP 3520298A JP H10330468 A JPH10330468 A JP H10330468A
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esterification
polybutylene terephthalate
esterification reaction
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polybutylene terephthalate excellent in quality by a method using a continuous direct esterification while suppressing side reactions. SOLUTION: This method for producing a polybutylene terephthalate obtained by performing the esterification of dicarboxylic acids consisting mainly of terephthalic acid with diols consisting mainly of 1,4-butane diol, and then performing a polycondensation reaction of the obtained ester, is to perform a first step of the esterification reaction in the presence of an organic tin compound and substantially without the presence of an organic titanium compound until attaining >=80% rate of the esterification reaction, then a second step of the esterification reaction by adding an organic titanium compound and then the polycondensation reaction of the obtained ester.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、副反応を抑制しつ
つ品質に優れたポリブチレンテレフタレートを、連続直
接エステル化し重縮合することにより製造する方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing polybutylene terephthalate having excellent quality while suppressing side reactions by continuously direct esterification and polycondensation.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリブチレンテレフタレート(以下PB
Tと称する)は優れた成形性や耐熱性、機械的性質、耐
薬品性などを有しているため、電気部品や自動車部品な
どの成形材料として、またソフト性やストレッチ性を生
かして繊維用としても広く用いられている。
2. Description of the Related Art Polybutylene terephthalate (hereinafter referred to as PB)
T) has excellent moldability, heat resistance, mechanical properties, chemical resistance, etc., so it can be used as a molding material for electrical parts and automobile parts, and for fibers using its softness and stretchability. Also widely used.

【0003】このようなPBTの製造法の1つとして、
テレフタル酸と1,4−ブタンジオールからPBTオリ
ゴマーを製造するエステル化工程と、生成したPBTオ
リゴマーを高重合度化する重縮合工程からなる直接重合
法がある。かかるPBTの直接重合法におけるエステル
化工程には触媒の存在が不可欠であり、その触媒として
は有機チタン化合物が最も一般的に用いられている。
One of the methods for producing such a PBT is as follows.
There is a direct polymerization method comprising an esterification step of producing a PBT oligomer from terephthalic acid and 1,4-butanediol, and a polycondensation step of increasing the degree of polymerization of the produced PBT oligomer. The presence of a catalyst is indispensable for the esterification step in the direct PBT polymerization method, and an organic titanium compound is most commonly used as the catalyst.

【0004】しかし、有機チタン化合物(例えばチタン
酸エステル)は、エステル化反応触媒として優れた触媒
活性を示す一方、その反応や1,4−ブタンジオールの
分解(脱水環化)で副生する水によつて加水分解を受
け、不溶性異物の生成や、触媒としての活性低下を起こ
し易い。
However, organic titanium compounds (for example, titanates) exhibit excellent catalytic activity as an esterification reaction catalyst, while water produced as a by-product of the reaction and decomposition of 1,4-butanediol (dehydration cyclization). As a result, it is liable to be hydrolyzed to generate insoluble foreign matters and to reduce the activity as a catalyst.

【0005】かかる有機チタン化合物の不溶化・失活問
題に対して、有機チタン化合物をエステル化反応率50
%を境に前半、後半の各々に添加する、添加方法の改善
(例えば特開昭49−57092号公報)、多価アルコ
ール系化合物とアルカリ金属化合物とを併用する手段
(例えば特開昭62−225524号公報)、アルカノ
ールアミンチタン酸エステル化合物を触媒として用いる
方法(例えば特開昭62−141022号公報)、有機
チタン化合物とアルカノールアミン化合物とを併用する
方法(例えば特開昭62−199617号公報)、ヒン
ダードフェノール系化合物のエステル化段階で添加する
方法(例えば特開平1−282215号公報)等が提案
され、これらの手段によって触媒活性がある程度改良さ
れる。
In order to solve the problem of insolubilization and deactivation of such an organic titanium compound, an esterification reaction rate of 50% was applied to the organic titanium compound.
%, The addition method is improved in each of the first half and the second half (for example, JP-A-49-57092), and means for using a combination of a polyhydric alcohol compound and an alkali metal compound (for example, JP-A-62-1987) JP-A-225524), a method using an alkanolamine titanate compound as a catalyst (for example, JP-A-62-14022), and a method of using an organic titanium compound and an alkanolamine compound in combination (for example, JP-A-62-199617). ), A method of adding a hindered phenol compound at the esterification stage (for example, JP-A-1-282215), and the like, the catalyst activity is improved to some extent by these means.

【0006】しかしながら、上記の改善策はPBTオリ
ゴマーを回分法で製造する際には有効であるが、連続法
で製造する際にはあまり効果がなく、不溶性の異物が多
量に生成する。これは、連続法でPBTオリゴマーを製
造する場合には、有機チタン化合物は水と反応するだけ
でなく、系中のテレフタル酸と反応し、金属塩を生成し
不溶化、失活するためと考えられる。
[0006] However, the above improvement is effective when the PBT oligomer is produced by a batch method, but is not so effective when produced by a continuous method, and a large amount of insoluble foreign matter is generated. This is considered to be because, when a PBT oligomer is produced by a continuous method, the organotitanium compound not only reacts with water but also reacts with terephthalic acid in the system to form a metal salt, insolubilize and deactivate. .

【0007】このようなエステル化段階での不溶性異物
の生成や触媒活性の低下の問題は、当然ながら反応時間
の短縮化にとっての阻害因子となるばかりか、反応生成
物の透明性を著しく低下させ、ひいては重合反応性の低
下のため所望の重合度が得られず、更にポリマーの成形
過程では不溶性異物に由来する成形性の低下や成形品の
品質低下などの問題が起こることになる。
[0007] The problems of the formation of insoluble contaminants and the reduction of the catalytic activity in the esterification stage not only become an inhibitory factor for shortening the reaction time, but also significantly reduce the transparency of the reaction product. As a result, a desired degree of polymerization cannot be obtained due to a decrease in polymerization reactivity. Further, in the process of forming the polymer, problems such as a decrease in moldability due to insoluble foreign matters and a decrease in quality of a molded article occur.

【0008】一方、有機チタン化合物以外の有効な触媒
として、特公昭53−9796号公報に有機スズ化合物
が開示されている。しかし有機スズ化合物を触媒に用い
て連続法でエステル化反応を行った場合、反応が遅くそ
のため副生物の生成が多くなり、一方反応を速くするた
めに多くの触媒量を添加すると、重合後のPBTの色調
の悪化や耐熱性の悪化などの問題が新たに生じる。
On the other hand, as an effective catalyst other than the organic titanium compound, an organic tin compound is disclosed in JP-B-53-9796. However, when the esterification reaction is carried out by a continuous method using an organotin compound as a catalyst, the reaction is slow and therefore the generation of by-products increases.On the other hand, if a large amount of catalyst is added to speed up the reaction, the reaction after polymerization may occur. Problems such as deterioration of color tone and heat resistance of PBT newly arise.

【0009】また、特開昭62−195017号公報に
は、1,4−ブタンジオール/テレフタル酸のモル比が
2以上で、チタン触媒又はスズ触媒のいずれか一方を用
いた連続直接重合法が開示されている。
JP-A-62-195017 discloses a continuous direct polymerization method in which the molar ratio of 1,4-butanediol / terephthalic acid is 2 or more and either a titanium catalyst or a tin catalyst is used. It has been disclosed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高モル
比での連続エステル化ではエーテル結合の分子鎖への導
入が起こり易いという問題があるのでそのモル比はでき
るだけ小さいほうが望ましいが、上記した従来の連続直
接エステル化法ではモル比を小さくすることは困難であ
った。
However, continuous esterification at a high molar ratio has a problem that an ether bond is likely to be introduced into a molecular chain. Therefore, it is desirable that the molar ratio be as small as possible. It was difficult to reduce the molar ratio by the continuous direct esterification method.

【0011】そこで、本発明は、副反応を抑制しつつ品
質に優れたPBTを、連続直接エステル化し、重縮合す
ることにより製造する方法の提供を主な目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing PBT which is excellent in quality while suppressing side reactions, by continuous direct esterification and polycondensation.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
達成するために鋭意検討した結果、本発明に到達したも
のであり、本発明のPBT製造方法は、テレフタル酸を
主成分とするジカルボン酸と1,4−ブタンジオールを
主成分とするジオールとを連続的にエステル化反応し、
次いで重縮合反応することによりPBTを製造するに際
し、エステル化反応を、有機スズ化合物の存在下かつ有
機チタン化合物の実質的な不存在下でエステル化反応率
が80%以上になるまで、第1段階のエステル化反応を
行ない、次いで有機チタン化合物を添加して第2段階の
エステル化反応を行ない、次いで重縮合反応を行なうこ
とを特徴とする。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have reached the present invention. The PBT production method of the present invention comprises terephthalic acid as a main component. Dicarboxylic acid and diol having 1,4-butanediol as a main component are continuously esterified,
Then, in producing PBT by a polycondensation reaction, the esterification reaction is carried out in the presence of an organotin compound and in the substantial absence of an organotitanium compound until the esterification reaction rate reaches 80% or more. It is characterized in that a step of esterification reaction is performed, then an organic titanium compound is added, a second step of esterification reaction is performed, and then a polycondensation reaction is performed.

【0013】有機スズ化合物がモノアルキルスズ化合物
及び/又はアルキルスタンノン酸であることが好まし
く、ジカルボン酸に対するジオールのモル比(P)が
1.1〜1.6であることが好ましい。
The organic tin compound is preferably a monoalkyltin compound and / or an alkylstannoic acid, and the molar ratio (P) of the diol to the dicarboxylic acid is preferably 1.1 to 1.6.

【0014】第1段階のエステル化反応は、反応温度1
80〜240℃、圧力760mmHg以下で行ない、か
つ、第2段階のエステル化反応を、反応温度190〜2
50℃、圧力760mmHg以下で行なうことが好まし
く、特に、第1段階のエステル化反応を、反応温度20
0〜230℃、圧力100〜600mmHgで行ない、
かつ、第2段階のエステル化反応を、反応温度200〜
240℃、圧力100〜550mmHgで行なうことが
好ましい。
The first stage esterification reaction is carried out at a reaction temperature of 1
The reaction is carried out at a temperature of 80 to 240 ° C. and a pressure of 760 mmHg or less, and the esterification reaction of the second stage is carried out at a reaction temperature of 190 to 2
The reaction is preferably carried out at 50 ° C. and a pressure of 760 mmHg or less.
Performed at 0 to 230 ° C and a pressure of 100 to 600 mmHg,
And the esterification reaction of the second stage is carried out at a reaction temperature of 200 to
It is preferable to carry out at 240 ° C. and a pressure of 100 to 550 mmHg.

【0015】また、有機スズ化合物の添加量は、生成す
るPBT100重量部に対して0.02〜0.15重量
部であることが好ましく、第2段階のエステル化反応で
添加する有機チタン化合物の添加量は、生成するPBT
100重量部に対して0.005〜0.3重量部である
ことが好ましい。
The amount of the organotin compound to be added is preferably 0.02 to 0.15 parts by weight based on 100 parts by weight of the PBT to be produced. The amount of PBT to be added
It is preferably 0.005 to 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight.

【0016】[0016]

【発明の実施の態様】以下本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0017】本発明でいうポリブチレンテレフタレート
(PBT)とは、主たるジカルボン酸成分としてテレフ
タル酸を用い、主たるグリコール成分として1,4−ブ
タンジオールを用いた、主鎖にエステル結合を有する高
分子量の熱可塑性ポリエステルを指すが、その他に酸成
分として、イソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレン
ジカルボン酸、シュウ酸、アジピン酸、1,4−シクロ
ヘキサンジカルボン酸などを、また、その他のグリコー
ル成分として、エチレングリコール、プロピレングリコ
−ル、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキ
サンジメタノ−ル、ビスフェノ−ルA、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコールなどを共重合成分として用いることもで
きる。これらの共重合成分はそれぞれ、テレフタル酸ま
たは1,4−ブタンジオールに対して40モル%以下で
あることが好ましい。
The polybutylene terephthalate (PBT) used in the present invention is a high molecular weight polymer having an ester bond in the main chain using terephthalic acid as a main dicarboxylic acid component and 1,4-butanediol as a main glycol component. Although refers to thermoplastic polyester, as the other acid components, isophthalic acid, orthophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, oxalic acid, adipic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and the like, and other glycol components, ethylene glycol, Propylene glycol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like can also be used as a copolymer component. Each of these copolymer components is preferably 40 mol% or less based on terephthalic acid or 1,4-butanediol.

【0018】また、酸成分とグリコール成分の比は特に
限定するものではないが、1,4−ブタンジオールが環
化して生じるテトラヒドロフラン(以下THFと称す
る)の副生抑制の観点からグリコール成分の酸成分に対
するモル比が1.1〜1.6であることが好ましい。
The ratio of the acid component to the glycol component is not particularly limited. However, from the viewpoint of suppressing the by-product of tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) generated by cyclization of 1,4-butanediol, the acid of the glycol component is suppressed. The molar ratio to the components is preferably from 1.1 to 1.6.

【0019】本発明で用いられる有機スズ化合物は、下
記一般式
The organotin compound used in the present invention has the following general formula:

【化1】 (ただし、Rはアルキル基またはアリール基、X1 〜X
4 はアルキル基、アリール基、アリルオキシ基、シクロ
ヘキシル基、ヒドロキシ基、ハロゲン等を含む1価の基
を示し、同一であっても異なっていてもよい。また、X
5 は硫黄または酸素原子を示す。)で表される化合物で
代表される。
Embedded image (Where R is an alkyl group or an aryl group, X 1 to X
4 is a monovalent group containing an alkyl group, an aryl group, an allyloxy group, a cyclohexyl group, a hydroxy group, a halogen, etc., which may be the same or different. Also, X
5 represents a sulfur or oxygen atom. )).

【0020】具体例としては、ジブチルスズオキサイ
ド、メチルフェニルスズオキサイド、テトラエチルス
ズ、ヘキサエチルジスズオキサイド、シクロヘキサヘキ
シルジスズオキサイド、ジドデシルスズオキサイド、ト
リエチルスズハイドロオキサイド、トリフェニルスズハ
イドロオキサイド、トリイソブチルスズアセテート、ジ
ブチルスズジアセテート、ジフェニルスズジラウレー
ト、モノブチルスズトリクロライド、ジブチルスズジク
ロライド、トリブチルスズクロライド、ジブチルスズサ
ルファイド、ブチルヒドロキシスズオキサイドなどをあ
げることができる。その中でもモノアルキルズズ化合物
が好ましい。
Specific examples include dibutyltin oxide, methylphenyltin oxide, tetraethyltin, hexaethylditin oxide, cyclohexahexyldistin oxide, didodecyltin oxide, triethyltin hydroxide, triphenyltin hydroxide, triisobutyl Examples include tin acetate, dibutyltin diacetate, diphenyltin dilaurate, monobutyltin trichloride, dibutyltin dichloride, tributyltin chloride, dibutyltin sulfide, and butylhydroxytin oxide. Among them, monoalkyl compounds are preferable.

【0021】また、他の有機スズ化合物としては、スタ
ノキサンも用いることができ、メチルスタンノン酸、エ
チルスタンノン酸、ブチルスタンノン酸などのアルキル
スタンノン酸が好ましい。これらの有機スズ化合物は1
種でもよく2種以上併用することもできる。
As the other organotin compound, stannoxane can also be used, and alkylstannoic acids such as methylstannoic acid, ethylstannoic acid and butylstannoic acid are preferable. These organotin compounds are 1
They may be used alone or in combination of two or more.

【0022】本発明における有機スズ化合物の添加量は
生成するPBT100重量部に対して0.02〜0.1
5重量部が好ましく、更に0.03〜0.1重量部が好
ましい。
In the present invention, the amount of the organotin compound to be added is 0.02 to 0.1 with respect to 100 parts by weight of the produced PBT.
It is preferably 5 parts by weight, more preferably 0.03 to 0.1 part by weight.

【0023】上記有機スズ化合物は、第1段階のエステ
ル化反応の初期段階から全量を添加することが好ましい
が、そのエステル化反応の初期段階で一部を添加し途中
で残部を添加してもよい。そして、エステル化率が80
%以上になるまで、有機チタン化合物の実質的な不存在
下でエステル化反応を続ける必要がある。本発明におい
ては、この段階を第1段階のエステル化反応と称する。
The organotin compound is preferably added in its entirety from the initial stage of the esterification reaction in the first stage, but it is also possible to add a part thereof in the initial stage of the esterification reaction and add the remainder in the middle. Good. And the esterification rate is 80
%, It is necessary to continue the esterification reaction in the substantial absence of the organic titanium compound. In the present invention, this step is referred to as a first-step esterification reaction.

【0024】また本発明で用いる有機チタン化合物は、 (R1 O)n Ti(OR2 4-n (ただし、R1、2 は炭素数1〜l0の脂肪族、脂環族
または芳香族の炭化水素基、nは0〜4の数字(小数を
含む)である。)で表されるチタン酸エステル及び縮合
物で代表される。
The organotitanium compound used in the present invention is (R 1 O) n Ti (OR 2 ) 4-n (where R 1 and R 2 are aliphatic, alicyclic or aromatic having 1 to 10 carbon atoms). Group, and n is a number from 0 to 4 (including a decimal number).

【0025】具体的には、チタン酸のメチルエステル、
テトラ−n−プロピルエステル、テトラ−n−ブチルエ
ステル、テトライソプロピルエステル、テトライソブチ
ルエステル、テトラ−tert−ブチルエステル、シクロヘ
キシルエステル、フェニルエステル、ベンジルエステ
ル、トリルエステル、あるいはこれらの混合エステルな
どである。これらのうちで特にテトラ−n−プロピルエ
ステル、テトラ−n−ブチルエステル、テトライソプロ
ピルエステルなどが好ましい。これらの有機チタン化合
物は一種もしくは二種以上を併用することができる。
Specifically, methyl ester of titanic acid,
Examples thereof include tetra-n-propyl ester, tetra-n-butyl ester, tetraisopropyl ester, tetraisobutyl ester, tetra-tert-butyl ester, cyclohexyl ester, phenyl ester, benzyl ester, tolyl ester, and mixed esters thereof. Among them, particularly preferred are tetra-n-propyl ester, tetra-n-butyl ester, tetraisopropyl ester and the like. These organic titanium compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0026】有機チタン化合物の添加量としては、生成
するPBT100重量部に対して0.005〜0.3重
量部、好ましくは0.01〜0.1重量部の範囲であ
る。
The addition amount of the organic titanium compound is in the range of 0.005 to 0.3 parts by weight, preferably 0.01 to 0.1 parts by weight, based on 100 parts by weight of the PBT to be produced.

【0027】上記有機チタン化合物は、エステル化反応
がある程度進行した段階、すなわち、反応率が80%以
上になった段階で添加する必要がある。そうでない場合
には、ポリマー中の異物が多くなり、本発明の目的を達
成できない。そして、本発明ではこの段階を第2段階の
エステル化反応と称する。
The above-mentioned organotitanium compound needs to be added at a stage where the esterification reaction has progressed to some extent, that is, at a stage where the reaction rate has reached 80% or more. Otherwise, the amount of foreign matter in the polymer increases, and the object of the present invention cannot be achieved. In the present invention, this stage is referred to as a second stage esterification reaction.

【0028】本発明の実施に用いる連続エステル化装置
は、特に限定されるものではないが完全混合槽型エステ
ル反応器であることが好ましい。第1段階のエステル化
反応は、反応温度180〜240℃、好ましくは200
〜230℃で、圧力760mmHg以下、好ましくは1
00〜600mmHgの減圧下で反応率が80%以上に
なるよう実施されることが望ましい。(1mmHg=
1.33322×102Pa) 第2段階のエステル化
反応は、反応温度190〜250℃、好ましくは200
〜240℃で、圧力760mmHg以下、好ましくは1
00〜550mmHgの減圧下で実施されることが望ま
しい。第2段階のエステル化反応後のエステル化率は9
7%以上であることが好ましい。
The continuous esterification apparatus used in the practice of the present invention is not particularly limited, but is preferably a complete mixing tank type ester reactor. The first stage of the esterification reaction is carried out at a reaction temperature of 180 to 240 ° C., preferably 200 ° C.
~ 230 ° C, pressure 760mmHg or less, preferably 1
It is desirable to carry out the reaction under a reduced pressure of 00 to 600 mmHg so that the reaction rate becomes 80% or more. (1 mmHg =
(1.33322 × 10 2 Pa) The esterification reaction in the second stage is performed at a reaction temperature of 190 to 250 ° C., preferably 200 ° C.
~ 240 ° C, pressure 760mmHg or less, preferably 1
It is desirable to carry out under a reduced pressure of 00 to 550 mmHg. The esterification rate after the second stage esterification reaction is 9
It is preferably at least 7%.

【0029】連続エステル化反応で製造されたPBTオ
リゴマーは次に重縮合反応されるが、この方法は特に限
定されるものではなく、回分法でも連続法でも通常のP
BTの製造に用いられる重合条件をそのまま適用するこ
とができ、例えば反応温度としては230〜260℃が
好ましく、240〜255℃がさらに好ましい。
The PBT oligomer produced by the continuous esterification reaction is then subjected to a polycondensation reaction, but the method is not particularly limited, and a conventional PBT oligomer may be used in either a batch method or a continuous method.
The polymerization conditions used for the production of BT can be applied as they are. For example, the reaction temperature is preferably 230 to 260 ° C, more preferably 240 to 255 ° C.

【0030】本発明の方法でPBTを製造するに際し、
本発明の目的を損なわない範囲で、通常の添加剤、例え
ば紫外線吸収剤、熱安定剤、滑剤、離形剤、染料および
顔料を含む着色剤などの1種または2種以上を添加する
ことができる。特に本発明において、リン酸、亜リン
酸、次亜リン酸、ピロリン酸、リン酸トリアミド、リン
酸モノアンモニウム、リン酸トリメチル、リン酸ジメチ
ル、リン酸ジフェニル、リン酸トリフェニル、亜リン酸
ジフェニル、亜リン酸トリフェニル、ホスホン酸ジメチ
ルフェニル等のリン化合物を添加すると、ポリマー色調
改善に著しい効果がある。
In producing PBT by the method of the present invention,
As long as the object of the present invention is not impaired, it is possible to add one or more ordinary additives such as an ultraviolet absorber, a heat stabilizer, a lubricant, a release agent, and a coloring agent including a dye and a pigment. it can. In particular, in the present invention, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, pyrophosphoric acid, phosphoric acid triamide, monoammonium phosphate, trimethyl phosphate, dimethyl phosphate, diphenyl phosphate, triphenyl phosphate, diphenyl phosphite Addition of a phosphorus compound such as triphenyl phosphite or dimethylphenyl phosphonate has a remarkable effect on the improvement of the color tone of the polymer.

【0031】本製造法でPBTを製造した場合、従来の
方法で製造した場合よりも樹脂靱性に優れたPBTを得
ることができる。例えば、示差走査熱量計(DSC)で
測定した降温結晶化温度が170℃〜180℃、溶液ヘ
イズが20%以下であるPBTを得ることができる。さ
らに、射出成形により成形品とした場合、従来法で製造
したPBTを成形した場合よりも小さな平均球晶半径
(例えば4μm以下)の成形品を与えることができる。
When PBT is produced by the present production method, PBT having better resin toughness can be obtained than when PBT is produced by a conventional method. For example, it is possible to obtain a PBT having a temperature falling crystallization temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC) of 170 ° C. to 180 ° C. and a solution haze of 20% or less. Further, when a molded article is formed by injection molding, a molded article having a smaller average spherulite radius (for example, 4 μm or less) can be provided than when a PBT produced by a conventional method is molded.

【0032】本発明法によるPBTから得られる成形品
は靱性、特に長期熱時の靱性に優れるという特徴を有す
るので、各種の自動車部品や電気・電子部品などに有用
に用いることができる。
The molded article obtained from the PBT according to the method of the present invention is characterized by having excellent toughness, in particular, toughness when heated for a long time, and thus can be usefully used for various automobile parts and electric / electronic parts.

【0033】[0033]

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples.

【0034】実施例中、得られたオリゴマーの反応率は
反応物の酸価、ケン化価から次式に従って求めた。 反応率={(ケン化価−酸価)/ケン化価}×100
(%) 酸価: 反応物をo−クレゾール/クロロホルム溶媒に
溶解し、エタノール性水酸化カリウムで滴定して得た
値。 ケン化価: 反応物をアルカリ加水分解し、酸で逆滴定
した値。 また、副生したテトラヒドロフラン(THF)の量はガ
スクロマトグラフにより定量した。
In the examples, the reaction rate of the obtained oligomer was determined from the acid value and saponification value of the reaction product according to the following formula. Reaction rate = {(saponification value−acid value) / saponification value} × 100
(%) Acid value: The value obtained by dissolving the reaction product in o-cresol / chloroform solvent and titrating with ethanolic potassium hydroxide. Saponification value: The value obtained by alkaline hydrolysis of the reaction product and back titration with an acid. The amount of by-produced tetrahydrofuran (THF) was determined by gas chromatography.

【0035】溶液ヘイズ: 試料ポリマー5.4gをフ
ェノールと四塩化エタン(60:40wt%)の混合溶
媒40mLに加熱溶解し、この溶液を30mmのセルに
いれて積分式ヘーズメーター(日本精密光学製)で測定
する。この値が大きいほど異物が多いと言える。
Solution haze: 5.4 g of the sample polymer was heated and dissolved in 40 mL of a mixed solvent of phenol and ethane tetrachloride (60:40 wt%), and the solution was placed in a 30 mm cell, and an integral haze meter (manufactured by Nippon Seimitsu Optical Co., Ltd.) ). It can be said that the larger this value is, the more foreign matter is.

【0036】実施例1 連続エステル化反応は2槽の完全混合槽型の反応装置を
用いて行なった。すなわち、予め反応率90%のPBT
オリゴマーを充填した第1エステル化反応槽に、テレフ
タル酸と1,4−ブタンジオールとを、テレフタル酸に
対する1,4−ブタンジオールのモル比(P)が1.4
になるようにスラリー状にして連続的に供給した。また
同時に、ブチルヒドロキシスズオキサイドを、生成する
PBT100重量部に対して0.04重量部になるよう
に第1エステル化槽に連続的に供給した。第1エステル
化槽は反応温度220℃、圧力300mmHgになるよ
うに制御した。
Example 1 A continuous esterification reaction was carried out using a two-tank complete mixing tank type reactor. That is, a PBT with a reaction rate of 90% in advance
In the first esterification reaction tank filled with the oligomer, terephthalic acid and 1,4-butanediol were added at a molar ratio (P) of 1,4-butanediol to terephthalic acid of 1.4.
And supplied continuously in the form of slurry. At the same time, butylhydroxytin oxide was continuously supplied to the first esterification tank so as to be 0.04 parts by weight based on 100 parts by weight of PBT to be produced. The first esterification tank was controlled so that the reaction temperature was 220 ° C. and the pressure was 300 mmHg.

【0037】第1エステル化槽のPBTオリゴマーは連
続的に取り出され、予め反応率98%のPBTオリゴマ
ーを充填した第2エステル化槽に供給した。第2エステ
ル化槽は、反応温度230℃、圧力200mmHgにな
るように制御した。第2エステル化槽には、テトラブト
キシチタネートを、生成するPBT100重量部に対し
て0.08重量部になるように添加した。第2エステル
化槽のPBTオリゴマーは連続的に取り出し、フレーク
状に粉砕した。
The PBT oligomer in the first esterification tank was continuously taken out and supplied to a second esterification tank previously filled with a PBT oligomer having a conversion of 98%. The second esterification tank was controlled so that the reaction temperature was 230 ° C. and the pressure was 200 mmHg. Tetrabutoxytitanate was added to the second esterification tank so as to be 0.08 parts by weight based on 100 parts by weight of the PBT to be produced. The PBT oligomer in the second esterification tank was continuously taken out and pulverized into flakes.

【0038】スラリーの供給、オリゴマーの取り出しの
速度は、第1エステル化槽の滞留時間が120分、第2
エステル化槽の滞留し間が90分になるように調整し
た。
The slurry supply and oligomer take-out speeds were determined as follows: the residence time in the first esterification tank was 120 minutes;
It was adjusted so that the residence time in the esterification tank was 90 minutes.

【0039】反応開始8時間後に定常状態に達した後、
6時間にわたってPBTオリゴマーの留出液のサンプリ
ングを行ない、反応率、副生THF量の測定を行った。
その結果、第1エステル化槽での反応率は85%、第2
エステル化槽での反応率は99%、副生THF量は1k
gの生成オリゴマー当たり25gであった。
After reaching a steady state 8 hours after the start of the reaction,
The distillate of the PBT oligomer was sampled for 6 hours, and the reaction rate and the amount of by-product THF were measured.
As a result, the reaction rate in the first esterification tank was 85%,
The reaction rate in the esterification tank is 99%, the amount of by-product THF is 1k
25 g per g of oligomer produced.

【0040】さらに、第2エステル化槽から取出したオ
リゴマーにテトラブトキシチタネートを生成ポリマーに
対して0.03wt%の量で添加し、250℃、減圧下
(1mmHg以下)で3時間回分法で重縮合反応を行な
い、PBTポリマーを得、その溶液ヘイズを測定したと
ころ6%であった。
Further, tetrabutoxytitanate was added to the oligomer taken out from the second esterification tank in an amount of 0.03% by weight based on the produced polymer, and the mixture was subjected to a batch method at 250 ° C. under reduced pressure (1 mmHg or less) for 3 hours. The condensation reaction was carried out to obtain a PBT polymer, and the solution haze was measured to be 6%.

【0041】比較例1 ブチルヒドロキシスズオキサイドの代わりにテトラブト
キシチタネートを、生成するPBTに対して0.03重
量部になるように第1エステル化槽に添加した以外は、
実施例1と同様に連続エステル化、重縮合を行なった。
その結果、第1エステル化槽の反応率は88%、第2エ
ステル化槽の反応率は97%であり、副生THF量は1
kgの生成オリゴマー当たり35g、ポリマーの溶液ヘ
イズは53%と高かった。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 Instead of butylhydroxytin oxide, tetrabutoxytitanate was added to the first esterification tank so as to be 0.03 parts by weight based on PBT to be produced.
Continuous esterification and polycondensation were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, the reaction rate of the first esterification tank was 88%, the reaction rate of the second esterification tank was 97%, and the amount of by-product THF was 1%.
The solution haze of the polymer was as high as 53% per kg of produced oligomer and 53%.

【0042】比較例2 第2エステル化槽に添加していたテトラブトキシチタネ
ートを、第1エステル化槽にブチルヒドロキシスズオキ
サイドと同時に添加した以外は、実施例1と同様に連続
エステル化、重縮合を行なった。その結果、第1エステ
ル化槽の反応率は79%、第2エステル化槽の反応率は
98%であり、副生THF量は1kgの生成オリゴマー
当たり33g、ポリマーの溶液ヘイズは28%と高かっ
た。
Comparative Example 2 Continuous esterification and polycondensation were carried out in the same manner as in Example 1 except that tetrabutoxytitanate added to the second esterification tank was added to the first esterification tank simultaneously with butylhydroxytin oxide. Was performed. As a result, the reaction rate of the first esterification tank was 79%, the reaction rate of the second esterification tank was 98%, the amount of by-product THF was 33 g per 1 kg of the produced oligomer, and the solution haze of the polymer was as high as 28%. Was.

【0043】比較例3 第1エステル化槽に添加するブチルヒドロキシスズオキ
サイドの量を生成するPBTに対して0.20重量部と
し、第2エステル化槽へのテトラブトキシチタネートの
添加を行わなかった以外は、実施例1と同様に連続エス
テル化、重縮合を行った。その結果、第1エステル化槽
の反応率は85%、第2エステル化槽の反応率は96%
であり、副生THF量は1kgの生成オリゴマー当たり
32g、ポリマーの溶液ヘイズは25%であった。
Comparative Example 3 The amount of butylhydroxytin oxide added to the first esterification tank was 0.20 parts by weight with respect to the PBT to be produced, and no tetrabutoxytitanate was added to the second esterification tank. Other than that, continuous esterification and polycondensation were performed in the same manner as in Example 1. As a result, the reaction rate of the first esterification tank was 85%, and the reaction rate of the second esterification tank was 96%.
The amount of by-product THF was 32 g per 1 kg of the produced oligomer, and the solution haze of the polymer was 25%.

【0044】比較例4 第1エステル化槽の滞留時間を90分、第2エステル化
槽の滞留時間を120分になるように調整した以外は、
実施例1と同様に連続エステル化、重縮合を行った。そ
の結果、第1エステル化槽の反応率は75%と低くな
り、第2エステル化槽の反応率は96%であり、副生T
HF量は1kgの生成オリゴマー当たり40g、ポリマ
ーの溶液ヘイズは23%と高かった。
Comparative Example 4 Except that the residence time in the first esterification tank was adjusted to 90 minutes and the residence time in the second esterification tank was adjusted to 120 minutes.
Continuous esterification and polycondensation were performed in the same manner as in Example 1. As a result, the reaction rate of the first esterification tank was as low as 75%, the reaction rate of the second esterification tank was 96%, and the by-product T
The amount of HF was 40 g per kg of the produced oligomer, and the solution haze of the polymer was as high as 23%.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明の製造方法によると副生物の生成
を抑制しつつ異物の生成を抑制できるので、異物生成が
少なく靭性の優れたPBTを連続直接エステル化法によ
る方法で製造できる。
According to the production method of the present invention, the production of foreign substances can be suppressed while suppressing the production of by-products, so that PBT with little foreign substance production and excellent toughness can be produced by a continuous direct esterification method.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 テレフタル酸を主成分とするジカルボン
酸と1,4−ブタンジオールを主成分とするジオールと
を連続的にエステル化反応し、次いで重縮合反応するこ
とによりポリブチレンテレフタレートを製造するに際
し、エステル化反応を、有機スズ化合物の存在下かつ有
機チタン化合物の実質的な不存在下でエステル化反応率
が80%以上になるまで、第1段階のエステル化反応を
行ない、次いで有機チタン化合物を添加して第2段階の
エステル化反応を行ない、次いで重縮合反応を行なうこ
とを特徴とするポリブチレンテレフタレートの製造法。
1. A polybutylene terephthalate is produced by a continuous esterification reaction of a dicarboxylic acid containing terephthalic acid as a main component and a diol containing 1,4-butanediol as a main component, followed by a polycondensation reaction. In this case, the esterification reaction is carried out in the first stage until the esterification reaction rate becomes 80% or more in the presence of the organotin compound and in the substantial absence of the organotitanium compound. A method for producing polybutylene terephthalate, comprising adding a compound, performing a second-stage esterification reaction, and then performing a polycondensation reaction.
【請求項2】 有機スズ化合物がモノアルキルスズ化合
物及び/又はアルキルスタンノン酸であることを特徴と
する請求項1記載のポリブチレンテレフタレートの製造
法。
2. The method for producing polybutylene terephthalate according to claim 1, wherein the organotin compound is a monoalkyltin compound and / or an alkylstannoic acid.
【請求項3】 ジカルボン酸に対するジオールのモル比
(P)が1.1〜1.6であることを特徴とする請求項
1又は2記載のポリブチレンテレフタレートの製造法。
3. The method for producing polybutylene terephthalate according to claim 1, wherein the molar ratio (P) of the diol to the dicarboxylic acid is from 1.1 to 1.6.
【請求項4】 第1段階のエステル化反応を、反応温度
180〜240℃、圧力760mmHg以下で行ない、
かつ、第2段階のエステル化反応を、反応温度190〜
250℃、圧力760mmHg以下で行なうことを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリブチレンテ
レフタレートの製造法。
4. The first stage esterification reaction is carried out at a reaction temperature of 180 to 240 ° C. and a pressure of 760 mmHg or less,
In addition, the esterification reaction of the second step is performed at a reaction temperature of 190
The process for producing polybutylene terephthalate according to any one of claims 1 to 3, wherein the process is performed at 250 ° C and a pressure of 760 mmHg or less.
【請求項5】 第1段階のエステル化反応を、反応温度
200〜230℃、圧力100〜600mmHgで行な
い、かつ、第2段階のエステル化反応を、反応温度20
0〜240℃、圧力100〜550mmHgで行なうこ
とを特徴とする請求項4記載のポリブチレンテレフタレ
ートの製造法。
5. The esterification reaction of the first stage is carried out at a reaction temperature of 200 to 230 ° C. and a pressure of 100 to 600 mmHg, and the esterification reaction of the second stage is carried out at a reaction temperature of 20 to 230 ° C.
5. The process for producing polybutylene terephthalate according to claim 4, wherein the process is carried out at 0 to 240 [deg.] C. and at a pressure of 100 to 550 mmHg.
【請求項6】 有機スズ化合物の添加量が、生成するポ
リブチレンテレフタレート100重量部に対して0.0
2〜0.15重量部であることを特徴とする請求項1〜
5のいずれかに記載のポリブチレンテレフタレートの製
造法。
6. The amount of the organotin compound added is 0.0 to 100 parts by weight of the resulting polybutylene terephthalate.
2 to 0.15 parts by weight.
5. The method for producing polybutylene terephthalate according to any one of 5.
【請求項7】 第2段階のエステル化反応で添加する有
機チタン化合物の添加量が、生成するポリブチレンテレ
フタレート100重量部に対して0.005〜0.3重
量部であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに
記載のポリブチレンテレフタレートの製造法。
7. The amount of the organic titanium compound to be added in the second stage esterification reaction is 0.005 to 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the produced polybutylene terephthalate. A method for producing the polybutylene terephthalate according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004307794A (en) * 2003-02-18 2004-11-04 Mitsubishi Chemicals Corp Polybutylene terephthalate and its composition
JP2014527568A (en) * 2011-09-02 2014-10-16 三星精密化学株式会社Samsung Fine Chemicals Co., Ltd. Method for producing biodegradable polyester copolymer resin

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