[发明专利]在没有固相聚合的情况下制备的共聚酯包装树脂，在降低的粘度改变下加工该共聚酯树脂的方法，和通过该方法制备的容器及其它制品

说明书

技术领域

本发明涉及聚酯树脂的加工方法，该方法包括在不将该聚酯树脂的特性粘度降低大于0.025dL/g的情况下使该聚酯树脂熔融并随后凝固而形成成形制品。本发明进一步涉及通过该方法制备的模制品和能够经历加工而特性粘度的降低不大于0.025dL/g的聚酯树脂。 

背景技术

包括树脂例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、聚(三亚甲基对苯二甲酸酯)(PTT)和聚(三亚甲基萘二甲酸酯)(PTN)的聚酯树脂常用作制造容器例如饮料瓶的树脂。性能例如柔韧性、良好的耐冲击性和透明性，连同良好的熔体可加工性允许聚酯树脂广泛地用于这种应用。本文所使用的术语树脂包括所有上述材料。 

聚酯树脂的起始原料是由石油或天然气获得的石油衍生物例如乙烯，和通常由石油获得的对二甲苯。 

聚酯树脂通常通过二醇(例如，乙二醇(EG))和二羧酸(例如，对苯二甲酸(TPA))的单体单元之间的结合酯化/缩聚反应制得。本文所使用的术语羧酸和/或二羧酸包括羧酸和二羧酸的酯衍生物。羧酸和二羧酸的酯可以在酯单元中含有一个或多个C1-C6烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基和它们的混合物)，例如，对苯二甲酸二甲酯(DMT)。 

在常规的酯化/缩聚方法中，可以例如，首先例如，通过使二醇和二羧酸在熔融相反应中反应制备低分子量和低特性粘度(IV)的预聚物(例如，低聚物的混合物)来形成聚酯。该低聚物的形成可以通过 使二醇和二羧酸单体单元的浆料在酯化反应器中反应来进行。EG可能在该酯化反应过程中消失于蒸发，该酯化反应可以在高温下进行。因此，二醇和二羧酸的浆料可以包含过量的EG，例如该二醇和二羧酸可以基于总二醇比总二酸以大约1.2-大约2.5的摩尔比存在。可以进行该低聚物的进一步预缩聚和缩聚以提供IV为0.50-0.65的树脂混合物。此类树脂混合物适合于各种应用例如纤维/长丝，纤维碎片或瓶子树脂前体。IV为0.50-0.65的无定形透明基础碎片可以经历固相聚合(SSP)以增加分子量(例如，对于水瓶应用，IV为0.74-0.76，对于CSD/啤酒瓶，为0.83-0.85等)。固相聚合(SSP)工艺装置可能导致树脂经历形成不透明粒料的结晶。 

连续聚酯熔融相缩聚方法通常由三个反应步骤构成：(i)形成低分子量低聚物的酯化，(ii)该低聚物形成预聚合物的预聚合，和(iii)形成具有中等分子量或特性粘度的聚合物的缩聚(例如，0.50-0.65的目标特性粘度)。 

可以在使用现有熔融相工艺技术的2-6个反应器中进行上述三个反应步骤(i)、(ii)和(iii)达到该目标特性粘度。一般而言，在一个或两个容器中进行酯化以形成具有低聚合度(例如，大约至多7个单体单元对反应)的低分子量低聚物的混合物。然后将该低聚物泵送到一个或两个预聚合容器，其中较高的温度和较低的压力帮助除去水和EG。聚合度然后增加到15-20个重复单元的程度。在最后一个或两个容器中进一步增加温度并进一步降低压力以形成准备切割成例如粒料或直接纺丝成纤维或长丝的聚合物。 

可以搅拌酯化和预聚合容器。缩聚容器(例如，后缩聚器、擦膜反应器等)可以具有设计用来产生非常薄的膜的搅拌器。对于每组容器进行温度和停留时间的优化以使降解及其它副反应最小化。可能通过聚酯熔融相反应产生的一些副产物包括二乙二醇(DEG)、乙醛、水、环状低聚物、羧端基、乙烯端基和酸酐端基。 

时间和温度是两个优选在酯化/缩聚反应期间加以控制的变量。采用更高的反应温度，显著地减少总反应时间并且需要更少停留时间和/ 或更少反应器。 

作为此种连续生产方法的备选，还可以使用间歇方法制备聚酯。在间歇方法中，在单个反应器中将二醇和二羧酸单元混合在一起。在一些情况下，如有必要可以使用多于一个反应器(例如，反应容器)。将二醇/二羧酸混合物加热以引起单体单元经历缩合反应。缩合反应的副产物可以包括水或醇。通过在减压下进行该反应或通过让该反应混合物在反应的最后阶段期间经历减压，可以除去反应的挥发性副产物，从而驱使反应完成。 

聚合物材料的某些物理和化学性能受长时期暴露在高温下的负面影响，尤其是如果该暴露是在含氧气氛中或是在大于例如，250℃的温度下。制备聚酯树脂例如PET的常规方法可能遇到与需要进行固相聚合(SSP)有关的缺点，该固相聚合使树脂经历长时期热历史和/或可能要求高的投资支出。