[发明专利]脂肪族-芳族聚酯

说明书

本发明涉及一种脂肪族芳族聚酯，包括

i)以组分i到ii计，40到70mol％的一种或多种二羧酸衍生物或二羧酸，所述二羧酸选自：癸二酸、壬二酸和巴西基酸；

ii)以组分i到ii计，60到30mol％的对苯二酸衍生物；

iii)以组分i到ii计，98到102mol％的1，3-丙二醇或1，4-丁二醇，和

iv)以所述组分i到iii的总重量计，0.01重量％到5重量％的扩链剂和/或交联剂，所述扩链剂和交联剂选自：多官能异氰酸酯、异氰脲酸酯、噁唑啉、羧酸酐、环氧化物，和/或至少三元醇或至少三元羧酸。

本发明还提供一种生产所述聚酯的方法、包含这些聚酯的聚酯混合物，以及这些聚酯和聚酯混合物的用途。

WO-A 92/09654描述了一种可生物降解的脂肪族-芳族聚酯。它在广义上提及了癸二酸或壬二酸是有用的脂肪族二羧酸。

WO-A 2006/097353-36描述了聚对苯二甲酸丁二酯癸二酸酯、壬二酸酯和巴西酸酯。所有这些参考文献都强调，为了可能达到所需的机械性能，芳族二羧酸的含量至少为49mol％，并且优选大于53mol％。然而，高含量的芳族二羧酸会导致可生物降解性明显变差。

本发明的一个目的是合成聚对苯二甲酸丁二酯的壬二酸酯、巴西酸酯，尤其是兼具良好机械性能和改进的可生物降解性的癸二酸酯。

发明人已发现，该目的被开篇所述的聚酯实现，所述聚酯符合所规定的需求条件。这一点的实现是通过加入以组分i到iii的总重量计0.01重量％到5重量％的扩链剂和/或交联剂，所述扩链剂和交联剂选自：多官能异氰酸酯、异氰脲酸酯、噁唑啉、羧酸酐、环氧化物，和/或至少三元醇或至少三元羧酸。同时，这些聚酯具有优异的可生物降解性。

优选的脂肪族-芳族聚酯由以下组分缩合获得：

i)以组分i到ii计，52到65，优选到58mol％的一种或多种二羧酸衍生物或二羧酸，所述二羧酸选自：癸二酸、壬二酸和巴西基酸；

ii)以组分i到ii计，48到35，优选到42mol％的对苯二酸衍生物；

iii)以组分i到ii计，98到102mol％的1，3-丙二醇或1，4-丁二醇，和

iv)以所述组分i到iii的总重量计，0.01重量％到5重量％的扩链剂和/或交联剂，所述扩链剂和交联剂选自：多官能异氰酸酯、异氰脲酸酯、噁唑啉、羧酸酐例如马来酸酐、环氧化物(特别是包含环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯)，和/或至少三元醇或至少三元羧酸。

所述聚酯通常在一个两级级联反应中合成。首先，在酯交换催化剂的存在下，如在合成实施例中一样，二羧酸衍生物与1，4-丁二醇反应，以形成聚酯前体。该聚酯前体的粘度值(VN)通常在50到100mL/g的范围内，优选在60到90mL/g的范围内。一般使用锌催化剂、铝催化剂、尤其是钛催化剂。钛催化剂例如原钛酸四异丙酯、尤其是原钛酸四丁酯(TBOT)要优于文献中经常使用的锡催化剂、锑催化剂、钴催化剂和铅催化剂，例如二辛酸锡；这是因为留在产物中的任何残留量的催化剂或催化剂派生物的毒性较低。这对于可生物降解聚酯尤其重要，因为他们在用作例如堆肥袋或覆膜时会直接进入环境。

本发明的聚酯随后可选地通过WO 96/15173和EP-A 488 617中描述的如下方法进行扩链。所述聚酯前体在扩链反应中与例如扩链剂ivb)例如二异氰酸酯或含环氧基的聚甲基丙烯酸酯反应，以形成粘度值60到450mL/g、优选80到250mL/g的聚酯。

二羧酸混合物在过量二醇和催化剂的存在下通常开始缩聚。随后，由此获得的聚酯前体的熔体在内部温度200到250℃下持续3到6小时过程中在减压下发生缩聚，蒸馏除去释放的二醇至所需的粘度，粘度值(VN)为60到450mL/g、优选80到250mL/g。

本发明的聚酯更优选由EP申请No.08154541.0描述的如下连续方法制备。在该方法中，例如，不加催化剂，将1，4-丁二醇、癸二酸、对苯二甲酸和任选的其他共聚单体的混合物混合以形成糊状物；或者作为替代方案，不加催化剂，将二羧酸的液态酯，还有二羟基化合物和任选的其他共聚单体加入所述反应器中，并且

1.在第一阶段，将该混合物连续酯化，或者分别与所有或一些催化剂一道进行酯交换；

2.在第二阶段，根据需要与剩余的催化剂一道，将如第1)阶段获得的酯交换/酯化产物预缩聚——优选在塔式反应器中，其中产物流平行地经降膜瀑传递并将反应蒸汽在原位从所述反应混合物中除去——至DIN 53728粘度值为20到60mL/g；