[发明专利]生产聚酯的方法

说明书

本发明涉及一种使用捏合机来生产高分子量共聚酯的方法。

共聚酯，在此也简称作聚酯，具有广泛的最终用途。例如，它们可用作粘结剂中的成分，用作金属涂层例如罐头的内涂层的粘合剂，用作箔涂层的粘合剂以及用作箔生产中的成分。

工业上，通常通过相应的二元-或多元羧酸与二元醇或者多元醇的缩聚反应制备聚酯，即通过具有至少两个反应性端基的分子的反应，其中在合成期间消除小分子，例如水或者低级醇。所述的缩聚反应通常分批进行，即，合适的原材料在合适的设备例如反应釜或者反应釜级联中彼此反应，形成聚酯。所述缩聚反应通常在150-280℃的温度下进行3-30小时，其中在理论生成的水量的大部分消除之后，可用真空处理。可选地，还可以加入催化剂，以加速缩合反应和/或加入夹带剂，来除去反应水。所述方法具有缺点，即，它们仅能分批进行，并且并非所有期望的聚酯的性能可通过选择反应条件来调节。对于具有较高熔体粘度的聚酯而言尤其如此；以提及的方式不能经济上有意义地并且以始终不变的产品性能来生产它们。

WO2011/062600描述了一种如下来生产具有较高熔体粘度的典型的结晶聚酯的方法：其中首先在两级方法中，以分批方法中的常规方法生产聚酯，然后借助在捏合机中的后缩合转化成具有较高熔体粘度的聚酯。所述方法一方面由于多级程序是非常复杂的，并且在260℃在适当的后续反应中通过聚酯的重新熔融后才形成了期望的聚酯，另一方面后缩合的起始材料的粘度已经如此高，以至于需要复杂的熔体操作。此外，后缩合中所用的高的加工温度会导致聚酯的分解反应并因此导致分子量构建的中断或者最终产物中的酸值增加或者导致色值提高。

本发明的目的是提供生产尤其是高分子量共聚酯的简单有效的方法，用该方法可以以简单的方式调节所希望的共聚酯性能，如尤其是低的酸值。同时，所述生产方法应能实现尽可能高的转化率，以能提高共聚酯的合成效率并且能够提供足够量的共聚酯。

本发明的方法实现了上述目标。

因此，本发明涉及生产共聚酯的方法，其中在第一步骤中，使二元-和/或多元羧酸与一元-或者多元醇反应，和/或使内酯反应，并且在第二步骤中进行缩聚，其中所述第二步骤在捏合机中进行。

令人惊讶地已经证实，如果真正的缩聚不是如常规般在搅拌釜反应器中进行，而是在捏合机中进行，则获得具有期望性能的聚酯。

本发明的方法的优点是可以快速和能量有效地生产本发明的具有期望的性能的共聚酯。这令人惊讶地也用引入捏合机的低粘度前体得以实现。此外，所述共聚酯的生产不仅以分批操作，而且以连续操作实现，并且允许适于经济要求的运行方式。此外，本发明的方法允许生产具有低酸值的共聚酯，其难以通过根据现有技术的常规方法来获得。这种低酸值允许将聚酯用于上述应用领域中，特别是金属涂层中。此外还令人惊讶地证实，根据本发明的方法得到具有减小变色的共聚酯。较小的变色也允许根据根据本发明制备的共聚酯用于具有高光学要求的应用中。此外，可令人惊讶地证实，所述方法可广泛用于共聚酯的单体构成。

在本发明范围内，优选根据本发明的方法生产无定形聚酯。在本发明范围内，无定形聚酯是指这样的聚酯，用差示扫描量热法(DSC)测定，该聚酯在玻璃化转变温度Tg下仅表现出2级相变，没有同时表现出任何结晶或半结晶行为，即，在DSC中没有可辨别的其他熔点。尤其是无定形聚酯以在高于玻璃化转变温度时，随升高的温度仅缓慢下降的熔体粘度为特征。相反，在分子量增加时，熔体粘度急剧升高，因此通常需要大约260℃或更高的高加工温度来生产所述产品。

所用的二元-和/或多元羧酸可以是本领域技术人员已知的所有具有两个或更多个羧基官能的有机酸。在本发明范围内，羧基官能也指其衍生物例如酯。所述二元-和/或多元羧酸可以是饱和或不饱和的脂族或者饱和或不饱和的脂环族二元-和/或多元羧酸。此外，所述二元-和/或多元羧酸还可以是官能化的二元-和/或多元羧酸，例如羟基官能化的二元-和/或多元羧酸。所用的脂族二元-和/或多元羧酸可以是直链或支链的。在不饱和脂环族二元-和/或多元羧酸的情况中尤其涉及芳族二元-和/或多元羧酸。

直链脂族二元-和/或多元羧酸的例子包括草酸，草酸二甲酯，丙二酸，丙二酸二甲酯，琥珀酸，琥珀酸二甲酯，戊二酸，戊二酸二甲酯，3,3-二甲基戊二酸，己二酸，己二酸二甲酯，庚二酸，辛二酸，壬二酸，壬二酸二甲酯，癸二酸，癸二酸二甲酯，十一烷二酸，1,10-癸烷二甲酸，1,11-十一烷二甲酸(巴西基酸)，1,12-十二烷二甲酸，十六烷二酸，十三烷二酸，十四烷二酸，十八烷二酸，二聚脂肪酸及其混合物。