[发明专利]用于制造PET树脂的催化剂系统组合物

说明书

本发明涉及用于制造PET树脂的催化剂系统组合物，特别是涉及一种用于制造聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)树脂的催化剂系统组合物，催化剂系统组合物是包含聚缩合(polycondensation)反应催化剂，以及如化学式Cs_xWO_3‑yCl_y所示的氧化铯钨(Cesium tungsten oxide)，其中Cs为铯，Cl为氯，W为钨，O为氧，0<x≤1，0≤y≤0.5；本发明亦涉及一种利用上述催化剂系统组合物制造而成的PET树脂，包含2‑80ppm氧化铯钨；因此，本发明的催化剂系统组合物可解决现有PET树脂工艺中固态聚合速率较慢、工艺时间长，以及黄化的问题，并且可使PET树脂具有吸收红外光的功能。

技术领域

本发明涉及一种催化剂系统组合物，尤其涉及一种可用以提高聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，缩写PET)树脂工艺中的固态聚合速率，缩短其工艺时间，并改善PET树脂具有颜色偏黄的问题的催化剂系统组合物。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂为常见用于制造包装容器的聚酯聚合物，以此制成的容器，不仅具有良好的强度，亦具有透明性佳与耐化学性的优点。PET树脂的现有制法依序包括酯化反应(esterification)、缩合反应(condensation)与固态聚合反应(solid-state polymerization)等三个阶段。

现有的制法当中，常以重金属锑(Sb)作为缩合反应的催化剂(catalyst)，例如美国专利公开US 20090035502A1号“适用于制造巴氏杀菌容器的聚合物组合物(Polymericcomposition suitable for manufacturing pasteurizable containers)”，即公开了合成瓶用的PET与PEN共聚物(copolymer)组成物包含10-100ppm三氧化钨(tungstentrioxide)(粒径2-20um)，其中三氧化钨为再加热(reheat)添加剂，催化剂可以是锑(Sb)或钛(Ti)或锗(Ge)化合物；以及美国专利公告US 8901271B2号“聚对苯二甲酸乙酯的制备方法(Process for making polyethylene terephthalate)”，公开了使用钛-锌-锑催化剂聚合系统进行缩合反应。可见利用锑(Sb)金属为催化剂作为缩合反应的应用相当广泛。然而，使用锑(Sb)当作缩合反应的催化剂具有很多问题，例如溶液造成环境污染，且缩合反应速率慢需要较高含量，因此成本较高。

为解决上述问题，现有制法亦有提出以钛(Ti)取代锑(Sb)当缩合反应的催化剂以避免锑(Sb)的使用，如中国台湾专利公告第TWI386430(B)号“一种不含锑重金属的PET树脂及其所制成PET聚酯纤维”与美国专利公告第US 8945695B2号“一种使用无机的钛-镁催化剂合成的PET聚脂粒及其应用(Polyethylene terephthalate resin synthesizedinorganic Ti-Mg catalyst and its applications thereof)”，即分别公开了利用钛元素对镁元素的摩尔比介于0.01-0.2或0.005-0.25的无机钛-镁催化剂取代锑催化剂，用来制成不含锑重金属的PET树脂的方法。另外，美国专利公告第US6593447B1号“用于制备聚酯催化剂及其制备方法(Catalyst for polyester production and process forproducing polyester with the same)”，则公开了使用有机的钛化合物(titaniumcompound)与磷化合物(phosphorus compound)共同以摩尔比1：1至1：4的比例与乙二醇调制成催化剂溶液，并加入酸酐类化合物(anhydride)在200℃以下反应制成用于聚缩合作用的催化剂。