[发明专利]使用改进的催化剂体系的包含四甲基环丁二醇和乙二醇的聚酯组合物

说明书

作为本发明的一个方面描述了包含至少一种聚酯的聚酯组合物，所述聚酯包含：(a)二羧酸组分，其包含：(i)大约90至大约100摩尔%的对苯二甲酸残基；(ii)大约0至大约10摩尔%的具有最多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基；和(b)二醇组分，其包含：(i)大约30至大约42摩尔%2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二醇残基；和(ii)大约58至大约70摩尔%乙二醇残基；其中所述二羧酸组分的总摩尔%为100摩尔%，且其中所述二醇组分的总摩尔%为100摩尔%；其中在25℃下以0.25 g/50 ml的浓度在60/40（wt/wt）苯酚/四氯乙烷中测定的所述聚酯的特性粘度为0.50至0.70 dL/g；且其中所述聚酯的L*颜色值为90或更大。可将所述聚酯制成制品。

发明领域

本发明涉及由对苯二甲酸、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇（TMCD）和乙二醇（EG）制成并在宽组成范围内具有良好的TMCD并入、良好颜色和所需特性粘度(inherentviscosity)（IV）的聚酯组合物。该聚酯组合物可用含有钛或钛和锰的混合物的独特催化剂体系催化并用磷化合物稳定，以在组成范围内带来良好的TMCD并入、改进的颜色和实现所需IV的反应性。

发明背景

锡基催化剂通常最有效地将TMCD并入聚酯（Caldwell等人CA 740050和Kelsey等人, Macromolecules 2000, 33, 581）。但是，锡基催化剂通常在EG存在下产生黄色至琥珀色共聚酯（Kelsey，美国专利5,705,575，见实施例2；Morris等人，美国专利5,955,565，见实施例，将聚合物称为“琥珀色”）。

钛基催化剂据报道无法有效地将2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇（TMCD）并入聚酯（Caldwell等人CA 740050、Kelsey等人, Macromolecules 2000, 33, 5810）。

尽管钛和磷独自可用于制备具有所需属性的具有相对较低TMCD含量的某些共聚酯，但这样的催化剂体系无法用于在相同制备条件下制备含有较高TMCD含量的材料。此外，尽管Sn基催化剂与磷一起可实现在较高TMCD含量下的良好TMCD并入，但该材料通常更有色并在相同制备条件下更迟缓地建立IV。

美国专利申请2007/0142511公开了可用钛基催化剂制备具有包含TMCD和EG和任选CHDM的二醇组分的聚酯。其指出通过除钛基催化剂外还使用锡基催化剂，可进一步改进TMCD并入。其进一步指出可通过添加一定量的含磷化合物改善这些共聚酯的颜色。这一公开文献公开了二醇组分的宽组成范围，其包含：(i) 大约1至大约90摩尔% TMCD残基；和(ii) 大约99至大约10摩尔% EG残基。但是，只要存在相对高量的EG，例如仅含TMCD和EG的聚合物，催化剂体系包含相对于Ti而言显著量的Sn。

在商业上需要具有使其对热塑性应用理想的性质组合，包括特定的缺口悬臂梁冲击强度、特定的特性粘度、特定的玻璃化转变温度(Tg)、特定的弯曲模量、良好澄清度和良好颜色的两种或更多种的组合的聚合材料。

此外，在商业上需要具有使其对热塑性应用合意的性质组合，包括特定的缺口悬臂梁冲击强度、特定的玻璃化转变温度(T_g)、特定的弯曲模量、良好澄清度和良好颜色的三种或更多种的组合的聚合材料。

发明概述

已经发现，当用与锰催化剂组合的钛催化剂催化DMT、EG和TMCD时，可将显著量的TMCD并入聚合物。还已经发现，当用与少量锡催化剂，例如少于25或少于20 ppm（如在最终聚合物中测得）组合的钛催化剂催化DMT、EG和TMCD时，可将显著量的TMCD并入聚合物。已经进一步发现，与钛催化剂组合的锰可用于制备具有极好颜色和机械性质的含有多于25摩尔%或多于30摩尔%或多于35摩尔% TMCD的基于DMT、TMCD和EG的聚酯。