聚酯树脂及用于制备该聚酯树脂的方法技术

本发明专利技术涉及聚酯树脂及用于制造该聚酯树脂的方法。该聚酯树脂包含：二羧酸部分，其包含对苯二甲酸；和二醇部分，其包含异山梨醇、环己烷二甲醇及剩余部分的其他二醇化合物，其中该聚酯树脂包含锌基催化剂和磷基稳定剂，具有特定的特性粘度和熔点，并且根据ASTM D 3985的该聚酯树脂的氧渗透率少于20毫升*毫米(平方米*天*大气压)。用于制造聚酯树脂的方法包括以下步骤：使二醇成分与二羧酸成分在酯化反应催化剂的存在下酯化反应的步骤，所述二醇成分包含异山梨醇、环己烷二甲醇及剩余部分的其他二醇化合物，所述二羧酸成分包含对苯二甲酸，所述酯化反应催化剂包含锌基化合物；当酯化反应已经达到至少80％时，添加磷基稳定剂；及使酯化反应产物缩聚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酯树脂及用于制备该聚酯树脂的方法
本专利技术涉及一种聚酯树脂以及一种用于制备该聚酯树脂的方法。更特别地，本专利技术涉及一种呈现出优良的物理性质比如对热、化学品、以及冲击的高抗性、并且具有优良的外观性质和高气密性的聚酯树脂以及用于制备该聚酯树脂的方法。技术背景通常，聚酯树脂通过使芳香族和脂肪族的二羧酸与二醇化合物反应来制备。聚酯树脂具有优良的物理和化学性质、在一般溶剂中是高度可溶的、是高度柔性的、对广泛范围的材料具有良好的粘合性和良好的可涂覆性(coatingworkability)等。由于这些优点，聚酯树脂被用于多种应用，比如用于纤维、薄膜、以及粘合剂。然而，先前已知的聚酯树脂具有对化学品比如人类在实际生活中经常经受的表面活性剂差的抗性，具有不适用于在特定应用中使用的颜色和外观性质并且具有不足够的耐冲击强度。已经通过多种方法进行尝试以解决聚酯的这样的问题，例如，包括在合成过程中添加多种起始物料、单体、或添加剂的方法，或包括与其他树脂混合的方法。特别地，从聚酯中获得的先前的合成纤维或合成树脂产品在外观上易于黄化。在试图隐藏或抵消这样的外观性质中，通常已经使用与使用添加剂比如钴基着色剂有关的方法。已知的是，在聚酯树脂的合成中，最终聚酯树脂的聚合度或存在于树脂的主链中的原材料的比例取决于原材料在酯化或转酯化期间的反应性和原材料在缩聚期间的蒸发程度而变化。特别地，当意图使用仲醇或叔醇作为二醇组分合成聚酯树脂时，需要足够长的反应时间或获得非常低的反应收率。近年来，用于使用诸如1,4-环己烷二甲醇或异山梨醇的醇作为反应物来合成聚酯树脂的方法已经是已知的。然而，根据此方法，使用仲醇使得难以实现高反应收率和显著改善的树脂聚合度。通过此方法合成的聚酯树脂未能充分地确保物理性质比如耐热性、耐化学性、以及耐冲击性超过最佳水平，或不具有在颜色、透明度等方面的适当的外观性质。因此，存在对开发用于制备具有改善的物理性质和优良的外观性质的聚酯树脂的方法的需求，通过所述方法，可以增加聚合反应的效率和原材料在最终产品中的残留率。专利技术详述技术目标本专利技术的一个目标是提供聚酯树脂，所述聚酯树脂呈现出优良的物理性质比如对热、化学品和冲击的高抗性，并且具有优良的外观性质和高气密性。本专利技术的另一目标是提供用于制备具有改善的物理性质和优良的外观性质的聚酯树脂的方法，通过所述方法可以增加聚合反应的效率和原材料在最终产物中的残留率。技术解决方案提供聚酯树脂，所述聚酯树脂包含：二羧酸组分的部分，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸；和二醇组分的部分，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，其中所述聚酯树脂具有0.5dl/g至1.0dl/g的特性粘度和如通过ASTMD3985测量的少于20毫升*毫米/(平方米*天*大气压)的氧渗透率。还提供用于制备聚酯树脂的方法，所述方法包括：使二醇组分与二羧酸组分在酯化反应催化剂的存在下酯化，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸，所述酯化反应催化剂包含锌化合物；在当酯化度达到至少80％时，向酯化反应混合物添加磷基稳定剂；以及使酯化反应产物经受缩聚。现在，将更详细地描述根据本专利技术的具体实施方案的聚酯树脂及其制备方法。根据本专利技术的一个实施方案，聚酯树脂可以包含：二羧酸组分的部分，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸；和二醇组分的部分，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，其中所述聚酯树脂具有0.5dl/g至1.0dl/g的特性粘度和如通过ASTMD3985测量的少于20毫升*毫米/(平方米*天*大气压)的氧渗透率。如先前已知的，异山梨醇是具有低反应性的仲醇。使用异山梨醇制备的聚酯树脂具有改善的物理性质比如良好的耐热性，但过量的异山梨醇剩下未反应，未参与酯化反应。此外，产物的低聚合度使其难以获得足够的耐冲击强度和气密性。本专利技术人对具有改善的物理性质的聚酯的合成进行研究，并且因此，通过实验发现，在以下情况下可以提供呈现出优良的物理性质比如对热、化学品和冲击的高抗性并且具有优良的外观性质和高气密性的聚酯树脂：将包含锌化合物的催化剂用于酯化反应，在酯化反应结束时例如在当酯化度达到至少80％时，将磷基稳定剂添加到反应溶液，并且使产生的酯化反应产物经受缩聚，这些将在以下的制备方法中描述。本专利技术已经在此发现的基础上完成。特别地，聚酯树脂通过以下制备方法合成并且包含具有相对低的反应性的可控量的异山梨醇。此外，聚酯树脂可以特别地包含相对大量的异山梨醇。在这种情况下，可以确保聚酯树脂的优良的物理性质，使得聚酯树脂可适用于商业产品。特别地，如下文描述的，在合成聚酯的过程中，使用包含锌化合物的酯化反应催化剂和在酯化反应结束时添加磷基稳定剂使得能够在短的反应时间内从反应物制备具有高聚合度的中间体和最终反应产物。因此，聚酯树脂可以具有高聚合度、优良的外观性质、以及高气密性。因此，聚酯树脂可以具有高耐热性、高粘度以及优越的耐冲击强度。此外，聚酯树脂由于其分子结构特征可以具有低的氧渗透率。如上文所描述，聚酯树脂可以具有如通过ASTMD3985测量的少于20毫升*毫米/(平方米*天*大气压)的氧渗透率。至今已知的其他聚酯树脂已经通过添加或使用多种添加剂、染料等来合成以实现改善的外观性质或透明度。与此对比，根据本专利技术的实施方案的聚酯树脂可以呈现出优良的外观性质和高透明度，使得聚酯树脂甚至在不使用任何另外的添加剂或染料的情况下适用于商业化。在聚酯树脂的合成过程中，相对小量的原材料剩下未反应，未参与反应，并且原材料以高效率和高聚合度反应。因此，聚酯树脂可以具有0.5dl/g至1.0dl/g的特性粘度。聚酯树脂包含：二羧酸组分的部分，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸；和二醇组分的部分，所述二醇组分包含异山梨醇、环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物。如本文所使用，术语“部分”指的是当特定化合物参与化学反应以形成产物时，被包含在产物中并且来源于该特定化合物的某些片段或单元。例如，二羧酸组分的部分和二醇组分的部分分别指的是在由酯化反应或缩聚反应形成的聚酯中的来源于二羧酸组分的片段和来源于二醇组分的片段。术语“二羧酸组分”意图包括二羧酸比如对苯二甲酸、其烷基酯(包括C1-C4低级烷基酯，比如单甲基酯、单乙基酯、二甲基酯、二乙基酯、或二丁基酯)、和/或其酸酐。二羧酸可以与二醇组分反应以形成二羧酸部分，比如对苯二甲酰基部分。在聚酯的合成中，使用对苯二甲酸作为二羧酸组分中的一种可以有助于改善聚酯树脂的物理性质，比如耐热性、耐化学性、或耐气候性(例如，防止由UV引起的分子量减少或黄化)。二羧酸组分还可以包括芳香族二羧酸组分、脂肪族二羧酸组分、或其混合物作为其他二羧酸组分。术语“其他二羧酸组分”意指除了对苯二甲酸之外的二羧酸组分。芳香族二羧酸组分可以是C8-C20、优选地C8-C14的芳香族二羧酸或其混合物。芳香族二羧酸组分的具体实例包括但不限于间苯二甲酸、萘二羧酸比如2,6-萘二羧酸、联苯二羧酸、4,4’-二苯乙烯二羧酸、2,5-呋喃二羧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯树脂，所述聚酯树脂包含：二羧酸组分的部分，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸；和二醇组分的部分，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，其中所述聚酯树脂具有0.5dl/g至1.0dl/g的特性粘度和通过ASTM D3985测量的少于20毫升*毫米/(平方米*天*大气压)的氧渗透率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.05 KR 10-2012-00604521.一种聚酯树脂，所述聚酯树脂包含：二羧酸组分的部分，所述二羧酸组分包含对苯二甲酸；和二醇组分的部分，所述二醇组分包含5摩尔％至60摩尔％的异山梨醇、10摩尔％至80摩尔％的环己烷二甲醇、以及余量的其他二醇化合物，其中所述聚酯树脂具有0.5dl/g至1.0dl/g的特性粘度和通过ASTMD3985测量的少于20毫升*毫米/(平方米*天*大气压)的氧渗透率；以及其中所述聚酯树脂含有基于所述树脂的总量的依据中心金属原子含量的1ppm至100ppm的锌基催化剂和10ppm至300ppm的磷基稳定剂。2.根据权利要求1所述的聚酯树脂，其中所述其他二醇化合物包括选自由脂肪族二醇化合物和芳香族二醇化合物组成的组的至少一种化合物。3.根据权利要求1所述的聚酯树脂，其中所述磷基稳定剂包括选自由磷酸、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、以及膦酰基乙酸三乙酯组成的组的至少一种化合物。4.根据权利要求1所述的聚酯树脂，其中所述锌基催化剂包括选自由乙酸锌、乙酸锌二水合物、氯化锌、硫酸锌、硫化锌、碳酸锌、柠檬酸锌、以及葡萄糖酸锌组成的组的至少一种化合物。5.根据权利要求1所述的聚酯树脂，还包括基于所述树脂的总量的1ppm至100ppm的至少一种缩聚反应催化剂，所述至少一种缩聚反应催化剂选自由钛化合物、锗化合物、锑化合物、铝化合物、以及锡化合物组成的组。6.一种用于制备根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金志玹，李有真，
申请(专利权)人：SK化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR