一种共聚酯及其所制成的聚酯充填瓶制造技术

一种共聚酯，包含对苯二甲酸乙二醇酯、萘环结构成分及二乙二醇，且萘环结构成分的含量为基于共聚酯介于０．８～３．０摩尔％，二乙二醇的含量为基于共聚酯介于１．０～２．０摩尔％，其固有粘度为０．７６～０．９０ｄｌ／ｇ，特别适用于制成热充填温度超过８２℃且能通过巴斯德高温杀菌测试的聚酯充填瓶。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种共聚酯，尤指一种含有少量萘环结构成分且抑制二乙二醇含量的共聚酯。
技术介绍
含有萘环结构的热塑性共聚酯(以下简称为共聚酯)，其玻璃转移温度是比一般聚酯较高，但这种共聚酯的萘环成分必须达到高含量程度，才能显现较佳的耐热效果，此乃聚酯
所熟知的习用技术，例如，美国专利第6,551,675号即揭露了一种含5～15摩尔％萘环结构成分的共聚酯。尤其，使用含有萘环结构的共聚酯为材质且制成聚酯充填瓶(container)时，可使聚酯充填瓶拥有更佳的耐高温度特性，且能通过巴斯德高温杀菌测试，此亦为聚酯
的习用技术。例如，美国专利第6,284,920号揭露了一种基于共聚酯含有萘环结构成分3摩尔％或5摩尔％的共聚酯，并使用此共聚酯制成聚酯充填瓶，且能通过巴斯德高温杀菌测试。上述这种共聚酯的惯用制法，包括采用DMT工艺或采用PTA工艺二种。以DMT工艺制造这种共聚酯，是使用2，6-萘二羧酸酯(简称NDC)为原料，且利用DMT酯交换反应而取得含萘环结构的共聚酯，其成本较便宜且已商业化。以PTA工艺制造这种共聚酯，是使用纯度较低的2，6-萘二羧酸(简称NDA)为原料，且利用PTA直接酯化反应而取得含萘环结构的共聚酯，其成本较昂贵。但是，上述这种共聚酯的制法，如果是在PTA工艺中使用2，6-萘二羧酸酯(NDC)为原料时，因为熔融缩聚合反应的速率会明显变慢，故在缩聚合反应过程中必须添加酯交换反应触媒来促进酯交换反应，以取得含萘环结构的共聚酯。例如，上述美国专利第6,551,675号即揭露在直接酯化反应的末期再加入酯交换反应触媒，以制成一种含5～15摩尔％萘环结构成分的共聚酯。此外，以上述制法生产这种共聚酯时，在生产过程中必须添加较高含量的2，6-萘二羧酸酯(NDC)，才能使以这种共聚酯制成的聚酯充填瓶可以承受较高的热充填温度和通过巴斯德高温杀菌测试。因此，这种共聚酯采用上述制法的制造成本较昂贵，且导致商业化阻力亦相对提高。另外，一般常见的聚酯充填瓶，是使用一般均一型聚酯(Homopolymer)或含有例如间苯二甲酸、二乙二醇或环己烷二甲醇等共聚合单体的任意型聚酯(Random Polymer)，根据热结晶固定工艺(Heatsetting)或者非热结晶固定(Non-heatsetting)工艺制成；该一般型聚酯制成的非热结晶固定型充填瓶的热充填温度不会高于82℃，而该一般型聚酯所制成的热结晶固定型充填瓶的热充填温度不会高于92℃；尤其，一般型聚酯制成的非热结晶固定型充填瓶经充填饮料，再通过巴斯德氏高温杀菌隧道后会发生变形而不被饮料业者接受。
技术实现思路
本专利技术所示的共聚酯，是一种具有萘环结构成分的共聚酯，且其制法是采用在PTA直接酯化反应工艺中添加约3摩尔％以内的2，6-萘二羧酸酯(NDC)，尤其在缩聚合反应过程中不须添加酯交换反应触媒，就可制成具有萘环结构的共聚酯，故突破了以往认为缩聚合反应会变慢的偏见。本专利技术所示的共聚酯，为含有对苯二甲酸乙二醇酯、萘环结构成分及二乙二醇的共聚酯，且萘环结构成分的含量为基于共聚酯介于0.8～3.0摩尔％，二乙二醇的含量为基于共聚酯介于1.0～2.0摩尔％，其固有粘度为0.76～0.90dl/g，特别适用于制成耐热充填温度超过82℃且能通过巴斯德高温杀菌测试的聚酯充填瓶。以本专利技术的共聚酯制成的聚酯充填瓶，可以应用于包装茶，果汁，软性碳酸饮料或其它食物、饮料或营养剂等；其包装充填方式可采用热充填并封盖后再经过冷却的方式，或者以冷充填后再经过巴斯德高温杀菌方式。以本专利技术的共聚酯制成的聚酯充填瓶，可以制成具有单层或多层结构的聚酯充填瓶，且在聚酯充填瓶的制瓶过程中，可视需要添加入吸氧剂，紫外线吸收剂，乙醛吸收剂或者色料染剂等改质剂。具体实施例方式本专利技术所示的共聚酯，是一种具有萘环结构成分的共聚酯，其制法是在PTA工艺中使用2，6-萘二羧酸酯(NDC)为原料，尤其在缩聚合反应过程中不须添加酯交换反应触媒，就可制成具有萘环结构的共聚酯。本专利技术所示的共聚酯，含有对苯二甲酸乙二醇酯、萘环结构成分及二乙二醇，且萘环结构成分的含量为基于共聚酯介于0.8～3.0摩尔％，二乙二醇的含量为基于共聚酯介于1.0～2.0摩尔％，其固有粘度为0.76～0.90dl/g，但以0.80～0.86dl/g为最佳实施例。本专利技术所示的共聚酯的制法，说明如下将乙二醇(EG)注入设有搅拌器的槽体中，且在搅拌器搅拌状态下注入2，6-萘二羧酸酯(NDC)以调制成浆体；再通过计量喂料帮浦将所调制的浆体连续注入已将纯对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)预先调制成浆体且仍持续在搅拌中的浆料槽中，持续搅拌这两种浆体使2，6-萘二羧酸酯(NDC)、纯对苯二甲酸(PTA)及乙二醇(EG)形成均匀的浆料溶液。其中，为了确保浆料能够在浆料槽中搅拌均匀，浆料中的乙二醇基于2，6-萘二羧酸酯与纯对苯二甲酸的摩尔比，应介于1.05～2.0，而且浆料在浆料槽中的停留时间，应不低于30分钟。同时，为了使浆料的浓度稳定，可利用一种浆体密度控制器作连续控制，以及，为了使浆料的密度稳定，浆体的温度最好不高于60℃。续将所制成的浆体利用帮浦连续输送至两个串联的酯化反应槽中进行酯化反应，第一个酯化反应槽的转化率约介于80～92％，第二个酯化反应槽的转化率约于95～98％；而且，酯化反应温度介于240～270℃，较好为250～260℃，酯化压力介于2.0Kg/cm2～常压，较好介于1.0Kg/cm2～0.1Kg/cm2，酯化反应时间介于3～8小时，较好介于4～6小时。在本专利技术的直接酯化反应过程中会形成乙二醇、水及微量的甲醇，并经由汽化管进入蒸馏塔中进行分离。其中，从蒸馏塔的塔底收集的乙二醇再回流至酯化反应槽，从蒸馏塔的塔顶收集的水及微量的甲醇，则引导至废水处理厂进行处理。经过上述直接酯化反应所制成的单体，连续以输送帮浦移转至预聚合槽进行预聚合反应。预聚合反应可在一个或两个槽体中进行，预聚合的温度介于260～280℃，较好为介于250～260℃；预聚合反应的压力为中度真空负压的环境，真空压力介于10～200mmHg。预聚合反应产生的乙二醇等气态副产物因真空负压被抽至冷却器中而转变为液态。预聚合反应的时间介于0.5～2.0小时。经过上述预聚合反应后的低聚合物，连续以帮浦输送至主聚合槽进一步进行聚缩合反应，以提高黏度至至少0.55dl/g。主聚合槽可以为一个或两个槽体，主聚合反应的温度介于270～290℃，较好为介于270～285℃。主聚合反应的压力为高度真空负压的环境，利用多段式喷射器使真空压力低于2mmHg，并且以主聚合反应的真空度连续控制最终聚合体的黏度值(单位为Poise)。经过上述主聚合反应完成后的聚合体，以帮浦连续输送且经过一组滤网后，被输送至一组多孔模头(Diehead)，再以切粒机切成非结晶性聚酯粒(amorphous Resin)。将所制成的非结晶性聚酯粒，通过常见的连续式固态聚合设备，例如瑞士Buhler公司、意大利Sinco公司或美国Bepex公司制造的连续式固态聚合设备，以提高聚酯粒的分子量，使得聚酯粒的固有粘度达到0.76～0.90dl/g的范围内，最好为0.80～0.86dl/g的范围内。上述所制成的聚酯粒，利用射出吹瓶机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚酯，适用于制备热充填温度超过８２℃的聚酯充填瓶，含有对苯二甲酸乙二醇酯、萘环结构成分及二乙二醇，且基于共聚酯，萘环结构成分的含量为介于０．８～３．０摩尔％，二乙二醇的含量为介于１．０～２．０摩尔％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：简日春，
申请(专利权)人：南亚塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]