生产低乙醛含量的聚酯制品的方法技术

从聚酯中除去乙醛的方法，该方法包括以下步骤： ａ）将熔融聚酯输送至具有聚合物压缩区的有排气口的、连续的螺杆式输送机中， ｂ）所说的输送机的螺杆旋转以在短于１５分钟的时间和在低于３００℃的温度下对熔融聚合物实施压缩并输送通过挤出机， ｃ）与步骤ｂ）同时，让吹扫剂流入所说的挤出机和然后流出从而除去熔融聚酯中的挥发性杂质并避免相当大的乙醛积累，和 ｄ）将脱除了挥发分的聚合物熔体输送至成型装置中，在其中成型制品。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，其中不需要常规的固态缩聚步骤。本专利技术的各步骤包括在熔体中的聚合反应，借助于吹扫剂的熔体脱挥发分，和制备有用的制品。本专利技术的背景本专利技术对于在食品包装领域中广泛使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)来说是尤为有用的。仅仅用于制造饮料瓶全世界每年就消耗十亿磅以上的PET。当PET用来包装食品和饮料时，聚合物中乙醛浓度若超过某一范围(高于大约10ppm)将给被包装食品和饮料带来异味。这一问题在生产高分子量PET的普通方法中成功地得以解决，该方法包括对苯二甲酸二甲酯(DMT)或对苯二甲酸(TPA)与乙二醇的熔融相聚合反应得到固有粘度(I.V.)为0.6的PET，熔融PET转化成粒料，这些粒料在大约190-230℃的温度下进行固态聚合反应达约4-16小时，从而得到具有为食品包装应用所需I.V.的PET。这一在受控条件下加热PET粒料的后续步骤是附加的聚合反应步骤并被称作固态聚合。这一固态聚合的有益特征是它从PET中除去了绝大部分的乙醛，而对于常规的熔融相聚合反应和造粒所生产PET聚合物粒料的特征是它含有较高水平的乙醛。固态方法，尽管非常有效，既耗时又花费大，显然希望免掉它。本专利技术的目的是提供一种无需固态乙醛除去方法就可减少熔融聚合物中乙醛含量的方法。时间和费用的节约十分显著。此外，本专利技术提供了从由粒料再熔融获得的、含有偏高水平的乙醛的熔融PET中除去乙醛的改进方法，或除去固体聚合物再熔融过程中产生乙醛的改进方法。熔融相排气是已知的并用来使聚合物和聚酯熔体脱除挥发分。实施例表明，真空脱挥发分减少了熔融聚酯中乙醛水平。然而，真空体系通常很难操作和很难保持为乙醛脱除所必要的高真空度。此外，真空排气挤出机的无空气渗漏操作是困难的。通过使用本专利技术中所描述的方法，不需要在固态中除去乙醛就能够提供具有合适I.V.和所希望的低乙醛含量的聚酯。一般情况是从固态聚酯中除去乙醛。例如，US专利4,263,425描述了从聚酯切片中除去乙醛的固态方法。其中指出，通过使用真空能够从聚酯熔体中部分除去乙醛，但同时指出，不能达到所要求的水平。此外，还指出，鉴于从高粘度的聚酯熔体中除去乙醛甚至更加困难，这一方法不太理想。所以，其中指出对于可接受的食品包装产品而在固态中除去乙醛是必要的。US专利4,064,112描述了在固态方法中克服发粘问题的方法。它讨论了仅用熔融相方法的缺点并指出“预计在熔体中有较高浓度的乙醛”。US专利5,102,594描述了固体PET在排气式挤出机中在真空下结晶以减少乙醛含量和提高聚合物的分子量。脱挥发分的固体聚合物立即熔融并直接挤出成最终产品。US专利4,591,629描述了在两步法中处理固相中聚酯来连续生产高分子量聚酯的方法，其中(1)在第一步中，聚酯用蒸汽或吹扫剂或含空气的气流在100-245℃下处理和(2)在第二步中在常压或在真空下于200-245℃下用吹扫剂和/或空气进行后缩合反应。该方法据说尤其可用来生产具有被溶解和结合的乙醛的总含量低于3ppm的高分子量PET的方法。该PET据说尤其可用来生产食品瓶和其它食物容器。使用挤出机将聚合物熔体脱挥发分在文献中已见报道。例如，Mack讨论了各种熔体脱挥发分应用的以下选择标准。对于单螺杆挤出机，Mack的文章指出在低粘度乙烯/乙酸乙烯共聚物中可脱挥发分至5ppm残留乙烯的范围。在较高粘度的聚合物中，15ppm水平都是可实现的。Biesenberger等人已公开了关于在真空下和吹扫剂氛围中在单螺杆排气式挤出机中从聚苯乙烯熔体中脱除苯乙烯的理论和实验数据，同时列举了其它实施例。例如，Biesenberger的数据和实施例表明，在脱挥发分后残余苯乙烯单体含量从5000ppm以上降低至约100ppm。Biesenberger将真空排气和常压下的氮气吹扫排气进行比较并得出结论对于从聚合物熔体中除去挥发分来说真空排气比试剂吹扫更有效。参见J.A.Biesenberger和G.Kessidis，聚合物工程科学，22，13，832-836(1982)和J.A.Biesenberger和D.H.Sebastian，聚合工程原理，Krieger PublishingCompany，6章(Malabar，Florida，1983)。现有的专利技术指出真空脱挥发分是从熔融聚合物中减少或除去挥发分的有效途径。例如，US专利4,362,852描述了用真空下操作的转盘处理器使熔融聚酯和聚酰胺脱挥发分的方法。该方法可将聚酰胺中残留单体减少至2.5wt％。该方法还可将聚酯中碳酸亚乙基酯和二氧化碳含量分别降低至100ppm和50ppm。US专利4,980,105提供了一个用挤出机脱除聚合物熔体中副产物的实施例。在这种情况下，副产物在早期的反应中形成并残留在聚合物中。使用真空排气的挤出机脱挥发分的方法可除去副产物。然而，从该实施例看脱除乙醛是很困难的，因为乙醛是在熔融聚酯中连续产生的副产物。日本特开专利申请 昭和53(1978)71162描述了通过将再熔融PET保持在低于250mmHg的压力下至少5秒和然后在常压或加压下保持5分钟以下来熔融处理聚酯和降低乙醛含量的方法。在该方法中所列举的实施例说明了随着在挤出机排气口真空压力的降低，乙醛的除去效率会提高。其中指出在高于250乇的压力和长的排气时间下，很难从聚酯中除去乙醛。US专利4,230,819描述了用干燥剂(在170℃-250℃下的空气或氮气)从结晶PET中除去乙醛的方法。其中指出，通过在加压下加热不能完全从PET中除掉乙醛。US专利4,255,295描述了从废料生产具有良好可纺性的聚合物的方法。它包括借助于螺杆将细切的废料压缩直至达到500kg/m3的堆积密度，将其引入双螺杆排气挤出机中使之熔融，和在减压下让熔融的聚合物进行后缩合操作。在聚合物的熔融和后缩合操作过程中，除去痕量的水和挥发性杂质。聚合物据说适用于纺丝操作和适用于塑料，但仅仅列举了无纺织物。US专利4,142,040描述了在熔融状态下处理饱和聚酯树脂以最大程度地减少降解产生乙醛的方法。该专利在4栏38行中公开“惰性气体---通过一个或多个管3引入料斗的底部或通过一个或多个管3a引入进料区(或两者都有)。当聚酯通过进料区的初始部分时惰性气体基本上从聚酯中冲洗出所有的空气”。附图的简述附图说明图1是说明在本专利技术的方法中可以使用的排气式挤出机的示意图。本专利技术的叙述根据本专利技术，提供了从聚酯中除去乙醛的方法，该方法包括以下步骤a)将熔融聚酯输送至具有聚合物压缩区的有排气口的、连续的螺杆式输送机中，b)所说的输送机的螺杆旋转以在短于15分钟的时间和在低于300℃的温度下对熔融聚合物实施压缩并输送通过挤出机，c)与步骤b)同时，让吹扫剂流入该挤出机和然后流出从而除去挥发性杂质并避免相当大的乙醛积累，和d)将脱除了挥发分的聚合物熔体输送至成型装置中，在其中成型制品。该方法特别适用的聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二羧酸乙二醇酯，和含有至多50mol％改性二元酸和/或二元醇的共聚酯。改性二元酸含有2-40个碳原子并包括间苯二甲酸，己二酸，戊二酸，壬二酸，癸二酸，富马酸，二聚体，顺式或反式-1，4-环己烷二羧酸，萘二羧酸的各种异构体等。高度有用的萘二羧酸包括2，6-，1，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·W·内尔森，C·彻赖，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：