由环氧烷和羧酸制备聚酯产物的方法技术

本发明专利技术涉及由环氧烷和羧酸制备聚酯产物的方法。更具体来讲，此方法涉及制备聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，其中对苯二甲酸与环氧乙烷反应形成部分酯化对苯二甲酸产物，随后所述部分酯化产物再与乙二醇反应制备聚对苯二甲酸乙二醇酯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。更具体来说，本专利技术涉及由环氧乙烷和对苯二甲酸(TPA)制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的方法。甚至更具体来说，本专利技术涉及通过使对苯二甲酸和环氧乙烷在催化剂和溶剂存在下反应形成部分酯化对苯二甲酸产物制备PET的方法。使所述部分酯化对苯二甲酸产物再与少量的乙二醇反应制备PET。
技术介绍
热塑性聚酯是在以高分子量制备时有用的逐步增长聚合物。在制备聚酯或共聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯)的常规方法中第一步是酯化或酯交换阶段，其中二酸(通常为对苯二甲酸)或二酯(通常为对苯二甲酸二甲酯)与适当的二醇(通常为乙二醇)反应得到双(羟基烷基)酯和一些低聚物。在此阶段生成水或醇，通常通过分馏将其移除。根据制备聚对苯二甲酸乙二醇酯和其他聚酯的目的，大量专利文献致力于描述制备适于作为原料的对苯二甲酸/乙二醇混合物的方法。通常，这些专利技术描述作为原料的纯化的对苯二甲酸固体和液体乙二醇的具体混合方案。另外，大量文献致力于制备适用于制备PET的粉末形式的纯化对苯二甲酸。本专利技术提供了由环氧乙烷和对苯二甲酸制备聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法。对苯二甲酸和环氧乙烷反应形成部分酯化对苯二甲酸产物。例如，以常规聚对苯二甲酸乙二醇酯方法或通过使用管式反应器使所述部分酯化对苯二甲酸产物随后与乙二醇反应制备聚对苯二甲酸乙二醇酯。与使用乙二醇相比，使用环氧乙烷可为优选的方法。另外，在使用环氧乙烷的酯化过程中，可比使用乙二醇的酯化需要更少的热量输入。缩聚步骤可在一个或多个阶段中进行，若需要，可加入乙二醇完成以增加速率和控制摩尔比。合适的催化剂和添加剂可在缩聚之前或缩聚期间加入。可能的催化剂包括基于Sb、Ge、Ti、Al、Sn和Zr的化合物或其组合。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供通过使至少一种羧酸与至少一种环氧烷在至少一种溶剂和至少一种碱性催化剂存在下在反应器区中接触制备部分酯化羧酸产物的方法。本专利技术的另一个目的是提供通过使对苯二甲酸与环氧乙烷在至少一种溶剂和至少一种碱性催化剂存在下在反应器区中接触制备部分酯化对苯二甲酸产物的方法。本专利技术的另一个目的是提供制备聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法，其通过使对苯二甲酸与环氧乙烷在溶剂和碱性催化剂存在下在反应器区中接触来制备部分酯化对苯二甲酸产物，接着使所述部分酯化对苯二甲酸产物与乙二醇反应制备聚对苯二甲酸乙二醇酯。本专利技术的一个实施方案提供了制备部分酯化羧酸产物的方法。所述方法包括使至少一种羧酸与至少一种环氧烷在至少一种溶剂和至少一种碱性催化剂存在下在反应器区中接触来制备部分酯化羧酸产物，其中所述环氧烷以约0.5∶1到小于1∶1的环氧烷与羧酸的摩尔比存在。本专利技术的另一个实施方案提供了制备部分酯化对苯二甲酸产物的方法。所述方法包括使对苯二甲酸与环氧乙烷在至少一种溶剂和至少一种碱性催化剂存在下在反应器区中接触来制备所述部分酯化对苯二甲酸产物，其中所述环氧乙烷以约0.5∶1到小于1∶1的环氧乙烷与对苯二甲酸的摩尔比存在。本专利技术的另一个实施方案提供了制备部分酯化对苯二甲酸产物的方法。所述方法包括使对苯二甲酸与环氧乙烷在至少一种溶剂和至少一种碱性催化剂存在下在反应器区中接触来制备所述部分酯化对苯二甲酸产物，其中所述环氧乙烷以约0.8∶1到1.2∶1的环氧乙烷与对苯二甲酸的摩尔比存在。本专利技术的另一个实施方案提供了制备聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法。所述方法包括(a)使对苯二甲酸与环氧乙烷在溶剂和碱性催化剂存在下在反应器区中接触以制备部分酯化对苯二甲酸产物，其中所述环氧乙烷以小于1∶1的环氧乙烷与对苯二甲酸的摩尔比存在；(b)使所述部分酯化对苯二甲酸产物与乙二醇反应以制备所述聚对苯二甲酸乙二醇酯。本专利技术的另一个实施方案提供了制备部分酯化对苯二甲酸产物的方法。所述方法包括使对苯二甲酸与环氧乙烷在二甲苯、低聚合聚酯或甲苯和三乙基胺存在下在反应器区中接触以制备所述部分酯化对苯二甲酸产物，其中所述环氧乙烷以0.5∶1到小于1∶1的环氧乙烷与对苯二甲酸的摩尔比存在；其中所述反应器区包含至少一个在使大部分环氧乙烷呈液相的压力下操作的反应器；其中所述反应器在约120℃到约280℃的温度下操作。本专利技术的另一个实施方案提供了制备部分酯化对苯二甲酸产物的方法。所述方法包括使对苯二甲酸与环氧乙烷在二甲苯、低聚合聚酯或甲苯和三乙基胺存在下在反应器区中接触以制备所述部分酯化对苯二甲酸产物，其中所述环氧乙烷以0.8∶1到小于1∶1的环氧乙烷与对苯二甲酸的摩尔比存在；其中所述反应器区包含至少一个在使大部分环氧乙烷呈液相的压力下操作的反应器；其中所述反应器在约120℃到约280℃的温度下操作。本领域的其他普通技术人员在阅读本公开之后将更显而易见这些目的和其他目的。专利技术详述本专利技术的一个实施方案提供了制备部分酯化羧酸产物的方法。所述方法包括使至少一种羧酸与至少一种环氧烷在溶剂和至少一种碱性催化剂存在下在反应器区中接触来制备所述部分酯化羧酸产物，其中所述环氧烷以约0.5∶1到小于1∶1的环氧烷与羧酸的摩尔比存在。所述环氧烷选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷或其混合物。优选所述环氧烷为环氧乙烷。合适的羧酸包括任何包含至少两个羧酸基团的化学化合物。例如，羧酸包括芳族二羧酸(优选具有8-14个碳原子)、脂族二羧酸(优选具有4-12个碳原子)或环脂族二羧酸(优选具有8-12个碳原子)。合适的羧酸的其他实例包括但不限于对苯二甲酸、间苯二甲酸、偏苯三酸、萘二甲酸、环己烷二甲酸、环己烷二乙酸、联苯-4，4′-二甲酸、联苯-3，4′-二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸和其混合物。合适的溶剂包括但不限于甲苯、二甲苯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、庚烷、环己烷和其他具有6-16个碳原子的环状和非环状烃、苯、甲基乙基酮、具有5-7个碳原子的其他酮(例如甲基异丙基酮、3-戊酮(二乙基酮)、3，3-二甲基-2-丁酮、乙基异丙基酮、甲基异丁基酮、3-己酮、3-庚酮、二异丙基酮)、氯苯和其他氯化芳族烃、低聚合聚酯等和其混合物。优选所述溶剂为低聚合聚酯、二甲苯或甲苯。当1g碱性催化剂溶解于100ml水中时其导致pH大于8。合适的碱性催化剂的实例包括但不限于伯胺、仲胺和叔胺、氢氧化苄基三烷基铵、氢氧化烷基/芳基铵盐和氢氧化四烷基铵盐。所述碱性催化剂可为三乙基胺、三丁基胺、三甲基胺、三丙基胺、三丁基胺、二异丙基胺、二异丙基乙基胺、氢氧化四甲基铵、氢氧化苄基三烷基铵、氢氧化四烷基铵或其混合物。所述碱性催化剂优选地选自三乙基胺和三丁基胺。所述碱性催化剂最优选三乙基胺。羧酸、环氧烷、溶剂和碱性催化剂可分别装入反应器区或以任何组合加以混合。优选在羧酸存在下加入碱性催化剂和环氧乙烷。对于反应器区来讲，对其构造形式并不存在具体限制。但是，所述反应器区的布置使环氧烷、羧酸、溶剂和碱性催化剂在给定方法条件下接触。通常，所述反应器区包含至少一个反应器。所述反应器区优选包含活塞流反应器，其中为了得到高反应速率和接近完全的环氧乙烷转化率，最终温度为约180℃到约280℃。副产物(例如二乙二醇(DEG))可通过加入少量水来控制，可使用水来确保环氧乙烷完全反应。羧酸、环氧烷、溶剂和碱性催化剂在反应器区中的反应在约120℃到约280℃的温度下进行。所述反应优选在约180℃到约280℃的温度下进行。该反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备部分酯化羧酸产物的方法，所述方法包括使至少一种羧酸与至少一种环氧烷在至少一种溶剂和至少一种碱性催化剂存在下在反应器区中接触以制备所述部分酯化羧酸产物；其中所述环氧烷以约０．５∶１到小于１∶１的环氧烷与羧酸的摩尔比存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AW怀特，MP埃卡特，LC温德斯，RG邦纳，AG万德尔斯，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]