CN116635447A - 具有包含锂和镓原子的改进催化剂体系的包含四甲基环丁二醇的聚酯组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚酯组合物,其包含:(1)至少一种聚酯,其包含:(a)二羧酸组分,其包含:(i)约70至约100mol%的对苯二甲酸或其酯的残基;(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;(b)二醇组分,其包含:(i)约10至约50mol%的2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二醇残基;(ii)约50至约90mol%的改性二醇残基;其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及(2)锂原子、镓原子;和任选地,小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0至30ppm、或0至20ppm、或0至10ppm、或0ppm的锡原子。
Description
技术领域
本发明涉及由对苯二甲酸或其酯、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)和至少一种改性二醇的残基制成的聚酯组合物。聚酯组合物可以由包含锂和镓的催化剂体系催化,可以产生良好的TMCD结合、改进的颜色和反应性,以在组成范围内获得所需的IV。
背景技术
锡(Sn)基催化剂通常在将TMCD引入聚酯中是最有效的(Caldwell等,CA 740050,和Kelsey等,Macromolecules 2000,33,581)。然而,锡基催化剂通常在EG存在下产生黄色至琥珀色的共聚酯,例如参见Kelsey的美国专利5,705,575;和Morris等,美国专利5,955,565。
据报道,钛(Ti)基催化剂在将2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)掺入聚酯中时是无效的(Caldwell等,CA 740050,Kelsey等,Macromolecules2000,33,5810)。
美国专利申请No.2007/0142511公开了具有包含TMCD和EG的二醇组分和任选地一定水平的CHDM的聚酯可以用钛基催化剂制备。它表明,除了钛基催化剂之外,还可以通过使用锡基催化剂来改进TMCD的结合。它进一步表明,这些共聚酯的颜色可以通过添加一定含量的含磷化合物来改进。该出版物公开了具有二醇组分的宽组成范围,其包含:(i)约1至约90mol%的TMCD残基;和(ii)约99至约10mol%EG残基。然而,当存在相对高含量的EG时,催化剂体系需要大量的Sn。
商业上需要具有使其理想地用于注塑、吹塑、挤出和热成型的膜和片材应用的性质的组合的聚合物材料,包括以下性质中的一种或多种、两种或更多种、或三种或更多种的组合:良好的缺口Izod冲击强度、良好的比浓对数黏度、良好的玻璃化转变温度(Tg)、良好的挠曲模量、良好的拉伸强度、良好的透明度、良好的颜色、良好的洗碗机性能、良好的TMCD结合、良好的TMCD产率、以及良好的/改进的熔体和/或热稳定性。
发明内容
一方面,本发明涉及包含TMCD、锂原子和镓原子残基的新型聚酯和/或聚酯组合物,其可以不可预期地具有一种或多种、两种或更多种、或三种或更多种以下性质的组合:良好的缺口Izod冲击强度、良好的比浓对数黏度、良好的玻璃化转变温度(Tg)、良好的挠曲模量、良好的拉伸强度、良好的透明度、良好的颜色、良好的洗碗机性能、良好的TMCD结合、良好的TMCD产率、以及良好的/改进的熔体或热稳定性。
不可预期的是,当使用不需要使用锡催化剂和/或钛催化剂的催化剂体系来制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物时,它们将具有这些性能。
在一个方面,提供了含有锂原子和镓原子的组合的聚酯和/或聚酯组合物,其还包含:(a)二羧酸组分,其包含:(i)70-100mol%的对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯残基;和(ii)约0至约30mol%的具有至多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)2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和至少一种改性二醇残基;或(ii)10-50mol%或10-60mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和50-90mol%或40-90mol%的改性二醇残基;或(iii)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和约50至约90mol%的1,4-环己烷二甲醇残基;或(iv)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基;和约50至约90mol%的乙二醇(EG)残基,和任选地,约0.01至约5mol%的二甘醇残基;或(v)10-50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和50-90mol%的二甘醇(DEG)残基;或(vi)10-60mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和40-90mol%的新戊二醇(NPG)残基,基于100mol%的总二醇残基和100mol%的总二酸残基。
在一个方面,对于以上二醇组分(b)(i)和(b)(ii),改性二醇可包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个方面,对于以上二醇组分(b)(iii),改性二醇可包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合。
在一个方面,对于二醇组分(b)(iv),改性二醇可以包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个方面,对于二醇组分(b)(v),改性二醇可包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个方面,对于二醇组分(b)(vi),改性二醇可包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含约10至约50mol%、或约10至约45mol%、或约10至约40mol%、或约10至约35mol%、或约15至约45mol%、或约15至约40mol%、或约15至约35mol%、或约20至约45mol%、或约20至约40mol%、或约20至约35mol%、或约25至约40mol%、或约25至约45mol%、或约25至约40mol%、或约30至约40mol%的量的TMCD残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。其它改性二醇可包括其余的摩尔百分数。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含约55至约90mol%、或约60至约90mol%、或约65至约90mol%、或约55至约85mol%、或约60至约85mol%、或约65至约85mol%、或约55至约80mol%、或约60至约80mol%、或约65至约80mol%、或约60至约75mol%的CHDM残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。其它改性二醇可包括其余的摩尔百分数。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以不含CHDM残基,或者含有小于10mol%的CHDM,或者小于5mol%的CHDM,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含20-45mol%的TMCD残基和55-80mol%的CHDM残基;或20-40mol%的TMCD残基和60-80mol%的CHDM残基;或20-35mol%的TMCD残基和65-80mol%的CHDM残基;或25-45mol%的TMCD残基和55-75mol%的CHDM残基;或25-40mol%的TMCD残基和60-75mol%的CHDM残基;或25-35mol%的TMCD残基和65-75mol%的CHDM残基;或30-35mol%的TMCD残基和65-70mol%的CHDM残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物,其中TMCD:CHDM为1:9至1:1、或1:4至1:1、或1:3至1:1.5、或1:3至1:1、或1:2至1:1、或1:1.5至1:1。
一方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含EG残基,或者可以不包含EG残基。
在一个实施例中,本发明的聚酯组合物可以包含EG残基,其量为约40至约90mol%、或约40至约80mol%、或约40至约70mol%、或约45至约75mol%、或50至约90mol%、或约50至约80mol%、或约50至约70mol%、或约60至约90mol%、或约60至约80mol%、或约65至约90mol%、或约65至约80mol%、或约70至约90mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯组合物可以包含小于70mol%、或小于60mol%、或小于55mol%、或小于50mol%、或小于45mol%、或小于40mol%、或小于30mol%、或小于25mol%、或小于20mol%、或小于15mol%、或小于10mol%的EG残基、或小于5mol%的EG残基、或0mol%的EG残基。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含EG残基而不含CHDM残基,或者包含小于10mol%的CHDM,或者小于5mol%的CHDM,任选地其中剩余的改性二醇包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含20-45mol%的TMCD残基、20-45mol%的CHDM残基、和10-60mol%的EG残基;或20-40mol%的TMCD残基、20-40mol%的CHDM残基、和20-60mol%的EG残基;或20-35mol%的TMCD残基、20-35mol%的CHDM残基、和30-60mol%的EG残基;或25-45mol%的TMCD残基、或25-45mol%的CHDM残基、和10-50mol%的EG残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个方面,用于本发明的聚酯和/或聚酯组合物的二醇组分包括但不限于以下范围组合中的至少一种:约10至约27mol%的TMCD和约90至约73mol%的EG;约15至约26mol%的TMCD和约85至约74mol%的EG;约18至约26mol%的TMCD和约82至约77mol%的EG;约20至约25mol%的TMCD和约80至约75mol%的EG;约21至约24mol%的TMCD和约79至约76mol%的EG;或约22至约24mol%TMCD和约78至约76mol%EG。在该实施例中,DEG可以存在,或者加入或者原位形成。如果原位形成,DEG可以以至多2mol%的量存在。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基,其是包含大于50mol%的顺-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于50mol%的反-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、或大于70mol%的顺-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于30mol%的反-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、或大于90mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于10mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、或大于95mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于5mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的组合。
在一个方面,最终聚合物中的TMCD结合或转化的程度可大于55mol%;或大于50mol%;或大于45mol%;或45mol%或更大;大于40mol%;或大于35mol%;或大于30mol%;或大于25mol%;或大于20mol%;或大于10mol%。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和新戊二醇中至少一种的残基。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以不包含己二醇,和/或不包含丙二醇,和/或不包含丁二醇。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含DEG残基,其量为约60至约90mol%、或约60至约85mol%、或约60至约75mol%、或约50至约90mol%、或约50至约85mol%,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:10至50mol%的TMCD残基和50至90mol%的DEG残基;或10至45mol%的TMCD残基和55至90mol%的DEG残基;或10至40mol%的TMCD残基和60至90mol%的DEG残基;或10至35mol%的TMCD残基和65至90mol%的DEG残基;或15至50mol%的TMCD残基和50至85mol%的DEG残基;或15至45mol%的TMCD残基和55至85mol%的DEG残基;或15至40mol%的TMCD残基和60至85mol%的DEG残基;或15至35mol%的TMCD残基和65至85mol%的DEG残基,或20至45mol%的TMCD残基和55至80mol%的DEG残基;或20至40mol%的TMCD残基和60至80mol%的DEG残基;或20至35mol%的TMCD残基和65至80mol%的DEG残基;或25至45mol%的TMCD残基和55至75mol%的DEG残基;或25至40mol%的TMCD残基和60至75mol%的DEG残基;或25至35mol%的TMCD残基和65至75mol%的DEG残基;或30至35mol%的TMCD残基和65至70mol%的DEG残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包括其中不存在NPG的方面,或者其中NPG以小于90mol%、或小于80mol%、或小于70mol%、或小于60mol%、或小于50mol%、或小于40mol%、或小于30mol%、或小于20mol%、或小于10mol%、或小于5mol%的量存在,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:10-45mol%的TMCD残基和55-90mol%的NPG残基;或10-40mol%的TMCD残基和60-90mol%的NPG残基;或10-35mol%的TMCD残基和65-90mol%的NPG残基;或20-45mol%的TMCD残基和55-80mol%的NPG残基;或20-40mol%的TMCD残基和60-80mol%的NPG残基;或20-35mol%的TMCD残基和65-80mol%的NPG残基;或25-45mol%的TMCD残基和55-75mol%的NPG残基;或25-40mol%的TMCD残基和60-75mol%的NPG残基;或25-35mol%的TMCD残基和65-75mol%的NPG残基;或30-35mol%的TMCD残基和65-70mol%的NPG残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个方面,本发明聚酯的二酸组分可包含改性芳族和/或脂族二羧酸酯残基。
在一个方面,本发明聚酯的二酸组分可包含对苯二甲酸二甲酯的残基。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%的对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约15至约50mol%、或约25至约45mol%、或约30至约40mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约50至约85mol%、或约55至约75mol%、或约60至约70mol%的1,4-环己烷二甲醇的残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子、镓原子、和任选地,小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0至30ppm、或0至20ppm、或0至10ppm、或0ppm的任何钛原子、锡原子或其组合;
其中比浓对数黏度为0.35至1.2dL/g、或0.35至1.0dL/g、或0.35至0.80dL/g、或0.35至0.75dL/g、或0.40至0.75、或0.45至0.75dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于20、或小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或小于4、或小于3、或1至10、或1至9、或1至8、或1至7、或1至6、或1至5、或2至20、或2至18、或2至15、或2至14、或2至小于10、或3至20、或3至小于20、或3至18、或3至15、或3至14、或3至12、或3至10、或3至小于10、或3至7、或3至5的b*值;以及50至99、或50至90、或60至99、或60至90、或60至85、或60至80、或65至99、或65至90、或65至85、或65至80、或65至75、或70至99、或70至95、或70至90、或70至85、或70至80、或75至95、或75至90、或75至85、或80至90的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。在一些实施例中,a*值也可以小于2、或小于1、或小于0.50、或小于0、或小于-0.01、或小于-0.50、或小于-1、或小于-1.5、或小于-2。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%的对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约50至约90mol%的乙二醇残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子和镓原子、和任选地,小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0至30ppm、或0至20ppm、或0至10ppm、或0ppm的任何钛原子、锡原子或其组合;
其中比浓对数黏度为0.35至1.2dL/g、或0.35至1.0dL/g、或0.35至0.80dL/g、或0.35至0.75dL/g、或0.40至0.75、或0.45至0.75dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于20、或小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或1至15、或1至14、或1至13、或1至12、或1至10、或1至5的b*值;以及50至99、或50至90、或60至99、或60至90、或60至85、或60至80、或65至99、或65至90、或65至85、或65至80、或65至75、或70至99、或70至95、或70至90、或70至85、或70至80、或75至95、或75至90、或75至85、或80至90的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在一个方面,本发明的聚酯或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%的对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约10至约50mol%、或约15至约45mol%、或约20至约45mol%、或约25至约45mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约50至约90mol%、或约55至约85mol%、或约55至约80mol%的二甘醇残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子、镓原子、和任选地,小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0至30ppm、或0至20ppm、或0至10ppm、或0ppm的任何钛原子、锡原子或其组合;
其中比浓对数黏度为0.55至0.75dL/g、或0.60至0.75dL/g、或0.60至0.70,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有1至20、或1至15、或1至14、或1至13、或1至12、或1至10、或1至5的b*值;以及50至99、或50至90、或60至99、或60至90、或60至85、或60至80、或65至99、或65至90、或65至85、或65至80、或65至75、或70至99、或70至95、或70至90、或70至85、或70至80、或75至95、或75至90、或75至85、或80至90的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。在一些实施例中,a*值也可以小于2、或小于1.5、或小于1、或小于0.50、或小于0、或小于-0.01、或小于-0.50、或小于-1、或小于-1.5、或小于-2。
在一个方面,本发明的聚酯或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%的对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约15至约60mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约40至约85mol%的新戊二醇残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子和镓原子、和任选地,小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0至30ppm、或0至20ppm、或0至10ppm、或0ppm的任何钛原子、锡原子或其组合;
其中比浓对数黏度为0.35至0.75dL/g、或0.35至0.70dL/g、或0.35至0.60dL/g、或0.40至0.75、或0.45至0.75dL/g或0.40至0.70dL/g、或0.40至0.65dL/g、或0.40至0.60dL/g、或0.45至0.75dL/g、或0.45至0.70dL/g、或0.45至0.65dL/g、或0.45至0.60dL/g、或0.50至0.75dL/g、或0.50至0.70dL/g、或0.50至0.65dL/g、或0.50至0.60dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或1至15、或1至10、或1至9、或1至8、或1至7、或1至6、或1至5的b*值;以及50至99、或50至90、或60至99、或60至90、或60至85、或60至80、或65至99、或65至90、或65至85、或65至80、或65至75、或70至99、或70至95、或70至90、或70至85、或70至80、或75至95、或75至90、或75至85、或80至90的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在一个方面,对于本发明的所有聚酯和/或聚酯组合物,比浓对数黏度可以为0.35至1.2dL/g、或0.35至0.80dL/g、或0.35至0.75dL/g、或0.35至0.70dL/g、或0.35至0.60dL/g、或0.40至0.75dL/g、或0.40至0.70dL/g、或0.40至0.65dL/g、或0.40至0.60dL/g、或0.45至0.75dL/g、或0.45至0.70dL/g、或0.45至0.65dL/g、或0.45至0.60dL/g、或0.50至1.2dL/g、或0.50至0.80dL/g、或0.50至0.75dL/g、或0.50至0.70dL/g、或0.50至0.65dL/g、或0.50至0.60dL/g、或0.55至0.75dL/g、或0.55至0.70dL/g、或0.60至0.75dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的。
在一个实施例中,对于本发明的聚酯和/或聚酯组合物,例如某些含新戊二醇的组合物,比浓对数黏度可以为0.20-1.2dL/g、或0.20-0.75dL/g、或0.20-0.50dL/g、或0.25-1.2dL/g、或0.25-0.75dL/g、或0.25-0.50dL/g。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的Tg可以为85-130℃、或100-130℃、或100-125℃、或100-120℃。对于TMCD-EG聚酯,Tg可以为以下范围之一:85-100℃、86-99℃、87-98℃、88-97℃、89-96℃、90-95℃、91-95℃、92-94℃。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以具有4,800至16,000的数均分子量。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以具有-10至小于20、-10至小于18、-10至小于15、-10至小于10、或1至小于20、或1至小于18、或5至小于20、或5至小于18、或8至小于20、或8至小于18、或8至小于18、或-3至10、或-5至5、或-5至4、或-5至3、或1至20、或1至18、或1至15、或1至14、或1至小于10、或1至10、或1至9、或1至8、或1至7、或1至6、或1至5、或2至20、或2至18、或2至15、或2至14、或2至小于10、或3至20、或3至18、或3至15、或3至14、或3至小于10、或3至小于20、或小于20、或小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或小于4、或小于3的b*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的L*值可为50至99、或50至90、或60至99、或60至90、或60至85、或60至80、或65至99、或65至90、或65至85、或65至80、或65至75、或70至99、或70至95、或70至90、或70至85、或70至80、或75至95、或75至90、或75至85、或80至90,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在一个实施例中,可以在有调色剂的情况下和/或在没有调色剂的情况下,取得b*和/或L*和/或a*的值。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种支化剂的残基,其量为0.01至10mol%、或0.01至5mol%,基于二酸或二醇残基的总摩尔百分数。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的熔体黏度可以小于30,000、或小于20,000、或小于12,000、或小于10,000、或小于7,000、或小于5,000、或小于3,000泊,如在290℃下在旋转熔体流变仪上以1弧度/秒测量的。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物在23℃下,在1/8英寸厚的棒中根据ASTM D256用10密耳切口可具有至少1ft-lbs/英寸、或至少2ft-lbs/英寸、或至少3ft-lbs/英寸、或至少7.5ft-lbs/英寸,或至少10ft-lbs/英寸的缺口Izod冲击强度。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种锂源,所述锂源包括碳酸锂、乙酸锂、苯甲酸锂、琥珀酸锂、乙酰丙酮锂、甲醇锂、草酸锂、硝酸锂、乙醇锂、氢氧化锂、氢化锂、二醇锂、烷基锂、氢化镓锂、硼氢化锂、氧化锂中的至少一种。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种锂源,所述锂源包括乙酸锂、乙酰丙酮锂、氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂或硝酸锂中的至少一种。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种锂源,该锂源是乙酰丙酮锂。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含相对于所制备的最终聚酯的质量的以下量的锂原子:20至1000ppm、或20至750ppm、或20至500ppm、或20至300ppm、或20至275ppm、或20至250ppm、或20至200ppm、或20至175ppm、或20至150ppm、或20至125ppm、或20至120ppm、或20至115ppm、或20至110ppm、或20至100ppm、或25至1000ppm、或25至750ppm、或25至500ppm、或25至300ppm、或25至275ppm、或25至250ppm、或25至200ppm、或25至175ppm、或25至150ppm、或25至125ppm、或25至120ppm、或25至115ppm、或25至110ppm、或25至100ppm、或30至1000ppm、或30至750ppm、或30至500ppm、或30至300ppm、或30至275ppm、或30至250ppm、或30至200ppm、或30至175ppm、或30至150ppm、或30至125ppm、或30至120ppm、或30至115ppm、或30至110ppm、或30至100ppm、或40至1000ppm、或40至750ppm、或40至500ppm、或40至300ppm、或40至275ppm、或40至250ppm、或40至200ppm、或40至175ppm、或40至150ppm、或40至125ppm、或40至120ppm、或40至115ppm、或40至110ppm、或30至100ppm、或50至1000ppm、或50至750ppm、或50至500ppm、或50至300ppm、或50至275ppm、或50至250ppm、或50至200ppm、或50至175ppm、或50至150ppm、或50至140ppm、或50至130ppm、或50至125ppm、或50至120ppm、或50至115ppm、或50至110ppm、或50至100ppm、或60至1000ppm、或60至750ppm、或60至500ppm、或60至300ppm、或60至275ppm、或60至250ppm、或60至200ppm、或60至175ppm、或60至150ppm、或60至140ppm、或60至130ppm、或60至125ppm、或60至120ppm、或60至115ppm、或60至110ppm、或60至100ppm、或75至1000ppm、或75至750ppm、或75至500ppm、或75至300ppm、或75至250ppm、或75至200ppm、或75至175ppm、或75至150ppm、或75至140ppm、或75至130ppm、或75至125ppm、或75至120ppm、或75至115ppm、或75至110ppm、或75至100ppm、或80至1000ppm、或80至750ppm、或80至500ppm、或80至300ppm、或80至275ppm、或80至250ppm、或80至200ppm、或80至175ppm、或80至150ppm、或80至140ppm、或80至130ppm、或80至125ppm、或80至120ppm、或80至115ppm、或100至1000ppm、或100至750ppm、或100至500ppm、或100至400ppm、或100至300ppm、或100至275ppm、或100至250ppm、或100至200ppm、或150至1000ppm、或150至750ppm、或150至500ppm、或150至400ppm、或150至300ppm、或150至250ppm、或200至1000ppm、或200至750ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm,或200至250ppm。
在一个方面,存在于本发明的聚酯和/或聚酯组合物中的锂原子的量通常为至少5ppm、或至少8ppm、或至少10ppm、或至少15ppm、或至少20ppm、或至少25ppm、或至少30ppm、或至少35ppm、或至少40ppm、或至少45ppm、或至少50ppm、或小于125ppm,以及小于115ppm、或小于100ppm、或小于90ppm、或小于80ppm、或小于75ppm、或小于70ppm、或小于65ppm、或小于60ppm、或小于55ppm,相对于所制备的最终聚酯的质量。
在一个方面,锂原子的重量范围可以为10ppm至125ppm、或20ppm至125ppm、或25ppm至125ppm、或30ppm至125ppm、或35ppm至125ppm、或40ppm至125ppm、或45ppm至125ppm、或50ppm至125ppm、或10ppm至100ppm、或20ppm至100ppm、或25ppm至100ppm、或30ppm至100ppm、或35ppm至100ppm、或40ppm至100ppm、或45ppm至100ppm、或50ppm至100ppm、或10ppm至75ppm、或15ppm至75ppm、或20ppm至75ppm、或25ppm至75ppm、或30ppm至75ppm、或35ppm至75ppm、或40ppm至75ppm、或45ppm至75ppm、或50ppm至75ppm、或10ppm至65ppm、或20ppm至65ppm、或30ppm至65ppm、或35ppm至65ppm、或40ppm至65ppm、或45ppm至65ppm、或10ppm至50ppm、或20ppm至50ppm、或30ppm至50ppm、或35ppm至50ppm、或40ppm至50ppm、或10ppm至40ppm、或20ppm至40ppm、或30ppm至40ppm、或10ppm至35ppm、或20ppm至35ppm、或30ppm至35ppm、或10ppm至30ppm,相对于所制备的最终聚酯的质量。
在一个实施例中,锂原子的重量范围可以是10ppm至125ppm、或20ppm至125ppm、或25ppm至125ppm、或30ppm至125ppm、或35ppm至125ppm、或40ppm至125ppm、或45ppm至125ppm、或50ppm至125ppm,相对于所制备的最终聚酯的质量。
在一个方面,聚酯组合物可以包含至少一种催化活性的镓源。这些镓化合物可以包括具有至少一个有机取代基的镓化合物。
镓化合物的合适例子可以包括至少一种镓的羧酸盐。镓的例子可以包括至少一种镓源,其选自乙酸镓、苯甲酸镓、硫酸镓、乳酸镓、月桂酸镓、硬脂酸镓、醇化镓、乙醇镓、异丙醇镓、三正丁醇镓、三叔丁醇镓、二异丙醇单仲丁氧基镓、和镓螯合物、二异丙醇乙基乙酰乙酸镓、三(乙基乙酰乙酸)镓、烷基乙酰乙酸、二异丙醇镓、单乙酰乙酸双(乙基乙酰乙酸)镓、三(乙酰乙酸)镓或乙酰丙酮镓。在一个方面,或本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含氢氧化镓、乙酰丙酮镓、乙酸镓、异丙醇镓或硫酸镓。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种选自乙酰丙酮镓和异丙氧基镓的镓源。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种选自乙酰丙酮镓的镓源。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含的镓原子的量为50至1000ppm、或50至750ppm、或50至500ppm、或50至300ppm、或50至250ppm、或50至200ppm、或60至1000ppm、或60至750ppm、或60至500ppm、或60至300ppm、或60至250ppm、或60至200ppm、或75至1000ppm、或75至750ppm、或75至500ppm、或75至300ppm、或75至250ppm、或75至200ppm、或100至1000ppm、或100至750ppm、或100至500ppm、或100至400ppm、或100至300ppm、或100至250ppm、或100至200、或150至1000ppm、或150至750ppm、或150至500ppm、或150至400ppm、或150至300ppm、或150至250ppm、或200至1000ppm、或200至750ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm、或200至250ppm、或250至1000ppm、或250至750ppm、或250至500ppm、或250至475ppm、或250至450ppm、或250至400ppm、或250至375ppm、或250至350ppm、或200至300ppm、或200至250ppm、或275至1000ppm、或275至750ppm、或275至500ppm、或275至475ppm、或275至450ppm、或275至425ppm、或275至400ppm、或275至350ppm、或300至1000ppm、或300至750ppm、或300至500ppm、或300至475ppm、或300至450ppm、或300至425ppm、或300至400ppm、或325至1000ppm、或325至750ppm、或325至500ppm、或325至475ppm、或325至450ppm、或325至425ppm,相对于所制备的最终聚酯的质量。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以具有的催化剂金属原子的总量为200至800ppm、或200至750ppm、或200至700ppm、或200至600ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm、或250至600ppm、或250至500ppm、或250至450ppm、或250至400ppm、或300至600ppm、或300至450ppm、或350至450ppm、或300至400ppm、或350至450ppm、或300至500ppm、或300至450ppm,相对于所制备的最终聚酯的质量。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种下列比率的锂原子(ppm)与镓原子(ppm),相对于所制备的最终聚酯的质量:0.50-1:5至5:1、或0.50-1:4至4:1、或0.50-1:3至3:1、或0.50:1至1:5、或0.50-1至1:4、或0.60-1:5至5:1、或0.60-1:4至4:1、或0.60-1:3至3:1、或0.60:1至1:5、或0.60-1至1:4、或0.70-1:5至5:1、或0.70-1:4至4:1、或0.70-1:3至3:1、或0.70-1:2至2:1、或0.70-1.2至1:4、或0.75-1:5至5:1、或0.75-1.2至1:4至4:1、或0.75-1:3至3:1、或0.75-1:2至2:1、或0.75-1.0至1:4、或0.8:1.2至1:4、或0.8-1:5至5:1、或1.1至1:1.5:1、或0.8-1:5至5:1、或0.8-1.2至1:4至4:1、或0.8-1:3至3:1、或0.8-1:2至2:1、或0.8-1.2至1:4。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以具有0.01至300、或0.01至250、或0.01至200、或0.01至150、或0.01至130、或0.01至120、或0.10至300、或0.10至250、或0.10至200、或0.10至150、或0.10至130、或0.10至120、或0.20至300、或0.20至250、或0.20至200、或0.20至150、或0.20至130、或0.20至120、或0.15至300、或0.15至250、或0.15至200、或0.15至150、或0.15至130、或0.15至120的聚合度。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何钛原子和/或锡原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的锰原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的锌原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何钛原子、锡原子和/或锰原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何钛原子、锡原子和/或锌原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的铝原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何钛原子、锡原子、锰原子、镁原子、钴原子、钙原子、镉原子和/或锌原子,并且可排除这些的任何组合或可排除所有这些。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何锰原子、锌原子、钙原子和/或镉原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何元素周期表第II族金属。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何锗原子和/或锑原子。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的任何钠原子和/或钾原子。
在一个方面,本发明的聚酯组合物可以包含至少一种本发明的聚酯和至少一种选自以下至少一种的聚合物的共混物:其它聚酯,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),包括但不限于回收PET、聚对苯二甲酸(亚环己基)酯(例如PCT)、改性PET或用1,4-环己烷二甲醇CHDM改性的PET(例如PETG)、聚(醚酰亚胺)、聚苯醚、聚苯醚/聚苯乙烯共混物、聚苯乙烯树脂、聚苯硫醚、聚苯硫醚/砜、聚(酯碳酸酯)、聚碳酸酯、聚砜、聚砜醚和聚(醚-酮)。
在一个方面,本发明的聚酯组合物可以包含至少一种聚碳酸酯,或不含聚碳酸酯,或不含碳酸酯基团。
在一个方面,本发明的聚酯组合物可以不含交联剂。
在一个方面,本发明的聚酯组合物可以包含至少一种磷化合物的残基。
在一个方面,本发明的聚酯组合物可以包含磷酸、亚磷酸、膦酸、次膦酸、亚膦酸和/或其各种酯和/或盐的残基。这些酯可以是烷基、支链烷基、取代烷基、双官能烷基、烷基醚、芳基和取代芳基。
在一个方面,本发明的聚酯组合物可以包含取代或未取代的烷基磷酸酯、取代或未取代的芳基磷酸酯、取代或未取代的混合烷基芳基磷酸酯,二磷酸盐、磷酸的盐、氧化膦和混合芳基烷基亚磷酸盐、其反应产物和/或其组合。
在一个方面,本发明的聚酯组合物可以包含取代或未取代的烷基磷酸酯、取代或未取代的芳基磷酸酯、取代或未取代的混合烷基芳基磷酸酯,其反应产物及其组合中的至少一种。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以不包含磷化合物。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含本发明的聚酯与回收的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(rPET)的共混物。
在一个方面,提供了一种用于制备本发明的任何聚酯或聚酯组合物的方法,包括以下步骤:
(I)在选自0psig至100psig范围的至少一种压力下,在选自150℃至300℃的至少一种温度下加热混合物,其中所述混合物包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)70至100mol%的对苯二甲酸残基;
(ii)0至30mol%的具有至多20个碳原子的芳族二羧酸残基;以及
(iii)0至10mol%的具有至多16个碳原子的脂族二羧酸残基;以及
(b)二醇组分,其包含:
(i)10至50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;以及
(ii)50至90mol%的改性二醇残基;
其中,步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比为1.0-1.5/1.0;(II)在选自步骤(I)的最终压力至0.02托绝对压力的至少一种压力下,在230℃至320℃的温度下加热步骤(I)的产物1至6小时;
其中,步骤(I)或(II)中的混合物分别在加热时,在至少一种选自至少一种镓化合物和一种锂化合物的催化剂的存在下加热;以及
其中步骤(II)之后的最终产物包含锂原子和镓原子;
其中最终聚酯的二羧酸组分的总mol%是100mol%;
其中最终聚酯的二醇组分的总mol%是100mol%;
其中最终聚酯的比浓对数黏度为0.35-1.2dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.25g/50ml的浓度确定的;以及
其中最终聚酯的Tg为85℃至130℃。
在一个方面,提供了上述方法,除了在步骤(I)中加入锂催化剂源和在步骤(II)中加入所述镓催化剂源。
在一个方面,制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物的方法可以包括间歇或连续方法。
在一个方面,制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物的方法包括连续方法。
在一个方面,本发明涉及制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物的方法,包括以下步骤:
(I)在选自0psig至100psig范围的至少一种压力下,在选自150℃至300℃的至少一种温度下加热混合物,其中所述混合物包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约90至约100mol%的对苯二甲酸残基;
(ii)约0至约10mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;以及
(b)二醇组分,其包含:
(i)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;以及
(ii)约50至约90mol%的至少一种改性二醇残基;
其中,步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比为1.01-3.0/1.0;以及其中TMCD以约10至50mol%的量添加,和任选地,使得在反应中TMCD转化至少30%和获得具有约10至50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基的最终聚合物;
其中在以下物质的存在下加热步骤(I)中的混合物:
(i)至少两种包含Li和Ga的催化剂;和(ii)和任选的至少一种磷化合物;
(II)在选自步骤(I)的最终压力至0.02托绝对压力的至少一种压力下,在230℃至320℃的温度下加热步骤(I)的产物1至6小时,以形成最终聚酯;
其中最终聚酯的二羧酸组分的总mol%是100mol%;并且其中最终聚酯的二醇组分的总mol%是100mol%;
其中聚酯和/或聚酯组合物的比浓对数黏度为0.35-0.80dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.25g/50ml的浓度确定的;并且其中,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的,聚酯的L*色值为75或更大、或大于75、或50至99、或50至90、或60至99、或60至90、或60至85、或60至80、或65至99、或65至90、或65至85、或65至80、或65至75、或70至99、或70至95、或70至90、或70至85、或70至80、或75至95、或75至90、或75至85、或80至90。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种磷酸酯,无论是否作为热稳定剂存在。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物不含支化剂,或者,在聚酯聚合之前或聚合期间加入至少一种支化剂。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种支化剂,而与其中添加该支化剂的方法或顺序无关。
在一个方面,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以是无定形的或半结晶的。在一个方面,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以具有相对低的结晶度。因此,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以具有基本上无定形的形态,这意味着聚酯包含基本上无序的聚合物区域。
可用于本发明的至少一种磷化合物选自烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、混合烷基芳基磷酸酯、其反应产物、及其组合中的至少一种。
在一个方面,用于本发明的至少一种磷化合物可以包含至少一种芳基磷酸酯。
在一个方面,用于本发明的至少一种磷化合物可以包含至少一种未取代的芳基磷酸酯。
在一个方面,至少一种用于本发明的磷化合物可以包含至少一种未被苄基取代的芳基磷酸酯。
在一个方面,用于本发明的至少一种磷化合物可以包含至少一种三芳基磷酸酯。
在一个方面,用于本发明的至少一种磷化合物可以包含至少一种未被苄基取代的三芳基磷酸酯。
在一个方面,用于本发明的至少一种磷化合物可以包含至少一种烷基磷酸酯。
在一个方面,可用于本发明的至少一种磷化合物可包含磷酸三苯酯和/或MerpolA。在一个实施例中,本发明的任何聚酯组合物可包含磷酸三苯酯。
在一个方面,本文所述的用于制备任何聚酯组合物和/或聚酯的任何方法可以包含至少一种混合烷基芳基亚磷酸酯,例如双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,也称为Doverphos S-9228(Dover Chemicals,CAS#154862-43-8)。
在一个方面,本文所述的用于制备任何聚酯组合物和/或聚酯的任何方法可以包含至少一种氧化膦。
在一个方面,本文所述的用于制备任何聚酯组合物和/或聚酯的任何方法可以包括至少一种磷酸盐,例如KH2PO4和Zn3(PO4)2。
据信,制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物的任何方法都可以用于制备本发明的任何聚酯和/或聚酯组合物。
在一个方面,本发明任何方法的步骤(I)中使用的压力可以由选自0psig-75psig的至少一种压力组成。在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(I)中使用的压力可以由选自0psig-50psig的至少一种压力组成。
在一个方面,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自20托绝对压力至0.02托绝对压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自10托绝对压力至0.02托绝对压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自5托绝对压力至0.02托绝对压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自3托绝对压力至0.02托绝对压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由至少一种选自20托绝对压力至0.1托绝对压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自10托绝对压力至0.1托绝对压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由至少一种选自5托对压力至0.1托绝对压力的压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自3托绝对压力至0.1托绝对压力的至少一种压力组成。
在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.0-3.0/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.0-2.5/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.0-2.0/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.0-1.75/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.0-1.5/1.0。
在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.01-3.0/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.01-2.5/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.01-2.0/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.01-1.75/1.0;在一个方面,在本发明的任何方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.01-1.5/1.0。
在制备本发明聚酯和/或聚酯组合物的任何方法实施例中,步骤(II)的加热时间可以是1-5小时。在制备本发明聚酯和/或聚酯组合物的任何方法实施例中,步骤(II)的加热时间可以是1-4小时。在制备本发明聚酯和/或聚酯组合物的任何方法实施例中,步骤(II)的加热时间可以是1-3小时。在制备本发明聚酯和/或聚酯组合物的任何方法实施例中,步骤(II)的加热时间可以是1.5-3小时。在制备本发明聚酯和/或聚酯组合物的任何方法实施例中,步骤(II)的加热时间可以是1-2小时。
存在于最终聚酯或最终聚酯组合物中的镓原子和锂原子的重量可以在例如任何上述重量范围或比率的最终聚酯中测量。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可用于非涂料组合物、非粘合剂组合物、热塑性聚酯组合物、制造制品、成型制品、热塑性成型制品、模塑制品、挤出制品、注塑制品、吹塑制品、膜和/或片材(例如压延、流延或挤出)、热成型的膜或片材、容器和/或瓶子(例如奶瓶或运动瓶或水瓶)。
在一个方面,聚酯和/或聚酯组合物可用于成型制品,包括但不限于挤出和/或模塑制品,包括但不限于注塑制品、挤出制品、流延挤出制品、型材挤出制品、熔纺制品、热成型制品、挤出模塑制品、注射吹塑制品、注射拉伸吹塑制品、挤出吹塑制品和挤出拉伸吹塑制品。这些制品可包括但不限于膜、瓶、容器、饮具、医疗部件、片材和/或纤维。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以用于各种类型的薄膜和/或片材,包括但不限于挤塑薄膜和/或片材、压塑薄膜和/或片材、溶液流延薄膜和/或片材。制备膜和/或片的方法包括但不限于挤出、压塑和溶液流延。
在一个方面,本发明涉及包含本发明的聚酯和/或聚酯组合物的热成型膜和/或片。
在一个方面,制备可用于本发明的和本文所述的或本领域普通技术人员已知的聚酯的任何方法可用于制备本发明的任何聚酯和/或聚酯组合物。
在一个方面,本文所述的任何聚酯和/或聚酯组合物也被认为在本发明的范围内,而不管使用哪种方法来制备它们,以及由其制备的任何产品。
在一个方面,本发明涉及制造制品,例如成型制品,其包含本发明的任何聚酯和/或聚酯组合物。
具体实施方式
通过参考以下本发明某些实施例的详细描述和工作实例,可以更容易地理解本发明。根据本发明的目的,本发明的某些实施例在发明内容中描述,并且在下文中进一步描述。此外,本文描述了本发明的其它实施例。
据信,由对苯二甲酸、其酯和/或其组合、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和至少一种改性二醇形成的本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物,以及进一步包含某些催化剂和稳定剂、其反应产物和其组合,可以具有一种或多种、两种或更多种或三种或更多种的组合,具有良好的缺口Izod冲击强度、良好的比浓对数黏度、良好的玻璃化转变温度(Tg)、良好的挠曲模量、良好的拉伸强度、良好的透明度、良好的颜色、良好的洗碗机耐久性、良好的TMCD结合、良好的TMCD产率和良好/改进的熔体和/或热稳定性。
在一个实施例中,在一定组成范围内,含有2,2,4,4-四甲基-l,3-环丁二醇和至少一种改性二醇的共聚酯可以用包含至少一种锂催化剂和至少一种镓催化剂的催化剂体系制备。
据信,这些共聚酯的颜色可以通过在聚合期间添加一定含量的含磷化合物/稳定剂来改进。
本发明涉及基于对苯二甲酸或其酯、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和至少一种改性二醇的聚酯,其通过提供改进特性(如本文所讨论)的某些催化剂类型和/或量催化,并且在某些实施例中,通过至少一种锂催化剂和至少一种镓催化剂催化,可以产生良好的TMCD结合、改进的颜色(更高的亮度和/或更少的黄色)和反应性以在本文所述的组成范围内获得所需的比浓对数黏度(IV)。
当锂加入到本发明的聚酯和/或聚酯组合物和/或制备聚酯的方法中时,它以锂化合物的形式加入到制备聚酯的方法中。加入到本发明的聚酯和/或本发明的聚酯组合物和/或本发明的方法中的锂化合物的量可以以存在于最终聚酯中的锂原子的形式测量,例如,以ppm测量的重量。
当镓加入到本发明的聚酯和/或聚酯组合物和/或制备聚酯的方法中时,它以镓化合物的形式加入到制备聚酯的方法中。加入到本发明的聚酯和/或本发明的聚酯组合物和/或本发明的方法中的镓化合物的量可以以存在于最终聚酯中的镓原子的形式测量,例如,以ppm测量的重量。
当磷加入到本发明的聚酯和/或聚酯组合物和/或制备聚酯的方法中时,它以磷化合物的形式加入到制备聚酯的方法中。在一个实施例中,该磷化合物可以包含至少一种磷酸酯。加入到本发明聚酯和/或本发明聚酯组合物和/或本发明方法中的磷化合物[例如磷酸酯]的量可以以存在于最终聚酯中的磷原子的形式测量,例如以ppm重量测量。
本文所用的术语“聚酯”旨在包括“共聚酯”,并且应理解为是指通过一种或多种双官能羧酸和/或多官能羧酸与一种或多种双官能羟基化合物和/或多官能羟基化合物例如支化剂的反应制备的合成聚合物。通常,双官能羧酸可以是二羧酸,双官能羟基化合物可以是二元醇,例如二醇和二元醇。本文所用的术语“二醇”包括但不限于二元醇、二醇和/或多官能羟基化合物,例如支化剂。或者,双官能羧酸可以是羟基羧酸,例如对羟基苯甲酸,并且双官能羟基化合物可以是带有2个羟基取代基的芳核,例如氢醌。本文所用的术语“残基”是指通过缩聚和/或酯化反应由相应单体引入聚合物中的任何有机结构。如本文所用,术语“重复单元”是指具有通过羰氧基键合的二羧酸残基和二醇残基的有机结构。因此,例如,二羧酸残基可以衍生自二羧酸单体或其相关的酰卤、酯、盐、酸酐和/或其组合。此外,如本文所用,术语“二酸”包括多官能酸,例如支化剂。因此,本文所用的术语“二羧酸”包括二羧酸和二羧酸的任何衍生物,包括其相关的酰卤、酯、半酯、盐、半盐、酸酐、混合酸酐和/或其组合,它们可用于与二醇的反应过程以制备聚酯。如本文所用,术语“对苯二甲酸”旨在包括对苯二甲酸本身及其残基以及对苯二甲酸的任何衍生物,包括其相关的酰卤、酯、半酯、盐、半盐、酸酐、混合酸酐和/或它们的组合或它们的残基,其可用于与二醇的反应过程以制备聚酯。
用于本发明的聚酯通常可由二羧酸和二醇制备,所述二羧酸和二醇以基本上相等的比例反应并作为它们相应的残基引入聚酯聚合物中。因此,本发明的聚酯可以含有基本上相等摩尔量的酸残基(100mol%)和二醇(和/或多官能羟基化合物)残基(100mol%),使得重复单元的总摩尔数等于100mol%。因此,本公开中提供的摩尔百分数可以基于酸残基的总摩尔数、二醇残基的总摩尔数或重复单元的总摩尔数。例如,基于总酸残基,含有10mol%间苯二甲酸的聚酯是指在总共100mol%酸残基中,聚酯含有10mol%间苯二甲酸残基。因此,在每100摩尔酸残基中存在10摩尔间苯二甲酸残基。在另一个实例中,基于总二醇残基,含有25mol%2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的聚酯是指在总共100mol%二醇残基中,聚酯含有25mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基。因此,在每100摩尔中有25摩尔2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基。
在某些实施例中,本发明包括聚酯和/或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)70-100mol%对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯残基;和(ii)约0至约30mol%的具有至多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)2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和至少一种改性二醇残基;或(ii)10-50mol%,或10-60mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和40-90mol%,或50-90mol%的改性二醇残基;或(iii)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和约50至约90mol%的1,4-环己烷二甲醇残基;或(iv)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基;和约50至约90mol%乙二醇(EG)残基,和任选地,约0.01至约5mol%二甘醇残基;或(v)10-50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和50-90mol%的二甘醇(DEG)残基;或(vi)10-60mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)残基和40-90mol%的新戊二醇(NPG)残基。
在一个实施例中,对于以上二醇组分(b)(i)和(b)(ii),改性二醇可以包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个实施例中,对于上述二醇组分(b)(iii),改性二醇可以包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合。
在一个实施例中,对于二醇组分(b)(iv),改性二醇可以包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个实施例中,对于二醇组分(b)(v),改性二醇可以包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或它们的组合中的至少一种。
在一个实施例中,对于二醇组分(b)(vi),改性二醇可以包括1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含约10至约50mol%,或约10至约45mol%,或约10至约40mol%,或约10至约35mol%,或约15至约45mol%,或约15至约40mol%,或约15至约35mol%,或约20至约45mol%,或约20至约40mol%,或约20至约35mol%,或约25至约40mol%,或约25至约45mol%,或约25至约40mol%,或约30至约40mol%的TMCD残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。其它改性二醇可包括其余的摩尔百分数。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含约55至约90mol%,或约60至约90mol%,或约65至约90mol%,或约55至约85mol%,或约60至约85mol%,或约65至约85mol%,或约55至约80mol%,或约60至约80mol%,或约65至约80mol%,或约60至约75mol%的CHDM残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。其它改性二醇可包括其余的摩尔百分数。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以不含CHDM残基,或者含有不超过10mol%,或者不超过5mol%的CHDM残基,基于最终聚酯中二醇残基的总mol%等于100mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含10-50mol%的TMCD残基和50-90mol%的CHDM残基;或10-45mol%的TMCD残基和55-90mol%的CHDM残基;或10-40mol%的TMCD残基和60-90mol%的CHDM残基;或10-35mol%的TMCD残基和65-90mol%的CHDM残基;或15-50mol%的TMCD残基和50-85mol%的CHDM残基;或15-45mol%的TMCD残基和55-85mol%的CHDM残基;或15-40mol%的TMCD残基和60-85mol%的CHDM残基;或15-35mol%的TMCD残基和65-85mol%的CHDM残基;或20-45mol%的TMCD残基和55-80mol%的CHDM残基;或20-40mol%的TMCD残基和60-80mol%的CHDM残基;或20-35mol%的TMCD残基和65-80mol%的CHDM残基;或25-45mol%的TMCD残基和55-75mol%的CHDM残基;或25-40mol%的TMCD残基和60-75mol%的CHDM残基;或25-35mol%的TMCD残基和65-75mol%的CHDM残基;或30-35mol%的TMCD残基和65-70mol%的CHDM残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物,其中TMCD:CHDM为1:9至1:1,或1:4至1:1,或1:3至1:1.5,或1:3至1:1,或1:2至1:1,或1:1.5至1:1。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含EG残基或者可以不包含EG残基。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含大约60-大约90mol%,或者大约65-大约90mol%,或者大约70-大约90mol%的EG残基。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含小于70mol%,或者小于60mol%,或者小于50mol%,或者小于40mol%,或者小于30mol%,或者小于20mol%,或者小于10mol%的EG残基。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含EG残基而不含CHDM残基,或者包含小于10mol%的CHDM或小于5mol%的CHDM,其中剩余的改性二醇包含二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对-二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含以下范围中的至少一种:20-45mol%的TMCD残基,20-45mol%的CHDM残基,和10-60mol%的EG残基;或20-40mol%的TMCD残基,20-40mol%的CHDM残基,和20-60mol%的EG残基;或20-35mol%的TMCD残基,20-35mol%的CHDM残基,和30-60mol%的EG残基;或25-45mol%的TMCD残基,或25-45mol%的CHDM残基,和10-50mol%的EG残基,基于最终聚酯中二醇残基的总mol%等于100mol%。
在一个实施例中,用于本发明聚酯和/或聚酯组合物的二醇组分包括但不限于以下范围组合中的至少一种:约10至约27mol%的TMCD和约90至约73mol%的EG;约15至约26mol%的TMCD和约85至约74mol%的EG;约18至约26mol%的TMCD和约82至约77mol%的EG;约20至约25mol%的TMCD和约80至约75mol%的EG;约21至约24mol%的TMCD和约79至约76mol%的EG;或约22至约24mol%TMCD和约78至约76mol%EG。在该实施例中,DEG可以存在,或者加入或者原位形成。如果原位形成,DEG可以以至多2mol%的量存在。
在本发明的方面中,聚酯可以包含小于约2mol%的具有3-16个碳原子的第二改性二醇。在某些实施例中,聚酯含有小于约2mol%的任何改性二醇。在某些实施例中,聚酯不含其它添加的改性二醇。应当理解,在加工过程中可原位形成一些其它二醇残基。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和新戊二醇中至少一种的残基。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以不包含己二醇,和/或不包含丙二醇和/或不包含丁二醇。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含DEG残基,其量为约60至约90mol%,或约60至约85mol%,或约60至约75mol%,或约50至约90mol%,或约50至约85mol%,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:10至50mol%的TMCD残基和50至90mol%的DEG残基;或10至45mol%的TMCD残基和55至90mol%的DEG残基;或10至40mol%的TMCD残基和60至90mol%的DEG残基;或10至35mol%的TMCD残基和65至90mol%的DEG残基;或15至50mol%的TMCD残基和50至85mol%的DEG残基;或15至45mol%的TMCD残基和55至85mol%的DEG残基;或15至40mol%的TMCD残基和60至85mol%的DEG残基;或15至35mol%的TMCD残基和65至85mol%的DEG残基;或20至45mol%的TMCD残基和55至80mol%的DEG残基;或20至40mol%的TMCD残基和60至80mol%的DEG残基;或20至35mol%的TMCD残基和65至80mol%的DEG残基;或25至45mol%的TMCD残基和55至75mol%的DEG残基;或25至40mol%的TMCD残基和60至75mol%的DEG残基;或25至35mol%的TMCD残基和65至75mol%的DEG残基;或30-35mol%的TMCD残基和65-70mol%的DEG残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包括其中不存在NPG的方面,或者其中NPG以小于90mol%,或小于80mol%,或小于70mol%,或小于60mol%,或小于50mol%,或小于40mol%,或小于30mol%,或小于20mol%,或小于10mol%的量存在,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:10-45mol%的TMCD残基和55-90mol%的NPG残基;或10-40mol%的TMCD残基和60-90mol%的NPG残基;或10-35mol%的TMCD残基和65-90mol%的NPG残基;或20-45mol%的TMCD残基和55-80mol%的NPG残基;或20-40mol%的TMCD残基和60-80mol%的NPG残基;或20-35mol%的TMCD残基和65-80mol%的NPG残基;或25-45mol%的TMCD残基和55-75mol%的NPG残基;或25-40mol%的TMCD残基和60-75mol%的NPG残基;或25-35mol%的TMCD残基和65-75mol%的NPG残基;或30-35mol%的TMCD残基和65-70mol%的NPG残基,基于最终聚酯中二醇残基的总摩尔百分数等于100mol%。
对于所需的聚酯,顺式/反式2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的摩尔比可以不同于各自的纯形式及其组合。在某些实施例中,顺式和/或反式2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的摩尔百分数大于50mol%顺式且小于50mol%反式;或大于55mol%顺式和小于45mol%反式;或50至70mol%顺式和50至30mol%反式;或60至70mol%顺式和30至40mol%反式;或大于70mol%顺式和小于30mol%反式;或大于90mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于10mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;或大于95mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于5mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;其中顺式-和反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的总摩尔百分数等于100mol%。在另外的实施例中,顺式/反式2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的摩尔比可以在50/50-0/100的范围内变化,例如在40/60-20/80之间变化。
在一个实施例中,最终聚合物中TMCD结合或转化的程度可大于55mol%;或大于50mol%;或大于45mol%;或45mol%或更大;大于40mol%;或大于35mol%;或大于30mol%;或大于25mol%;或大于20mol%;或大于10mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含1,4-环己烷二甲醇。在另一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含1,4-环己烷二甲醇和1,3-环己烷二甲醇。顺式/反式1,4-环己烷二甲醇的摩尔比可以在50/50-0/100的范围内变化,例如在40/60-20/80之间。
在某些实施例中,对苯二甲酸或其酯,例如对苯二甲酸二甲酯,或对苯二甲酸残基和其酯的组合可以构成用于形成本发明聚酯和/或聚酯组合物的二羧酸组分的一部分或全部。在某些实施例中,对苯二甲酸残基可以构成用于形成本发明聚酯和/或聚酯组合物的二羧酸组分的一部分或全部。在某些实施例中,可以使用更高量的对苯二甲酸以制备更高冲击强度的聚酯。为了本公开的目的,术语“对苯二甲酸”和“对苯二甲酸二甲酯”在本文中可互换使用。在一个实施例中,对苯二甲酸二甲酯是用于制备本发明聚酯的二羧酸组分的一部分或全部。在某些实施例中,范围为70至100mol%;或80至100mol%;或90至100mol%;或99至100mol%;或100mol%对苯二甲酸和/或对苯二甲酸二甲酯和/或其组合。
在一个实施例中,对苯二甲酸可以用作起始材料。在另一个实施例中,对苯二甲酸二甲酯可以用作起始材料。在又一个实施例中,对苯二甲酸和对苯二甲酸二甲酯的组合可以用作起始材料和/或中间材料。
除了对苯二甲酸或其酯,例如对苯二甲酸二甲酯之外,本发明聚酯的二羧酸组分可以包含小于30mol%,或小于20mol%,或小于10mol%,或小于5mol%,或0至30mol%,或0至20mol%,或0至10mol%,或0至5mol%,或0至1mol%,或0.01至10mol%,或0.1至10mol%,或1或10mol%,或0.01至5mol%,或0.1至5mol%,或1或5,或0.01至1mol%,或0.1至1mol%,或5至10mol%,或0mol%的一种或多种改性芳族二羧酸。另一个实施例含有0mol%改性芳族二羧酸。因此,如果存在,预期一种或多种改性芳族二羧酸的量可以在这些前述端点值的任何一个的范围内,包括例如0.01-10mol%、0.01-5mol%和0.01-1mol%。在一个实施例中,可用于本发明的改性芳族二羧酸包括但不限于具有至多20个碳原子的那些,并且其可以是线性的、对位取向的或对称的。可用于本发明的改性芳族二羧酸的实例包括但不限于间苯二甲酸、4,4'-联苯二羧酸、1,4-、1,5-、2,6-、2,7-萘二羧酸和反式-4,4'-芪二羧酸及其酯。在一个实施例中,改性芳族二羧酸是间苯二甲酸。
本发明聚酯的羧酸组分可以用少于30mol%,或少于20mol%,或少于10mol%,或少于5mol%,或0至30mol%,或0至20mol%,或0至10mol%,或0至5mol%,或0至1mol%,或0.01至10mol%,或0.1至10mol%,或1或10mol%,或0.01至5mol%,或0.1至5mol%,或1或5,或0.01至1mol%,或0.1至1mol%,或5至10mol%,或0mol%的一种或多种含有2-16个碳原子的脂族二羧酸,例如环己烷二羧酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和十二烷二酸进一步改性。某些实施例还可以包含小于30mol%,或小于20mol%,或小于10mol%,或小于5mol%,或0至30mol%,或0至20mol%,或0至10mol%,或0至5mol%,或0至1mol%,或0.01至10mol%,或0.1至10mol%,或1或10mol%,或0.01至5mol%,或0.1至5mol%,或1或5,或0.01至1mol%,或0.1至1mol%,或5至10mol%,或0mol%的一种或多种改性脂族二羧酸。又一个实施例含有0mol%的改性脂族二羧酸。二羧酸组分的总mol%是100mol%。在一个实施例中,在本发明的改性脂族二羧酸组分中提供己二酸和/或戊二酸。
对苯二甲酸和其它改性二羧酸的酯或它们相应的酯和/或盐可以代替二羧酸使用。二羧酸酯的合适实例包括但不限于二甲酯、二乙酯、二丙酯、二异丙酯、二丁酯和二苯酯。在一个实施例中,所述酯选自以下中的至少一种:甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯和苯酯。
在一个实施例中,本发明聚酯和/或聚酯组合物的二酸组分可以包含对苯二甲酸二甲酯的残基。在一个实施例中,该二酸组分包括0-30mol%,或0-20mol%,或0-10mol%的脂族二酸残基,包括但不限于1,4-环己烷二羧酸(CHDA),基于最终聚酯中二酸残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含小于30mol%,或小于20mol%,或小于10mol%,或小于5mol%,或0-30mol%,或0-20mol%,或0-10mol%,或0-5mol%,或0-1mol%,或0.01-10mol%,或0.1-10mol%,或1或10mol%,或5-10mol%,或0mol%的CHDA,基于最终聚酯中二酸残基的总摩尔百分数等于100mol%计。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含小于30mol%,或小于20mol%,或小于10mol%,或小于5mol%,或0-30mol%,或0-20mol%,或0-10mol%,或0-5mol%,或0-1mol%,或0.01-10mol%,或0.1-10mol%,或1或10mol%,或5-10mol%,或0mol%的反式-CHDA,基于最终聚酯中二酸残基的总摩尔百分数等于100mol%。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约15至约40mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约60至约85mol%的1,4-环己烷二甲醇的残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子和镓原子;和任选地,小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的任何钛原子、锡原子或其组合;
其中比浓对数黏度为0.35至0.75dL/g、或0.40至0.75dL/g、或0.45至0.70,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或1-5的b*值;以及70至95或75至90的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。在一些实施例中,a*值也可以小于1、或小于0.50、或小于0、或小于-1、或小于1.5、或小于2。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约50至约90mol%的乙二醇残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子、镓原子;和任选地,小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的锡原子和/或钛原子中的任一种;
其中比浓对数黏度为0.55至0.75dL/g、或0.60至0.75dL/g、或0.60至0.70,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或1-15、或1-14、或1-13、或1-12、或1-10、或1-5的b*值;以及70至95或75至90的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约60至约90mol%的二甘醇残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子、镓原子;和任选地,小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的锡原子和/或钛原子中的任一种;
其中比浓对数黏度为0.55至0.75dL/g、或0.60至0.75dL/g、或0.60至0.70,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或1-15、或1-14、或1-13、或1-12、或1-10、或1-5的b*值;以及70至95或75至90的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。在一些实施例中,a*值也可以或小于0、或小于1、或小于1.5、或小于2。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约15至约60mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约40至约85mol%的新戊二醇残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子、镓原子;和任选地,小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的锡原子和/或钛原子中的任一种;
其中比浓对数黏度为0.35至0.75dL/g、或0.35至0.70dL/g、或0.35至0.60dL/g、或0.40至0.75dL/g、或0.40至0.70dL/g、或0.40至0.65dL/g、或0.40至0.60dL/g、或0.45至0.75dL/g、或0.45至0.70dL/g、或0.45至0.65dL/g、或0.45至0.60dL/g、或0.50至0.75dL/g、或0.50至0.70dL/g、或0.50至0.65dL/g、或0.50至0.60dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或1-15、或1-10、或1-9、或1-8、或1-7、或1-6、或1-5的b*值;以及75至95或80至95的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约15至约60mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约40至约85mol%的新戊二醇残基;
其中二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子和镓原子;和任选地,小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的任何钛原子、锡原子或其组合;
其中比浓对数黏度为0.35至0.75dL/g、或0.35至0.70dL/g、或0.35至0.60dL/g、或0.40至0.75dL/g、或0.40至0.70dL/g、或0.40至0.65dL/g、或0.40至0.60dL/g、或0.45至0.75dL/g、或0.45至0.70dL/g、或0.45至0.65dL/g、或0.45至0.60dL/g、或0.50至0.75dL/g、或0.50至0.70dL/g、或0.50至0.65dL/g、或0.50至0.60dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的;并且具有小于20、小于15、或小于14、或小于13、或小于12、或小于11、或小于10、或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或小于4、或小于3、或1-10、或1-9、或1-8、或1-7、或1-6、或2-20、或2-18、或2-15、或2-14、或2至小于10、或3至20、或3至小于20、或3-18、或3-15、或3-14、或3-12、或3-10、或3至小于10、或3-7、或3-5的b*值;以及75至95或80至95的L*值,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在一个方面,对于本发明的所有聚酯和/或聚酯组合物,比浓对数黏度可以为0.35至1.2dL/g、或0.35至0.80dL/g、或0.35至0.75dL/g、或0.35至0.70dL/g、或0.35至0.60dL/g、或0.40至0.75dL/g、或0.40至0.70dL/g、或0.40至0.65dL/g、或0.40至0.60dL/g、或0.45至0.75dL/g、或0.45至0.70dL/g、或0.45至0.65dL/g、或0.45至0.60dL/g、或0.50至1.2dL/g、或0.50至0.80dL/g、或0.50至0.75dL/g、或0.50至0.70dL/g、或0.50至0.65dL/g、或0.50至0.60dL/g、或0.55至0.75dL/g、或0.55至0.70dL/g,如在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的。
在一个实施例中,对于本发明的聚酯和/或聚酯组合物,例如某些含新戊二醇的组合物,比浓对数黏度可以为0.20-1.2dL/g,或0.20-0.75dL/g,或0.20-0.50dL/g,或0.25-1.2dL/g,或0.25-0.75dL/g,或0.25-0.50dL/g。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的数均分子量可以是4,800-16,000。
在一些实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含0-10mol%,例如0.01-5mol%,0.01-1mol%,0.05-5mol%,0.05-1mol%,或0.1-0.7mol%,基于二醇或二酸残基的总mol%;分别是具有3个或更多个羧基取代基、羟基取代基或其组合的支化单体(在此也称为支化剂)的一个或多个残基。在某些实施例中,支化单体或试剂可以在聚酯聚合之前和/或期间和/或之后加入。在实施例中,本发明的聚酯因此可以是线性的或支化的。
支化单体的实例包括但不限于多官能酸或多官能醇,例如偏苯三酸、偏苯三酸酐、均苯四酸二酐、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇、柠檬酸、酒石酸、3-羟基戊二酸等。在一个实施例中,支化单体残基可以包含0.1至0.7mol%的一种或多种选自以下的残基:偏苯三酸酐、苯均四酸二酐、甘油、山梨醇、1,2,6-己三醇、季戊四醇、三羟甲基乙烷和/或苯均三酸。支化单体可以加入聚酯反应混合物中或以浓缩物的形式与聚酯共混,例如在美国专利5,654,347和5,696,176中所述,其关于支化单体的公开内容在此引入作为参考。
本发明的聚酯可以包含至少一种扩链剂。合适的增链剂包括但不限于多官能(包括但不限于双官能)异氰酸酯、多官能环氧化物,包括例如环氧化的酚醛清漆和苯氧基树脂。在某些实施例中,扩链剂可以在聚合过程结束时或在聚合过程之后添加。如果在聚合过程之后加入,则扩链剂可以通过配混或通过在转化过程如注塑或挤出期间加入而引入。所用扩链剂的量可以根据所用的具体单体组合物和所需的物理性能而变化,但通常为约0.1wt%至约10wt%,例如约0.1至约5wt%,基于聚酯的总重量。
在一个实施例中,可用于本发明的某些聚酯可以是视觉上透明的。术语“视觉上透明”在本文中定义为当视觉检查时可察觉到不存在浑浊、模糊和/或泥污。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物和/或本发明的聚酯组合物[在一个实施例中,在调色剂的存在下和/或不存在下]可以具有色值L*、a*和b*其可以使用HunterAssociates Lab公司,Reston,Va生产的Hunter Lab Ultrascan光谱比色计来测定。颜色测定是在聚酯粒料或板材或由它们注塑或挤出的其它物品上测量的值的平均值。它们由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*的颜色系统(翻译)确定,其中L*表示亮度坐标,a*表示红/绿坐标,b*表示黄/蓝坐标。
在一个实施例中,磷化合物可以是有机化合物,例如含有卤化或非卤化有机取代基的亚磷酸酯。在某些实施例中,磷化合物可以包含宽范围的磷化合物,例如膦、亚磷酸酯、次膦酸酯、亚膦酸酯、次膦酸酯、氧化膦和磷酸酯。
可用于本发明的磷化合物的实例可包括磷酸三丁酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸叔丁基苯二苯酯、磷酸2-乙基己基二苯酯、磷酸乙基二甲酯、磷酸异癸基二苯酯、磷酸三月桂酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯、磷酸叔丁基苯酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苄基酯、磷酸苯基乙酯、磷酸三甲基硫代磷酸酯、苯基乙基硫代磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸二乙酯、戊基膦酸二乙酯、甲基膦酸二月桂酯、甲基膦酸二苯酯、甲基膦酸二苄酯、甲苯基膦酸二苯酯、甲苯基膦酸二甲酯、甲硫基硫代膦酸二甲酯、二苯基次膦酸酯、二苯基次膦酸甲酯、三甲基次氧化膦、三苯基次氧化膦、4-甲基二苯基次氧化膦、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁基亚磷酸酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三苄基酯、亚磷酸苯基酯、亚磷酸苯基二乙酯、亚磷酸苯基二甲酯、亚磷酸苄基酯、亚磷酸苄基二甲酯、甲基膦酸二苯基酯、甲基次亚苄基膦酸酯、二苯基次亚膦酸酯、二苯基次甲基膦酸酯、二苯基次膦酸酯、甲基次甲基膦酸酯、二苯基次膦酸酯、甲基次甲基膦酸酯、二苯基次膦酸酯、甲基次膦酸酯、苯基次甲基膦酸酯、二苯基次甲基膦酸酯、苯基次膦酸酯、甲基次甲基膦酸酯、苯基次膦酸酯、三苯基膦酸酯、甲基次膦酸酯、三苯基膦酸酯、次膦酸酯、甲基次苯基次膦酸酯、次苯基次膦酸酯。在一个实施例中,在制备本发明聚酯的方法中和/或在本发明聚酯组合物中,三苯基氧化膦被排除作为热稳定剂。
在一个实施例中,可用于本发明的磷化合物可以是任何前述的磷基酸,其中酸化合物的一个或多个氢原子(与氧或磷原子键合)被烷基、支链烷基、取代烷基、烷基醚、取代烷基醚、烷基-芳基、烷基-取代芳基、取代芳基及其组合所取代。在另一个实施例中,可用于本发明的磷化合物包括但不限于上述化合物,其中至少一个与该化合物的氧原子键合的氢原子被金属离子或铵离子取代。
酯可以含有烷基、支链烷基、取代烷基、烷基醚、芳基和/或取代芳基。酯也可具有至少一个烷基和至少一个芳基。在特定磷化合物中存在的酯基数可以从零变化到基于所用磷化合物上存在的羟基数所允许的最大值。例如,烷基磷酸酯可以包括单、二和三烷基磷酸酯;磷酸芳基酯包括磷酸单、二和三芳基酯中的一种或多种;和磷酸烷基酯和/或磷酸芳基酯还包括但不限于具有至少一个烷基和一个芳基的混合磷酸烷基芳基酯。
在一个实施例中,可用于本发明的磷化合物包括但不限于磷酸、亚磷酸、次膦酸、膦酸或亚膦酸的烷基酯、芳基酯或混合烷基芳基酯或偏酯。烷基或芳基可以含有一个或多个取代基。
在一个实施例中,可用于本发明的磷化合物包含至少一种磷化合物,其选自取代或未取代的磷酸烷基酯、取代或未取代的磷酸芳基酯、取代或未取代的混合磷酸烷基芳基酯、二亚磷酸酯、磷酸盐、氧化膦和混合亚磷酸芳基烷基酯、其反应产物及其组合中的至少一种。磷酸酯包括其中磷酸完全酯化或仅部分酯化的酯。
在一个实施例中,例如,可用于本发明的磷化合物可包括至少一种磷酸酯。
在一个实施例中,可用于本发明的磷化合物包含至少一种选自取代或未取代的磷酸烷基酯、取代或未取代的磷酸芳基酯、取代或未取代的混合磷酸烷基芳基酯、其反应产物及其组合中的至少一种的磷化合物。磷酸酯包括其中磷酸完全酯化或仅部分酯化的酯。
在一个实施例中,例如,可用于本发明的磷化合物可包括至少一种磷酸酯。
在另一个实施例中,可用于本发明的磷酸酯可以包括但不限于烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、混合烷基芳基磷酸酯和/或其组合。
在某些实施例中,可用于本发明的磷酸酯是其中磷酸酯上的基团包括烷基、烷氧基-烷基、苯基或取代的苯基的那些。这些磷酸酯在本文中通常称为烷基和/或芳基磷酸酯。某些优选的实施例包括磷酸三烷基酯、磷酸三芳基酯、磷酸烷基二芳基酯、磷酸二烷基芳基酯、和这些磷酸酯的组合,其中烷基优选是含有2-12个碳原子的那些,和芳基优选是苯基。
代表性的烷基和支链烷基优选为含有1-12个碳原子的那些,包括但不限于乙基、丙基、异丙基、丁基、己基、环己基、2-乙基己基、辛基、癸基和十二烷基。取代的烷基包括但不限于含有羧酸基团及其酯、羟基、氨基、酮基等中的至少一种的那些。
烷基-芳基和取代的烷基-芳基的代表是其中烷基部分含有1-12个碳原子的那些,并且芳基是苯基或取代的苯基,其中基团如烷基、支链烷基、芳基、羟基等在苯环上的任何碳位上被氢取代。优选的芳基包括苯基或取代的苯基,其中基团如烷基、支链烷基、芳基、羟基等在苯环上的任何位置被氢取代。
在一个实施例中,可用于本发明的磷酸酯包括但不限于二丁基苯基磷酸酯、三苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三-2-乙基己基酯、磷酸三辛基酯和/或其组合,尤其包括磷酸三丁酯和磷酸三甲苯酯的组合,以及异十六烷基二苯基磷酸酯和2-乙基己基二苯基磷酸酯的组合。
在一个实施例中,至少一种用于本发明的磷化合物包含至少一种芳基磷酸酯。
在一个实施例中,至少一种用于本发明的磷化合物包含至少一种未取代的芳基磷酸酯。
在一个实施例中,至少一种用于本发明的磷化合物包含至少一种未被苄基取代的磷酸芳基酯。
在一个实施例中,可用于本发明的任何磷化合物可包含至少一种磷酸烷基酯。
在一个实施例中,可用于本发明作为热稳定剂和/或颜色稳定剂的磷酸酯包括但不限于以下中的至少一种:磷酸三烷基酯、磷酸三芳基酯、磷酸烷基二芳基酯和混合的磷酸烷基芳基酯。
在一个实施例中,可用于本发明作为热稳定剂和/或颜色稳定剂的磷酸酯包括但不限于以下中的至少一种:三芳基磷酸酯、烷基二芳基磷酸酯和混合烷基芳基磷酸酯。
在一个实施例中,在本发明中用作热稳定剂和/或颜色稳定剂的磷酸酯可以包括但不限于以下中的至少一种:三芳基磷酸酯和混合烷基芳基磷酸酯。
在一个实施例中,可用于本发明的至少一种磷化合物可包含但不限于磷酸三芳基酯,例如磷酸三苯酯。在一个实施例中,至少一种可用于本发明的热稳定剂包括但不限于磷酸三苯酯和Merpol A中的至少一种。Merpol A是磷酸酯,可从Stepan Chemical Co和/或E.I.DuPont de Nemours&Co商购获得。Merpol A的CAS注册号码被认为是CAS注册#37208-27-8。
在一个实施例中,可用于本发明的任何磷化合物可以包含至少一种未被苄基取代的三芳基磷酸酯。
在一个实施例中,本发明的聚酯组合物和/或方法可以包含磷酸2-乙基己基二苯酯。
在一个实施例中,本文所述的用于制备任何聚酯组合物和/或聚酯的任何方法可以包含至少一种混合烷基芳基亚磷酸酯,例如双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,也称为Doverphos S-9228(Dover Chemicals,CAS#15486243-8)。
在一个实施例中,本文所述的用于制备任何聚酯组合物和/或聚酯的任何方法可以包括至少一种氧化膦。
在一个实施例中,本文所述的用于制备任何聚酯组合物和/或聚酯的任何方法可以包括至少一种磷酸盐,例如KH2PO4和Zn3(PO4)2。
术语“热稳定剂”旨在包括其反应产物。与本发明的热稳定剂结合使用的术语“反应产物”是指热稳定剂和用于制备聚酯的任何单体之间的缩聚或酯化反应的任何产物,以及催化剂和任何其它类型的添加剂之间的缩聚或酯化反应的产物。
在本发明的一个实施例中,可用于本发明的磷化合物可以作为热稳定剂。在本发明的一个实施例中,可用于本发明的磷化合物可以不作为热稳定剂,而是作为颜色稳定剂。在本发明的一个实施例中,可用于本发明的磷化合物可以同时充当热稳定剂和颜色稳定剂。
在一个实施例中,在聚合期间添加的本发明的磷酸酯的量选自以下:10-200ppm,并且以磷原子的形式在最终聚酯中测量。在本发明的实施例中,磷可以以10至100,或10至80,或10至60,或10至55,或15至55,或18至52,或20至50ppm的量存在,基于聚酯组合物的总重量并且以磷原子的形式在最终聚酯中测量。
在一个实施例中,催化剂体系包含至少一种锂化合物。在一个实施例中,锂化合物可以用于酯化反应或缩聚反应或这两种反应。在一个实施例中,催化剂体系含有至少一种用于酯化反应的锂化合物。在一个实施例中,催化剂体系含有至少一种用于缩聚反应的锂化合物。
可用于本发明的含锂化合物包括任何含锂化合物,包括但不限于碳酸锂、乙酸锂、苯甲酸锂、琥珀酸锂、乙酰丙酮锂、甲醇锂、草酸锂、硝酸锂、乙醇锂、氢氧化锂、氢化锂、二醇锂、烷基锂、氢化镓锂、硼氢化锂、氧化锂中的至少一种。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种锂源,该锂源包含乙酸锂、乙酰丙酮锂、氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂或硝酸锂中的至少一种。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种锂源,该锂源是乙酰丙酮锂。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含的锂原子的量为相对于所制备的最终聚酯的质量为:20至1000ppm、或20至750ppm、或20至500ppm、或20至300ppm、或20至275ppm、或20至250ppm、或20至200ppm、或20至175ppm、或20至150ppm、或20至125ppm、或20至120ppm、或20至115ppm、或20至110ppm、或20至100ppm、或25至1000ppm、或25至750ppm、或25至500ppm、或25至300ppm、或25至275ppm、或25至250ppm、或25至200ppm、或25至175ppm、或25至150ppm、或25至125ppm、或25至120ppm、或25至115ppm、或25至110ppm、或25至100ppm、或30至1000ppm、或30至750ppm、或30至500ppm、或30至300ppm、或30至275ppm、或30至250ppm、或30至200ppm、或30至175ppm、或30至150ppm、或30至125ppm、或30至120ppm、或30至115ppm、或30至110ppm、或30至100ppm、或40至1000ppm、或40至750ppm、或40至500ppm、或40至300ppm、或40至275ppm、或40至250ppm、或40至200ppm、或40至175ppm、或40至150ppm、或40至125ppm、或40至120ppm、或40至115ppm、或40至110ppm、或30至100ppm、或50至1000ppm、或50至750ppm、或50至500ppm、或50至300ppm、或50至275ppm、或50至250ppm、或50至200ppm、或50至175ppm、或50至150ppm、或50至140ppm、或50至130ppm、或50至125ppm、或50至120ppm、或50至115ppm、或50至110ppm、或50至100ppm、或60至1000ppm、或60至750ppm、或60至500ppm、或60至300ppm、或60至275ppm、或60至250ppm、或60至200ppm、或60至175ppm、或60至150ppm、或60至140ppm、或60至130ppm、或60至125ppm、或60至120ppm、或60至115ppm、或60至110ppm、或60至100ppm、或75至1000ppm、或75至750ppm、或75至500ppm、或75至300ppm、或75至250ppm、或75至200ppm、或75至175ppm、或75至150ppm、或75至140ppm、或75至130ppm、或75至125ppm、或75至120ppm、或75至115ppm、或75至110ppm、或75至100ppm、或80至1000ppm、或80至750ppm、或80至500ppm、或80至300ppm、或80至275ppm、或80至250ppm、或80至200ppm、或80至175ppm、或80至150ppm、或80至140ppm、或80至130ppm、或80至125ppm、或80至120ppm、或80至115ppm、或90至500ppm、或90至300ppm、或90至275ppm、或90至250ppm、或90至200ppm、或90至175ppm、或90至150ppm、或90至140ppm、或90至130ppm、或90至125ppm、或90至120ppm、或90至115ppm、或100至1000ppm、或100至750ppm、或100至500ppm、或100至400ppm、或100至300ppm、或100至275ppm、或100至250ppm、或100至200、或150至1000ppm、或150至750ppm、或150至500ppm、或150至400ppm、或150至300ppm、或150至250ppm、或200至1000ppm、或200至750ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm、或200至250ppm。
在一个方面,相对于所制备的最终聚酯的质量,存在于本发明聚酯中的锂原子的量通常为至少5ppm,或至少8ppm,或至少10ppm,或至少15ppm,或至少20ppm,或至少25ppm,或至少30ppm,或至少35ppm,或至少40ppm,或至少45ppm,或至少50ppm,或小于125ppm,和小于115ppm,或小于100ppm,或小于90ppm,或小于80ppm,或小于75ppm,或小于70ppm,或小于65ppm,或小于60ppm,或小于55ppm。
在一个方面,相对于所制备的最终聚酯的质量,锂原子的重量范围可以为10ppm至125ppm、或20ppm至125ppm、或25ppm至125ppm、或30ppm至125ppm、或35ppm至125ppm、或40ppm至125ppm、或45ppm至125ppm、或50ppm至125ppm、或10ppm至100ppm、或20ppm至100ppm、或25ppm至100ppm、或30ppm至100ppm、或35ppm至100ppm、或40ppm至100ppm、或45ppm至100ppm、或50ppm至100ppm、或10ppm至75ppm、或15ppm至75ppm、或20ppm至75ppm、或25ppm至75ppm、或30ppm至75ppm、或35ppm至75ppm、或40ppm至75ppm、或45ppm至75ppm、或50ppm至75ppm、或10ppm至65ppm、或20ppm至65ppm、或30ppm至65ppm、或35ppm至65ppm、或40ppm至65ppm、或45ppm至65ppm、或10ppm至50ppm、或20ppm至50ppm、或30ppm至50ppm、或35ppm至50ppm、或40ppm至50ppm、或10ppm至40ppm、或20ppm至40ppm、或30ppm至40ppm、或10ppm至35ppm、或20ppm至35ppm、或30ppm至35ppm、或10ppm至30ppm。
在一个实施例中,催化剂组合含有至少一种镓化合物。在一个实施例中,镓化合物可以用于酯化反应或缩聚反应或这两种反应。在一个实施例中,催化剂体系包含至少一种用于酯化反应的镓化合物。在一个实施例中,催化剂组合含有至少一种用于缩聚反应的镓化合物。
在一个实施例中,聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种催化活性的镓源。这些镓化合物可以包括具有至少一个有机取代基的镓化合物。
镓化合物的合适实例可以包括镓的羧酸盐中的至少一种,例如乙酸镓(如果溶解的话),苯甲酸镓,硫酸镓,乳酸镓,月桂酸镓,硬脂酸镓,醇化镓,乙醇化镓,异丙醇镓(也称为异丙醇镓),三丁酸镓,三叔丁酸镓,单仲丁氧基二异丙酸镓,和镓螯合物,其中醇化镓的烷氧基部分或全部被螯合剂如乙酰乙酸烷基酯或乙酰丙酮取代,如乙酰乙酸乙酯二异丙酸镓,三(乙酰乙酸乙酯)镓,乙酰乙酸烷基酯,二异丙酸镓,单乙酰乙酸镓双(乙酰乙酸乙酯),三(乙酰乙酸)镓,或乙酰丙酮镓。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含氢氧化镓、乙酰丙酮镓、乙酸镓、异丙氧基镓或硫酸镓。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种选自乙酰丙酮镓和异丙氧基镓的镓源。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种选自乙酰丙酮镓的镓源。
在一个实施例中,相对于所制备的最终聚酯的质量,存在于本发明的聚酯和/或聚酯组合物中的镓原子的量可以包含的镓原子的量为50至1000ppm、或50至750ppm、或50至500ppm、或50至300ppm、或50至250ppm、或50至200ppm、或60至1000ppm、或60至750ppm、或60至500ppm、或60至300ppm、或60至250ppm、或60至200ppm、或75至1000ppm、或75至750ppm、或75至500ppm、或75至300ppm、或75至250ppm、或75至200ppm、或90至500ppm、或90至300ppm、或90至275ppm、或90至250ppm、或90至200ppm、或90至175ppm、或90至150ppm、或90至140ppm、或90至130ppm、或90至125ppm、或90至120ppm、或90至115ppm、或100至1000ppm、或100至750ppm、或100至500ppm、或100至400ppm、或100至300ppm、或100至250ppm、或100至200、或150至1000ppm、或150至750ppm、或150至500ppm、或150至400ppm、或150至300ppm、或150至250ppm、或200至1000ppm、或200至750ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm、或200至250ppm、或250至1000ppm、或250至750ppm、或250至500ppm、或250至475ppm、或250至450ppm、或250至400ppm、或250至375ppm、或250至350ppm、或200至300ppm、或200至250ppm、或275至1000ppm、或275至750ppm、或275至500ppm、或275至475ppm、或275至450ppm、或275至425ppm、或275至400ppm、或275至350ppm、或300至1000ppm、或300至750ppm、或300至500ppm、或300至475ppm、或300至450ppm、或300至425ppm、或300至400ppm、或325至1000ppm、或325至750ppm、或325至500ppm、或325至475ppm、或325至450ppm、或325至425ppm。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种下列相对于所制备的最终聚酯的质量的锂原子与镓原子的ppm比:0.50-1:5至5:1、或0.50-1:4至4:1、或0.50-1:3至3:1、或0.50:1至1:5、或0.50-1至1:4、或0.60-1:5至5:1、或0.60-1:4至4:1、或0.60-1:3至3:1、或0.60:1至1:5、或0.60-1至1:4、或0.70-1:5至5:1、或0.70-1:4至4:1、或0.70-1:3至3:1、或0.70-1:2至2:1、或0.70-1.2至1:4、或0.75-1:5至5:1、或0.75-1.2至1:4至4:1、或0.75-1:3至3:1、或0.75-1:2至2:1、或0.75-1.0至1:4、或0.80:1.2至1:4、或0.80-1:5至5:1、或0.80-1:5至5:1、或0.80-1.2至1:4至4:1、或0.80-1:3至3:1、或0.80-1:2至2:1、或0.80-1.2至1:4。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物包含至少一种下列相对于所制备的最终聚酯的质量的锂原子与镓原子的ppm比:1:5至5:1、1:4至4:1、或1:3至3:1、或1:2至2:1。
在一个方面,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以具有存在于组合物中的催化剂金属原子的总量相对于制备的最终聚酯的质量在以下范围内:200至800ppm、或200至750ppm、或200至700ppm、或200至600ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm、或250至600ppm、或250至500ppm、或250至450ppm、或250至400ppm、或300至600ppm、或300至450ppm、或350至450ppm、或300至400ppm、或350至450ppm、或300至500ppm、或300至450ppm。
在一个实施例中,用于本发明方法以制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物的合适催化剂包括至少一种锂化合物和一种镓化合物。在某些实施例中,其它催化剂可能与至少一种锂化合物和至少一种镓化合物组合用于本发明。其它催化剂可包括但不限于基于锌、锑、钴、镁、锗的那些。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的任何钛原子和/或锡原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的锰原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的锌原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的任何钛原子、锡原子和/或锰原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的任何钛原子、锡原子和/或锌原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的铝原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的钛原子、锡原子、锰原子、镁原子、钴原子、钙原子、镉原子和/或锌原子中的任一种,并且可以排除这些的任何组合,或者可以排除所有这些。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm锰原子、锌原子、钙原子和/或镉原子中的任一种。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0-30ppm,或0-20ppm,或0-10ppm,或0ppm的任何元素周期表第II族金属。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的任何锗原子和/或锑原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可包含小于30ppm,或小于20ppm,或小于10ppm,或小于5ppm,或小于2ppm,或0至30ppm,或0至20ppm,或0至10ppm,或0ppm的任何钠原子和/或钾原子。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的Tg对于TMCD-EG聚酯可以为85-130℃,或100-125℃,或100-120℃,Tg可以是下列范围之一;85至100℃;86-99℃;87至98℃;88-97℃;89-96℃;90-95℃;91~95℃;92-94℃下,聚酯和/或聚酯组合物的玻璃化转变温度(Tg)使用来自热分析仪的TA DSC 2920以20℃/min的扫描速率测定。
在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的聚合度可以为0.01至300,或0.01至250,或0.01至200,或0.01至150,或0.01至130,或0.01至120,或0.10至300,或0.10至250,或0.10至200,或0.10至150,或0.10至130,或0.10至120,或0.20至300,或0.20至250,或0.20至200,或0.20至150,或0.20至130,或0.20至120,或0.15至300,或0.15至250,或0.15至200,或0.15至150,或0.15至130,或0.15至120。
除非另有说明,预期本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以具有至少一种本文所述的比浓对数黏度范围和至少一种本文所述组合物的单体范围。还考虑到,除非另有说明,本发明的聚酯和/或聚酯和/或聚酯组合物可以具有至少一个本文所述的Tg范围和至少一个本文所述组合物的单体范围。还考虑到,除非另有说明,本发明的组合物可具有至少一个本文所述的比浓对数黏度范围、至少一个本文所述的Tg范围和至少一个本文所述组合物的单体范围。
在本发明的实施例中,聚酯和/或聚酯组合物可以包含:二醇组分,其包含15-27mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和73-85mol%的乙二醇,比浓对数黏度为0.60-0.70dL/g和Tg为90-96℃;或包含20-25mol%2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和75-80mol%乙二醇的二醇组分,比浓对数黏度为0.63-0.67dL/g和Tg为92-94℃。
本发明的聚酯和/或聚酯组合物的聚酯部分可以通过文献中已知的方法制备,例如通过在均相溶液中的方法、通过在熔体中的酯交换方法和通过两相界面方法。合适的方法包括但不限于使一种或多种二羧酸与一种或多种二醇在100℃至315℃的温度下在0.1至760mmHg的压力下反应足以形成聚酯的时间的步骤。参见美国专利号3,772,405关于生产聚酯的方法,关于此类方法的公开内容通过引用结合到本文中。
聚酯通常可以通过如下方法制备:在锂催化剂和镓(和任选的其它催化剂)存在下,如本文所述,在缩合过程中逐渐升高的高温下,在惰性气氛中缩合二羧酸或二羧酸酯与二醇,直到约225°-310℃的温度,和在缩合的后面部分中在低压下进行缩合,如在通过引用并入本文的美国专利2,720,507中进一步详细描述的。
在另一个实施例中,本发明涉及一种制备本发明共聚酯的方法。在一个实施例中,该方法涉及制备包含对苯二甲酸、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和乙二醇的共聚酯。在实施例中,该方法包括以下步骤:
(A)在至少一种锂催化剂和至少一种镓催化剂存在下,在150-300℃的温度下,将包含可用于本发明聚酯的单体的混合物加热足以产生初始聚酯的时间;
(B)通过在230-320℃的温度下加热步骤(A)的产物1-6小时,使其缩聚;以及
(C)除去任何未反应的二醇。
酯化步骤(A)的反应时间取决于所选择的温度、压力和二元醇与二羧酸的进料摩尔比。
在一个实施例中,尽管不打算限制,步骤(A)可以进行到50wt%或更多的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇已经反应。步骤(A)也可在0-100psig的压力下进行。与本发明中使用的任何催化剂结合使用的术语“反应产物”是指与催化剂和用于制备聚酯的任何单体的缩聚或酯化反应的任何产物,以及催化剂和任何其它类型的添加剂之间的缩聚或酯化反应的产物。
在某些实施例中,步骤(B)和步骤(C)可以同时进行或不同时进行。这些步骤可以通过本领域已知的方法进行,例如通过将反应混合物置于0.002psig至低于大气压的压力下,或者通过将热氮气吹过混合物。
在一个实施例中,本发明涉及制备聚酯的方法,包括以下步骤:
(I)在选自0psig至100psig范围的至少一种压力下,在选自150℃至300℃的至少一种温度下加热混合物,其中所述混合物包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约90至约100mol%的对苯二甲酸残基;
(ii)约0至约10mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;以及
(b)二醇组分,其包含:
(i)约10至约60mol%,或约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;以及
(ii)约40至约90mol%,或约50至约90mol%的至少一种改性二醇的残基;
其中在步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.01-3.0/1.0,和其中TMCD以约10至约60mol%,或约10至约50mol%的量添加,和任选地使得TMCD在反应中转化至少20%,或至少30%,和获得具有约10至50mol%2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基的最终聚合物;
其中在以下物质的存在下加热步骤(I)中的混合物:
(i)至少两种包含锂和镓的催化剂;和(ii)和任选的至少一种磷化合物;
(II)在选自步骤(I)的最终压力至0.02托绝对压力的至少一种压力下,在230℃至320℃的温度下加热步骤(I)的产物1至6小时,以形成最终聚酯;
其中最终聚酯的二羧酸组分的总mol%是100mol%;并且其中最终聚酯的二醇组分的总mol%是100mol%;
其中所述聚酯的比浓对数黏度为0.35-0.80dL/g,在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中在0.25g/50ml的浓度下在25℃下测定;并且其中,所述聚酯的所述L*色值为75以上或大于75,如由CIE(国际照明委员会)的所述L*a*b*颜色系统所确定的。在某些实施例中,催化剂不含锡和/或不含钛。在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物可以包含至少一种磷酸酯化合物,无论是否作为热稳定剂存在。
在本发明的方法中,至少一种磷化合物,例如至少一种磷酸酯,可以加入到步骤(I)、步骤(II)和/或步骤(I)和(II)中和/或在步骤(I)和/或(II)之后加入。在某些实施例中,至少一种磷化合物可以仅加入步骤(I)或仅加入步骤(II)。
在本发明的实施例中,至少一种磷化合物、其反应产物及其混合物可以在酯化、缩聚或两者期间加入和/或其可以在聚合后加入。在一个实施例中,可用于本发明任何方法的磷化合物可在酯化期间加入。在一个实施例中,如果磷化合物在酯化和缩聚之后加入,则其加入量为0-2重量%,基于最终聚酯的总重量。在一个实施例中,如果磷化合物在酯化和缩聚之后加入,则其加入量为0.01-2重量%,基于最终聚酯的总重量。在一个实施例中,磷化合物可以包含至少一种磷酸酯。在一个实施例中,磷化合物可以包含在酯化步骤期间添加的至少一种磷化合物。在一个实施例中,磷化合物可以包含至少一种磷酸酯,例如,其在酯化步骤期间添加。
据信,本文所述的制备聚酯和/或聚酯组合物的方法可用于制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物。
本发明任何方法的酯化步骤(I)的反应时间取决于所选择的温度、压力和二元醇与二羧酸的进料摩尔比。
在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由至少一种选自20托绝对压力至0.02托绝对压力的压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自10托绝对压力至0.02托绝对压力;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自5托绝对压力至0.02托绝对压力;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自3托绝对压力至0.02托绝对压力;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由至少一种选自20托绝对压力至0.1托绝对压力;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自10托绝对压力至0.1托绝对压力;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由至少一种选自5托绝对压力至0.1托绝对压力的压力组成;在一个实施例中,本发明任何方法的步骤(II)中所用的压力可以由选自3托绝对压力至0.1托绝对压力的至少一种压力组成。
在一个实施例中,在本发明方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.0-2.0/1.0;在一个实施例中,在本发明方法的步骤(I)中添加的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比是1.01-2.0/1.0;在一个实施例中,在本发明方法的步骤(I)中加入的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比为1.01-1.75/1.0;在一个实施例中,在本发明方法的步骤(I)中加入的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比为1.01-1.7/1.0;在一个实施例中,在本发明方法的步骤(I)中加入的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比为1.01-1.5/1.0;在一个实施例中,在本发明方法的步骤(I)中加入的二醇组分/二羧酸组分的摩尔比为1.01-1.2/1.0。
在本发明制备聚酯的方法的实施例中,步骤(II)的加热时间可以是1-5小时或1-4小时或1-3小时或1.5-3小时或1-2小时。在一个实施例中,步骤(II)的加热时间可以是1.5-3小时。
在一个实施例中,本发明的聚酯、聚酯组合物和/或方法可以包含锂原子、镓原子和任选的磷原子。
本发明进一步涉及通过上述方法制备的聚酯和/或聚酯组合物。
在本发明的实施例中,可以将某些使聚合物着色的试剂加入熔体中。在一个实施例中,上蓝调色剂被加入到熔体中以减少所得聚酯聚合物熔融相产物的b*值。这种上蓝剂包括蓝色无机和有机调色剂。另外,为了调整a*颜色,也可以使用红色调色剂。可以使用有机调色剂,例如蓝色和红色有机调色剂,如在美国专利5,372,864和5,384,377中描述的那些调色剂,其全部内容通过引用并入本文。有机调色剂可以作为预混组合物进料。预混组合物可以是红色和蓝色化合物的纯共混物,或者组合物可以预先溶解或浆化在聚酯的原料之一中,例如乙二醇。
添加的调色剂组分的总量可取决于基础聚酯中固有黄色的量和调色剂的效力。在一个实施例中,使用浓度最高约15ppm的合并的有机调色剂组分和最小浓度约0.5ppm。在一个实施例中,上蓝添加剂的总量可以在0.5至10ppm的范围内。在一个实施例中,调色剂可以加入到酯化区或缩聚区中。优选地,将调色剂加入到酯化区或缩聚区的早期阶段,例如加入到预聚合反应器中。
本发明还涉及聚合物共混物。该共混物包含:
(a)5-95重量%的至少一种上述聚酯;以及
(b)5-95重量%的至少一种聚合物组分。
聚合物组分的合适实例包括但不限于尼龙;不同于本文所述的那些的聚酯,例如PET;聚酰胺,例如DuPont的ZYTEL;聚苯乙烯;聚苯乙烯共聚物;苯乙烯丙烯腈共聚物;丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物;聚(甲基丙烯酸甲酯);丙烯酸共聚物;聚(醚-酰亚胺),例如ULTEM(获自General Electric的聚(醚-酰亚胺));聚苯醚,例如聚(2,6-二甲基苯醚)或聚(苯醚)/聚苯乙烯共混物,例如来自General Electric的NORYL 1000(聚(2,6-二甲基苯醚)和聚苯乙烯树脂的共混物);聚苯硫醚;聚苯硫醚/砜;聚(酯-碳酸酯);聚碳酸酯,例如LEXAN(通用电气公司的聚碳酸酯);聚砜;聚砜醚;和芳族二羟基化合物的聚(醚-酮);或任何前述聚合物的混合物。共混物可通过本领域已知的常规加工技术如熔融共混或溶液共混来制备。
在一个实施例中,本发明的最终聚酯组合物可以与回收的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(rPET)共混。
在实施例中,聚酯组合物和聚合物共混物组合物也可以含有总组合物的0.01-25wt%的普通添加剂,例如着色剂,调色剂,染料,脱模剂,阻燃剂,增塑剂,成核剂,稳定剂,包括但不限于UV稳定剂,除了本文所述的磷化合物以外的热稳定剂,和/或其反应产物,填料,和抗冲改性剂。市售的抗冲改性剂的实例包括但不限于乙烯/丙烯三元共聚物、官能化聚烯烃如含有丙烯酸甲酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯的那些、苯乙烯基嵌段共聚物抗冲改性剂和各种丙烯酸类核/壳型抗冲改性剂。这些添加剂的残余物也被考虑作为聚酯组合物的一部分。
可以将增强材料加入到本发明的组合物中。增强材料可包括但不限于碳丝、硅酸盐、云母、粘土、滑石、二氧化钛、硅灰石、玻璃薄片、玻璃珠和纤维、以及聚合物纤维及其组合。在一个实施例中,增强材料包括玻璃,例如玻璃纤维长丝、玻璃和滑石的混合物、玻璃和云母、以及玻璃和聚合物纤维。
据信,本文所述的制备聚酯和/或聚酯组合物的方法可用于制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物。
在一个实施例中,本发明还涉及制备本发明的任何聚酯和/或聚酯组合物的方法。
在一个实施例中,本发明还涉及制备本发明的任何聚酯组合物的方法。
在一个实施例中,制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物的方法可以包括间歇或连续方法。
在一个实施例中,制备本发明的聚酯和/或聚酯组合物的方法包括连续方法。
在一个实施例中,本发明还涉及用本文所述的任何聚酯和/或聚酯组合物制造的制品。
在某些实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的b*值可以为-10至小于20、-10至小于18;-10至小于15;-10至小于10,或1至小于20,或1至小于18,或5至小于20,或5至小于18,或8至小于20,或8至小于18,或-3至10,或-5至5,或-5至4,或-5至3,或1至20,或1至18,或1至15,或1至14,或1至小于10,或1至9,或1至8,1至7,或1至6,或1至5,或2至20,或2至18,或2至15,或2至14,或2至小于10,或3至20,或3至18,或3至15,或3至14,或3至小于10,或3至20,或15,或3至14,或3至小于10,或3至小于20,或15,或14,或小于13,或小于11,或小于12,或小于11,或小于9、或小于8.5、或小于8、或小于7、或小于6、或小于5、或小于4、或小于3,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色系统所确定的。
在某些实例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物的L*值可为50至99、或50至90、或60至99、或60至90、或60至85、或60至80、或65至99、或65至90、或65至85、或65至80、或65至75、或70至99、或70至95、或70至90、或70至85、或70至80、或75至95、或75至90、或75至85、或80至90,如CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色体系所确定的。
在一个实施例中,这些值可以在调色剂存在和/或不存在下获得。
如ASTM D256所述,缺口Izod冲击强度是测量韧性的常用方法。在一个实施例中,本发明的聚酯和/或聚酯组合物在23℃下,根据ASTM D256,在1/8英寸厚的棒中具有10密耳的缺口,可具有至少1ft-lbs/英寸,或至少2ft-lbs/英寸,或至少3ft-lbs/英寸,或至少7.5ft-lbs/in,或至少10ft-lbs/in的缺口Izod冲击强度。
缺口Izod冲击强度在此是在23℃下在3.2mm(1/8英寸)厚的棒中用10密耳缺口根据ASTM D256测定的。在一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以表现出根据ASTM D256测定的在23℃下在3.2mm(1/8英寸)厚的棒中具有10密耳缺口的缺口Izod冲击强度为至少25J/m(0.47ft-lb/in)。在一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物在23℃下在3.2mm(1/8英寸)厚的棒中具有10密耳缺口时可表现出约25J/m(0.47ft-lb/in)至约75J/m(1.41ft-lb/in)的缺口Izod冲击强度,根据ASTM D256测定。在另一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物在23℃下在3.2mm(1/8英寸)厚的棒中具有10密耳缺口时可表现出约50J/m(0.94ft-lb/in)至约75J/m(1.41ft-lb/in)的缺口Izod冲击强度,根据ASTM D256测定。
在一个实施例中,通过本发明的方法制备的某些聚酯可以表现出在23℃时密度大于1.2g/ml。
在一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物在300℃加热1-5小时,或1-4小时,或2-3小时,或2.5小时时,可以表现出不超过0.20dL/g比浓对数黏度损失,或不超过0.15dL/g比浓对数黏度损失,或不超过0.12dL/g比浓对数黏度损失,或不超过0.10dL/g比浓对数黏度损失的有用热稳定性,其中比浓对数黏度是在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中在0.5g/100ml的浓度下在25℃测定的。
在本发明的聚酯、聚酯组合物和/或方法中的任一种中,当添加或存在另外的镓时,本发明的任何给定聚酯的b*颜色可以在特定比浓对数黏度下保持稳定,或降低小于20%、或小于15%、或小于10%、或小于5%,如由CIE(国际照明委员会)的L*a*b*颜色体系所确定的。
在一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物在23℃下的挠曲模量可等于或大于2000MPa(290,000psi),如ASTM D790所定义。在另一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以表现出如ASTM D638所定义的在23℃下约2000MPa(290,000psi)至约2551MPa(370,000psi)的拉伸强度。在另一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物在23℃下的挠曲模量为约2000MPa(290,000psi)至约2413MPA(350,000psi),如ASTMD790所定义。
本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以具有至少一种以下性质:通过TA2100热分析仪以20℃/分钟的扫描速率测量的约85℃至约130℃的Tg;在23℃下的挠曲模量等于或大于2000MPa(290,000psi),如ASTM D790所定义;和缺口Izod冲击强度等于或大于25J/m(0.47ft-lb/in),根据ASTM D256,使用1/8英寸厚的棒在23℃下用10密耳缺口测得。
在某些实施例中,本发明的最终聚酯和/或聚酯组合物可以包含5.0mol%或更少、或4.5mol%或更少、或4mol%或更少、或3mol%或更少、或2.5mol%或更少、或2.0mol%或更少、或1.5mol%或更少、或1.0mol%或更少、或0.50mol%或更少的量的甲基。
由于本发明的某些聚酯在170℃下显示出长的结晶半衰期(例如大于5分钟),因此可以制备制品,包括但不限于注塑部件、注坯吹塑制品、注坯拉伸吹塑制品、挤出膜、挤出片材、挤出吹塑制品、挤出拉伸吹塑制品和纤维。可热成型薄板是本发明提供的制品的一个例子。本发明的聚酯可以是无定形的或半结晶的。在一个实施例中,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以具有相对低的结晶度。因此,本发明的某些聚酯和/或聚酯组合物可以具有基本上无定形的形态,这意味着聚酯包含基本上无序的聚合物区域。
在一个实施例中,该聚酯和/或聚酯组合物可用于制备成型制品,包括但不限于挤出和/或模塑制品,包括但不限于注塑制品、挤出制品、流延挤出制品、型材挤出制品、熔纺制品、热成型制品、挤出模塑制品、注射吹塑制品、注射拉伸吹塑制品、挤出吹塑制品和挤出拉伸吹塑制品。这些制品可包括但不限于膜、瓶、容器、饮具、医疗部件、片材和/或纤维。
在一个实施例中,本发明涉及包含本发明的聚酯和/或聚酯组合物的热成型膜和/或片材。
在一个实施例中,本发明涉及结合本发明的热成形膜和/或片材的制品。
在一个实施例中,本发明涉及包含本发明的聚酯和/或聚酯组合物和/或聚合物共混物的薄膜和/或片材。将聚酯和/或共混物成形为膜和/或片材的方法是本领域公知的。本发明的薄膜和/或片材的实例包括但不限于挤塑薄膜和/或片材、压塑薄膜和/或片材、溶液流延薄膜和/或片材。制备膜和/或片的方法包括但不限于挤出、压塑和溶液流延。
由本发明的膜和/或片材制成的潜在制品的实例包括但不限于热成型片材、图形艺术膜、户外标志、防弹玻璃、天窗、涂料、涂覆制品、涂漆制品、鞋硬衬、层压材料、层压制品、医用包装、通用包装和/或多层膜或片材。
在一个实施例中,本发明涉及包含本发明聚酯和/或聚酯组合物和/或聚合物共混物的注塑制品。注塑制品可包括注坯拉伸吹塑瓶、太阳玻璃框、透镜、运动瓶、饮具、食品容器、医疗装置和连接器、医疗外壳、电子外壳、电缆组件、消音制品、化妆品容器、可穿戴电子产品、玩具、促销品、电器部件、汽车内部部件和消费者家用制品。
在一个实施例中,本发明的聚酯组合物可用于非涂料组合物、非粘合剂组合物、热塑性聚酯组合物、制品、成型制品、热塑性成型制品、模塑制品、挤出制品、注塑制品、吹塑制品、膜和/或片材(例如压延、流延或挤出)、热成型的膜或片材、容器或瓶子(例如奶瓶或运动瓶或水瓶)。
在一个实施例中,本发明的聚酯可用于电器零件。如本文所用,“器具部件”是指与器具结合使用的刚性件。在一个实例中,器具部分可部分地或完全地与器具分离。在另一个实施例中,器具部件是通常由聚合物制成的器具部件。在一个实例中,器具部分是视觉上透明的。
在一个实施例中,本发明的聚酯可用于瓶和容器,包括注塑、注坯吹塑、注坯拉伸吹塑、吹塑或再热吹塑的那些。通过这些方法制造的制品包括双壁转筒、水瓶、运动瓶、散装水容器和奶瓶。
以下实例进一步说明本发明的聚酯是如何制备和评价的,并且仅是本发明的示例,而不是对本发明范围的限制。除非另有说明,份数是重量份数,温度是摄氏度或室温,压力是大气压或接近大气压。
实例
以下实例一般性地说明如何制备本发明的共聚酯以及使用2,2,4,4四甲基-1,3环丁二醇和改性二醇,以及某些催化剂和稳定剂对各种共聚酯性能如颜色和比浓对数黏度(IV)的影响。
测量方法
聚酯的比浓对数黏度在25℃下在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度测定,并以dL/g报告。
通过质子核磁共振(NMR)光谱测定组合物的二醇含量和顺/反比例。所有NMR谱都是在JEOL Eclipse Plus 600MHz核磁共振光谱仪上记录的,对于聚合物使用氯仿-三氟乙酸(70-30体积/体积),或者对于低聚样品使用60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷,添加氘代氯仿用于锁定。通过与2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的模型单-和二苯甲酸酯比较,进行2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇共振的峰归属。这些模型化合物非常接近聚合物和低聚物中发现的共振位置。
本文报告的颜色值是根据ASTM D 6290-98和ASTM E308-99,使用来自Hunter LabUltrascan XE分光光度计(Hunter Associates Laboratory公司,Reston,VA)的测量结果,使用以下参数测量的CIELAB L*、a*、和b*值:D65发光体,(2)10度观测器,(3)包括镜面角的反射模式,(4)大面积观察,(5)1″端口尺寸。除非另有说明,否则测量是在研磨至通过1mm筛的聚合物颗粒上进行的。
在以下实例中,镓(Al)和锂(Li)的量以金属的百万分之一(ppm)报告,并通过电感耦合等离子体质谱法(ICP)测量。磷的量类似地以元素磷的ppm表示,也使用相同的仪器通过ICP测量。在下列实例中“P测量”栏中报告的值是通过如上所述测量磷获得的。
除非另有说明,以下实例中使用的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的顺/反比为约60/40,可以为45/55至99/1。
除非另有说明,IV或IV是指如本文所述测量的比浓对数黏度。
实例1-33-表1-4中实例1-33的共聚酯的制备
实例中的表1-4中实例1-33的共聚酯的制备方法通常通过如下实例27的共聚酯的制备来举例说明。
本实例说明目标组成为100mol%对苯二甲酸二甲酯残基、35mol%TMCD残基和65mol%CHDM残基的共聚酯的制备。将77.7g对苯二甲酸二甲酯、37.5g CHDM、25.9g TMCD、0.128g乙酰丙酮锂和0.217g乙酰丙酮镓的混合物置于500毫升的烧瓶中,该烧瓶装有氮气入口、金属搅拌器和短蒸馏柱。将烧瓶置于已经加热到220℃的Wood金属浴中,将搅拌速度设定为175RPM,并保持15分钟。将烧瓶的内容物在5分钟内加热至230℃,同时在该时间内将搅拌升高至225℃。然后在45分钟内将内容物缓慢升高到245℃。内容物保持在245℃,同时在三分钟内将压力降低到250托。在15分钟内将温度再次升高至265℃。然后在八分钟的过程中将压力进一步降低到3.5托。最后,将温度升至277℃,同时将搅拌速率缓慢降至50RPM,并在20分钟内将压力降至1托。将反应在该最终温度、压力和搅拌速率下保持35分钟。得到高熔体黏度、视觉上透明的聚合物,其比浓对数黏度为0.661dl/g。NMR分析表明聚合物由33.34mol%TMCD残基组成。
表1-包含TMCD、DEG和100mol%DMT的共聚酯;锂和镓
表2-包含TMCD、NPG和100mol%DMT的共聚酯;锂和镓
表3-包含TMCD、CHDM和100%DMT的共聚酯;锂和镓(LiAcAc和GaAcAc)
*使各反应时间变化来进行各试样12、13、14
早期实验揭示,锂和镓能够显著地将TMCD引入聚酯中,导致高比浓对数黏度。在减少总催化剂进料时观察到显著的颜色改进,而TMCD引入和黏度构造仍然非常好。这些结果还共同表明TMCD的引入具有良好的范围,其可通过二醇进料的摩尔比来控制。
如表4所示,用锡和磷催化剂包制备了一系列对比聚合物,当与锂和镓比较时,观察到类似的比浓对数黏度和TMCD转化率,然而,应当注意,认为需要磷使色值下降到接近用锂和镓观察到的色值。
表4:包含TMCD、CHDM、100mol%DMT的共聚酯;Sn(ppm)和磷(P)(ppm);[Sn源为三(2-乙基己酸)单丁基锡]
不可预知的是,Li/Ga催化剂体系与锡催化剂体系的使用相比在获得如表4中所示的类似的良好比浓对数黏度和类似的良好颜色(不需要磷)方面是有利的。
实例34-36
使用乙酰丙酮锂(LiAcAc)和乙酰丙酮镓(GaAcAc)作为催化剂体系,以与本文所述的其它聚酯基本相同的方式制备包含DMT、TMCD、EG和DEG的共聚酯,结果示于表5实例34-36中。
表5:包含TMCD、EG和DEG、100mol%DMT的共聚酯(原位);Li AcAc(ppm)和Ga AcAc(ppm)
不可预知的是,Li/Ga催化剂体系对于含有DMT、TMCD、EG和DEG的聚酯获得了良好的比浓对数黏度。
观察到锂和镓以良好的产率制备了多种不同的引入TMCD作为单体的共聚聚酯产物。观察到多种催化剂负载量提供足够的黏度和可观的颜色范围。
已经具体参照本公开的优选实例详细描述了本公开,但是应当理解,在本公开的精神和范围内可以实现变化和修改。
Claims (20)
1.一种聚酯组合物,包含:
(1)至少一种聚酯,其包含:
(a)二羧酸组分,其包含:
(i)约70至约100mol%的对苯二甲酸或其酯的残基;
(ii)约0至约30mol%的具有至多20个碳原子的芳族和/或脂族二羧酸残基;
(b)二醇组分,其包含:
(i)约10至约50mol%的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基;
(ii)约50至约90mol%的改性二醇残基;
其中所述二羧酸组分的总mol%是100mol%,
其中所述二醇组分的总mol%为100mol%;以及
(2)锂原子、镓原子、和任选地,小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0至30ppm、或0至20ppm、或0至10ppm、或0ppm的锡原子。
2.根据权利要求1所述的聚酯组合物,其中,所述至少一种聚酯的所述改性二醇包括二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、对二甲苯二醇、新戊二醇、异山梨醇、聚四甲撑二醇或其组合中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的聚酯组合物,其中,所述至少一种聚酯包含2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的残基,其量为约10至约45mol%、或约10至约40mol%、或约10至约30mol%、或约15至约50mol%、或约15至约45mol%、或约15至约40mol%、或约20至约50mol%、或约20至约45mol%、或约20至约40mol%、或约20至约30mol%、或约25至约50mol%、或约25至约45mol%、或约25至约40mol%、或约30至约50mol%、或约30至约45mol%、或约30至约40mol%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的聚酯组合物,其中,所述至少一种聚酯包含1,4-环己烷二甲醇残基,其量为约50至约90mol%、或约55至约90mol%、或约55至约85mol%、或约60至约90mol%、或约60至约80mol%、或约70至约90mol%、或约70至约80mol%、或约60至约75mol%、或约60至约70mol%、或20至40mol%;或者
其中,所述至少一种聚酯包含乙二醇残基,其量为约50至约90mol%、或约60至约90mol%、或约65至约90mol%、或约70至约90mol%;或者
其中,所述至少一种聚酯包含二甘醇残基,其量为约50至约90mol%、或约60至约90mol%、或约60至约85mol%、或约60至约75mol%、或约50至约90mol%、或约50至约85mol%;或者
其中,所述至少一种聚酯包含新戊二醇残基,其量为约50至约90mol%、或约50至约70mol%、或约70至约90mol%。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的聚酯组合物,其中,所述至少一种聚酯的所述二酸组分包含芳族和/或脂族二羧酸酯残基。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的聚酯组合物,其中,所述至少一种聚酯的比浓对数黏度是0.35-1.2dL/g、或0.40-1.2dL/g、或0.45-1.2dL/g、或0.35-0.80dL/g、或0.35-0.75dL/g、或0.40-0.75dL/g、或0.45-0.75dL/g、或0.50-1.2dL/g、或0.50-0.80dL/g、或0.55-0.75dL/g、或0.60-0.75dL/g,如在25℃在60/40(wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5g/100ml的浓度确定的。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的聚酯组合物,其包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的钛原子。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的聚酯组合物,其包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的锰原子。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的聚酯组合物,其包含小于30ppm、或小于20ppm、或小于10ppm、或小于5ppm、或小于2ppm、或0-30ppm、或0-20ppm、或0-10ppm、或0ppm的锌原子。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的聚酯组合物,其包含相对于所制备的最终聚酯的质量的以下量中至少一种的锂原子:20至1000ppm、或20至750ppm、或20至500ppm、或20至300ppm、或20至275ppm、或20至250ppm、或20至200ppm、或20至175ppm、或20至150ppm、或20至125ppm、或20至120ppm、或20至115ppm、或20至110ppm、或20至100ppm、或25至1000ppm、或25至750ppm、或25至500ppm、或25至300ppm、或25至275ppm、或25至250ppm、或25至200ppm、或25至175ppm、或25至150ppm、或25至125ppm、或25至120ppm、或25至115ppm、或25至110ppm、或25至100ppm、或30至1000ppm、或30至750ppm、或30至500ppm、或30至300ppm、或30至275ppm、或30至250ppm、或30至200ppm、或30至175ppm、或30至150ppm、或30至125ppm、或30至120ppm、或30至115ppm、或30至110ppm、或30至100ppm、或40至1000ppm、或40至750ppm、或40至500ppm、或40至300ppm、或40至275ppm、或40至250ppm、或40至200ppm、或40至175ppm、或40至150ppm、或40至125ppm、或40至120ppm、或40至115ppm、或40至110ppm、或30至100ppm、或50至1000ppm、或50至750ppm、或50至500ppm、或50至300ppm、或50至275ppm、或50至250ppm、或50至200ppm、或50至175ppm、或50至150ppm、或50至140ppm、或50至130ppm、或50至125ppm、或50至120ppm、或50至115ppm、或50至110ppm、或50至100ppm、或60至1000ppm、或60至750ppm、或60至500ppm、或60至300ppm、或60至275ppm、或60至250ppm、或60至200ppm、或60至175ppm、或60至150ppm、或60至140ppm、或60至130ppm、或60至125ppm、或60至120ppm、或60至115ppm、或60至110ppm、或60至100ppm、或75至1000ppm、或75至750ppm、或75至500ppm、或75至300ppm、或75至250ppm、或75至200ppm、或75至175ppm、或75至150ppm、或75至140ppm、或75至130ppm、或75至125ppm、或75至120ppm、或75至115ppm、或75至110ppm、或75至100ppm、或80至1000ppm、或80至750ppm、或80至500ppm、或80至300ppm、或80至275ppm、或80至250ppm、或80至200ppm、或80至175ppm、或80至150ppm、或80至140ppm、或80至130ppm、或80至125ppm、或80至120ppm、或80至115ppm、或90至500ppm、或90至300ppm、或90至275ppm、或90至250ppm、或90至200ppm、或90至175ppm、或90至150ppm、或90至140ppm、或90至130ppm、或90至125ppm、或90至120ppm、或90至115ppm、或100至1000ppm、或100至750ppm、或100至500ppm、或100至400ppm、或100至300ppm、或100至275ppm、或100至250ppm、或100至200ppm、或150至1000ppm、或150至750ppm、或150至500ppm、或150至400ppm、或150至300ppm、或150至250ppm、或200至1000ppm、或200至750ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm,或200至250ppm。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的聚酯组合物,其包含相对于所制备的最终聚酯的质量的在以下范围的至少一个中的镓原子:50至1000ppm、或50至750ppm、或50至500ppm、或50至300ppm、或50至250ppm、或50至200ppm、或60至1000ppm、或60至750ppm、或60至500ppm、或60至300ppm、或60至250ppm、或60至200ppm、或75至1000ppm、或75至750ppm、或75至500ppm、或75至300ppm、或75至250ppm、或75至200ppm、或100至1000ppm、或100至750ppm、或100至500ppm、或100至400ppm、或100至300ppm、或100至250ppm、或100至200、或150至1000ppm、或150至750ppm、或150至500ppm、或150至400ppm、或150至300ppm、或150至250ppm、或200至1000ppm、或200至750ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm、或200至250ppm。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的聚酯组合物,其包含相对于所制备的最终聚酯的质量以ppm计的以下锂原子与镓原子比率之一:0.50-1:5至5:1、或0.50-1:4至4:1、或0.50-1:3至3:1、或0.50:1至1:5、或0.50-1至1:4、或0.60-1:5至5:1、或0.60-1:4至4:1、或0.60-1:3至3:1、或0.60:1至1:5、或0.60-1至1:4、或0.70-1:5至5:1、或0.70-1:4至4:1、或0.70-1:3至3:1、或0.70-1:2至2:1、或0.70-1.2至1:4、或0.75-1:5至5:1、或0.75-1.2至1:4至4:1、或0.75-1:3至3:1、或0.75-1:2至2:1、或0.75-1.0至1:4、或0.8:1.2至1:4、或0.8-1:5至5:1、或0.8-1:5至5:1、或0.8-1.2至1:4至4:1、或0.8-1:3至3:1、或0.8-1:2至2:1、或0.8-1.2至1:4。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的聚酯组合物,其中相对于制备的最终聚酯的质量,存在于最终组合物中的总催化剂金属原子为200至800ppm、或200至750ppm、或200至700ppm、或200至600ppm、或200至500ppm、或200至400ppm、或200至300ppm、或250至600ppm、或250至500ppm、或250至450ppm、或250至400ppm、或300至600ppm、或300至450ppm、或350至450ppm、或300至400ppm、或350至450ppm、或300至500ppm、或300至450ppm。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的聚酯组合物,其包含至少一种锂源,所述锂源选自碳酸锂、乙酸锂、苯甲酸锂、琥珀酸锂、乙酰丙酮锂、甲醇锂、草酸锂、硝酸锂、乙醇锂、氢氧化锂、氢化锂、二醇锂、烷基锂、氢化镓锂、硼氢化锂、氧化锂中的至少一种;或其中至少一种锂源为乙酰丙酮锂。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的聚酯组合物,其包含至少一种镓源,所述镓源选自乙酸镓、苯甲酸镓、硫酸镓、乳酸镓、月桂酸镓、硬脂酸镓、醇化镓、乙醇镓、异丙醇镓、三正丁醇镓、三叔丁醇镓、二异丙醇单仲丁氧基镓、和镓螯合物、二异丙醇乙基乙酰乙酸镓、三(乙基乙酰乙酸)镓、烷基乙酰乙酸、二异丙醇镓、单乙酰乙酸双(乙基乙酰乙酸)镓、三(乙酰乙酸)镓或乙酰丙酮镓;或包含至少一种选自氢氧化镓、乙酰丙酮镓、乙酸镓、异丙醇镓或硫酸镓的镓源;或包含至少一种选自乙酰丙酮镓和异丙醇镓的镓源。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的聚酯组合物,其中所述2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇残基是包含以下的组合:大于50mol%顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于50mol%反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;或者大于70mol%顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于30mol%反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;或大于75mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于25mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;或大于80mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于20mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;或大于85mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于15mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;或大于90mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于10mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇;或大于95mol%的顺式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇和小于5mol%的反式-2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的聚酯组合物,其中所述聚酯组合物包含至少一种选自以下至少一种的聚合物:除权利要求1中的那些以外的聚酯、聚醚酰亚胺、聚苯氧化物、聚(苯氧化物)/聚苯乙烯共混物、聚苯乙烯树脂、聚苯硫醚、聚苯硫醚/砜、聚(酯碳酸酯)、聚碳酸酯、聚砜、聚砜醚和聚(醚酮);或其中所述聚酯组合物包含所述聚酯与回收的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(rPET)的共混物。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的聚酯组合物,其包含至少一种磷化合物的残基。
19.一种制备权利要求1-18中任一项所述的聚酯或聚酯组合物的方法,其中在最终聚合物中TMCD结合或转化的程度大于55mol%、或大于50mol%、或大于45mol%、或大于40mol%、或大于35mol%、或大于30mol%。
20.一种由权利要求1-19中任一项所述的聚酯组合物制成的制品。
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