[发明专利]一种使用无机的钛－镁催化剂合成的PET聚酯粒及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种PET聚酯粒，尤指一种含有少量蓝色染料及无机粒子且使用无机的钛-镁催化剂合成的PET聚酯粒。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚酯粒的公知的合成过程，通常是使用锑(Sb)催化剂为聚缩合催化剂，且使用纯对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)为原料，经过第一段直接酯化反应(direct esterification)及第二段聚缩合反应(polycondensation)，再于进行第二段聚缩合反应中加入锑(Sb)催化剂，或依需要，在完成第二段聚缩合反应后再附加固态聚合反应，以提高分子量后而制得。

近来，PET塑料瓶几乎取代了玻璃瓶及铝罐等饮料容器。但，PET塑料瓶充填饮料后会有微量的锑元素析出(migration)进入饮料中，而且，锑元素属于重金属对人类的健康会造成严重威胁。

为解决此问题，PET聚酯粒的合成过程，近年来已有专利文献披露采用有机的钛催化剂取代锑催化剂为聚缩合催化剂，但使用有机的钛催化剂所制得的PET聚酯粒，常有色相偏黄以及加工时容易发生裂解(thermal Degradation)产生较高含量的乙醛(acetaldehyde)及环状寡聚合物(cyclic Oligomer)的缺点。而且，即使在PET聚酯粒的聚合过程中通过添加染料也难以改善色相偏黄的缺点。

例如，美国第5,922,828号专利披露一种有机的四丁基钛酸酯(tetrabutyltitanate，简称TBT)为钛催化剂，搭配双(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(bis(2，4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritoldiphosphite，商品名称为抗氧剂AT-626)为稳定剂，使得所合成的聚合体的乙醛含量会较低。但，此专利未改善以钛催化剂所制得的PET聚酯粒有色泽偏黄的缺点。

美国第6,013,756号专利披露在PET聚酯粒的聚合过程中使用有机的四丁基钛化合物为钛催化剂，并且利用添加醋酸钴达到改善PET聚酯粒色相偏黄的缺点。

美国第6,500,915号专利的实施例披露使用有机的四丁基钛酸酯(TBT)为钛催化剂，搭配使用磷化合物及醋酸镁合成PET聚酯粒。但，此专利未改善以钛催化剂所制得的PET聚酯粒有色泽偏黄的缺点。

美国第6,593,447号专利披露使用有机的钛化合物与磷系化合物共同以一定比例与乙二醇调制成催化剂溶液，并加入酸酐类化合物(anhydride)在200℃以下的温度反应制成一种聚缩合用催化剂。但，此专利未改善以钛催化剂所制得的PET聚酯粒有色泽偏黄的缺点。

美国第6,667,383号专利披露使用有机的四丁基钛酸酯(TBT)为钛催化剂，搭配使用磷酸酯及镁化合物合成PET聚酯粒。但，此专利未改善以钛催化剂所制得的PET聚酯粒有色泽偏黄的缺点。

美国第6,489,433号及第6,541,59号专利披露使用有机的正四丁基钛酸酯或有机的异四丙基钛酸酯做为聚缩合催化剂，并添加一种磷酸酯以合成色泽良好的聚酯粒。

美国第7,094,863号及第7,129,317号专利披露使用有机的异环氧丙烷型钛酸酯(titanium diisopropoxide bis(acetyl-acetonate)或有机的四丁基钛酸酯(TBT)为聚缩合催化剂，且以这种钛催化剂制得一种PET聚酯粒。而且，使用这种PET聚酯粒制成的PET瓶胚具有色泽偏白及透明度佳的特性，而且金属元素含量低。当瓶胚制成热充填瓶的时候，所制成的热充填瓶仍能维持良好的透明度，而且在195～205°F的充填温度下具有良好的尺寸稳定性。

美国第6,451,959号专利披露一种固态钛化合物T，以钛的卤化物(titanium halide)进行水解(hydrolysis)得到水解物质(hydrolyzate)，再进行脱水干燥(Dehydro-drying)而取得。此专利披露前述的固态钛化合物T可结合其它化合物E，例如Be、Mg、Ca、Sr、Ba等的氢氧化合物(hydroxide)；其中E/Ti的摩尔比例介于1/50～50/1，且OH/Ti的摩尔比介于0.09～4。