[发明专利]复合金属氧化物及使用其生产聚酯的方法

说明书

发明背景

(a)发明领域

本发明涉及复合金属氧化物、以及使用其制备聚酯的方法。更具体地，本发明涉及包含三种金属并且具有能够被用作用于聚酯聚合的催化剂的稳定结构的复合金属氧化物、以及使用其制备聚酯的方法。

本申请要求于2012年4月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2012-0038477号的权益，其全部内容通过引用被并入本文。

(b)相关技术的描述

因为优良的机械性质和化学性质，聚酯一直应用于多种领域，例如，饮料填充容器、医学包装材料、薄板、膜、以及汽车模制产品，这些已经从相关技术中被应用。其典型实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。因为优良的物理性质和化学性质、尺寸稳定性、以及类似的，聚对苯二甲酸乙二醇酯一直被广泛地使用，并且主要通过使用基于锑(Sb)的催化剂来制备。

然而，在通过基于锑的催化剂制造的产品的情况下，大量的锑需要被用于聚合过程中，并且锑本身具有毒性，使得在使用产品持续长时间时，锑可能泄漏并且可能被引入到体内，引起胎儿生长退化、疾病比如致癌性、以及类似的，并且导致环境问题(Appl.Polym.Sci.2004，92，1887)。根据最近的研究结果，已知的是，甚至在通过使用锑催化剂制造的饮用水瓶和食品包装材料中，检测到在体内引起毒性的大量的锑(J Environ.Monit.2006，8，288)。因此，在某些发达国家中，已经逐渐推进关于使用基于锑的催化剂的规则或禁令，并且已经开发能够代替毒性诱发金属比如锑的环境友好的催化剂。

关于此，已经提出使用能够代替高毒性的基于锑的催化剂并且在体内具有低毒性并且被认为是环境友好的金属化合物作为用于聚酯聚合的催化剂的方法。

例如，国际公布专利第WO95/018839号公开通过使用TiO₂/SiO₂或TiO₂/ZrO₂氧化物共沉淀物来制备聚酯和共聚酯的催化剂。此外，日本专利公开公布第2003-40991号提出通过使用复合氧化物比如TiO₂/Al₂O₃、TiO₂/SiO₂或TiO₂/ZrO₂作为催化剂使聚酯聚合的方法。

然而，在以上描述的方法中使用的催化剂具有限制，所述限制在于：少量的磷(P)应当被用作充当用于聚酯的聚合过程的热稳定剂和抗氧化剂的添加剂，使得在熔化和模制过程期间，容易引起聚酯的热解、氧化降解以及黄化问题。因此，在使用通过使用现有的复合氧化物催化剂聚合的聚对苯二甲酸乙二醇酯来制造膜和饮用水容器时，因为发生黄化问题，产品具有变黑的亮度，这不适合用于商品化。此外，因为催化剂本身的活性在缩聚中是不可控的，具有大分布的分子量的聚合物被制备，使得在固相聚合中难以获得具有期望粘度的聚酯。

因此，仍然需要开发在利用通过使用树脂制造的模制产品时能够是环境友好的并且用磷稳定的并且具有极少的问题比如热解、氧化降解、以及黄化问题的催化剂，所述树脂通过使用催化剂的聚酯聚合获得。

发明概述

已做出本发明以试图提供一种复合金属氧化物，所述复合金属氧化物能够具有与锑催化剂和现有的钛催化剂相比更高的催化活性、容易被合成和稳定化、甚至少量就具有足够的聚合活性并且被用作用于聚酯聚合的环境友好的催化剂。

此外，已做出本发明以试图提供通过使用复合金属氧化物制备聚酯的方法。

本发明的示例性实施方案提供被用作用于聚酯聚合的催化剂的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物包含选自由镁(Mg)、锌(Zn)、铜(Cu)、锰(Mn)、钙(Ca)和铁(Fe)组成的组的一种金属(M)、以及钛(Ti)和铝(Al)。

复合金属氧化物可以是由以下的化学式1表示的钛醇盐、由以下的化学式2表示的铝醇盐、以及由以下的化学式3表示的金属醇盐的共沉淀物：

[化学式1]

Ti(OR¹)₄

[化学式2]

Al(OR²)₃

[化学式3]

M(OR³)₂，