[发明专利]含有新戊二醇和2,2,4,4-四烷基-1,3-环丁二醇的共聚酯

说明书

技术领域

本发明涉及具有高特性粘度和热稳定性的含有新戊二醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的残基的共聚酯。

发明背景

使用常规催化剂(例如钛和/或锡)和聚合条件难以制备含有新戊二醇(NPG)和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)两者的高分子量共聚酯。TMCD可以提高由对苯二甲酸二甲酯(DMT)制备的共聚酯的玻璃化转变温度(Tg)。

对于其中聚合物在加热下必须保持尺寸稳定的某些终端应用而言，理想的是生产具有高Tg的无定形共聚酯。虽然TMCD可以提高无定形共聚酯的Tg，但是在进行熔融相缩聚以生产具有高Tg的聚合物期间，变得难以将TMCD残基嵌入到共聚酯主链中。使用过量的TMCD以将所需量的TMCD引入到共聚酯主链中导致成本增加，因为要使用过量的TMCD。

但是，仅使用TMCD作为二醇制备的聚酯具有如此高的熔体粘度，以致其难以制备和加工。因此，使用其它二醇共聚单体来降低聚合物熔体的熔体粘度，以及改善其它性能，例如韧性。已经使用的一种二醇为1,4-环己烷二甲醇(CHDM)。由DMT，CHDM和TMCD制备的共聚酯已经获得商业成功，但是由于基于CHDM组分的降解反应，可能经历热稳定性降低，意味着在熔融挤出中高温处理聚合物期间，聚合物损失分子量。此外，聚合物制备期间，特别是在最终聚合反应器，也称为后缩聚器(finisher)中的高加工温度对于由具有高分子量的熔体生产聚合物而言是理想的，所述分子量典型地以聚合物的特性粘度(It.V或IV)测量。但是，后缩聚器反应温度下热稳定性差的聚合物使得难以充分形成许多终端应用所需的IV (0.55 dL/g或更高)。

因此，仍然需要研发一种含有TMCD的共聚酯，其具有高Tg (至少90℃)，优良IV (0.55 dL/g或更高)的良好平衡，具有可接受的引入到共聚酯聚合物主链中的TMCD水平，以及具有优良的热稳定性。

本发明致力于这一需求，以及由以下说明书和所附权利要求将变得显而易见的其它。

发明内容

在此提供一种无定形共聚酯，其包含：

a) 2,2,4,4-四烷基-1,3-环丁二醇(TACD)的残基；

b) 新戊二醇(NPG)的残基；

c) 碱金属原子或碱土金属原子；

d) 铝原子；

e) 锡原子；

f) 至少0.55 dL/g的特性粘度(IV)；和

g) 至少90℃的玻璃化转变温度(Tg)。

在一个实施方案中，本发明的共聚酯并非固态聚合的。

在另一个实施方案中，共聚酯的Tg为至少100℃。

在另一个实施方案中，共聚酯的Tg为至少105℃。

在另一个实施方案中，共聚酯的It.V.为至少0.58 dL/g。

在另一个实施方案中，共聚酯的It.V.为至少0.60 dL/g。

在另一个实施方案中，共聚酯的It.V.为至少0.67 dL/g。

在另一个实施方案中，共聚酯包含以下残基：

(a) 包含至少80 mol%的对苯二甲酸残基或对苯二甲酸衍生物残基的酸组分；和

(b) 包含累计至少80 mol%的NPG和TACD残基的羟基组分；

基于共聚酯中的100 mol%的酸组分残基和100 mol%的羟基组分残基。

在另一个实施方案中，该共聚酯包含以下残基：

(a) 包含至少96 mol%的对苯二酸酯单元的酸组分；和

(b) 包含累计至少96 mol%的TACD和NPG残基的羟基组分；

基于共聚酯中100 mol%的酸组分残基和100 mol%的羟基组分残基。

在另一个实施方案中，该共聚酯包含小于4 mol%的羟基改性剂残基，基于共聚酯中的所有残基的摩尔数。

在另一个实施方案中，该共聚酯包含小于2 mol%的羟基改性剂残基，基于共聚酯中的所有残基的摩尔数。

在另一个实施方案中，不向用于制造共聚酯的熔融相方法中添加除乙二醇以外的羟基改性剂，条件是如果向熔融相方法中添加了乙二醇，其仅作为一种或多种碱金属或碱土金属，铝，或锡原子的载体来添加。

在另一个实施方案中，该共聚酯包含小于1 mol%的乙二醇残基，基于共聚酯中的所有残基的摩尔数。

在另一个实施方案中，TACD残基包含由以下结构表示的化合物残基：