徑基和TPT之間的反應中實 現完全轉化。不希望受理論的約束,認為,在所有強酸性徑基被消耗W后,可W沒有抑制地 進行醋交換和聚合(聚醋化或縮聚)。在催化劑制備之后,可W將全部單體組分引入至反應 器,并且可W提高反應溫度,例如至220°C,W完成醋交換,隨后縮聚反應,例如在250°C下。
[0056] 按照本發明的方法結合到聚對苯二甲酸亞烷基醋中的亞烷基二醇基團可W源自 任何亞烷基二醇,包括環狀和非環狀的亞烷基二醇,其可W與芳族二簇基化合物反應W形 成聚對苯二甲酸亞烷基醋。合適的亞烷基二元醇的實例可W包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3- 丙二醇、1,2-下二醇、2,3-下二醇、1,4-下二醇、四甲基環下二醇、環己燒二甲醇(包括1,2-、 1,3-和1,4-環己燒二甲醇)、己二醇、和它們的組合。在一個實施方式中,亞烷基二醇選自1, 4-下二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、和它們的組合。任何前述亞烷基二醇可W生物衍生自生物 來源,例如,生物質。
[0057] 在本發明方法中使用的芳族二簇基化合物可W包含衍生自回收的PET的對苯二甲 酸二甲醋。用于回收對苯二甲酸二甲醋(還被稱為DMT或對苯二甲酸的二甲醋)的方法,在本 領域是已知的,例如如在美國6,472,557W及其中公開的其他專利中所提出的,通過引用將 其公開內容合并至本文中。通常,在升高的溫度和合適的條件下,聚對苯二甲酸乙二醋與醇 (如甲醇)反應,W打破聚醋的醋鍵并且產生對苯二甲酸的相應二醋,如對苯二甲酸二甲醋 (DMT)o
[0058] 本發明的方法排除或限制脂族二簇酸單體的存在W形成聚對苯二甲酸亞烷基醋, 上述單體包括小于5重量百分數的聚對苯二甲酸亞烷基醋,具體地小于2重量百分數,更具 體地基本上零重量百分數。因此,在制備聚對苯二甲酸亞烷基醋中不包括使用具有通式 (C出)m(C00H)2的脂肪族的二簇基化合物,其中m是從2至12的整數。具體地,在本發明方法 中,不包括脂族二簇酸如癸二酸(decanedioic acid)、己二酸、和癸二酸(sebacic acid)或 將其限于不顯著的量。
[0059] 可W通過本發明方法制備的聚對苯二甲酸亞烷基醋的實例包括,例如,聚對苯二 甲酸乙二醋("陽T")、聚(對苯二甲酸1,4-下二醋)("PBT")、聚對苯二甲酸丙二醋ΓΡΡΤ")、 聚對苯二甲酸環己燒醋、對苯二甲酸醋(terephthalate ester)與包含環己基二甲醇和乙 二醇的共聚單體的共聚醋、對苯二甲酸(terephthalate acid)與包含環己基二甲醇和乙二 醇的共聚單體的共聚醋、聚對苯二甲酸Ξ亞甲基醋、聚對苯二甲酸二甲氨乙醇醋 (polydianol tere地thalates)、和它們的組合。
[0060] 還可W采用本方法制備聚對苯二甲酸亞烷基醋,它是衍生自對苯二甲酸(具體地 對苯二甲酸和/或間苯二甲酸及包含直鏈C2-6脂肪族二元醇(具體地乙二醇和下二醇)的 混合物的共聚醋;W及C6-12環脂族二元醇(具體地1,4-環己燒二元醇、二甲醇十氨糞、二甲 醇二環辛燒、1,4-環己燒二甲醇和其順式-和反式-異構體、1,10-癸燒二元醇等等)。在聚合 物鏈中可W存在包含兩種或更多種類型二醇的醋單元作為單獨單元或作為相同類型單元 的嵌段。運種類型的特定的醋包括聚(1,4-亞環己基二亞甲基共-對苯二甲酸乙二醋) (PCTG),其中,大于50摩爾%的醋基是衍生自1,4-環己燒二甲醇;W及聚(亞乙基-共-1,4- 亞環己基二亞甲基對苯二甲酸醋),其中,大于50摩爾%的醋基是衍生自亞乙基(ethylene) (PTCG)。因此,如在本文中所使用的,術語"亞烷基二元醇"是指包括脂族和脂環族醇兩者。
[0061] 制備聚對苯二甲酸亞烷基醋的方法可w包含相對較少量的間苯二甲酸醋基w及 除了對苯二甲酸醋基、間苯二甲酸醋基、和亞烷基二元醇基(環狀的亞烷基二元醇基和非環 狀的亞烷基二元醇基),具體地小于10重量百分數,更具體地小于5重量百分數,最具體地小 于2重量百分數的酸基。
[0062] 在一個實施方式中,本發明方法用于制備聚對苯二甲酸亞烷基醋,其中,該聚對苯 二甲酸亞烷基醋包含50至30化pm的鐵酸四(CrCs烷基)醋W及100至60化pm的含憐化合物, 兩者都基于存在的鐵總量,其中,含憐組合物是選自由憐酸、聚(憐酸)、亞憐酸、憐酸一下 醋、憐酸二下醋、憐酸單烷基醋、憐酸二烷基醋、和它們的組合組成的組。聚對苯二甲酸亞燒 基醋通常具有至少15,OOOg/mol的數均分子量,具體地20,000至200,OOOg/mol W及從2至小 于6的多分散性指數(polydispersity index),具體地2至5。在運樣的實施方式中,聚對苯 二甲酸亞烷基醋具體地PBT,具有從150°C至223°C,具體地200°C至218°C,更具體地204°C至 210°C的范圍內的烙融溫度(Tm)。可W利用聚苯乙締標準來獲得分子量,如在25°C下在氯 仿/六氣異丙醇(5:95,體積/體積比)中通過凝膠滲透色譜法測得。
[0063] 在一個實施方式中,聚對苯二甲酸亞烷基醋是包含50至30化pm的鐵酸四(&-C8燒 基)醋(其是鐵酸四異丙醋及100至6(K)ppm的含憐化合物(其是憐酸)的聚對苯二甲酸下 二醋。PBT通常具有0.4至2.0分升/克的固有粘度(如在苯酪/四氯乙燒(60:40,體積/體積 比)在25°C下測得的)。在一種實施方式中,PBT樹脂具有0.6至1.4dl/g的固有粘度。
[0064] 在另一方面,本發明設及通過包含亞烷基二元醇和選自由芳族二簇酸、芳族二簇 基(C1-C3)烷基醋、和它們的組合組成的組的二簇基芳族化合物反應的方法制備的聚對苯二 甲酸亞烷基醋,其中,所述方法包括:形成催化劑,所述催化劑由鐵酸四(&-C偏基)醋和絡 合劑的反應產物組成,所述絡合劑選自由含憐化合物、含氮化合物、含棚化合物、和它們的 組合組成的組;通過將該催化劑與亞烷基二元醇和芳族二簇基化合物結合獲得醋交換;W 及聚合該醋交換的產物(在催化劑繼續存在下),產生聚對苯二甲酸亞烷基醋。
[0065] 組合物
[0066] 通過上述方法制備的聚對苯二甲酸亞烷基醋樹脂可W與其他組分共混W獲得熱 塑性組合物。為了賦予制造的產物所期望的性能,可W將添加劑添加至聚對苯二甲酸亞燒 基醋樹脂中。通常將添加劑加入聚合物組合物,條件是選擇添加劑W致并不顯著不利地影 響組合物的所期望的性能,例如,沖擊、彎曲強度、顏色等。運些添加劑可W在混合組分W形 成組合物期間在適合時間混合。可能的添加劑包括抗沖擊改性劑、填料、增強劑、抗氧化劑、 熱穩定劑、光穩定劑、紫外光化V)吸收劑、增塑劑、滑潤劑、脫模劑、抗靜電劑、著色劑、發泡 劑、烙體強度添加劑、阻燃劑、和抗滴落劑。對于關于添加劑的信息的良好來源是塑料添加 劑手冊(Plastics Additives 化η 化 ook),6thed.化 ans Zweifel,Ed.,2009)。
[0067] 可W使用添加劑的組合,例如抗氧化劑、紫外線吸收劑、脫模劑。基于組合物的總 重量,添加劑(除了任何抗沖擊改性劑、填料、或增強劑)的總量通常是0.01至15重量百分 數。
[0068] 將如本文中描述制備的熱塑性組合物通過從組合物中有意地排除催化劑巧滅劑, 諸如酸交換巧滅劑來表征。因此,按照本發明的方法可W進一步表征為在包含聚對苯二甲 酸亞烷基醋樹脂組合物的熱塑性組合物中排除(不添加)作為用于澤滅催化劑的手段 (means)的催化劑澤滅劑。
[0069] 如之前表示的,澤滅劑是抑制可W存在于熱塑性組合物中的任何催化劑的活性的 試劑,W防止在熱塑性組合物中的聚合物的加速相互聚合作用和降解。運種巧滅劑是選自 由酸性憐酸鹽、酸性亞憐酸醋、亞憐酸烷基醋、亞憐酸芳醋、混合的亞憐酸醋和它們的組合 組成的組,具體地,酸性憐酸鹽;酸性亞憐酸醋、亞憐酸烷基醋、亞憐酸芳醋或具有至少一種 酸性氨(acidic hy化ogen)的混合亞憐酸醋;IB族或IIB族金屬憐酸鹽;憐氧酸(phosphorus 0X0 acid)、金屬酸性焦憐酸鹽或它們的混合物。酸性憐酸鹽可W包括憐酸二氨鋼、憐酸單 鋒、憐酸氨鐘、憐酸二氨巧等。具體澤滅劑是憐酸、亞憐酸或它們的偏醋如憐酸單鋒。更具體 地,巧滅劑可W包括憐酸鋒、憐酸單鋒、亞憐酸、在水中稀釋的憐酸、酸式焦憐酸鋼、四丙基 正娃酸醋、四-(2-甲氧基乙氧基)硅烷、十二燒硫酸鋼、棚酸、巧樣酸、草酸、包含環狀亞氨基 酸的化合物、和它們的組合。
[0070] 由聚對苯二甲酸亞烷基醋制備的熱塑性組合物還可W包含至少一種增強填料。例 如增強填料可W包括剛性纖維如玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、陶瓷纖維或晶須如娃灰石、 聚合物纖維如四氣乙締或芳族聚酷胺纖維等。玻璃纖維通常具有大于或等于約6,800兆帕 的模量,并且可W是短切或連續的。玻璃纖維可W具有各種橫截面,例如,圓形、梯形、長方 形、正方形、新月形的、雙葉形、Ξ葉形、和六邊形。在一種實施方式中,玻璃是優選的,尤其 是相對無蘇打的玻璃。由石灰-侶-棚娃酸鹽玻璃組成的玻璃纖維絲,其還被稱為"護玻璃, 往往是特別優選的。將玻璃纖維加入組合物W大大增加彎曲模量和強度,雖然使得產品更 脆。玻璃絲(filament)可W通過標準方法制成,例如,.通過蒸汽吹制或空氣吹制(Steam or air blowing)、火焰吹制和機械拉伸。用于塑料強化的優選的細絲是通過機械拉伸制造的。 為了實現最佳的機械性能,可W使用6-20微米的纖維直徑,其中10-15微米的直徑是優選 的。在制備模塑組合物時,方便的是,使用短切線股(chopped S化and)形式的纖維(長度為 l/8"(3mm)至約l/2"(13mm)),雖然也可W使用粗紗(roving)。在由組合物模制的物品中,纖 維長度通常較短,可能是由于在組合物混煉期間的纖維斷裂。存在于最終模制的組合物中 的運種短玻璃纖維的長度是小于約4mm。該纖維可W用各種偶聯劑處理W改善與樹脂基體 的粘附性。優選的偶聯劑(coup 1 ing agent)包括:氨基、環氧、酷胺或琉基官能化的硅烷。也 可W使用有機金屬的偶聯劑,例如,鐵或錯類有機金屬化合物。其它優選的上漿涂布的 (sizing-coated glass)玻璃纖維商業上可獲自Owens Corning F;Lberglass,如,例如,0CF K細絲玻璃纖維183F。
[0071] 在另一種實施方式中,可W使用長玻璃纖維,其中用烙化的PBT聚醋來浸潰連續玻 璃纖維束,其包含數W千計的直徑為6-24μπι,尤其為8-1祉m的玻璃纖維單絲。冷卻之后,浸 潰束切成具有巧mm長度的粒料,具體地,大于〉9mm,如通過使用稱為拉出(pullout)或拉擠 成型的方法制備的。為了浸潰,可W使用本發明的高流動性PCT聚醋W改善細絲的浸潤速率 (wetting rate)從而制造長玻璃纖維粒料。可W將運些粒料結合至本發明的聚醋組合物中 W獲得長玻璃纖維增強的聚醋組合物。在通過運種方法制備的模塑組合物中存在的長玻璃 纖維的長度通常大于通過結合短纖維所制備的模塑組合物中存在的玻璃纖維的長度,并且 在模塑部件中存在的長玻璃纖維的主要部分具有Mmm的長度。運樣的長玻璃纖維增強組合 物可W用于不同的模塑技術如注射模塑、壓縮模塑、熱成形等。如在短纖維的情況下,也可 W用各種各樣的偶聯劑來處理長纖維W改善與樹脂的粘附。對于本領域技術人員而言,連 續方法如用于將長玻璃纖維直接結合至高流動性聚醋組合物中的推擠成型技術也將是可 能的。
[0072] 首先可W將玻璃纖維與聚對苯二甲酸亞烷基醋共混,然后送入擠出機并將擠出物 切成粒料,或在一種優選實施方式中,可W將它們分開地送入擠出機的進料漏斗。在一種高 度優選的實