制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的连续方法技术

本发明专利技术涉及一种制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的连续方法和该多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯在漆包线漆上的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的连续方法本专利技术涉及一种制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯(polyolmodifiedpolyalkenyleneterephthalate)的连续方法。专利技术背景多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯是用于制备漆包线漆(wireenamels)的公认材料，特别地，含三(2-羟乙基)异氰脲酸酯的聚酯已广泛用作电磁线涂料。多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯可通过相应单体的缩聚或通过聚酯的酯交换制备，这通常在间歇式反应器中进行，例如US4,849,465所述。该方法的缺点是使用间歇式反应器进行操作是耗时的，并且单体以及所得聚合物必须溶解在溶剂，通常是甲酚溶剂(cresylicsolvents)中。甲酚溶剂被分类为对环境有害。当通过缩聚制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯时，形成作为反应产物的水。该水的处理是昂贵的，因为其被溶剂污染。因此，为了以工业规模制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯，仍然需要时间和成本有效的方法，该方法大大减少或不涉及溶剂的使用。这些问题通过本专利技术的方法解决。本专利技术涉及一种制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的连续方法，其包括以下步骤：(a)在包括反应区的连续反应器中引入i)聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯、ii)多元醇和iii)酯交换催化剂和一种或多种任选组分；(b)使引入的组分在反应器的反应区中在180-350℃的温度下反应，从而制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯；其中步骤a)的多元醇ii)选自三(2-羟乙基)异氰脲酸酯和甘油，任选地进一步包含第二多元醇，且其中步骤b)在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)的熔体中进行。本专利技术的方法在连续反应器中进行。优选地，本专利技术的方法在挤出机中进行。在挤出机中，可达到高温，这使得聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯可在熔融相中处理并具有高粘度。常规的间歇反应器不能在不使用溶剂的情况下处理熔融聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯所需的高温或搅拌。因此，本专利技术的方法可在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的熔体中进行，从而使得可以大大减少溶剂的使用甚至可在没有溶剂的情况下实施方法。根据本专利技术，聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的熔体任选地包含一种或多种溶剂，其中熔体中的溶剂的量相对于步骤a)中加入的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯为小于20重量％，更优选为小于15重量％的量，更优选为小于10重量％的量，更优选为小于5重量％的量，更优选为小于3重量％的量，更优选为小于2重量％的量，更优选为小于1重量％的量。在本专利技术方法的优选实施方案中，步骤b)在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的熔体中进行，其中所述聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的熔体基本上不含溶剂。基本上不含溶剂、低量或减少量的溶剂意味着溶剂相对于步骤a)中加入的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯优选为小于20重量％量，更优选为小于15重量％的量，更优选为小于10重量％的量，更优选为小于5重量％的量，更优选为小于3重量％的量，更优选为小于2重量％的量，更优选为小于1重量％的量。在本专利技术方法的另一优选实施方案中，步骤b)在不存在溶剂的情况下在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的熔体中进行。在本专利技术方法的优选实施方案中，所述聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。在本专利技术的方法中，使用多元醇来改性聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯。多元醇是含有多个羟基的有机化合物。具有2个或更多个羟基的分子是多元醇，例如具有2个羟基的分子是二醇，具有3个羟基的分子是三醇，具有4个羟基的是四醇，等等。本专利技术优选的多元醇是具有2个或3个羟基的多元醇，最优选具有3个羟基的多元醇。本专利技术更优选的多元醇选自三(2-羟乙基)异氰脲酸酯和甘油。作为第二多元醇的更优选的多元醇选自三(2-羟乙基)异氰脲酸酯、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇及其混合物。最优选的多元醇为三(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)。如S.Inoue等(KobunshiRonbunshu，第54卷，第6期，第407-411页，1997)所述，THEIC在碱金属氧化物存在下在130℃下分解。US4,849,465还指出THEIC在过量乙二醇的存在下不稳定。类似地，其他合适的多元醇的熔点例如对于季戊四醇为260℃，对于三羟甲基丙烷为60℃。聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯在至少250℃的温度下熔融。因此，令人惊讶的是，使用在如此高的温度下降解或分解的多元醇的酯交换反应能制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯。特别地，考虑到在催化剂存在下多元醇的分解反应，如在该方法中的情况那样，其在甚至更低的温度下开始。在本专利技术的优选实施方案中，在本专利技术方法的步骤a)中引入的多元醇ii)的量为至少0.5molOH基团/100g聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)。更优选地，在本专利技术方法的步骤a)中引入的多元醇ii)的量为0.5-5molOH基团/100g聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)；更优选为0.5-4molOH基团/100g聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)；更优选为0.5-3molOH基团/100g聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)；更优选为0.5-2molOH基团/100g聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)。在本专利技术的优选实施方案中，所述多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的Mn分子量为800-3000道尔顿。优选为800-2500道尔顿，更优选为800-2000道尔顿。在本专利技术的方法中，可以通过调节连续反应器的真空或压力和/或温度来控制多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的分子量。过量的二醇，尤其是与间歇法相比，将导致制得非常低分子量的低聚物，这将不能制得令人满意的线材涂料。通过这种调节，可以控制作为反应产物的乙二醇的水平，并且结果可以影响最终产物的所需分子量。本专利技术的一个目的是通过连续方法获得具有与间歇方法中获得的多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯相似的性质的多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯。通过本专利技术的连续方法获得的多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯可以以与间歇方法中相同的方式使用和施加，特别是在漆包线漆上。在本专利技术的含义中，在步骤a)中引入的酯交换催化剂ii)是能够催化酯交换反应的酸或碱催化剂，所述酯交换反应将与酯连接的有机基团和与醇连接的有机基团交换。就本专利技术的范围而言，可以使用任何适于酯交换反应的催化剂。在本专利技术方法的优选实施方案中，在步骤a)中引入的酯交换催化剂iii)为路易斯酸。在本专利技术方法的优选实施方案中，所述路易斯酸选自钛化合物、锌化合物、锑化合物、锆化合物、锗化合物、离子液体和铅化合物。在本专利技术最优选的实施方案中，所述酯交换催化剂选自乙酸锌和钛酸四正丁酯(TNBT)。在优选的实施方案中，所述酯交换催化剂以基于组分i)、ii)和iii)的总和计算为至少100ppm的量存在。优选地，所述酯交换催化剂为100-10000ppm。更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的连续方法，其包括以下步骤：/n(a)在包括反应区的连续反应器中引入i)聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯、ii)多元醇和iii)酯交换催化剂和一种或多种任选组分；/n(b)使引入的组分在反应器的反应区中在180-350℃范围内的温度下反应，/n从而制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯；/n其中步骤a)的多元醇ii)选自三(2-羟乙基)异氰脲酸酯和甘油，任选地进一步包含第二多元醇，且/n其中步骤b)在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)的熔体中进行。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180601 EP 18175592.71.一种制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的连续方法，其包括以下步骤：
(a)在包括反应区的连续反应器中引入i)聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯、ii)多元醇和iii)酯交换催化剂和一种或多种任选组分；
(b)使引入的组分在反应器的反应区中在180-350℃范围内的温度下反应，
从而制备多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯；
其中步骤a)的多元醇ii)选自三(2-羟乙基)异氰脲酸酯和甘油，任选地进一步包含第二多元醇，且
其中步骤b)在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)的熔体中进行。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述连续方法在挤出机中进行。


3.如权利要求1或2所述的方法，其中聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)的熔体基本上不含溶剂。


4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中步骤b)在聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)的熔体中在不存在溶剂的情况下进行。


5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。


6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中在步骤(a)中引入反应器中的多元醇ii)的量为至少0.5molOH基团/100g聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯i)。


7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述多元醇改性的聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯的Mn(数均)分子量在800-3000道尔顿范围内。


8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中步骤a)中引入的酯交换催化剂iii)的量在100-10000ppm范围内，基于组分i)、ii)和iii)的总和计算。

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【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·默里，A·巴拉德瓦伊，J·赫比森，B·阿斯科沃德，
申请(专利权)人：艾伦塔斯PDG股份有限公司，阿尔塔纳股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US