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JPH0360849B2 - - Google Patents
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JPH0360849B2 - - Google Patents

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JPH0360849B2
JPH0360849B2 JP56132225A JP13222581A JPH0360849B2 JP H0360849 B2 JPH0360849 B2 JP H0360849B2 JP 56132225 A JP56132225 A JP 56132225A JP 13222581 A JP13222581 A JP 13222581A JP H0360849 B2 JPH0360849 B2 JP H0360849B2
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JP
Japan
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terephthalic acid
reaction
stage
catalyst
butanediol
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JP56132225A
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JPS5773020A (en
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Kee Hooru Junia Henrii
Buiru Padeiasu An
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はポリエステル類の製法、特にテレフタ
ル酸と1,4−ブタンジオールの直接エステル化
反応によるポリブチレンテレフタレイトの製法に
関する。 ポリブチレンテレフタレイト合成の1方法には
テレフタル酸と1,4−ブタンジオールの明瞭な
2段階による直接接触エステル化法がある。即ち
第1段階でテレフタル酸を触媒の存在において
1,4−ブタンジオールと反応させてビス−ヒド
ロオキシブチルテレフタレイトとそのオリゴマー
類を生成し、第2段階でビス−ヒドロオキシブチ
ルテレフタレイトとオリゴマーを触媒の存在で重
縮合させてポリブチレンテレフタレイトとするの
である。第1段階は反応媒質が均質となつたと
き、即ち実質的に全テレフタル酸(これは反応媒
質に非常に不溶性である)の転化を示す“清澄
点”に達したとき終点と思われる。普通の方法に
おいて第2段階は第1段階反応の清澄点が起つた
後にのみ開始される。(温度上昇と真空使用によ
り)ポリエステル化反応の説明は米国特許第
3050533号および第3185668号に記載されている。
この工業的に重要な樹脂の直接製法において好ま
しいこのポリブチレンテレフタレイト合成法はテ
レフタル酸が1,4−ブタンジオールのテトラヒ
ドロフランへの転化に触媒として働らいて樹脂の
収率を減少し生産経費を増加する重要な欠点をも
つ。米国特許第3936421号において触媒として有
機錫化合物と有機チタン化合物の混合物の存在で
テレフタル酸を1,4−ブタンジオールでエステ
ル化することによりテトラヒドロフラン生成を最
少とする提案がされている。他のテトラヒドロフ
ラン生成を最少とする提案は米国特許第4014858
号における1オルガノ−錫結合をもつ4価錫触媒
の使用である。 直接エステル化法における上記欠点からポリブ
チレンテレフタレイトの残る主製法はジアルキル
テレフタレイト、一般にジメチルテレフタレイト
を1,4−ブタンジオールでトランスエステル化
する方法だけである。この方法によればテトラヒ
ドロフランの生成が少ないのである。しかしトラ
ンスエステル化法はあくまでポリブチレンテレフ
タレイトへの間接法であり、直接合成法がテトラ
ヒドロフランの甚しい多量を生ずることが事実で
なければこの方法は明らかに選択される方法とな
るであろう。 今やポリブチレンテレフタレイト生成のテレフ
タル酸と1,4−ブタンジオールの2段直接接触
エステル化法において連続反応のタイミングを適
当にすることによつて普通の方法でしかもテトラ
ヒドロフランの共生成を最少としてこのポリエス
テルを合成できる方法が発見されたのである。本
発明はテレフタル酸と1,4−ブタンジオールを
第1段階において触媒の存在において205℃乃至
215℃の範囲の温度で行い、そして第2段階の反
応を第1段階の反応媒質中に10乃至40重量%の未
反応テレフタル酸が残留している時点で開始し、
225℃乃至270℃の範囲の温度及び100mmHg以下の
圧力条件下に行うことを特徴とするポリブチレン
テレフタレートの製造法である。 本明細書において“ポリブチレンテレフタレイ
ト”とはテレフタル酸と1,4−ブタンジオール
から生成された単位より成る実質的に線状ポリエ
ステル類をいう。上記ポリブチレンテレフタレイ
トはまた40モル%迄のテレフタル酸が他の共縮合
性ポリカルボン酸1又は2種以上で代替されたコ
ポリエステル類および(又は)40モル%迄の1,
4−ブタンジオールが1又は2種以上の他の共縮
合性ポリオール類で代替されたコポリエステルを
も包含する。他の共縮合性ポリカルボン酸の例に
はイソフタル酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼ
ライン酸、ドデカンジカルボン酸、ヘキサヒドロ
テレフタル酸、フエニルインダンジカルボン酸、
トリメリツト酸、トリメシン酸および2,6−ナ
フタレンジカルボン酸がある。他の共縮合性ポリ
オールの例にはエチレングリコール、1,3−プ
ロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、
ペンタエリスリトールおよび1,6−ヘキサンジ
オールがある。 ポリエステル化反応に従来使われている触媒は
本発明にも使用できてよい結果がえられる。特に
好ましいのは知られた普通の有機チタンおよび有
機錫を単独又は混合で使うポリエステル化反応触
媒である。有用な有機チタン触媒の例はチタンテ
トラブトオキシド、テトラメチルチタネイト、エ
チルグリコールチタネイト、テトラブチレングリ
コールチタネイト、テトラブチルチタネイト、テ
トライソプロピルチタネイト、テトラ(2−エチ
ルヘキシル)チタネイト、テトラオクチルチタネ
イトおよびテトラステアリルチタネイトおよびこ
れらの一部又は完全加水分解されたトランスエス
テル化された生成物である。本発明で便利に使わ
れる有機錫触媒の例はテトラエチル錫、トリエチ
ル錫水酸化物、トリフエニル錫水酸化物、トリイ
ソブチル錫酢酸塩、ジブチル錫2酢酸塩、トリブ
チル錫酢酸塩、ジフエニル錫ジラウレイト、モノ
ブチル錫3塩化物、ジブチル錫2塩化物、トリブ
チル錫塩化物、メチルフエニル錫酸化物、ジブチ
ル錫酸化物、ジドデシル錫酸化物、ジブチル錫硫
化物およびブチルヒドロオキシ錫酸化物である。
上記のうちチタンテトラブトオキシドおよびトリ
ブチル錫酢酸塩が特に好ましい。 本発明で使われる触媒量はえられるポリエステ
ル重量を基準として0.005乃至0.5重量%、好まし
くは0.01乃至0.1重量%の範囲で広く変えうるが、
どの場合も全く十分である。 1,4−ブタンジオールとテレフタル酸の第1
段反応におけるジオールの酸に対するモル比は約
1.2:1から約2.0:1の範囲内が便利である。本
発明の方法は第1段反応を205乃至215℃、好まし
くは208乃至212℃の温度で行う。これはテトラヒ
ドロフラン生成量を減少するに特に有利である。
この厳格な温度範囲内で1,4−ブタンジオール
対テレフタル酸比約1.5:1乃至約1.8:1におい
て特によい結果がえられる。第1段反応のこの温
度を用いてえられるよい結果は表1に示されてい
る。
【表】 留モル
【表】 上記のとおり第1段エステル化/オリゴマー化
反応の清澄点に到達前に第2段重縮合反応を開始
することが本発明の方法に重要なのである。一般
に第1段反応の清澄点は実質的にテレフタル酸と
1,4−ブタンジオールの全部が反応し反応媒質
に可溶性であるビス−ヒドロオキシブチルテレフ
タレイトが生成された時に到達すると考えられ
る。清澄点に達した時にのみ重縮合反応を開始す
る知られた普通の操作における1,4−ブタンジ
オールのテトラヒドロフランへの転化量%を次の
表2に示している。
【表】 しかし反応の清澄点に到達する前の時点は与え
られた反応媒質と反応条件に対し簡単な普通の試
験で容易に検査できるのであるが、その時点で第
2段重縮合反応条件、即ち反応温度上昇と真空使
用を反応媒質に対し行なうならば、1,4−ブタ
ンジオールのテトラヒドロフランへの転化量は実
質的に減少できる(下記表3)であろう。第2段
重縮合反応は第1段反応媒質中に10乃至40重量
%、好ましくは20乃至30重量%の未反応テレフタ
ル酸が残留している時に開始される。この反応条
件は225乃至270℃、好ましくは235乃至250℃の温
度と100mmHg以下、好ましくは75mmHg以下の減
圧にすることである。 実施例 1〜10 第1段反応の清澄点到達前に本発明の重縮合を
行なうことの重要な利点を示すためにテレフタル
酸対1,4−ブタンジオール比1.7:1において
種々の触媒を用いて一連の重合反応を行なつた。
各重合反応の第1段階は210℃で行なつた。表に
示した時間後ある試験は真空(約60mmHg)を使
い温度を235℃に上昇した。反応装置を蒸溜装置
に接続し一連のトラツプを液体窒素で冷却した。
蒸溜装置フラスコに1,4−ブタンジオールを捕
集しトラツプに水とテトラヒドロフランを受け
た。重合試験の結果は下記表3のとおりである。
【表】 これらの結果の示すとおり、実施例4、7およ
び9において生成されたテトラヒドロフランは清
澄点到達後にのみ真空使用と温度上昇をする普通
の方法において生成された場合よりも実質的に少
ない。実施例1、5および8は真空使用と温度上
昇をしないと適当する重合体がえられないことか
らそれらの条件の重縮合反応における重要性を示
している。実施例2、3および6は特定反応媒質
に対し重縮合条件を適用する時間が適当する重合
体生成には早すぎたことを示し与えられた状態に
おいて第2段反応開始の最適時間を実験的に決定
する必要性を示している。 本発明の方法の実施例はバツチ重合法を示した
が、本発明の方法は連続重合法においても同様に
普通の修正によつて応用できることをこの技術分
野の知識ある者は容易に認めるであろう。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 テレフタル酸と1,4−ブタンジオールを第
    1段階において触媒の存在において205℃乃至215
    ℃の範囲の温度で行い、そして第2段階の反応を
    第1段階の反応媒質中に10乃至40重量%の未反応
    テレフタル酸が残留している時点で開始し、225
    ℃乃至270℃の範囲の温度及び100mmHg以下の圧
    力条件下に行うことを特徴とするポリブチレンテ
    レフタレートの製造法。 2 触媒が有機チタンポリエステル化反応触媒で
    ある特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 触媒がチタンテトラブトオキシドである特許
    請求の範囲第2項に記載の方法。 4 触媒が有機錫ポリエステル化反応触媒である
    特許請求の範囲第1項に記載の方法。 5 触媒がトリブチル錫酢酸塩である特許請求の
    範囲第4項に記載の方法。 6 1,4−ブタンジオールのテレフタル酸に対
    するモル比が1.2:1から2.0:1迄の範囲である
    特許請求の範囲第1項に記載の方法。 7 第1段階の反応温度が208℃乃至212℃である
    特許請求の範囲第1項に記載の方法。 8 1,4−ブタンジオールのテレフタル酸に対
    するモル比が1.5:1から1.8:1の間である特許
    請求の範囲第1項又は第7項に記載の方法。 9 第2段階の反応温度が235℃乃至250℃の範囲
    である特許請求の範囲第1項に記載の方法。 10 第1段階の反応媒質中に20乃至40重量%の
    未反応テレフタル酸が残留している時点で第2段
    階の反応を開始する特許請求の範囲第1項に記載
    の方法。 11 第1段階の反応媒質中に10乃至30重量%の
    未反応テレフタル酸が残留している時点で第2段
    階の反応を開始する特許請求の範囲第1項に記載
    の方法。
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