Вязаный либо тканый материал из волокна из сложного полиэфира

Вязаный либо тканый материал из волокна из сложного полиэфира

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к вязаному либо тканому материалу из волокна из сложного полиэфира. Говоря более конкретно, настоящее изобретение относится к вязаному либо тканому материалу из волокна из сложного полиэфира, получаемому из смолы сложного полиэфира, отличающейся хорошим цветовым тоном и превосходной формуемостью.

Предшествующий уровень техники

Хорошо известно, что смолы сложных полиэфиров, в особенности, полиэтилентерефталат, полиэтиленнафталат, политриметилентерефталат и политетраметилентерефталат, демонстрируют превосходные механические, физические и химические свойства, и поэтому они широко используются для изготовления волокон, пленок и других формованных изделий, и, в особенности, в случае вязаных и тканых материалов продукты из смол сложных полиэфиров демонстрируют превосходные механическую прочность, стабильность размеров, термостойкость и светостойкость.

Каждый из упомянутых выше полимеров, предназначенных для изготовления волокон, например полиэтилентерефталат, обычно получают, например, в результате синтеза этиленгликолевого эфира терефталевой кислоты и/или его олигомера, а после этого проведения реакции поликонденсации для сложноэфирного мономера либо олигомера в присутствии катализатора поликонденсации в условиях пониженного давления при нагревании реакционной системы до достижения желательной степени полимеризации у получающейся в результате смолы сложного полиэфира. Другие сложные полиэфиры можно получить по методикам, сходным с методиками, упомянутыми выше.

Что касается методик, то хорошо известно, что на качество получающейся в результате смолы сложного полиэфира значительное влияние оказывает тип катализатора поликонденсации, и в качестве катализатора поликонденсации, предназначенного для получения полиэтилентерефталата, наиболее широко используются соединения сурьмы.

Однако тогда, когда в качестве катализатора поликонденсации используют соединение сурьмы, возникает следующая проблема. А именно, тогда, когда из расплава получающегося в результате сложного полиэфира в течение продолжительного времени непрерывно формуют волокна, в окрестности фильеры для формования волокон из расплава происходит отложение инородных материалов (здесь и далее в настоящем документе иногда просто называемое инородным материалом на фильере), что, тем самым, приводит к возникновению явления загибания потока расплавленного полимера, экструдируемого через фильеру, следствием чего становятся распушка и/или разрыв волокон пряжи, полученных на стадии формования волокна и/или стадии вытяжки. Вышеописанную проблему необходимо разрешить, в особенности, при получении элементарных нитей (эксплуатационные характеристики которых необходимо использовать в максимальной степени).

Для решения данной проблемы известно использование в качестве катализатора поликонденсации соединения титана, например, тетрабутоксида титана. Однако в данном случае получающийся в результате полимерный сложный полиэфир демонстрирует низкую термостойкость, и при плавлении свойства полимера значительно ухудшаются. Поэтому получение обладающих высокой механической прочностью элементарных нитей из сложных полиэфиров затруднительно. Кроме того, возникает проблема, заключающаяся в том, что получающийся в результате полимерный сложный полиэфир окрашен в желтый цвет, и, в конечном счете, получающиеся в результате волокна демонстрируют неудовлетворительный цветовой тон.

В качестве средства разрешения данной проблемы, например, в японской прошедшей экспертизу патентной публикации №59-46258 описывается вариант, когда в качестве катализатора для получения сложного полиэфира используют продукт, полученный в результате проведения реакции между соединением титана и тримеллитовой кислотой, а, например, в японской не прошедшей экспертизу патентной публикации №58-38722 - вариант, когда в качестве катализатора для получения сложного полиэфира используют продукт, полученный в результате проведения реакции между соединением титана и сложным эфиром фосфористой кислоты. Несмотря на то, что данные способы, действительно, в некоторой степени улучшают термостойкость расплава сложных полиэфиров, степень улучшения недостаточна, и получаемые в результате сложные полиэфиры характеризуются неудовлетворительным цветовым тоном. Поэтому необходимо дополнительное улучшение цветового тона сложного полиэфира.

Кроме того, в японской не прошедшей экспертизу патентной публикации (Kokai) №7-138354 в качестве катализатора для получения сложного полиэфира было предложено использование комплекса соединения титана и соединения фосфора. Несмотря на то, что при использовании данного способа в некоторой степени, действительно, происходит улучшение термостойкости расплава сложного полиэфира, степень улучшения все еще недостаточна, и цветовой тон получающегося в результате сложного полиэфира необходимо дополнительно улучшить.

Подробное описание изобретения

Целью настоящего изобретения является предложение вязаного либо тканого материала из волокна из сложного полиэфира, получаемого из волокна из сложного полиэфира, отличающегося хорошим цветовым тоном (высокое значение L* и низкое значение b*) и хорошим качеством.

Вязаный либо тканый материал из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения представляет собой материал, полученный из пряжи, включающей волокно из сложного полиэфира, содержащее в качестве основного компонента полимерный сложный полиэфир, который получают в результате поликонденсации сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора,

где данный катализатор содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из смесей (1) и продуктов реакции (2);

(1) смеси (1) катализатора содержат компонент в виде соединения титана (А), смешанный с компонентом в виде соединения фосфора (В),

где в данных смесях (1)

компонент (А) содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из (а) алкоксидов титана, описываемых общей формулой (I):

где в данной формуле (I) R¹, R², R³ и R⁴, соответственно и независимо друг от друга, являются радикалами, выбираемыми из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, и фенильной группы, m представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 4, и если m представляет собой целое число, равное 2, 3 либо 4, то тогда 2, 3 либо 4 группы R² и R³ могут быть, соответственно, идентичными друг другу либо отличающимися друг от друга, и (b) продуктов реакции между соединениями титана, описываемыми общей формулой (I), и ароматическими многоосновными карбоновыми кислотами, описываемыми формулой (II):

где в данной формуле (II) n представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 4, либо ангидридами кислот, описываемых формулой (II); и компонент (В) содержит, по меньшей мере, одно соединение фосфора, описываемое общей формулой (III):

где в данной формуле (III) R⁵, R⁶ и R⁷, соответственно и независимо друг от друга, представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, Х является представителем, выбираемым из группы -СН₂- и группы -CH(Y)- (где Y представляет собой фенильную группу),

при этом смесь (1) катализатора поликонденсации используют в количестве, удовлетворяющем требованиям, представленным в следующих далее соотносительных выражениях (i) и (ii):

1≤M_p/M_Ti≤15 (i)

и

10<M_p+M_Ti<100 (ii).

где М_Ti представляет собой соотношение в % между количеством миллимолей элемента титана, содержащегося в компоненте в виде соединения титана (А), и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты, а М_р представляет собой соотношение в % между количеством миллимолей элемента фосфора в компоненте в виде соединения фосфора (А) и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты,

(2) продукты реакции (2) катализатора содержат компонент (С), вступивший в реакцию с компонентом (D),

где в данных продуктах реакции (2)

компонент (С) содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из (С) алкоксидов титана, описываемых общей формулой (IV):

где в данной формуле (IV) R⁸, R⁹, R¹⁰ и R¹¹, соответственно и независимо друг от друга, представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, p представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 3, и если p представляет собой целое число, равное 2 либо 3, то тогда 2 либо 3 группы R⁹ и R¹⁰ могут быть, соответственно, идентичными друг другу либо отличающимися друг от друга, и (d) продуктов реакции между алкоксидами титана, описываемыми общей формулой (IV), и ароматическими многоосновными карбоновыми кислотами, описываемыми приведенной выше общей формулой (II), либо ангидридами кислот; и

компонент (D) содержит, по меньшей мере, одно соединение фосфора, описываемое общей формулой (V):

где в данной формуле (V) R¹² представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, либо арильную группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, a q представляет собой целое число, равное 1 либо 2.

В вязаном либо тканом материале из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения, а предпочтительно в каждом представителе, выбираемом из компонента (А) смеси (1) и компонента (С) продуктов реакции (2) катализатора, молярное соотношение в реакции между каждым из алкоксидов титана (а) и (с) и ароматической многоосновной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом находится в диапазоне от 2:1 до 2:5.

В вязаном либо тканом материале из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения, а предпочтительно в продукте реакции (2) катализатора, соотношение в реакции между количествами компонента (D) и компонента (С) находится в диапазоне от 1:1 до 3:1 при расчете через соотношение (P/Ti) между количеством молей атомов фосфора, содержащихся в компоненте (D), и количеством молей атомов титана, содержащихся в компоненте (С).

В вязаном либо тканом материале из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения соединение фосфора, описываемое общей формулой (V), продукта реакции (2) предпочтительно выбирают из числа моноалкилфосфатов.

В вязаном либо тканом материале из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения диалкиловый эфир ароматической двухосновной карбоновой кислоты предпочтительно получают в результате проведения реакции переэтерификации между диалкиловым эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты и алкиленгликолем.

В вязаном либо тканом материале из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения ароматическую двухосновную карбоновую кислоту предпочтительно выбирают из терефталевой кислоты, 1,2-нафталиндикарбоновой кислоты, фталевой кислоты, изофталевой кислоты, дифенилдикарбоновой кислоты и дифеноксиэтандикарбоновой кислоты, а алкиленгликоль предпочтительно выбирают из этиленгликоля, бутиленгликоля, триметиленгликоля, пропиленгликоля, неопентилгликоля, гексаметиленгликоля и додекаметиленгликоля.

В вязаном либо тканом материале из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения полимерный сложный полиэфир предпочтительно имеет значение L* в диапазоне от 77 до 85 и значение b* в диапазоне от 2 до 5 при определении в соответствии с цветовой характеристикой L*a*b* из JIS Z 8729.

Наилучший способ реализации изобретения

Вязаный либо тканый материал из волокна из сложного полиэфира настоящего изобретения получают из волокна из сложного полиэфира, содержащего в качестве основного компонента полимерный сложный полиэфир.

Полимерный сложный полиэфир представляет собой полимер, полученный в результате проведения поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора. Катализатор поликонденсации содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из числа смесей (1) компонента в виде соединения титана (А) и компонента в виде соединения фосфора (В), описанных далее, и продуктов реакции между компонентом в виде соединения титана (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D), описанными далее.

Компонент в виде соединения титана (А) в смеси (1) катализатора поликонденсации содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из:

(а) алкоксидов титана, описываемых общей формулой (I):

где в данной формуле (I) R¹, R², R³ и R⁴, соответственно и независимо друг от друга, являются представителем, выбираемым из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода, и фенильной группы, m представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 4, предпочтительно от 2 до 4, и если m представляет собой целое число, равное 2, 3 либо 4, то тогда 2, 3 либо 4 группы R² и R³ могут быть, соответственно, идентичными друг другу либо отличающимися друг от друга, и

(b) продуктов реакции между соединениями титана, описываемыми общей формулой (I), и ароматическими многоосновными карбоновыми кислотами, описываемыми общей формулой (II):

где в данной формуле (II) n представляет собой целое число в диапазоне от 2 до 4, предпочтительно равное 3 либо 4, или же ангидридами кислот, описываемых формулой (II).

Компонент в виде соединения фосфора (В) в смеси (1) катализатора поликонденсации содержит, по меньшей мере, одно соединение, описываемое общей формулой (III):

где в данной формуле (III) R⁵, R⁶ и R⁷, соответственно и независимо друг от друга, представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов углерода, Х является представителем, выбираемым из группы -CH₂- и группы -CH(Y)-, где Y представляет собой фенильную группу.

Кроме того, компонент в виде соединения титана (С) продукта реакции (2) катализатора поликонденсации содержит, по меньшей мере, одного представителя, выбираемого из группы, состоящей из:

(с) алкоксидов титана, описываемых общей формулой (IV):

где в данной формуле (IV) R⁸, R⁹, R¹⁰ и R¹¹, соответственно и независимо друг от друга, представляют собой алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, а предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода, p представляет собой целое число в диапазоне от 1 до 3, а предпочтительно от 1 до 2, и если p представляет собой целое число, равное 2 либо 3, то тогда 2 либо 3 группы R⁹ и R¹⁰ могут быть, соответственно, идентичными друг другу либо отличающимися друг от друга, и

(d) продуктов реакции между алкоксидами титана, описываемыми общей формулой (IV), и ароматическими многоосновными карбоновыми кислотами, описываемыми приведенной выше общей формулой (II), либо ангидридами кислот.

Компонент в виде соединения фосфора (D) продуктов реакции (2) катализатора поликонденсации содержит, по меньшей мере, одно соединение, описываемое общей формулой (V):

где в данной формуле (V) R¹² представляет собой алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, либо арильную группу, содержащую от 6 до 20 атомов углерода, a q представляет собой целое число, равное 1 либо 2.

В случае, когда в качестве катализаторов поликонденсации используют смеси (1) компонента в виде соединения титана (А) и компонента в виде соединения фосфора (В) либо продукты реакции между компонентом в виде соединения (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D), то тогда алкоксид титана (а) либо (с), описываемый общей формулой (I) либо (IV) и используемый в компоненте в виде соединения титана (А) либо (С), и продукт реакции (b) либо (d) между алкоксидом титана (а) либо (с) и ароматической многоосновной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом будут характеризоваться высокой растворимостью в полимерном сложном полиэфире либо высокой совместимостью с ним, и, таким образом, высокой растворимостью в полимерном сложном полиэфире либо высокой совместимостью с ним, которые достаточны для практического использования, будет характеризоваться катализатор, содержащий смесь (1) либо продукт реакции (2). Поэтому, даже если смесь (1) либо продукт реакции (2) катализатора и останется в полимерном сложном полиэфире, получаемом в результате реализации методики поликонденсации, а из полимерного сложного полиэфира будут формовать волокна из расплава, во время формования волокон из расплава в окрестности фильеры не произойдет никакого накопления инородного материала, и, таким образом, при высокой эффективности формования волокон из расплава можно будет получить элементарную нить из сложного полиэфира с высоким качеством.

Описываемый общей формулой (I) алкоксид титана (а), используемый в компоненте в виде соединения титана (А) катализатора поликонденсации, предпочтительно выбирают из тетраизопропоксида титана, тетрапропоксида титана, тетра-н-бутоксида титана, тетраэтоксида титана, тетрафеноксида титана, октаалкилтрититанатов и гексаалкилдититанатов.

Описываемый общей формулой (IV) алкоксид титана (С), используемый в компоненте в виде соединения титана (С) катализатора поликонденсации, предпочтительно выбирают из тетраалкоксидов титана, например, тетрабутоксида титана, тетраизопропоксида титана, тетрапропоксида титана и тетраэтоксида титана; и алкилтитанатов, например, октаалкилтрититанатов и гексаалкилдититанатов. В особенности предпочтительным для использования является тетрабутоксид титана, что обуславливается высокой реакционной способностью по отношению к компоненту в виде соединения фосфора.

Ароматические многоосновные карбоновые кислоты, описываемые общей формулой (II), и их ангидриды, которые вводят в реакцию с алкоксидами титана (а) либо (с), предпочтительно выбирают из фталевой кислоты, тримеллитовой кислоты, гемимеллитовой кислоты, пиромеллитовой кислоты и ангидридов упомянутых выше кислот. В частности, при использовании тримеллитового ангидрида получающийся в результате продукт реакции (b) демонстрирует высокое сродство к полимерному сложному полиэфиру и, таким образом, вносит свой вклад в предотвращение накопления инородного материала.

Для проведения реакции между алкоксидом титана (а) либо (с) и ароматической многоосновной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом ароматическую многоосновную карбоновую кислоту либо ее ангидрид предпочтительно растворяют, например, в растворителе; к получающейся в результате жидкой смеси по каплям добавляют алкоксид титана (а) либо (с); и смесь нагревают при температуре в диапазоне от 0 до 200°С в течение, по меньшей мере, 30 минут. Упомянутый выше растворитель необязательно выбирают из этилового спирта, этиленгликоля, триметиленгликоля, тетраметиленгликоля, бензола и ксилола.

На молярное соотношение в реакции между алкоксидом титана (а) либо (с) и ароматической многоосновной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом никаких ограничений не накладывается. Однако, если доля алкоксида титана будет чрезмерно высокой, то тогда цветовой тон получающегося в результате полимерного сложного полиэфира может быть ухудшен, и/или у полимера может оказаться чрезмерно низкой температура размягчения. В противоположность этому, если доля алкоксида титана будет чрезмерно низкой, то тогда может уменьшиться скорость реакции поликонденсации. Соответственно этому, молярное соотношение в реакции между алкоксидом титана (а) либо (с) и ароматической многоосновной карбоновой кислотой, описываемой общей формулой (II), либо ее ангидридом предпочтительно находится в диапазоне от (2:1) до (2:5).

Продукт реакции (b) либо (d), получаемый в результате проведения упомянутой выше реакции, можно использовать без очистки либо после проведения очистки в результате его перекристаллизации при помощи ацетона, метилового спирта и/или этилацетата.

В настоящем изобретении соединение фосфора (фосфонатные производные), описываемое общей формулой (III), используемое в компоненте в виде соединения фосфора (В) смеси (1) катализатора поликонденсации, предпочтительно выбирают из числа сложных эфиров производных фосфоновой кислоты, например, диметиловых сложных эфиров, диэтиловых сложных эфиров, дипропиловых сложных эфиров и дибутиловых сложных эфиров производных фосфоновой кислоты, например, карбометоксиметанфосфоновой кислоты, карбоэтоксиметанфосфоновой кислоты, карбопропоксиметанфосфоновой кислоты, карбобутоксиметанфосфоновой кислоты, карбоксифенилметанфосфоновой кислоты, карбоэтоксифенилметанфосфоновой кислоты, карбопропоксифенилметанфосфоновой кислоты и карбобутоксифенилметанфосфоновой кислоты.

Если для реакции поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты использовать компонент в виде соединения фосфора (В), состоящий из фосфорсодержащего компонента (фосфонатного производного), описываемого общей формулой (III), то тогда его реакция с компонентом в виде соединения титана (А) может протекать при относительно небольшой скорости реакции в сравнении с реакцией с использованием обычного соединения фосфора, которое обычно применяется в качестве общепринятого стабилизатора, и, таким образом, каталитическую активность у компонента в виде соединения титана (А) в ходе реализации методики поликонденсации можно выдерживать высокой в течение длительного времени. Поэтому в системе поликонденсации в результате может быть уменьшено соотношение количеств компонента в виде соединения титана (А) и сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты. Кроме того, если даже в систему поликонденсации, содержащую компонент в виде соединения фосфора (В), состоящий из соединения фосфора, описываемого общей формулой (III), добавить большое количество стабилизатора, то у полученного в результате полимерного сложного полиэфира ухудшения термостойкости не произойдет, и на цветовой тон полимерного сложного полиэфира негативного влияния оказано не будет.

В том случае, если в настоящем изобретении в качестве катализатора поликонденсации используют смесь (1), то тогда смесь (1) будут использовать в количестве, удовлетворяющем требованиям, представленным в следующих далее соотносительных выражениях (i) и (ii):

1≤М_р/М_Ti≤15 (i)

и

10≤M_p+M_Ti≤100 (ii).

где М_Ti представляет собой соотношение в % между количеством миллимолей элемента титана, содержащегося в компоненте в виде соединения титана (А), и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты, а М_р представляет собой соотношение в % между количеством миллимолей элемента фосфора, содержащегося в компоненте в виде соединения фосфора (В), и количеством молей сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты.

Соотношение М_р/М_Ti равно 1 либо более, но не более 15, предпочтительно 2 либо более, но не более 10. Если соотношение М_р/М_Ti будет меньше 1, то тогда цветовой тон у полученного в результате полимерного сложного полиэфира может быть желтоватым, а если соотношение будет больше 15, то тогда для получающегося в результате катализатора поликонденсации может наблюдаться недостаточное пропорциональное влияние на прохождение реакции поликонденсации, и, таким образом, получение целевого полимерного сложного полиэфира может оказаться затруднительным. Диапазон для соотношения М_р/М_Ti, подходящий для настоящего изобретения, уже в сравнении с диапазоном, используемым для обычной каталитической системы Ti-P. В результате выдерживания соотношения M_p/M_Ti в пределах упомянутого выше диапазона можно добиться получения превосходного результата с точки зрения катализа, который не получали в случае обычно используемой каталитической системы Ti-P.

Значение суммы (М_Ti+М_р) равно 10 либо более, но не более чем 100, предпочтительно 20 либо более, но не более 70. Если значение суммы (М_Ti+М_р) будет меньше 10, то тогда полученный в результате полимерный сложный полиэфир будет демонстрировать недостаточные волокнообразующие свойства, производительность в методике формования волокон из расплава будет недостаточной, и полученные в результате волокна будут обнаруживать неудовлетворительные эксплуатационные характеристики. Кроме того, если значение суммы (M_Ti+М_р) будет больше 100 и если полученный в результате полимерный сложный полиэфир будет использоваться для формования волокон из расплава, то тогда в окрестности фильеры будет наблюдаться накопление небольших количеств инородного материала. В общем случае значение М_Ti предпочитается иметь в диапазоне от 2 до 15%, а более предпочтительно от 3 до 10%.

В том случае, если в качестве катализатора поликонденсации настоящего изобретения используют продукты реакции (2), то тогда соединения фосфора, описываемые общей формулой (V), компонента в виде соединения фосфора (D) включают, например, моноалкилфосфаты, например, моно-н-бутилфосфат, моногексилфосфат, монододецилфосфат, монолаурилфосфат, моноолеилфосфат и тому подобное; моноарилфосфаты, например, монофенилфосфат, монобензилфосфат, моно(4-этилфенил)фосфат, монобифенилфосфат, мононафтилфосфат, моноантрилфосфат и тому подобное; диалкилфосфаты, например, диэтилфосфат, дипропилфосфат, дибутилфосфат, дилаурилфосфат, диолеилфосфат и тому подобное; и диарилфосфаты, например, дифенилфосфат и тому подобное. Из числа данных производных фосфатов предпочтительными для использования являются моноалкилфосфаты либо моноарилфосфаты, описываемые формулой (V), в которой q равен единице.

Компонент в виде соединения фосфора (D), используемый в настоящем изобретении, может состоять из смеси двух либо более чем двух соединений фосфора, описываемых общей формулой (V). Например, предпочтительными для использования являются смесь моноалкилфосфата и диалкилфосфата и смесь монофенилфосфата и дифенилфосфата. В особенности предпочтительным является содержание в смеси моноалкилфосфата в количестве, равном 50 мас.% либо более, более предпочтительно 90 мас.% либо более, в расчете на полную массу смеси.

Продукты реакции между компонентом в виде соединения титана (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D) можно получать в результате, например, перемешивания компонентов (С) и (D) друг с другом и нагревания получающейся в результате смеси в гликоле. Говоря конкретно, тогда, когда раствор в гликоле, содержащий компонент в виде соединения титана (С) и компонент в виде соединения фосфора (D), будут нагревать, раствор в гликоле будет становиться мутно-белым, и продукт реакции между компонентами (С) и (D) будет выпадать в осадок. Осадок собирают и используют в качестве катализатора для получения полимерного сложного полиэфира. При получении продукта реакции (2) катализатора используемый гликоль предпочтительно представляет собой то же самое соединение, что и используемое в качестве гликолевого компонента при получении полимерного сложного полиэфира с применением полученного в результате катализатора. Например, в том случае, если целевой полимерный сложный полиэфир представляет собой полиэтилентерефталатный полимер, используют этиленгликоль, в случае политриметилентерефталатного полимера используют 1,3-пропандиол, и в случае политетраметилентерефталатного полимера используют тетраметиленгликоль.

Продукт реакции (2) катализатора поликонденсации настоящего изобретения можно получать в результате полного перемешивания компонента в виде соединения титана (С), компонента в виде соединения фосфора (D) и гликоля и нагревания смеси. Однако, тогда, когда в данном способе нагревают смесь, в результате прохождения реакции между компонентом в виде соединения титана (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D) в реакционной системе образуется и выпадает в осадок продукт реакции, нерастворимый в гликоле. Поэтому методику проведения реакции предпочтительно реализовывать с гомогенным прохождением реакции вплоть до выпадения осадка. В соответствии с этим, для обеспечения высокой эффективности получения осадка продукта реакции предпочтительно раздельное получение раствора в гликоле компонентов в виде соединения титана и раствора компонента в виде соединения фосфора (D), а после этого перемешивание данных растворов друг с другом и их нагревание.

Температура реакции между компонентами (С) и (D) предпочтительно находится в диапазоне от 50°С до 200°С, а время реакции предпочтительно находится в диапазоне от одной минуты до 4 часов. Если температура реакции будет чрезмерно низкой, то тогда реакция может пройти не полностью, либо может оказаться необходимым очень продолжительное время реакции, и, таким образом, осадок целевого продукта реакции нельзя будет получить в ходе гомогенной реакции с высокой эффективностью.

Компонент в виде соединения фосфора (D) и компонент в виде соединения титана (С) предпочтительно подвергают реакции при нагревании при соотношении в диапазоне от 1,0 до 3,0, более предпочтительно от 1,5 до 2,5 при расчете в виде молярного соотношения между атомами фосфора и атомами титана. Если компоненты (D) и (С) будут использовать с упомянутым выше соотношением, то тогда компонент в виде соединения фосфора (D) будет реагировать с компонентом в виде соединения титана (С) по существу полностью, и в продукте реакции по существу не будет присутствовать продукт неполного протекания реакции. Поэтому получающийся в результате продукт реакции может быть использован в катализаторе без очистки, и получающийся в результате полимерный сложный полиэфир будет иметь хороший цветовой тон. Кроме того, поскольку продукт реакции по существу не содержит не вступившего в реакцию соединения фосфора, описываемого формулой (V), реакцию поликонденсации с получением сложного полиэфира можно проводить с высокой производительностью и без осложнений, обусловленных присутствием не вступившего в реакцию соединения фосфора.

Продукт реакции (2) катализатора поликонденсации, используемого в настоящем изобретении, предпочтительно содержит соединение, описываемое общей формулой (VI):

В формуле (VI) R¹³ и R¹⁴, соответственно и независимо друг от друга, являются представителем, выбираемым из числа алкильных групп, содержащих от 1 до 10 атомов углерода и образуемых из групп R⁸, R⁹, R¹⁰ и R¹¹ в общей формуле (IV), которая описывает алкоксид титана компонента в виде соединения титана (С), и R¹² в общей формуле (V), которая описывает соединение фосфора компонента в виде соединения фосфора (D), либо арильных групп, содержащих от 6 до 12 атомов углерода и образуемых из группы R¹² соединения фосфора, описываемого формулой (V).

Продукт реакции между соединением титана и соединением фосфора, описываемым формулой (V), описываемый формулой (VI), обладает высокой каталитической активностью, и полимерный сложный полиэфир, получаемый с использованием данного продукта реакции, характеризуются хорошим цветовым тоном (низким значением b*) и содержит ацетальдегид, остаточные металлы и циклические тримеры на уровнях содержания, достаточно низких для использования на практике, и демонстрирует практически удовлетворительные свойства полимера. Продукт реакции, описываемый формулой (VI), предпочтительно присутствует в катализаторе поликонденсации при уровне содержания 50 мас.% либо более, более предпочтительно 70 мас.% либо более.

В ходе поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии упомянутого выше продукта реакции (2) осадок продукта реакции (2), суспендированный в гликоле, можно использовать в качестве катализатора без выделения осадка из гликоля. В альтернативном варианте осадок продукта реакции выделяют из его суспензии в гликоле при использовании обработки с осаждением на центрифуге либо фильтрационной обработки, выделенный продукт реакции подвергают очистке, проведя обработку, приводящую к перекристаллизации в среде для перекристаллизации, например, ацетоне, метиловом спирте и/или воде, после этого продукт, подвергнутый очистке, используют в качестве катализатора поликонденсации. Химическую структуру продукта реакции (2) катализатора поликонденсации можно подтвердить при проведении количественного определения металла в соответствии с твердофазным ЯМР и РМА.

Полимерный сложный полиэфир, используемый в настоящем изобретении, получают в результате проведения поликонденсации с участием сложного эфира ароматической двухосновной карбоновой кислоты в присутствии катализатора, содержащего смесь (1) компонента в виде соединения титана (А) и компонента в виде соединения фосфора (фосфонатного производного) (В) и/или продукт реакции (2) между компонентом в виде соединения титана (С) и компонентом в виде соединения фосфора (D). В настоящем изобретении сложным эфиром ароматической двухосновной карбоновой кислоты предпочтительно является сложный диэфир, образованный из компонента в виде ароматической двухосновной карбоновой кислоты и компонента в виде алифатического гликоля.

Компонент в виде ароматической двухосновной карбоновой кислоты предпочтительно содержит в качестве основного компонента терефталевую кислоту. Говоря более конкретно, терефталевая кислота присутствует при уровне содержания, равном 70 мол.% либо более в расчете на полное содержание компонента в виде ароматической двухосновной карбоновой кислоты. Предпочтительные ароматические двухосновные карбоновые кислоты, отличные от терефталевой кислоты, в настоящем изобретении включают, например, фталевую кислоту, изофталевую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, дифенилдикарбоновую кислоту и дифеноксиэтандикарбоновую кислоту.

Компонент в виде алифатического гликоля предпочтительно содержит алкиленгликоль, например, этиленгликоль, триметиленгликоль, пропиленгликоль, тетраметиленгликоль, неопентилгликоль, гексаметиленгликоль, додекаметиленгликоль и тому подобное. Из их числа более предпочтительным для использования является этиленгликоль. В настоящем изобретении полимерный сложный полиэфир предпочтительно выбирают из полимерных сложных полиэфиров, содержащих в качестве основных повторяющихся звеньев этилентерефталатные группы, образованные из терефталевой кислоты и этиленгликоля. В данном случае повторяющиеся этилентерефталатные звенья предпочтительно присутствуют с уровнем содержания, равным 70 мол.% либо более в расчете на полное количество молей повторяющихся звеньев.

Полимерный сложный полиэфир, используемый в настоящем изобретении, можно выбирать из полимерных сложных сополиэфиров, содержащих в качестве кислотных компонентов либо диольных компонентов компоненты сомономеров, способные формировать структуру сложного полиэфира.

Компоненты в виде карбоновых кислот сложного сополиэфира включают бифункциональные карбоновые кислоты, такие как упомянутые выше ароматические двухосновные карбоновые кислоты, алифатические двухосновные карбоновые кислоты, например, адипиновую кислоту, себациновую кислоту, азелаиновую кислоту и декандикарбоновую кислоту, и циклоалифатические двухосновные карбоновые кислоты, например, циклогександикарбоновую кислоту, и образующие сложные эфиры производные бифункциональных карбоновых кислот. Кроме того, диольные компоненты сложного сополиэфира включают упомянутые выше алифатические диолы, циклоалифатические гликолевые соединения, например, циклогександиол, и ароматические диольные соединения, например, бисфенол, гидрохинон и 2,2-бис(4-β-гидроксиэтоксифени