Procedimiento para la producción de un polímero PET con propiedades mejoradas.

Un procedimiento para hacer un poliéster, comprendiendo el poliéster:

i) un componente de ácido carboxílico que comprende al menos 90% en moles de restos de ácido tereftálico y de 0 a 10% en moles de restos de comonómero de ácido carboxílico;

ii) un componente de hidroxilo que comprende al menos 90% en moles de restos de etilenglicol y restos hidroxilo adicionales en una cantidad de hasta 10% en moles; en el que los restos hidroxilo adicionales comprenden mezclas de restos de dietilenglicol y restos de comonómero de hidroxilo;

basado en 100% en moles de restos de componente de ácido carboxílico y 100% en moles de restos de componente de hidroxilo en el poliéster;

en el que al menos uno de los componentes de ácido carboxílico y de hidroxilo comprende restos de comonómero

, siendo la relación molar de los restos de comonómero totales a restos de dietilenglicol de 1,3:1,0 o mayor; y

en el que el poliéster comprende menos de 2,0% en moles de dietilenglicol y tiene una viscosidad intrínseca mayor que 0,65 dl/g y menor que 0,80 dl/g, medido a 25ºC usando 0,5 gramos de polímero por 100 ml de un disolvente que consiste en 60% en peso de fenol y 40% en peso de tetracloroetano,

comprendiendo el procedimiento:

hacer reaccionar el componente de ácido carboxílico i) con el componente de hidroxilo ii) en una polimerización en fase fundida hasta una viscosidad intrínseca del poliéster de al menos 0,65 dl/g.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/039763.

Solicitante: Grupo Petrotemex, S.A. de C.V.

Nacionalidad solicitante: México.

Dirección: Ricardo Margain No. 444, Torre sur, Piso 16, Col. Valle de Campestre San Pedro Garza Garcia, Nuevo Leon 66265 MÉXICO.

Inventor/es: COLHOUN,FREDERICK LESLIE, MURDAUGH,PERRY MICHAEL SR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G63/183 (Acidos tereftálicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones... > C08G63/199 (Acidos o compuestos hidroxilados que contienen ciclos cicloalifáticos)

PDF original: ES-2526812_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de un polímero PET con propiedades mejoradas.

Campo de la invención

La presente invención se dirige a un procedimiento para hacer determinados poliésteres que tienen propiedades de moldeo por inyección convenientes a la vez que mantienen buenas velocidades de cristalización y características de relación de estiramiento naturales. Estos poliésteres se pueden usar de forma ventajosa, por ejemplo, en 1 aplicaciones para agua, por ejemplo, para la fabricación de envases para bebidas. Estos poliésteres también se pueden usar en la fabricación de filamentos continuos en masa, y otros artículos que se pueden beneficiar de dichas propiedades.

Antecedentes

Los copolímeros de polljtereftalato de etileno), denominados normalmente polímeros PET, se usan ampliamente en la fabricación de envases de peso ligero para bebidas carbonatadas y no carbonatadas, zumos, agua, gelatinas, mermeladas y otros alimentos similares. Los envases hechos por moldeo por estiramiento y soplado de polímeros PET tienen excelentes propiedades mecánicas tales como una alta resistencia y resistencia al Impacto, así como 2 buenas propiedades de barrera para gases. Los ejemplos de documentos de la técnica anterior que describen polímeros PET que tienen un contenido de DEG comparativamente bajo y V.l. comparativamente alta son US 6284866 y JP 24-189975.

Típicamente, para formar envases de plástico, el polímero PET se extruye y se forman virutas o pelets. Después, los 25 pelets se funden y se usan para hacer una preforma de envase por moldeo por inyección. La preforma posteriormente se vuelve a calentar y por estiramiento y soplado en un molde, lo que proporciona la forma final del envase. La etapa de moldeo por estiramiento y soplado hace que se produzca la orientación biaxial del poliéster al menos en algunas partes del envase y proporciona resistencia al envase, de modo que puede resistir la deformación por presión interna durante el uso y puede contener el fluido de forma adecuada.

Hay tres características clave de los polímeros PET que son importantes para hacer envases por moldeo por estiramiento y soplado, en particular, su relación de estiramiento natural, su velocidad de cristalización y la velocidad a la que se llenan los moldes de inyección.

La relación de estiramiento natural es una propiedad inherente de un polímero y es una medida de cuánto se puede estirar la preforma para que tome la forma del artículo final. En los presentes ejemplos, el volumen sin soplado de un polímero dado se usa como una medida de la relación de estiramiento natural de ese polímero. La relación de estiramiento natural de un polímero influye en el diseño de la preforma determinando sus limitaciones de relación de estiramiento. Debido al alto coste de la maquinaria de moldeo por inyección, se pueden usar nuevas resinas PET 4 que funcionan bien con los diseños de preformas existentes. Las resinas con relaciones de estiramiento natural muy bajas en general crean problemas de procesamiento durante el moldeo por estiramiento y soplado, mientras que las resinas con relaciones de estiramiento natural muy altas en general producen envases con propiedades físicas malas si se usan junto con maquinaria de preformas y botellas.

La velocidad de cristalización de un polímero PET puede influir en la claridad o transparencia del artículo final. Por lo tanto, el control de la velocidad de cristalización se hace importante, en especial cuando la aplicación requiere productos claros o transparentes. La cristalización por inducción térmica tiende a formar cristalitos grandes en el polímero, dando como resultado turbidez. Con el fin de minimizar la formación de cristalitos y por lo tanto tener preformas claras, la velocidad de cristalización térmica tiene que ser suficientemente lenta de modo que se puedan 5 producir preformas con poca o sin cristalinidad. Sin embargo, si la velocidad de cristalización térmica es demasiado baja, las tasas de producción de resina PET usando polimerización en estado sólido se pueden afectar de forma adversa porque el PET necesita cristalizar antes de la polimerización en estado sólido.

La velocidad a la que un polímero llena un moldeo de inyección está directamente relacionada con su viscosidad 55 intrínseca. En general, se desea una resina de menor viscosidad porque llenará el molde de inyección más fácilmente, conduciendo a una reducción en el tiempo del ciclo de moldeo por inyección y un aumento del rendimiento del producto. Además, una resina de menor viscosidad, reducirá la presión de inyección necesaria para llenar el molde en un tiempo dado, reduciendo el desgaste en la máquina de moldeo por inyección. Por lo tanto, los costes de fabricación se pueden reducir para resinas con una viscosidad intrínseca menor.

Desgraciadamente, la mejora de una de estas tres propiedades, relación de estiramiento natural, velocidad de cristalización o velocidad de llenado de inyección, normalmente ha producido el detrimento de una o ambas de las propiedades restantes. Por ejemplo, las composiciones con velocidades de cristalización adecuadamente lentas a 5 menudo requieren una viscosidad intrínseca mayor para mantener una relación de estiramiento natural adecuada, que afecta de forma adversa al tiempo de llenado en el moldeo por inyección.

Breve descripción de la invención

Los autores de la invención han descubierto una composición de poliéster que tiene propiedades de moldeo por inyección convenientes mientras que retiene buenas velocidades de cristalización y características de relación de estiramiento natural.

En una realización, un poliéster comprende:

i) un componente de ácido carboxílico que comprende al menos 9% en moles de restos de ácido tereftálico y de a 1% en moles de restos de comonómero de ácido carboxílico;

ii) un componente de hidroxilo que comprende al menos 9% en moles de restos de etilenglicol y restos de hidroxilo 2 adicionales en una cantidad de hasta 1% en moles; en el que los restos de hidroxilo adicionales se seleccionan de

a) restos de dietilenglicol y b) mezclas de restos de dietilenglicol y restos de comonómero de hidroxilo;

basado en 1% en moles de restos de componente de ácido carboxílico y 1% en moles de restos de componente de hidroxilo en el poliéster; en el que al menos uno de los componentes de ácido carboxílico y de 25 hidroxilo comprende restos de comonómero, siendo la relación molar de los restos de comonómero totales a restos de dietilenglicol de 1,3:1, o mayor; y en el que el poliéster comprende menos de 2,3% en moles de dietilenglicol y tiene una viscosidad intrínseca mayor que ,4 dl/g y menor que ,77 dl/g.

En otra realización, un poliéster comprende:

i) un componente de ácido carboxílico que comprende 1% en moles de restos de ácido tereftálico;

ii) un componente de hidroxilo que comprende al menos 9% en moles de restos de etilenglicol y restos de hidroxilo adicionales en una cantidad de hasta 1% en moles; en el que los restos de hidroxilo adicionales son restos de

dietilenglicol y restos de comonómero de hidroxilo;

basado en 1% en moles de restos de componente de ácido carboxílico y 1% en moles de restos de componente de hidroxilo en el poliéster; en el que la relación molar de los restos de comonómero de hidroxilo a restos de dietilenglicol es de 1,3:1, o mayor; y en el que el poliéster comprende menos de 2,3% en moles de 4 dietilenglicol y tiene una viscosidad Intrínseca mayor que ,4 dl/g y menor que ,8 dl/g.

En otra realización, un poliéster comprende:

i) un componente de ácido carboxílico que comprende al menos 9% en moles de restos de ácido tereftálico y de a 45 1% en moles de restos de comonómero... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para hacer un poliéster, comprendiendo el poliéster:

i) un componente de ácido carboxílico que comprende al menos 9% en moles de restos de ácido tereftálico y de a 1% en moles de restos de comonómero de ácido carboxílico;

ii) un componente de hldroxilo que comprende al menos 9% en moles de restos de etllenglicol y restos hidroxilo adicionales en una cantidad de hasta 1% en moles; en el que los restos hidroxilo adicionales comprenden mezclas 1 de restos de dletllengllcol y restos de comonómero de hidroxilo;

basado en 1% en moles de restos de componente de ácido carboxílico y 1% en moles de restos de componente de hidroxilo en el poliéster;

en el que al menos uno de los componentes de ácido carboxílico y de hidroxilo comprende restos de comonómero, siendo la relación molar de los restos de comonómero totales a restos de dietilenglicol de 1,3:1, o mayor; y

en el que el poliéster comprende menos de 2,% en moles de dietilenglicol y tiene una viscosidad intrínseca mayor que ,65 dl/g y menor que ,8 dl/g, medido a 25°C usando ,5 gramos de polímero por 1 mi de un disolvente que 2 consiste en 6% en peso de fenol y 4% en peso de tetracloroetano,

comprendiendo el procedimiento:

hacer reaccionar el componente de ácido carboxílico i) con el componente de hidroxilo ii) en una polimerización en 25 fase fundida hasta una viscosidad intrínseca del poliéster de al menos ,65 dl/g.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde el comonómero de ácido carboxílico se selecciona de ácido itálico, ácido isoftálico, ásteres de dialquilo (C1-C4) del ácido isoftálico, ácido naftaleno-2,6- dicarboxíllco, ásteres de dialquilo (C1-C4) del ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico, ácido ciclohexanodicarboxílico, ácido

clclohexanodlacétlco, ácido dlfenil-4,4-dicarboxílico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido azelaico, y ácido sebáclco; o en el que el comonómero de hidroxilo se selecciona de trietilenglicol, 1,4-ciclohexanodimetanol, propano-1,3-diol, butano-1,4-diol, pentano-1,5-diol, hexano-1,6-diol, 3-metilpentanodiol-(2,4), 2-metilpentanodiol- (1,4), 2,2,4-trimetilpentano-diol-( 1,3), 2,5-etilhexanodiol-(1,3), 2,2-dietil-propano-diol-(1,3), hexanodiol-(1,3), 1,4-di- (hldroxletox¡)-benceno, 2,2-bis-(4-hidroxiciclohexil)-propano, 2,4-dihidroxi-1,1,3,3-tetrametilciclobutano, 2,2-bis-(3- 35 hldroxletox¡fen¡l)-propano, y 2,2-bis-(4-hidroxipropoxifenil)-propano.

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que el comonómero de ácido carboxílico se elige de

ácido isoftálico y ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico; o en el que el comonómero de hidroxilo es ciclohexanodimetanol.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la relación molar de los restos de comonómero

totales a restos de dietilenglicol es 1,5:1, o mayor.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el poliéster tiene una viscosidad intrínseca mayor que ,65 dl/g y menor que ,77 dl/g.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, que además comprende:

añadir uno o más aditivos al poliéster obtenido según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, o añadir uno o más aditivos a la fase fundida.

7. El procedimiento según la reivindicación 6, en donde el uno o más aditivos se seleccionan de colorantes, pigmentos, fibras de vidrio, modificadores de impacto, antioxidantes, lubricantes de superficie, agentes deslizantes, estabilizantes, antioxidantes, agentes de absorción de luz ultravioleta, desactivadores de metales, cargas, agentes de nucleación, estabilizantes, ignífugos, ayudantes de recalentamiento, ayudantes de cristalización,

compuestos reductores de acetaldehído, ayudantes de desmoldeo de reciclaje, materiales depuradores de oxígeno, partículas plaquetarias, y mezclas de los mismos.

8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el poliéster comprende menos de 1,6% en moles de dietilenglicol.

9. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el poliéster comprende al menos 98,4% en moles

de restos de etilenglicol y menos de 1,6% en moles de restos de dietilenglicol.