Catalizador para la preparacion de poliesteres, quo comprende:

al menos un compuesto de titanio asf como un silicato quo contiene azufre, quo comprende adernas al menos unmaterial de soporte con una superficie especffica de 400 m2/g o mas.

Catalizador para la preparación de poliésteres, uso del catalizador para la preparación de poliésteres así como poliésteres obtenidos usando el catalizador

La presente invención se refiere a un catalizador adecuado para la preparación de poliésteres, a su uso así como a un procedimiento de preparación usando el catalizador.

Estado de la técnica

La preparación de poliésteres se realiza en general de manera que se hace reaccionar un diol con un ácido dicarboxílico o un éster de ácido dicarboxílico de bajo peso molecular, por ejemplo un éster dimetílico, para dar el correspondiente éster de ácido dicarboxílico que se policondensa a temperaturas crecientes y presión reducida en una o varias etapas. Para la esterificación y/o la transesterificación y policondensación se usan diversos catalizadores según en cada caso la elección de los dioles o ácidos dicarboxílicos o ésteres de ácidos dicarboxilicos.

De manera habitual se usa, a este respecto, un catalizador que comprende cationes metálicos polivalentes que pueden formar complejos de transición con los grupos funcionales, especialmente con los grupos hidroxilo, presentando los iones metálicos preferentes para la policondensación tres o más valencias libres. Ciertos ejemplos típicos son Sb3+, Pb4+, Ti4+, Bi3., As3+, Si4+, Sn4+, A13+ y Ge4+. En la práctica industrial, particularmente para la policondensación de poli (tereftalato de etileno) (PET) han dado buen resultado particularmente Sb3+ y Ge4 +, siendo eficaces concentraciones de metal de 150 ppm a 300 ppm de Sb y de 20 ppm a 120 ppm de Ge dependiendo del tipo de reactor de policondensación.

Con los dos iones metálicos mencionados anteriormente pueden prepararse productos de poliéster con un gran número de propiedades. Sin embargo es desventajoso particularmente en cuanto al componente catalíticamente activo Sb3 + que éste puede ejercer eventualmente influencias perjudiciales al medioambiente. Por tanto no ha faltado en estudios establecer otros iones metálicos como componente catalíticamente eficaz, particularmente a base de Ti.

El documento EP 1 031 590 A2 da a conocer un catalizador para la obtención de poliésteres, así como su preparación y el uso del mismo. Este catalizador comprende una sustancia de soporte de grano fino y porosa así como un compuesto metálico catalíticamente eficaz adsorbido en los poros de esta sustancia de soporte.

El documento WO 02/090419 da a conocer una composición así como un procedimiento para la preparación de poliésteres. Esta composición comprende una sustancia de soporte, en la que están adsorbidos compuestos metálicos catalíticamente eficaces, así como un componente que contiene fósforo.

El documento DE 103 39 742 A1 describe un catalizador, adecuado para la preparación de poliésteres, estando compuesto el catalizador por un óxido inorgánico nanoestructurado como material de soporte con al menos un compuesto que contiene titanio absorbido en el mismo.

El documento US 2004/0.254.330 A 1 describe procedimientos de policondensación. Esta cita describe un gran número de componentes catalíticamente eficaces, tales como cobalto, antimonio, manganeso o zinc o complejos de titanio que comprenden un compuesto de titanio, un agente de complejación y otros componentes. Además pueden estar presentes promotores de solubilidad y otros componentes, tales como componentes de ácido sulfónico. También es posible la presencia de cocatalizadores o componentes que se denominan pigmentos orgánicos. Ciertos ejemplos de pigmentos orgánicos de este tipo son colorantes que pueden estar contenidos por encima de un intervalo de proporción en peso amplio. Estos pigmentos orgánicos deben garantizar acorde con la revelación del documento US 2004/0.254.330 A1 una compensación de color para el producto de poliéster preparado.

Ciertos componentes de catalizador convencionales, tal como por ejemplo el antimonio mencionado en la solicitud de patente US tratada anteriormente, son sin embargo desventajosos en cuanto a factores medioambientales así como factores de salud. Sin embargo, el antimonio es el catalizador usado con la mayor frecuencia para la preparación de poliésteres, de modo que en este caso deben buscarse inmediatamente alternativas. El germanio es un ejemplo de un compuesto catalíticamente eficaz alternativo, sin embargo el germanio es aproximadamente diez veces más caro que el antimonio, de modo que está limitado el uso de germanio por motivos de costes. Otra alternativa es el uso de titanio como componente catalíticamente eficaz.

El documento DE 42 35 302 se refiere a materiales de moldeo termoplásticos a base de poli (tereftalato de alquileno) .

El documento US 4.512.928 describe aductos de pirofosfato-titanato.

El documento GB 864.799 se refiere a composiciones termoplásticas de color.

El documento DE 19627591 describe un procedimiento para la preparación de poliésteres.

El documento US 5.981.690 da a conocer catalizadores de ligando de titanato para la preparación de polímeros tales como PET y PPT.

El documento JP 2004-202727 se refiere a composiciones de poliésteres que contienen un poliéster aromático.

Sin embargo, en cuanto al uso de Ti como componente de metal catalíticamente activo en catalizadores para la policondensación de poliésteres es desventajosa la alta susceptibilidad a la hidrólisis, por ejemplo de los alcóxidos de titanio habituales, así como la tendencia a la precipitación inherente a compuestos de este tipo así como la capacidad para generar compuestos de complejo de color que repercuten desventajosamente en la calidad del producto. Además, las composiciones catalíticamente eficaces a base de titanio en caso de la preparación de poliésteres no pueden mostrar una actividad suficientemente alta en caso de la policondensación en la fase sólida, una etapa de procedimiento que es particularmente necesaria para la preparación de materiales de poliésteres para fines de envasado.

Objetivo de la presente invención

En cuanto a los inconvenientes anteriormente explicados, el objetivo de la presente invención es especificar una composición catalíticamente eficaz, adecuada para la preparación de poliésteres, con la que pueden obtenerse poliésteres de una calidad satisfactoria (propiedades mecánicas, propiedades ópticas, grado de pOlicondensación etc.) , pudiéndose prescindir del uso de componentes que contengan antimonio. Además, el objetivo de la presente invención es facilitar un procedimiento correspondientemente mejorado para la preparación de poliésteres.

Breve descripción de la invención

El objetivo anteriormente presentado se soluciona mediante el objeto de la reivindicación 1 de la presente solicitud. Ciertas formas de realización preferentes están expuestas en las reivindicaciones dependientes 2 a 10 así como en la siguiente descripción. Además, la presente invención facilita un procedimiento para la preparación de poliésteres, tal como se define en la reivindicación 11. Ciertas formas de realización preferentes de este procedimiento se encuentran en las reivindicaciones dependientes 12 a 16 asi como en la siguiente descripción. Finalmente, la presente invención facilita aún el uso del catalizador según la invención para la preparación de poliésteres, tal como se define en la reivindicación 17, así como productos de poliéster, tal como se indican en la reivindicación 18, así como formas de realización preferentes de los mismos, tal como en las reivindicaciones 19 y 20.

Otras formas de realización preferentes resultan de la siguiente descripción.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se basa en el conocimiento sorprendente de que una composición, que comprende al menos un compuesto de titanio así como un silicato que contiene azufre y un material de soporte con una superficie específica de 400 m2/g o más, es una composición catalíticamente activa para la preparación de poliésteres, es decir una composición que cataliza tanto la reacción de esterificación, la reacción de transesterificación como la reacción de condensación en caso de la preparación de poliésteres.

Las ventajas de la presente invención son particularmente las velocidades de reacción muy satisfactorias (rápidas) , tanto en la policondensación como en una siguiente condensación en fase sólida, con contenidos en titanio... [Seguir leyendo]

1 . Cetalizador para la preparación de poliésteres, que comprende:

al menos un compuesto de titanio así como un silicato que contiene azufre, que comprende además al menos un material de soporte con una superficie específica de 400 m2/g o más.

2. Catalizador según la reivindicación 1, en el que están contenidos dos compuestos de titanio.

3. Catalizador según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el silicato que contiene azufre es un aluminosilicato.

4. Catalizador según la reivindicación 1, en el que como material de soporte se usa un material seleccionado del grupo constituido por arcilla, carbón activado y mezclas de los mismos.

5. Catalizador según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, que comprende además etilenglicol.

6. Catalizador según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, en el que el catalizador contiene de 1 ppm a 3 ppm de titanio.

7. Catalizador según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, en el que el compuesto de titanio se selecciona entre ortotitanato de tetra-n-butilo, titanato de tetra-iso-propilo y mezclas de los mismos.

8. Catalizador según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 7, en el que el silicato que contiene azufre y el titanio se encuentran en la composición en una proporción en peso de 1 : 1 a 2 : 1.

9. Catalizador según la reivindicación 4, en el que la arcilla con respecto al titanio se encuentran en una proporción en peso de 0, 5 a 2, 0: 1.

10. Catalizador según la reivindicación 4, en el que el carbón activado con respecto al titanio se encuentran en una proporción en peso de 0, 01 a 0, 1 : 1.

11. Procedimiento para la preparación de poliésteres, caracterizado porque como composición de catalizador se usa un catalizador según una de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la composición de catalizador se añade antes de la etapa de policondensación.

13. Procedimiento según la reivindicación 11 ó 12, en el que además se usa un estabilizador que contiene fósforo.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el estabilizador que contiene fósforo se dosifica antes, tras o simultáneamente con la adición de la composición de catalizador.

15. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la composición de catalizador se usa para la condensación en fase sólida.

16. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el poliéster que va a prepararse es PET.

17. Uso de un catalizador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para la preparación de poliésteres.

18. Poliéster, que comprende un catalizador según una de las reivindicaciones 1 a 10.

19. Poliéster según la reivindicación 18, siendo el poliéster PET.

20. Uso de un poliéster según la reivindicación 18 para la fabricación de botellas, películas, láminas, fibras y plásticos técnicos.