Composiciones en fase fundida de poliéster que tienen estabilidad termo-oxidante mejorada y procedimientos para prepararlas y usarlas.

Una composición de poliéster que comprende:

un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de un monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados,

en una cantidad comprendida entre aproximadamente el 0,1 % en moles y aproximadamente el 10 % en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 100 % en moles;

aluminio; y

opcionalmente, un metal alcalino o un metal alcalinotérreo.

Composiciones en fase fundida de poliéster que tienen estabilidad termo-oxidante mejorada y procedimientos para prepararlas y usarlas.

REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

Esta solicitud reivindica prioridad sobre la Solicitud Provisional de Patente de EE. UU. N.° 61/98,6, presentada el 18 de septiembre de 28, cuyo contenido se incorpora en su totalidad en esta solicitud a modo de referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a composiciones de poliéster y, más específicamente, a composiciones de poliéster que incluyen un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de un 15 monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Ciertas composiciones de poliéster, adecuadas para el moldeado, resultan útiles en el embalaje, por ejemplo en la 2 fabricación de recipientes para bebidas. Por ejemplo, algunos polímeros de poli(tereftalato de etileno) («PET») resultan útiles para ese propósito, y el PET se ha popularizado debido a su claridad, transparencia e inactividad

química.

El PET se produce normalmente en un procedimiento de dos etapas, que comienza con una etapa en fase fundida 25 seguida por una etapa de tratamiento en estado sólido. La etapa en fase fundida es típicamente un procedimiento de tres fases. En primer lugar, en la etapa de esterificación, se hace reaccionar etilenglicol con ácido tereftálico en una suspensión bajo presión positiva y una temperatura de 25-28 °C, para producir PET oligomérico. A continuación, el oligómero se calienta a una temperatura ligeramente más alta, habltualmente 26-29 °C, y la presión positiva se cambia a un vacío leve, habitualmente 2-1 mm, para producir el prepolímero. Finalmente, el prepolímero se 3 convierte en el polímero final al continuar reduciendo la presión hasta ,5-3, mm y algunas veces elevando la temperatura. Una vez completado el procedimiento en fase fundida de tres etapas, típicamente se incrementa el peso molecular de los gránulos obtenidos al final de la etapa del polímero mediante un procedimiento en estado sólido. Típicamente, ambas de las etapas del procedimiento de fase fundida y estado sólido se llevan a cabo en presencia de un catalizador de antimonio.

Sin embargo, el antimonio puede ser problemático. Cuando se utiliza como un catalizador de policondensación para poliéster y el poliéster se moldea para formar una botella, por ejemplo, la botella generalmente es turbia y frecuentemente tiene un aspecto oscuro como consecuencia del catalizador de antimonio que se reduce a antimonio metal.

Las desventajas relacionadas con el uso del antimonio, así como otros factores, han conducido al desarrollo de un procedimiento solo en fase fundida exento de antimonio. Sin embargo, es posible que se reduzca la estabilidad oxldatlva del PET preparado mediante tal procedimiento, lo que daría como resultado una descomposición en términos de peso molecular cuando el PET se expone al aire a temperaturas de aproximadamente 165 °C o 45 superiores. Esto plantea un problema debido a que es necesario secar el PET antes de procesarlo, y el secado del PET generalmente se lleva a cabo a temperaturas superiores a 165 °C.

De esta manera, sigue existiendo una necesidad en la técnica para que el PET que se pueda producir mediante un procedimiento solo en fase fundida y que posea una mayor estabilidad oxidativa. La estabilidad Incrementada puede 5 permitir el secado a temperaturas más altas. Adlclonalmente, se puede obviar la necesidad de producir PET de peso molecular más alto para compensar la subsecuente descomposición en términos del peso molecular.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

En un aspecto, la invención se refiere a composiciones de poliéster que incluyen un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de un monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados, en una cantidad comprendida entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 1 % en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 1 % en moles; y que también incluye aluminio, y opclonalmente un

metal alcalino o un metal alcalinotérreo.

En otro aspecto, la invención se refiere a composiciones de poliéster que incluyen un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, en una 5 cantidad comprendida entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 3 % en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 1% en moles; aluminio presente en una cantidad de entre aproximadamente 3 ppm y

aproximadamente 1 ppm de átomos de aluminio, basada en el peso total de la composición de poliéster; y litio

presente en una cantidad de entre aproximadamente 4 ppm y aproximadamente 25 ppm de átomos de litio, basada 1 en el peso total de la composición de poliéster.

En todavía otro aspecto, la invención se refiere a artículos que incluyen un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, en una cantidad comprendida entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 3% en moles, basada en una 15 cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 1% en moles; aluminio presente en una cantidad de entre aproximadamente 3 ppm y

aproximadamente 1 ppm de átomos de aluminio, basada en el peso total del artículo; y litio presente en una

cantidad de entre aproximadamente 4 ppm y aproximadamente 25 ppm de átomos de litio, basada en el peso total del artículo.

En un aspecto adicional, la invención se refiere a procedimientos para preparar poliésteres de tereftalato de polietileno en fase fundida que incluyen las etapas de formar una mezcla que comprende etilenglicol, al menos un ácido seleccionado de entre ácido tereftálico y derivados de ácido tereftálico, y un monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados, en donde el monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados está 25 presente en una cantidad de entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 3% en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en la mezcla que comprende el 1 % en moles; y hacer reaccionar la mezcla en presencia de aluminio, y opcionalmente un metal alcalino o un metal alcalinotérreo, para obtener el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida.

Aspectos adicionales de la invención son como se dan a conocer y se reivindican en este documento.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención se puede entender más fácilmente haciendo referencia a la siguiente descripción detallada de 35 la invención, que incluye las figuras adjuntas, y a los ejemplos proporcionados. Se ha de entender que esta invención no se limita a los procedimientos y condiciones específicos descritos en los ejemplos, debido a que pueden variar los procedimientos y condiciones específicos del procedimiento para el procesamiento de los artículos de plástico. También se ha de entender que la terminología utilizada tiene meramente el propósito de describir realizaciones particulares y no pretende ser limitante.

Como se utiliza en la memoria descriptiva y las reivindicaciones, las formas singulares «un», «uno» y «el» incluyen los referentes plurales, a menos de que el contexto claramente dicte lo contrario. Por ejemplo, la referencia a una «preforma», «recipiente» o «botella» o un «artículo» pretende incluir una pluralidad de preformas, recipientes, botellas o artículos.

Mediante «que comprende» o «que contiene» o «que tiene» se quiere indicar que al menos el compuesto, elemento, partícula, etc. citado debe estar presente en la composición o artículo, pero no se excluye la presencia de otros compuestos, materiales, partículas, etc., incluso si estos otros compuestos, materiales, partículas, etc. tienen la misma función que es citada.

También se ha de entender que la mención de una o más etapas del procedimiento no evita la presencia de etapas del procedimiento adicionales, antes, después o que intervengan entre aquellas etapas expresamente Identificadas, a menos de que tal etapa del procedimiento sea expresamente excluida por la reivindicación.

La expresión de un Intervalo incluye todos los números enteros y fracciones... [Seguir leyendo]

1. Una composición de poliéster que comprende:

un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de un monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados, en una cantidad comprendida entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 1% en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 1 % en moles;

aluminio; y

opcionalmente, un metal alcalino o un metal alcalinotérreo.

2. El polímero de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida comprende:

(a) residuos de ácido tereftálico, presentes en una cantidad de al menos el 9 % en moles, basada en la cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 1 % en moles, y

(b) residuos de etilenglicol, presentes en una cantidad de al menos el 9 % en moles, basada en una cantidad total 2 de residuos de diol en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 1 % en moles.

3. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados comprende uno o más de: ácido 2,6-naftalenodicarboxílico; 2,6- naftalenodicarboxilato de dimetilo; ácido 9-antracenocarboxílico; ácido 2,6-antracenodicarboxílico; 2,6-

antracenodicarboxilato de dimetilo; ácido 1,5-antracenodicarboxílico; 1,5-antracenodicarboxilato de dimetilo; ácido 1,8-antracenodicarboxílico; o 1,8-antracenodicarboxilato de dimetilo.

4. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados es ácido 2,6-naftalenodicarboxílico.

5. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el metal alcalino o metal alcalinotérreo está presente y comprende litio.

6. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición 35 de poliéster comprende además residuos de ácido fosfórico.

7. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el aluminio está presente en una cantidad de entre aproximadamente 3 ppm y aproximadamente 1 ppm de átomos de aluminio, basada en el peso total de la composición de poliéster.

8. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el metal alcalino o metal alcalinotérreo está presente y comprende litio, presente en una cantidad de entre 3 ppm y 25 ppm de átomos de litio, basada en el peso total de la composición de poliéster.

9. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el aluminio está presente en

una cantidad de entre aproximadamente 3 ppm y aproximadamente 1 ppm de átomos de aluminio, basada en el peso total de la composición de poliéster; y el metal alcalino o metal alcalinotérreo está presente y comprende litio presente en una cantidad de entre aproximadamente 4 ppm y aproximadamente 25 ppm de átomos de litio, basada en el peso total de la composición de poliéster.

1. La composición de poliéster de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el poliéster de

tereftalato de polietileno en fase fundida tiene una I.V., obtenida de una reacción de polimerización en fase fundida, de al menos ,72 dL/g.

11. Una composición de poliéster que comprende:

un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de ácido 2,6- naftalenodicarboxílico, en una cantidad comprendida entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 1 % en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de

polietileno en fase fundida que comprende el 1 % en moles;

aluminio presente en una cantidad de entre aproximadamente 3 ppm y aproximadamente 1 ppm de átomos de aluminio, basada en el peso total de la composición de poliéster; y

litio presente en una cantidad de entre aproximadamente 4 ppm y aproximadamente 25 ppm de átomos de litio, 5 basada en el peso total de la composición de poliéster.

12. Un artículo que comprende:

un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que tiene incorporado en el mismo residuos de ácido 2,6- 1 naftalenodicarboxílico, en una cantidad comprendida entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 1 % en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que comprende el 1 % en moles;

aluminio presente en una cantidad de entre aproximadamente 3 ppm y aproximadamente 1 ppm de átomos de aluminio, basada en el peso total del artículo; y

litio presente en una cantidad de entre aproximadamente 4 ppm y aproximadamente 25 ppm de átomos de litio, basada en el peso total del artículo.

13. Un procedimiento para hacer un poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida que consiste en:

formar una mezcla que comprende etilenglicol, al menos un ácido seleccionado de entre ácido tereftálico y derivados de ácido tereftálico, y un monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados, en donde el monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados está presente en una cantidad de entre aproximadamente el ,1 % en moles y aproximadamente el 3 % en moles, basada en una cantidad total de residuos de ácido dicarboxílico en la mezcla que comprende el 1 % en moles; y

hacer reaccionar la mezcla en presencia de aluminio, y opcionalmente un metal alcalino o un metal alcalinotérreo, para obtener el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida.

14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el monómero que tiene dos o más anillos aromáticos fusionados comprende ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, presente en una cantidad de

entre aproximadamente el ,5 % en moles y aproximadamente el 2,5 % en moles.

15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el metal alcalino o metal alcalinotérreo está presente y comprende litio.

16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque los átomos de aluminio

están presentes en una cantidad de entre aproximadamente 3 ppm y aproximadamente 1 ppm, basada en el peso total del poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida obtenido; y en donde el metal alcalino o metal alcalinotérreo está presente y comprende litio presente en una cantidad de entre aproximadamente 4 ppm y aproximadamente 25 ppm de átomos de litio, basada en el peso total del poliéster de tereftalato de polietileno en 4 fase fundida obtenido.

17. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, que comprende una etapa adicional de:

añadir fósforo al poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida obtenido, en una cantidad de entre 45 aproximadamente 1 ppm y aproximadamente 3 ppm de fósforo, basada en el peso total del poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida obtenido.

18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que el poliéster de tereftalato de polietileno en fase fundida obtenido tiene una I.V. de al menos ,72 dL/g lograda en la fase fundida.

19. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el procedimiento no comprende polimerización en estado sólido.