[发明专利]一种钛催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及钛催化剂，具体涉及一种用于制备聚酯的钛催化剂及其制备方 法。

背景技术

合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(也称PET)的酯化反应所用的催化剂通常为 钛酯丁酯或钛酸异丙酯，聚合反应常用锑的化合物如三氧化二锑、醋酸锑或乙 二醇锑。钛酯丁酯或钛酸异丙酯对酯化反应有较高的催化活性，然而，它们易 水解，因为在酯化反应后期有大量水生成，所以它们不宜作聚合反应的催化剂。 上述三种锑的化合物对于PET的聚合反应有较高的活性，但对于聚对苯二甲酸 1，3-丙二醇酯(也称PTT)的聚合反应活性较低，使用它们作催化剂进行PTT 的聚合，难以得到高粘度的PTT，低粘度的PTT不能进行纺丝。美国5,872,204 专利公开了以乙二醇钛为酯化反应催化剂，以醋酸锑为聚合反应催化剂，得到 PTT的特性粘度在0.65～0.91dL/g之间。齐默尔股份有限公司和国际壳牌研究有 限公司共同申请的中国专利1,368,988，将钛酸丁酯加到对苯二甲酸/1，3-丙二醇 形成的稀溶液中，制成抗水解能力强稳定好的催化剂(实际上是生成了1，3-丙二 醇钛)，催化PTT合成，得到PTT的特性粘度在0.75～1.15dL/g之间。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足，提供一种的催化活性高、不易水 解、稳定的钛催化剂。

本发明另一目的在于提供上述钛催化剂的制备方法。

本发明还有一个目的在于提供上述钛催化剂的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种钛催化剂，其化学名称是α-羟基乙酸钛，具体结构式如式I所示：

本发明钛催化剂的制备是通过α-羟基乙酸和钛酸丁酯的酯交换反应合成得 到的。具体制备方法如下：α-羟基乙酸溶于无水溶剂中，将钛酸丁酯滴加到上 述溶液中搅拌反应，经分离提纯得到α-羟基乙酸钛。

本发明钛催化剂的化学反应方程式为：

上述制备方法中，所述α-羟基乙酸和钛酸丁酯的加入摩尔比优选为： 1.8～2.2。

上述制备方法中，所述无水溶剂优选为乙醇、甲醇、氯仿、二氯甲烷、四 氢呋喃或乙醚、N，N-二甲基甲酰胺。

上述制备方法中，所述搅拌反应的温度优选为20～150℃，反应时间优选为 2～4h。

上述制备方法中，所述分离提纯包括抽滤、洗涤和烘干等步骤。这些步骤 均为本领域中的常用方法。

本发明钛催化剂可以用于合成聚酯。具体地，本发明钛催化剂可以用于合 成合成聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚 对苯二甲酸1，4-丁二醇酯(PBT)。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明钛催化剂解决了现有的有机钛催化聚酯的合成时活性高但易水解不 稳定的矛盾，并进一步提高有机钛的催化活性。实验结果表明本发明钛催化剂 具有很高的催化活性，表现为酯化反应和聚合反应时间短，生产的聚酯特性粘 度高。

附图说明

图1是α-羟基乙酸钛核磁共振氢谱谱图；

图2是α-羟基乙酸钛电喷雾电离质谱图。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式 的限定。

实施例1

称取18.38克α-羟基乙酸(国药集团化学试剂有限公司，化学纯)，装入250 毫升的圆底单口烧瓶中，量取60mL四氢呋喃倒入烧瓶中，磁力搅拌溶解α-羟 基乙酸，升温到60℃(油浴温度，下同)，用恒压滴液漏斗滴加40.84g钛酸丁 酯(天津市福晨化学试剂厂，化学纯)，有大量白色沉淀产生，1小时滴加完， 升温至四氢呋喃回流，继续搅拌反应2.5小时，冷却到室温，小心抽滤，用少量 无水乙醇洗几次，抽干，在70℃鼓风烘干箱里干燥几个小时，称量得22.57g， 收率为96％。

实施例2