[发明专利]有机双胍无毒酸盐催化直接熔融缩聚合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的工艺

说明书

一种有机双胍无毒酸盐催化直接熔融缩聚合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的工艺。该工艺方法以有机双胍无毒酸盐为主催化剂和助催化剂组成的二元催化体系，以1，4‑丁二醇BDO和对苯二甲酸TA为单体，通过脱水寡聚工序、熔融缩聚工序合成聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。本发明的有益效果为：(1)负载型生物有机胍主催化剂无毒、高效；(2)所合成的PBT重均分子量M_w6.0‑8.0×10⁴，色泽雪白；(3)熔融缩聚反应温度低，工艺简单。

技术领域

本发明属于聚酯催化合成技术领域，具体涉及一种有机双胍无毒酸盐催化直接熔融缩聚合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的新工艺。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)作为一种结晶性的饱和聚酯，具有较强的耐热、耐溶解性和良好的力学性能、电性能，价格适中，与其他工程塑料相比，合成技术难度低，而且PBT树脂易于通过添加其他物质进行改性,从而获得更多功能。因其优良的性能，其已开始广泛应用于汽车行业、电子电器、精密零部件的制造等领域，在薄膜、单丝、纤维等普通耗材领域中也有广泛应用。

制备PBT的催化剂主要有锡系催化剂和钛系催化剂等：如氯化亚锡、对甲苯磺酸、钛酸四丁酯、二氧化钛、氧化钛、醋酸镁等(CN 101654511A，CN 101824143A，CN1938361B)，锡系催化剂虽然有较好的催化活性，但由锡系催化剂合成的PBT呈黄色，而钛系催化剂所合成的PBT色相相对较好，且钛系催化剂也具有较高的催化活性和低毒环保的特性，因而得到广泛的应用。但钛酯化合物遇水易分解，且在浓度过高时，催化活性和产品的性能都会受到影响。而且这类重金属催化剂固然催化性能良好，但不可避免会对环境产生一定的危害。随着社会环保意识的增强，制备绿色可环保催化剂也开始越来越得到各界重视和研究。

发明内容

针对现有商品PBT合成工艺中存在的上述问题，本发明提供了一种有机双胍无毒酸盐催化直接熔融缩聚合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的新工艺，采用该工艺获得的PBT产品重均分子量M_w可高达M_w 6.0-8.0×10⁴，产品色泽雪白。

一种有机双胍无毒酸盐催化直接熔融缩聚合成聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT的新工艺，该工艺采用有机双胍无毒酸盐为主催化剂和助催化剂组成的二元催化体系，以对苯二甲酸TA、1，4-丁二醇BDO为单体，通过脱水寡聚工序、熔融缩聚工序合成PBT，具体步骤如下：

(1)脱水寡聚工序：

将BDO与TA置于聚合反应釜中并加入二元催化体系，在215-225℃，600-500torr，反应2-4h，合成得到重均分子量M_W(2.0-4.0)×10³的低分子量共聚物O-PBT。

(2)熔融缩聚工序：

将所得的O-PBT依次在下述反应条件下：a.225-230℃、100-10torr，反应0.5-1h；b.230-235℃、10-5torr，反应0.5-1h；c.235-240℃、1torr，反应5-8h，得到产物PBT，M_W(6.0-8.0)×10⁴、T_m≥220℃，分子量分布指数PDI 1.5-1.6。

本发明所述有机双胍无毒酸盐，具体为二甲双胍的醋酸盐、乳酸盐、乙醇酸盐或磷酸盐之一；其用量为TA摩尔量的(0.1-0.5)‰；助催化剂具体为钛酸四丁酯；主催化剂与助催化剂的摩尔比为(1-2)：1。

本发明所述的单体TA与BDO的摩尔比为1：(1.4-1.8)。

本发明的有益效果为：

1、有机双胍无毒酸盐主催化剂无毒、高效；