[发明专利]一种以SIPA为原料复合催化法生产间苯二甲酸二丙二醇酯-5-磺酸钠的方法

说明书

本发明提供一种以SIPA为原料复合催化法生产间苯二甲酸二丙二醇酯‑5‑磺酸钠的方法，所述方法，包括第一阶段酯化反应、第二阶段酯化反应、降温。本发明制备的SIPP,收率超过98%，为98.12‑98.21%；酯化率为99.22‑99.35%；分析得到的SIPP纯度为98.02‑98.11%；本发明从加料开始到最后SIPP的丙二醇溶液降温完成的操作周期为5.7‑6.2h。本工艺采用SIPA生产SIPP，与国内外现有SIPM生产SIPP相比，反应原料、反应过程及中间产物单甲酸丙二醇酯‑5‑磺酸钠均与SIPM合成工艺不同；同时，本发明工艺产品纯度超过98%，收率超过98%，溶液基本上无固体。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种以SIPA（间苯二甲酸-5-磺酸钠）为原料生产间苯二甲酸二丙二醇酯-5-磺酸钠的方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）兼具了涤纶的抗污性、尼龙的柔软性、腈纶的蓬松性,同时还具有优异的弹性回复性以及良好的抗皱性和尺寸稳定性,与PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）相比，PTT具有高弹性、良好的连续印染特性、抗紫外线、抗内应力、低吸水性、低静电以及良好的生物降解性、可循环利用等多种优良特性，常规PTT纤维结构致密，在常规PTT的生产中添加第三单体间苯二甲酸二丙二醇酯磺酸钠(SIPP)，使分子链中引入可用阳离子染料进行染色的极性基团-SO₃Na，是对PTT改性最有效的方法。由于阳离子改性PTT改善了一般PTT的低吸湿性、静电性和起毛起球性，改善了染色性能，降低了染色温度，所以近几年来阳离子改性涤纶的用量越来越大，在服装面料上的应用也越来越广。为此，SIPP的合成工艺、产品质量及应用就成为行业内科技人员关心的重要的课题。

国内现有的SIPP产品主要有两个品种，一个是间苯二甲酸二甲酯磺酸钠(SIPM)与1,3-丙二醇反应得到的化合物，一个是SIPM与1,2-丙二醇反应得到的化合物，两者在应用于合成改性PTT生产过程以及后续产品应用质量方面没有太大差异。近期的研究成果主要有：

青岛大学刘馨,陈辉,张晓东在《棉纺织技术》2005年 第10期5-8页发表论文《水溶性聚酯浆料的合成与性能》中提出了以对苯二甲酸二甲酯、1，2-丙二醇、一缩二乙二醇和SIPM为聚合单体，通过酯交换．缩合聚合反应合成制备了水溶性聚酯浆料；

江长明在浙江理工大学硕士论文《阳离子染料可染PTT共聚酯的合成及性能研究》（2011年）研究了以用量为1000ppm的钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)催化剂、1,3-丙二醇与SIPM的摩尔配比为10.14:1、反应温度为173℃时,反应速率较快且产物色泽良好的合成方法。

目前SIPM制备SIPP，工艺上存在的主要问题有：

1、酯交换率仅有78%，SIPP的收率低，丙二醇溶液中SIPP的含量偏低，反应体系中尚有一定量的SIPM，间苯二甲酸单甲酯单丙二醇酯,少量的SIPP二聚体、三聚体化合物，上述化合物的含量过多将影响SIPP参加PTT聚合反应过程中的最终产物的聚合度、结构单元分布、质量指标等。

2、反应时间长；

现有文献江长明在浙江理工大学硕士论文《阳离子染料可染PTT共聚酯的合成及性能研究》2011年中提供的小试数据来看，单纯SIPM与丙二醇反应制备SIPP的反应时间就是3小时，加上前期原料准备、升温时间、后续减压条件下去除甲醇、降温，初步分析实验周期不少于6小时。

3、SIPP丙二醇溶液不稳定，未反应完全的初始原料、中间产物诸如单甲酸丙二醇酯-5-磺酸钠等，容易析出晶体或其它固体物；贮存时间短。

4、副产甲醇需要处理，增加了项目建设的投资；生产成本高，增加了操作的危险行。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明提供一种以SIPA为原料复合催化法生产间苯二甲酸二丙二醇酯-5-磺酸钠的方法，以实现以下发明目的：