[发明专利]聚酯钛系催化剂复合材料体系及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚酯钛系催化剂复合材料体系及其制备方法，制备方法为：(1)将聚合度为3～50的固态聚酯预聚体与添加剂熔融共混后冷却；(2)向聚合度为3～50的聚酯预聚体熔体中加入添加剂或添加剂的二元醇分散液后，进行搅拌均匀和冷却；(3)在合成聚酯预聚体的反应体系酯化反应之前，向其中加入添加剂或添加剂的二元醇分散液后，进行酯化反应、预缩聚反应和冷却，添加剂为钛系催化剂、稳定剂和调色剂；制得的聚酯钛系催化剂复合材料体系主要由聚合度为3～50的聚酯预聚体以及分散在聚酯预聚体中的钛系催化剂组成。本发明的多种方法皆简单易行，制得的产品分散性佳且稳定性好。

技术领域

本发明属于聚酯催化剂技术领域，涉及一种聚酯催化剂复合材料体系及其制备方法，特别涉及一种聚酯钛系催化剂复合材料体系及其制备方法。

背景技术

聚酯(PET和PBT等)及其制品(树脂、纤维、薄膜和工程塑料等)是全球生产量最大、应用最广和发展速度最快的高分子产品。目前聚酯材料催化剂普遍采用锑系催化剂，但由于锑为重金属，其有毒致癌且容易迁移到水体中，从而危及环境和人类健康，因此高品质不含锑的聚酯树脂催化剂的研制和推广尤为重要。

可用于替代锑系催化剂的催化剂各有优缺点，主要如下：铝系催化剂，稳定性差，活性低，不易溶于乙二醇；锗系催化剂，催化活性适当，但储量少，价格昂贵；锡系催化剂，有毒性，产品色值差；钛系催化剂，高活性，安全环保，成本可行，树脂亮度即色度L值高，在锑系催化剂的替代方面最为可行，也最受关注，但需要解决容易使树脂色相偏黄的难题，引入磷系稳定剂或者调色剂是主要解决方案。

已商品化的钛系催化剂，包括两个大类：1)催化剂与乙二醇的复配/分散液，呈液态，如：乙二醇钛纳米颗粒的乙二醇分散液(其中引入了调色剂如醋酸钴)、引入P、S、N等杂化成分的钛酸酯/乙二醇混合液、钛磷络合物的乙二醇分散液或钛-锂复配物的乙二醇分散液，上述催化剂的长期稳定性和分散性能不佳，因此其在运输和储存过程中会发生团聚和颗粒变大现象，还会因水解而影响催化活性，容易变质，更会在合成聚酯的高温下发生更大程度的水解反应而破坏催化剂的催化活性；2)催化剂的固体粉末，通过应用时配制乙二醇分散液引入聚酯合成体系，一般会通过引入一定比例的Si元素调控钛元素的催化活性，且设计颗粒尺寸为微米级，以抑制颗粒的团聚，但上述催化剂仍存在下述缺点：其一，因为在引入其他元素如Si元素的化合物时无疑会进一步增加固体催化剂的粒径，催化剂粒径较大，分散性不佳；其二，为了改善固体类催化剂的分散效果，研究人员常采用表面改性等方法对固体类催化剂进行改性，工艺复杂，成本较高；其三，其在合成聚酯的高温下会发生大程度的水解反应而破坏催化剂的催化活性；其四，在调控色度b值时往往会引入其它含重金属的物质，如钴类物质，而达不到合成无重金属聚酯的目标。

因此，研究一种分散性和稳定性好的聚酯钛系催化剂具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的问题，提供一种分散性和稳定性好的聚酯钛系催化剂复合材料体系及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

聚酯钛系催化剂复合材料体系，主要由聚合度为3～50的聚酯预聚体以及分散在聚酯预聚体中的钛系催化剂组成。