[发明专利]一种提高聚酯缩聚反应速率的方法

说明书

本发明涉及聚酯合成技术领域，针对现有技术的聚酯反应工业可操作性差及不环保的问题，公开了一种提高聚酯缩聚反应速率的方法，包括如下步骤：（1）将二酸单体、二醇单体、多官能团添加剂及催化剂混合均匀，加热加压条件下进行酯化反应，脱水；（2）在加热抽真空的条件下进行缩聚反应，生成长链聚合物。提供一种提高聚酯缩聚反应速率的方法，在不改变催化剂含量、反应温度、压力等参数的情况下，通过加入少量的多官能团添加剂，来增加聚酯缩聚反应的反应位点，同时给聚酯链引入短支化结构，增强了熔体流动性，使端基在反应过程的搅拌作用下接触几率增大，反应速率进一步提高，无副产物产生，操作过程简单高效。

技术领域

本发明涉及聚酯合成技术领域，尤其涉及一种提高聚酯缩聚反应速率的方法。

背景技术

在聚酯PET生产过程中，缩聚反应尤其是终缩聚反应时间对产物的特性粘度等各项技术指标有着直接影响。现有生产设备条件下，缩聚反应时间一般为2-3小时，反应时间长且搅拌功率大造成了高能耗的问题，提高反应速率以缩短反应时间能够减少能耗同时提高产量。目前聚酯生产的常用催化剂为锑系催化剂，增加催化剂的添加量能在一定程度上提高缩聚反应速率，然而下游纺织染整行业的锑排放受到严格控制，出于成本和环保的考虑，在纤维级聚酯合成中提高催化剂含量不是加快反应的适宜方法。

专利号TW496880B，专利名称“一种增加PET缩聚反应速率的方法”，该方法在酯化反应结束后额外加入一定量的乙二醇，结果显示在相同反应时间内，加入乙二醇的样品粘度更高，说明反应速率提高，推测在缩聚反应之初加入乙二醇有利于提高反应活性。然而，该方法的实施仅限于玻璃器皿实验设备，没有考虑工业化成本，对连续生产线不具有直接参照意义。

专利号CN1552754A，专利名称“一种缩短聚酯缩聚反应时间的方法”，不改变其他反应条件，只需在缩聚反应过程中加入一定量的锌化合物即可将常规聚酯生产的缩聚反应时间缩短25-60％。该方法中的锌化合物本质可视为一种催化剂，虽然提高反应速率的效果显著，但仍然存在下游的环保和成本问题。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的聚酯反应工业可操作性差及不环保的问题，提供一种提高聚酯缩聚反应速率的方法，该方法的特点是不改变催化剂含量、反应温度、压力等参数，通过加入定量的多官能团添加剂，来增加聚酯缩聚反应的反应位点，以达到提高缩聚反应速率的目的，同时不会明显增加成本，使得聚酯缩聚过程简单高效。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高聚酯缩聚反应速率的方法，聚酯缩聚过程包括如下步骤：

(1)将二酸单体、二醇单体、多官能团添加剂及催化剂混合均匀，加热加压条件下进行酯化反应，脱水；

(2)在加热抽真空的条件下进行缩聚反应，生成长链聚合物。

本发明通过在聚酯单体中添加定量的能够与聚酯中羟基和/或羧基反应的多官能团化合物，再配合特定种类催化剂及特定碳链长度的聚酯单体底物在特定的温度压力环境下进行反应，添加剂使反应体系中活性端基的含量增加，从而更快引发和促进缩聚过程的链增长，使反应时间得以缩短，极大提高了聚酯聚合反应效率。

所述二酸单体为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸中的一种或多种；所述二醇单体为含C2～12二醇中的一种或多种。

作为优选，所述多官能团添加剂含有羟基、环氧、羧基、酸酐、异氰酸酯、氨基中的一种或多种。

作为优选，多官能团添加剂为非聚合物的小分子，官能团数量大于等于2。

作为优选，多官能团添加剂的官能团数量大于等于3，小于等于6。

官能团数量太少，无法形成支化结构；官能团数量太多，由于位阻增大的原因导致其与聚酯端基反应的官能团数量有限。