[发明专利]一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法

权利要求书

1.一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

方案A：

（1）装载催化剂：将非均相钛硅复合催化剂装载于板框式搅拌桨上，将板框式搅拌桨装入反应容器中；

（2）酯化：向反应容器中加入二元羧酸和/或其酯类衍生物，以及二元醇，开启板框式搅拌桨，在230~260 ℃、压力≤0.3 MPa的条件下进行酯化反应，反应时间为1~3 h，获得预聚物；

（3）缩聚：在270~285 ℃、压力＜100 Pa条件下进行缩聚反应，反应时间为1~2.7h，获得聚酯；

方案B：

（1）酯化：向反应容器中加入二元羧酸和/或其酯类衍生物，以及二元醇，在230~260℃、压力≤0.3 MPa的条件下进行酯化反应，反应时间为1~3 h，获得预聚物；

（2）装载催化剂：将非均相钛硅复合催化剂装载于板框式搅拌桨上，将板框式搅拌桨装入反应容器中；

（3）缩聚：开启板框式搅拌桨，在270~285 ℃、压力＜100 Pa条件下进行缩聚反应，反应时间为1~2.7h，获得聚酯；

方案A和方案B中，所述板框式搅拌桨包括搅拌轴和框式桨叶；所述框式桨叶上设有催化剂装载笼；所述催化剂装载笼为中空结构，笼壁上设有孔径小于非均相钛硅复合催化剂粒径的通孔；所述非均相钛硅复合催化剂的制备方法如下：

（a）将二氧化钛溶胶与二氧化硅溶胶混合，获得混合溶胶；

（b）将混合溶胶逐滴加入络合剂的水溶液中，混合均匀，获得络合剂混合溶胶；

（c）对络合剂混合溶胶进行离心处理，取沉淀，洗涤、干燥后，获得非均相钛硅复合催化剂。

2.如权利要求1所述的一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，其特征在于，步骤（a）中，所述二氧化钛溶胶中的钛原子与二氧化硅溶胶中的硅原子的摩尔比为1:0.1~10。

3.如权利要求1所述的一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，其特征在于：

步骤（a）中，所述二氧化钛溶胶的制备方式如下：20~30 ℃下，将钛化合物逐滴加入盐酸中，滴加完后继续搅拌1~6 h，得到二氧化钛溶胶；和/或

步骤（a）中，所述二氧化硅溶胶的制备方式如下：20~30 ℃下，将硅化合物逐滴加入盐酸与无水乙醇的混合溶液中，滴加完后继续搅拌1~6 h，得到二氧化硅溶胶。

4.如权利要求3所述的一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，其特征在于：

所述钛化合物为钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异辛酯、四氯化钛中的至少一种；和/或

所述硅化合物为硅酸四甲酯、硅酸四乙酯、硅酸四丙酯、硅酸四丁酯中的至少一种；和/或

二氧化钛溶胶制备过程中，所述盐酸的浓度为0.05~1 mol/L，所述钛化合物与盐酸的摩尔比为1~10:1；和/或

二氧化硅溶胶制备过程中，所述盐酸的浓度为0.05~1 mol/L，所述硅化合物与盐酸的摩尔比为1:0.25~4；和/或

所述硅化合物与无水乙醇的摩尔比为1:1~10。

5.如权利要求1所述的一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，其特征在于，步骤（b）中，所述络合剂为柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、α-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-甲基已内酰胺、N-乙基已内酰胺、ε-已内酰胺、3-氨基-2-已内酰胺中的至少一种。

6.如权利要求1所述的一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，其特征在于，步骤（a）中所述二氧化钛溶胶中的钛原子与步骤（b）中所述络合剂的摩尔比为0.05~1:1。

7.如权利要求1所述的一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，其特征在于：

所述二元羧酸和/或其酯类衍生物为对苯二甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、联苯二甲酸、乙二酸、丁二酸、己二酸、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯中的至少一种；和/或

所述二元醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、已二醇中的至少一种。