[发明专利]一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法

说明书

本发明涉及聚酯合成技术领域，公开了一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，包括以下步骤：向带有板框式搅拌桨的反应容器中加入聚酯合成底物，进行聚合反应；在聚合反应前或聚合反应过程中将非均相钛硅复合催化剂装载到所述板框式搅拌桨上，制得聚酯。本发明的方法将钛系催化剂装载在板框式搅拌桨上，能使制得的聚酯中不含催化剂，从而避免聚酯在催化剂作用下发生醇解，有效解决聚酯在熔融状态下输送时产生的粘度降问题；并且，该方法还能保证聚酯制备过程中催化剂与底物充分接触，且便于制备完成后催化剂的循环利用。

技术领域

本发明涉及聚酯合成技术领域，尤其涉及一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法。

背景技术

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，主要包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等，是一类性能优异、用途广泛的工程塑料，被广泛应用到纤维、薄膜、包装材料、工程塑料等多个领域。催化剂是聚酯生产的重要环节，其在聚酯生产过程中不仅影响酯化、酯交换和缩聚反应的速度，并且对副反应、热稳定性及产品色泽等都有显著的影响。

目前，工业生产中使用最广泛的聚酯催化剂主要是锑系化合物，其工艺较为成熟，生产成本低，催化活性可控，副反应少，色相良好。一般锑系化合物是在打浆阶段加入反应体系，随着反应的进行始终与反应体系均匀混合在一起，锑系化合物对酯化阶段不起催化作用，主要催化缩聚反应进行。由于随着反应的进行熔体粘度变大，催化剂分离困难，且催化缩聚反应为可逆反应，在非负压、二元醇及催化剂存在的情况下，聚酯熔体容易发生降解。这也是熔体直纺生产中，熔体输送过程容易存在粘度降的主要原因，故聚合与纺丝工段间的熔体输送管道不宜过长，否则会因熔体粘度降过大导致纺丝无法进行。钛系催化剂作为一种环境友好的聚酯缩聚催化剂，目前在有限的应用实例中在反应体系中的存在形式也是与锑系催化剂近似，只是加入位置有所不同(由于部分钛系催化剂对水敏感，需要在二酯甚至更靠后的位置加入聚合体系)，由于钛系催化剂具有更高的催化活性，所以在同样的非负压、二元醇存在的情况下比锑系催化剂具有更强的降解能力，导致更大的熔体粘度降，更加不利于纺丝的进行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法。该方法将钛系催化剂装载在板框式搅拌桨上，能使制得的聚酯中不含催化剂，从而有效解决聚酯在熔融状态下输送时因醇解而产生的粘度降问题。

本发明的具体技术方案为：

一种利用钛系催化剂催化合成聚酯的方法，包括以下步骤：向带有板框式搅拌桨的反应容器中加入聚酯合成底物，进行聚合反应；在聚合反应前或聚合反应过程中将非均相钛硅复合催化剂装载到所述板框式搅拌桨上，制得聚酯。

本发明将钛系催化剂(非均相钛硅复合催化剂)装载在板框式搅拌桨上的目的在于：反应结束后，催化剂能与聚酯熔体分离，使所得的聚酯产品中不含催化剂，从而避免聚酯在催化剂作用下发生醇解，有效解决聚酯在熔融状态下输送时产生的粘度降问题，便于后续的纺丝过程。

在实现上述目的的同时，将催化剂装载在板框式搅拌桨上还会带来以下好处：(1)选用板框式搅拌桨，在反应过程中，通过搅拌能使催化剂与底物充分接触，不会出现催化剂在反应体系中分散不均而影响催化活性的问题；(2)在反应结束后清洗过程中，由于催化剂的存在，加入二元醇即可醇解去除粘附在催化剂表面的聚酯，催化剂损失小、后处理方便，便于实现催化剂的循环利用。

作为优选，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。