[发明专利]一种用于聚酯合成的高分散性钛系催化剂制备方法

说明书

本发明涉及钛系催化剂技术领域，公开了一种用于聚酯合成的高分散性钛系催化剂制备方法，包括以下步骤：在有机醇构成的溶剂体系中，加入水、钛酸酯类化合物、有机胍类化合物构成反应体系，进行钛酸酯水解反应，获得高分散性钛系催化剂。本发明制得的钛系催化剂可直接用于聚酯合成，能避免从水转移到有机溶剂过程中发生团聚，从而使制得的聚酯具有较好的色相；并且，本发明采用有机胍类化合物作为催化剂，并在反应体系中加入硅胶，能避免钛系催化剂在制备过程中无需团聚和尺度过大，故制得的钛系催化剂具有较高的催化活性，用其制得的聚酯色相较好。

技术领域

本发明涉及钛系催化剂技术领域，尤其涉及一种用于聚酯合成的高分散性钛系催化剂制备方法。

背景技术

聚酯生产中目前工业上采用的催化剂主要包括锑系和钛系两大类。锑系催化剂包括三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑等，在工业化生产中更为常用。但含锑化合物的潜在危害性，降低了其在食品等行业的适用性。因此，高品质的聚酯生产，往往更偏向于使用钛系催化剂。

在Ti系催化剂中早期被使用的是Ti的无机盐(如氟钛酸钾、草酸钛钾等)或有机酯类(如钛酸四丁酯等)。这些催化剂在聚酯反应体系中分散性好，因而体现出用量少，催化反应速度快，可以缩短反应时间的特点。然而，由于在这些催化剂中Ti的活性不受调控，缩聚过程导致大量的副反应，使聚酯品质严重恶化，表现在色相严重泛黄，端羧基升高，二甘醇含量上升，熔点下降。为此，人们在Ti系催化剂的制备中重点关注催化剂的结构调控。

对于Ti系催化剂而言，其活性远高于Sb系催化剂，因而在Ti催化剂开发中存在的关键性问题并非是单纯地提高它的活性，而是需要在保持主反应高活性的同时，有效抑制Ti对副反应过程的催化作用，这就要求对催化剂结构进行精细地调控。目前的调控方法分为两类，一是通过有机配位体进行调控，二是通过无机复合物的方式调控。以LurgiZimmer、Sachtleben Chemie、Acordis等为代表的国内外企业分别开发了有机的Ti络合物、无机Ti/Si复合物等催化剂。

然而，经济性的Ti系催化剂制备通常以钛酸酯类为原料，通过水解反应得到。该反应往往在水溶液中进行(例如公开号为CN111994918A的专利文献)，得到的催化剂需要转移到有机溶剂体系才能催化聚酯反应。对于高分散性的催化剂体系，这一转移过程会导致催化剂颗粒的团聚，大幅降低催化剂的活性，致使聚酯合成时间延长，进而导致副产物增多，聚酯色相变差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于聚酯合成的高分散性钛系催化剂制备方法。本发明制得的钛系催化剂可直接用于聚酯合成，能避免从水转移到有机溶剂过程中发生团聚，从而使制得的聚酯具有较好的色相。

本发明的具体技术方案为：

一种用于聚酯合成的高分散性钛系催化剂制备方法，包括以下步骤：在有机醇构成的溶剂体系中，加入水、钛酸酯类化合物、有机胍类化合物构成反应体系，进行钛酸酯水解反应，获得高分散性钛系催化剂。

在本发明中，在醇溶剂体系中进行钛酸酯水解，反应完成后获得的悬浊液可直接添加到聚酯合成反应体系中催化聚酯合成，无需经过从水溶液中转移到有机溶剂中的过程，因而能防止钛系催化剂在转移过程中团聚，使其保持较高的催化活性，从而使制得的聚酯具有较好的色相。

由于在醇溶剂体系中钛酸酯水解速率过慢，因而需要加入在醇中具有良好溶解性的有机胍类化合物作为催化剂。相较于其他水解反应催化剂而言，本发明使用的有机胍类催化剂催化活性较高，且有机胍能与钛形成络合物，从而对肽的微结构进行调控，控制水解时粒子尺度的增长，从而使制得的钛系催化剂具有较高的催化活性。

作为优选，所述反应体系中还包括硅胶。