本發(fā)明涉及化工催化劑領(lǐng)域，尤其涉及聚酯合成中的縮聚催化劑。

背景技術(shù)：

0、技術(shù)背景

1、聚酯催化體系分為銻系、鈦系和鍺系。銻催化劑體系因生態(tài)毒性逐漸被摒棄，鍺催化體系因其高昂的成本難以大范圍工業(yè)化應(yīng)用，鈦催化體系具有綠色環(huán)保廉價的特點，已廣泛用于聚酯合成工業(yè)中。目前，用于工業(yè)化生產(chǎn)聚酯的鈦系催化體系仍存在一些問題，如：催化劑活性較低，無法滿足聚酯合成生產(chǎn)需要；高活性的鈦系催化劑，造成局部過度反應(yīng)，聚酯產(chǎn)品的分子量分布寬；催化劑的選擇性較差，副反應(yīng)多，產(chǎn)品的力學(xué)性能和色相較差。

2、烷基氧鈦如鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯等高活性鈦系催化劑已用于聚酯的工業(yè)化生產(chǎn)。由于聚酯原料中含有一定的水，且酯化過程中產(chǎn)生大量的水，造成烷基氧鈦的水解，產(chǎn)生二氧化鈦或鈦多聚體而沉淀失活。為抑制催化在聚酯合成過程中的水解，英國帝國化學(xué)公司(cn1610580a)使用羥基羧酸作為絡(luò)合物與鈦酸酯反應(yīng)，得到的改性鈦系催化劑對水穩(wěn)定。美國杜邦公司(cn1402653a)也提出將多官能團(tuán)有機(jī)物(如多元醇胺、羥基羧酸、多元羧酸、縮水多元羧酸)與鈦酸酯反應(yīng)，改善鈦酸酯的水解穩(wěn)定性。專利cn1796434a和cn102453249a中公開了一種以稀土化合物與鈦化合物混合組合物催化劑制備方法，該催化體系可以明顯提高反應(yīng)速率與產(chǎn)物分子量，并改善樹脂泛黃現(xiàn)象；但該專利催化劑中的稀土資源昂貴，且制備方法較為復(fù)雜，難以大批量工業(yè)化制備。專利cn103333328a公開了一種硅鈦復(fù)合物催化劑制備方法，該催化劑可縮短反應(yīng)周期，制備的聚酯色相良好，分子量高；但該催化劑制備過程中采用高溫高真空條件，對設(shè)備要求高，且制備過程中產(chǎn)生廢氣和廢液。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種鈦系聚酯縮聚催化劑及其制備方法，該催化劑成本低、活性可控、制備過程簡單環(huán)保。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種鈦系聚酯縮聚催化劑，采用如下技術(shù)方案：

3、一種鈦系聚酯縮聚催化劑，包括如下重量份數(shù)的組分：水溶性有機(jī)鈦1～10份、磷酸酯0.2～5份、三乙醇胺1～3份、金屬有機(jī)鹽1～5份和有機(jī)溶劑5～50份。

4、所述水溶性有機(jī)鈦為二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯或乳酸鈦銨鹽的一種或它們的混合。

5、所述磷酸酯為磷酸三苯酯、三(三甲基硅烷基)磷酸酯或甘油磷酸酯的一種或它們的混合。

6、所述金屬有機(jī)鹽為鉀、鋅或鋯的有機(jī)鹽的一種或它們的混合。

7、所述有機(jī)溶劑為乙二醇、1,3-丙二醇或1,4-丁二醇的一種或它們的混合。

8、一種鈦系聚酯縮聚催化劑，還有重量份數(shù)的磺酸0.1～3份?；撬釣樗艿膹?qiáng)酸有機(jī)化合物，具有一定的聚酯縮聚催化活性，磺酸可與水溶性有機(jī)鈦起到協(xié)同催化作用，進(jìn)一步提高催化劑的活性。

9、所述磺酸為對甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸的一種或它們的混合。

10、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種鈦系聚酯縮聚催化劑的制備方法，采用如下技術(shù)方案：

11、1)將有機(jī)溶劑加熱到60～100℃，邊攪拌邊緩慢加入三乙醇胺和磷酸酯，在60～100℃下攪拌20～60分鐘，得到第一混合物；

12、2)向第一混合物中加入水溶性有機(jī)鈦和金屬有機(jī)鹽，在40～100℃下攪拌20～120分鐘，得到聚酯縮聚催化劑。

13、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種鈦系聚酯縮聚催化劑的制備方法，還有如下技術(shù)方案：

14、1)將有機(jī)溶劑加熱到60～120℃，邊攪拌邊緩慢加入磺酸，加入完成后，繼續(xù)攪拌30～60分鐘，得到第一混合物；

15、2)向第一混合物中加入三乙醇胺和磷酸酯，在60～100℃下攪拌20～60分鐘，得到第二混合物；

16、3)向第二混合物中加入水溶性有機(jī)鈦和金屬有機(jī)鹽，在40～100℃下攪拌20～120分鐘，得到聚酯縮聚催化劑。

17、本發(fā)明帶來的有益效果：首先，本發(fā)明以水溶性有機(jī)鈦為活性組分、金屬有機(jī)鹽為助活性組分、磷酸酯為穩(wěn)定劑、三乙醇胺為絡(luò)合劑，解決了催化劑水解穩(wěn)定性差、副反應(yīng)多的問題，使催化劑在具有高活性的同時，還具有良好的選擇性，降低了聚酯生產(chǎn)過程中的原料消耗，并改善了聚酯產(chǎn)品泛黃現(xiàn)象。其次，本發(fā)明的鈦系聚酯縮聚催化劑若加入了磺酸，可與水溶性有機(jī)鈦起到協(xié)同催化作用，進(jìn)一步提高催化劑的活性。本發(fā)明的鈦系聚酯縮聚催化劑適用于聚酯合成領(lǐng)域。

18、本發(fā)明的催化劑不含稀土等價格高昂的元素，原料廉價易得；催化劑制備無需在高溫高真空條件下進(jìn)行，且無廢氣、廢液的產(chǎn)生，制備方法簡單環(huán)保，利于進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種鈦系聚酯縮聚催化劑，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的組分：水溶性有機(jī)鈦1～10份、磷酸酯0.2～5份、三乙醇胺1～3份、金屬有機(jī)鹽1～5份和有機(jī)溶劑5～50份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑，其特征在于，所述水溶性有機(jī)鈦為二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯或乳酸鈦銨鹽的一種或它們的混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑，其特征在于，所述磷酸酯為磷酸三苯酯、三(三甲基硅烷基)磷酸酯或甘油磷酸酯的一種或它們的混合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑，其特征在于，所述金屬有機(jī)鹽為鉀、鋅或鋯的有機(jī)鹽的一種或它們的混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為乙二醇、1,3-丙二醇或1,4-丁二醇的一種或它們的混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑，其特征在于，還有重量份數(shù)的磺酸0.1～3份。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑，其特征在于，所述磺酸為對甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸的一種或它們的混合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下次序與步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7任一項所述的一種鈦系聚酯縮聚催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下次序與步驟：

技術(shù)總結(jié)
一種鈦系聚酯縮聚催化劑及其制備方法，它涉及化工催化劑領(lǐng)域。按質(zhì)量份數(shù)計，鈦系聚酯縮聚催化劑：包括水溶性有機(jī)鈦1～10份、磷酸酯0.2～5份、三乙醇胺1～3份、金屬有機(jī)鹽1～5份和有機(jī)溶劑5～50份。首先，將有機(jī)溶劑加熱，邊攪拌邊加入三乙醇胺和磷酸酯，在60～100℃攪拌混合，得到第一混合物；然后，向第一混合物中加入水溶性有機(jī)鈦和金屬有機(jī)鹽，在40～100℃下攪拌混合，得到聚酯縮聚催化劑。本發(fā)明有效提高了催化劑的水解穩(wěn)定性，使催化劑在具有高活性的同時，還具有良好的選擇性。本發(fā)明的催化劑原料廉價易得，制備方法簡單環(huán)保，利于進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：宋曉玲,王明亮,王祖芳,王小昌,徐文佳,劉朝,沈姍姍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14