、脂肪族多元酸或芳香多元酸酯、脂肪族多元 酸酯中的至少一種;所述聚酯制備用的催化劑加入的質量以鈦元素質量計為0.l-150mg/ kg多官能團羧酸或多官能團羧酸酯;所述步驟1)中的反應條件為反應壓力優(yōu)選0. 001~ 0. 5MPa,反應溫度優(yōu)選200~280°C;步驟2)中的縮聚可選擇包括預縮聚和熔融縮聚反 應或僅有熔融縮聚,預縮聚的反應溫度優(yōu)選230~280°C,預縮聚反應壓力優(yōu)選為300~ lOOOPa;熔融縮聚的反應溫度優(yōu)選為230~280°C,反應壓力優(yōu)選為小于150Pa。
[0044] 上述生產聚酯的方法的技術方案中的特別優(yōu)選的實施方案是在以上所述的催化 劑存在下的聚酯化反應:典型的多元酸優(yōu)選芳香多元酸包括對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘二 甲酸(特別是2,6-萘二甲酸)和這些酸的取代變體,例如含有磺酸酯基的酸;也可使用脂 肪族多元酸,尤其是。脂肪族二羧酸,或者,可由上述二羧酸的酯為起始,實現(xiàn)聚酯的制 備,上述二羧酸的酯可以是以上提及的任何二元或多元羧酸的(^-(: 6烷基酯;在這些酯中, 上述二羧酸的甲酯,尤其對苯二甲酸二甲酯或萘二甲酸二甲酯是制備聚酯的優(yōu)選的起始材 料。本發(fā)明的優(yōu)選的聚酯化反應包括使對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯與乙二醇反應,生 產聚對苯二甲酸乙二酯(PET),使對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯與1,3_丙二醇反應,生 產聚對苯二甲酸丙二酯(PTT),使對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯與1,4_ 丁二醇(丁二 醇)反應,生產聚對苯二甲酸丁二酯(PBT),或者使萘二甲酸與乙二醇反應,生產聚萘二甲 酸乙二酯(PEN)。其它二元醇或高級多羥基醇,例如1,6-己二醇,二羧基亞甲基環(huán)己烷(環(huán) 己烷二甲醇),季戊四醇和類似的二元醇也適合于制備聚酯,還可以以混合物形式,生產共 聚醋。
[0045] 本發(fā)明的催化劑和工藝尤其適合于通過使對苯二甲酸或其酯與1,3_丙二醇、乙 二醇或1,4- 丁二醇反應,制備PTT、PET或PBT。我們已發(fā)現(xiàn),與已知的鈦催化劑組合物相 t匕,本發(fā)明的催化劑和工藝顯示出許多優(yōu)勢。
[0046] 制備聚酯,例如聚對苯二甲酸丙二醇酯的典型的工藝包括兩個階段。在第一階段 中,對苯二甲酸二甲酯或對苯二甲酸與1,3_丙二醇反應,形成預聚物,并除去副產物甲醇 或水。隨后,在第二階段中,在減壓條件下,加熱預聚物,以除去1,3_丙二醇,并形成長鏈聚 合物。可以以分批方式或者以連續(xù)方式操作該工藝。添加本發(fā)明的催化劑到聚酯化反應中 的優(yōu)選方式是以混入待使用的二元醇(例如,在制備聚對苯二甲酸丙二醇酯時的1,3_丙二 醇)內的溶液形式進行。這一添加方法可用于在第一階段或者在第二階段添加催化劑組合 物到聚酯化反應中。
[0047] 本發(fā)明的優(yōu)選方法是制備聚對苯二甲酸丙二醇酯。通過將對苯二甲酸和1, 3_丙二醇與上述的催化劑一起引入到反應器中,并在約0. 25MPa的壓力下,加熱反應物到 230-260°C,進行聚對苯二甲酸丙二醇酯的酯化反應。當酸溶解時,反應開始,并除去水,形 成對苯二甲酸二羥丙酯?;蛘?,使用諸如對苯二甲酸二甲酯之類的酯替代對苯二甲酸,并從 反應的第一階段中除去甲醇,形成對苯二甲酸二羥丙酯。將得到的對苯二甲酸二羥丙酯在 預縮聚反應溫度為245~265°C,預縮聚反應壓力為300~lOOOPa的真空條件下進行預縮 聚。然后在反應溫度為245~265°C,反應壓力為小于150Pa的真空條件下進行熔融縮聚反 應得到特性粘度在0. 80~1. 05dL/g的聚對苯二甲酸丙二醇酯。若要求較高分子量的聚合 物的話,則可對聚對苯二甲酸丙二醇酯的粒料進行進一步的固相聚合,可根據本領域技術 人員熟知的反應條件進行。
[0048] 本發(fā)明的另一種優(yōu)選方法是制備聚對苯二甲酸乙二醇酯。通過將對苯二甲酸和1, 3_丙二醇與視需要的催化劑組合物一起引入到反應器中,并在約0. 3MPa的壓力下,加熱反 應物到260-270°C,進行聚對苯二甲酸乙二醇酯的酯化反應。當酸溶解時,反應開始,并除去 水,形成對苯二甲酸二羥乙酯(BHET)?;蛘?,使用諸如對苯二甲酸二乙酯之類的酯替代對苯 二甲酸,并從反應的第一階段中除去甲醇,形成對苯二甲酸二羥乙酯。將得到的對苯二甲酸 二羥乙酯在反應溫度為260~280°C,反應壓力為小于150Pa的真空條件下進行熔融縮聚反 應得到特性粘度在0. 80~1. 05dL/g的聚對苯二甲酸乙二醇酯。若要求較高分子量的聚合 物的話,則可對聚對苯二甲酸乙二醇酯的粒料進行進一步的固相聚合,可根據本領域技術 人員熟知的反應條件進行。
[0049] 本發(fā)明的又一種優(yōu)選方法是制備聚對苯二甲酸丁二醇酯。通過將對苯二甲酸 和1,4-丁二醇組合物一起引入到反應器中,并在約1X10 3MPa的壓力下,加熱反應物到 260-270°C,進行聚對苯二甲酸丁二醇酯的酯化反應。當酸溶解時,反應開始,并除去水,形 成對苯二甲酸二羥丁酯?;蛘撸褂弥T如對苯二甲酸二丁酯之類的酯替代對苯二甲酸,并 從反應的第一階段中除去甲醇,形成對苯二甲酸二羥丁酯。將得到的對苯二甲酸二羥丁酯 中加入催化劑組合物,在反應溫度為250~270°C,反應壓力為小于150Pa的真空條件下進 行熔融縮聚反應得到特性粘度在〇. 80~1. 05dL/g的聚對苯二甲酸丁二醇酯。若要求較高 分子量的聚合物的話,則可對聚對苯二甲酸丁二醇酯的粒料進行進一步的固相聚合,可根 據本領域技術人員熟知的反應條件進行。
[0050] 聚酯化反應的常規(guī)添加劑,例如顏色改性劑(鈷化合物,顏料或染料)、穩(wěn)定劑(特 別是基于磷化合物,如磷酸或磷酸酯等),填料等也可加入到聚酯反應混合物中。對本催化 劑來說,額外的添加穩(wěn)定劑是不必要的。
[0051] 在本發(fā)明中,聚酯的特性粘度和色相通過GB/T14189-2008中所述方法測試:特 性粘度測試使用苯酚-四氯乙烷按60 :40比例混和作溶劑,25°C的溫度下用烏氏粘度計測 定。
[0052] 發(fā)明技術效果:對于在經濟的速度下生產聚酯來說,本發(fā)明的方法是有效的。本 發(fā)明通過采用鈦化合物與羥基化合物、金屬共催化劑、磷穩(wěn)定劑反應的方法,制備了用于聚 酯制備的催化劑,解決了制備高特性粘度聚酯所需的催化劑活性問題,特別適用于諸如聚 對苯二甲酸丙二醇酯的合成制備,在酯化反應條件為反應壓力0. 001~0. 5MPa,反應溫度 200~280°C;預縮聚的反應溫度230~280°C,預縮聚反應壓力300~lOOOPa和/或熔融 縮聚的反應溫度230~280°C,反應壓力150Pa條件下,制備的聚酯特性粘度大于0. 80dl/ g,取得了較好的技術效果。
[0053] 下面通過實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
【具體實施方式】
[0054] 【實施例1】
[0055] 將142g鈦酸四異丙酯與46g乙醇、90g乳酸混合,在具有攪拌反應器中,100°C溫度 條件下反應4小時,向反應物中加入乙酸鎂36g,磷酸三乙酯91g,在具有攪拌的反應器中, 120°C溫度條件下反應4小時。將反應產物置于具備分餾裝置的反應器中,餾出乙醇和異丙 醇,制成催化劑。將催化劑與1,3_丙二醇混合,其中鈦原子的質量分數為4%。
[0056] 600克對苯二甲酸和440克1,3丙二醇及催化劑1. 49g,混和配成漿料,加入到聚 合釜中,進行酯化反應,酯化溫度為230°C,壓力為0.25MPa,通過精餾裝置排出反應生成 的水,反應2小時,酯化率為96 %。酯化結束后降至常壓,開始進入預縮聚階段,抽真空保 持反應壓力〇· 5KPa,液體溫度245°C-小時,抽真空減壓至體系壓力低于130Pa,反應溫 度245°C,當體系反應達到3小時后停止反應,之后將反應產物從聚合釜底部以條形連續(xù)擠 出,冷卻、切粒。
[0057] 得到聚對苯二甲酸丙二醇酯特性粘度0· 831dl/g。
[0058] 【實施例2】
[0059] 將142g鈦酸四異丙酯與46g乙醇、192g檸檬酸混合,在具有攪拌反應器中,100°C 溫度條件下反應4小時,向反應物中加入乙酸鎂36g,磷酸三乙酯91g,在具有攪拌的反應器 中,120°C溫度條件下反應4小時。將反應產物置于具備分餾裝置的反應器中,餾出乙醇和 異丙醇,制成催化劑。將催化劑與1,3_丙二醇混合,其中鈦原子的質量分數為4%。
[0060] 600克對苯二甲酸和440克1,3丙二醇及催化劑1.49g,混和配成漿料,加入到 聚合釜中,進行酯化反應,酯化溫度為230°C,壓力為0.25MPa,通過精餾裝置排出反應生 成的水,反應2小時,酯化率為97%。酯化結束后降至常壓,開始進入預縮聚階段,抽真空 保持反應壓力〇· 5KPa,液體溫度245°C-小時,抽真空減壓至體系壓力低于130Pa,反應溫 度245°C,當體系反應達到3小時后停止反應,之后將反應產物從聚合釜底部以條形連續(xù)擠 出,冷卻、切粒。
[0061] 得到聚對苯二甲酸丙二醇酯特性粘度〇· 842dl/g。
[0062] 【實施例3】
[0063] 將142g鈦酸四異丙酯與46g乙醇、192g檸檬酸混合,在具有攪拌反應器中,100°C 溫度條件下反應4小時,向反應物中加入乳酸鋅61g,磷酸三乙酯91g,在具有攪拌的反應器 中,120°C溫度條件下反應4小時。將反應產物置于具備分餾裝置的反應器中,餾出乙醇和 異丙醇,制成催化劑。將催化劑與1,3_丙二醇混合,其中鈦原子的質量分數為4%。
[0064] 600克對苯二甲酸和440克1,3丙二醇及催化劑1.49g,混和配成漿料,加入到 聚合釜中,進行酯化反應,酯化溫度為23