CN109400856A - 一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法 - Google Patents

一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109400856A
CN109400856A CN201811125518.2A CN201811125518A CN109400856A CN 109400856 A CN109400856 A CN 109400856A CN 201811125518 A CN201811125518 A CN 201811125518A CN 109400856 A CN109400856 A CN 109400856A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
metal composite
composite catalyst
inherent viscosity
polypropylene terephthalate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811125518.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109400856B (zh
Inventor
胡超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Henglan Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Henglan Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Henglan Technology Co Ltd
Priority to CN201811125518.2A priority Critical patent/CN109400856B/zh
Publication of CN109400856A publication Critical patent/CN109400856A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109400856B publication Critical patent/CN109400856B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C08G63/18Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/181Acids containing aromatic rings
    • C08G63/183Terephthalic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/85Germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/85Germanium, tin, lead, arsenic, antimony, bismuth, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, or compounds thereof
    • C08G63/86Germanium, antimony, or compounds thereof
    • C08G63/866Antimony or compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/78Preparation processes
    • C08G63/82Preparation processes characterised by the catalyst used
    • C08G63/87Non-metals or inter-compounds thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

本发明涉及聚酯合成领域,公开了一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,包括:1)酯化:以对苯二甲酸、1,3‑丙二醇为单体酯化;2)缩聚:加入金属复合催化剂,缩聚,得到聚对苯二甲酸丙二醇酯;金属复合催化剂包括金属化合物和载体;金属化合物为锑类催化剂及锡类催化剂,载体为凹凸棒土。本发明采用锑锡复合催化剂以及凹凸棒土组成的催化剂进行催化聚合,利用凹凸棒土极高的比表面积加强催化剂的催化活性,同时减少催化剂使用量,降低使用成本,减轻副反应。在较短时间内可得到良好色相,高特性粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

Description

一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的 聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法
技术领域
本发明涉及聚酯合成领域,尤其涉及一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法。
背景技术
聚对苯二甲酸丙二醇酯是一种新型的聚酯材料,其制备方法与其他品种聚酯方法相似,采用熔融缩聚法制备。聚对苯二甲酸丙二醇酯的结构是由刚性的苯环、柔性的亚甲基和极性的酯基组成,其中酯基和苯环形成共轭体系,增加了分子的刚性,因此聚对苯二甲酸丙二醇酯具有较高的刚性;而亚甲基增加了其柔性,与其他聚酯产品如PET、PBT相比,亚甲基数目增加,其主链的内旋转自由度增加,高分子主链具有更高的柔性。聚对苯二甲酸丙二醇酯的结构特性决定了其性能优异,使其应用较为广泛。聚对苯二甲酸丙二醇酯是具有独特的热学和力学性能的聚酯材料,也是性能优良的热塑性有机高分子材料,可以广泛应用于工程塑料和薄膜、片材等包装材料,更可以用来纺制化学纤维。
CN 105622907 A报道了高粘聚对苯二甲酸丙二醇酯及其共聚酯的制备方法,公开了PTA法制备聚对苯二甲酸丙二醇酯,催化剂为钛酸四丁酯。该方法采用四釜流程PTA法制备高粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯,其粘度可达到1.0dL/g以上。催化剂仅使用钛酸四丁酯,虽然催化剂具有较高的活性,能够得到高分子量和高特性粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯,但在缩聚过程中颜色发黄,导致聚对苯二甲酸丙二醇酯色相较差。
CN 107964092 A报道了使用金属化合物锡类或钛类催化剂、质子酸对甲基苯磺酸以及二元羟基羧酸类化合物2,2-二羟甲基丙酸制备三元复合催化剂。该方法可制备出特性粘度达到0.98dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,切片良好色相为乳白色。但是该实验中缩聚真空度为20 Pa,且反应物极少,本发明人在放大实验制备聚对苯二甲酸丙二醇酯时发现,需要继续提高真空度,且最终聚对苯二甲酸丙二醇酯出料粘度仅为0.85dl/g。
钛系催化剂是合成聚对苯二甲酸丙二醇酯的主要催化剂,虽然其具有较高的活性,可得到高分子量和高特性粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯,但在缩聚过程中易发生副反应,导致聚对苯二甲酸丙二醇酯色相较差。锑系催化剂在聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合过程中由于催化活性较低难以制备出高粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片。锡系催化剂虽然能够制备出粘度高色相好的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,但是由于锡系催化剂成本较高,且具有生物活性,使用不多,因此如何制备一种全新的催化剂获得高品质高粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯是亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法。本发明以PTA法合成聚对苯二甲酸丙二醇酯,采用锑锡复合催化剂以及凹凸棒土组成的催化剂进行催化聚合,利用凹凸棒土极高的比表面积加强催化剂的催化活性,同时减少催化剂使用量,降低使用成本,减轻副反应。在较短时间内可得到良好色相,高特性粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯。本发明具有催化剂制备工艺简单、成本低廉且聚对苯二甲酸丙二醇酯良好色相的特点。
本发明的具体技术方案为:一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,包括以下步骤:
1)酯化:在惰性气体氛围下,以对苯二甲酸、1,3-丙二醇为单体在220-245℃、0.1-0.3Mpa压力下酯化1-5h,控制酯化率在90%以上,并使反应过程中生成物水不断从精馏塔中脱除。
2)缩聚:加入金属复合催化剂,在250-270℃、真空度小于100pa下缩聚1-5h,得到聚对苯二甲酸丙二醇酯;所述金属复合催化剂包括金属化合物和载体;所述金属化合物为锑类催化剂及锡类催化剂,所述载体为凹凸棒土。
负载型锑锡复合催化剂金属离子含量低,催化活性较单一离子负载及复合未负载型催化剂更高,催化活性更稳定,成本更低,对生物更安全。这主要是由于一方面锑离子与锡离子在催化聚酯链间聚合过程中具有协同效果,复配使用时有利于降低金属离子使用量,另一方面,凹凸棒土具有天然的层链状结构,有较高的比表面积、空隙率以及较强的吸附性,有利于金属离子负载、分散,增加催化剂活性中心数量,提高催化活性,同时,发明人发现凹凸棒土表面的羟基对锑、锡离子亦存在协同作用,发明人认为这可能是因为羟基对聚酯端羧基的吸引作用,使得聚酯端羧基更有利于靠近催化剂的活性中心,这同样有利于提高催化剂的活性,而破坏凹凸棒土表面的羟基后,该负载型催化剂的活性将下降。一般情况下,虽然锡类催化剂催化活性较高,但其生物毒性较大,成本较高,较少使用于聚酯聚合,锑系催化剂虽然成本低廉,原料易得,但催化活性较低,而使用本方法可以以较低的使用量、较小的生物毒性风险、较低的成本获得较好的催化效果。
作为优选,步骤2)中,所述锑类催化剂为乙二醇锑、三氧化二锑及醋酸锑中的一种或多种;所述锡类催化剂为氯化亚锡、草酸锡、二氧化锡、草酸亚锡、丙二酸亚锡及丁二酸亚锡的一种或多种。
作为优选,锑类催化剂和锡类催化剂的质量比为100/0.1-0.1/100。
作为优选,所述金属复合催化剂的制备方法包括以下步骤:将金属化合物通过湿法浸渍于经提纯活化的凹凸棒土上,溶剂采用甲苯溶剂,超声处理,浸渍过程中进行搅拌,浸渍时间为10-18h,浸渍结束后,经甲苯洗涤多次,70-90℃下真空干燥,然后取出研磨,得到金属复合催化剂。
作为优选,金属化合物的总质量与凹凸棒土的质量比为1/20-1/1。
凹凸棒含量过低时,金属化合物颗粒分布不均匀,形成团聚,不利于催化剂的催化活性的稳定释放,有暴聚的风险,同时造成催化剂浪费;当凹凸棒土含量过高时,金属化合物的含量过低,催化剂活性中心比例过低,催化活性下降,同时凹凸棒土为镁铝硅酸盐粘土矿物,其过量添加易导致后续纺丝加工断头率上升,所以金属化合物的总质量与凹凸棒土的质量比应控制在合理范围内。
作为优选,步骤2)中,金属复合催化剂中金属化合物的用量为对苯二甲酸和1,3-丙二醇总质量的20-150ppm。
作为优选,步骤1)中,1,3-丙二醇和对苯二甲酸的醇酸摩尔比为1.2-2.0:1。
作为优选,步骤2)中,添加金属复合催化剂的同时,添加稳定剂和/或抗氧剂。
作为优选,所述抗氧剂为1010或者1212,加入量为对苯二甲酸和1,3-丙二醇总质量的1-100 ppm。
作为优选,所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯和亚磷酸三苯酯中的至少一种,加入量为对苯二甲酸和1,3-丙二醇总质量的1-100ppm。
与现有技术对比,本发明的有益效果是:
本发明以PTA法合成聚对苯二甲酸丙二醇酯,采用锑锡复合催化剂以及凹凸棒土组成的催化剂进行催化聚合,利用凹凸棒土极高的比表面积加强催化剂的催化活性,同时减少催化剂使用量,降低使用成本,减轻副反应。在较短时间内可得到良好色相,高特性粘度的聚对苯二甲酸丙二醇酯。此发明具有催化剂制备工艺简单、成本低廉且聚对苯二甲酸丙二醇酯良好色相的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
总实施例
一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,包括以下步骤:
1)酯化:在惰性气体氛围下,按醇酸摩尔比为1.2-2.0:1将对苯二甲酸、1,3-丙二醇在220-245℃、0.1-0.3Mpa压力下酯化1-5h,控制酯化率在90%以上,并使反应过程中生成物水不断从精馏塔中脱除。
2)缩聚:加入金属复合催化剂(金属化合物的用量为对苯二甲酸和1,3-丙二醇总质量的20-150ppm)、稳定剂(磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯和亚磷酸三苯酯,单体总质量的1-100ppm)和抗氧剂(1010或者1212,单体总质量的1-100 ppm),在250-270℃、真空度小于100pa下缩聚1-5h,得到聚对苯二甲酸丙二醇酯。金属复合催化剂中。
其中,所述金属复合催化剂包括金属化合物和载体;所述金属化合物为质量比为100/0.1-0.1/100的锑类催化剂(乙二醇锑、三氧化二锑及醋酸锑)及锡类催化剂(氯化亚锡、草酸锡、二氧化锡、草酸亚锡、丙二酸亚锡及丁二酸亚锡),所述载体为凹凸棒土。
金属复合催化剂的制备方法为:将金属化合物通过湿法浸渍于经提纯活化的凹凸棒土上,金属化合物与凹凸棒土用量比为1/20-1/1。溶剂采用甲苯溶剂,超声处理,浸渍过程中进行搅拌,浸渍时间为10-18h,浸渍结束后,经甲苯洗涤多次,70-90℃下真空干燥,然后取出研磨,得到金属复合催化剂。
实施例1
称取提纯活化过的凹凸棒土20g,分散于装有100ml的甲苯的烧瓶内,超声30分钟,并在烧瓶内加入2g乙二醇锑,1g氯化亚锡,超声浸渍10h,所得溶液离心5min,用甲苯反复冲洗,离心得到的产物在80℃的真空干燥箱干燥20h,取出研磨,研磨完毕后,制得金属复合催化剂。
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g 1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入0.1g的金属复合催化剂以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚2.5h,出料冷却切粒,制备出无色透明的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为1.10dL/g,b值2.1。
实施例2
称取提纯活化过的凹凸棒土20g,分散于装有100ml的甲苯的烧瓶内,超声30分钟,并在烧瓶内加入1.5g醋酸锑,1.5g草酸亚锡,超声浸渍10h,所得溶液离心5min,用甲苯反复冲洗,离心得到的产物在80℃的真空干燥箱干燥20h,取出研磨,研磨完毕后,制得金属复合催化剂。
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入0.3g的金属复合催化剂以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚2h,出料冷却切粒,制备出无色透明的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为1.08dL/g,b值1.8。
对比例1(凹凸棒土负载单一锡系催化剂)
称取提纯活化过的凹凸棒土20g,分散于装有100ml的甲苯的烧瓶内,超声30分钟,并在烧瓶内逐滴加入4g丙二酸亚锡,超声浸渍10h,所得溶液离心5min,用甲苯反复冲洗,离心得到的产物在80℃的真空干燥箱干燥20h,取出研磨,研磨完毕后,制得金属复合催化剂。
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入1g的金属复合催化剂以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚1.5h,出料冷却切粒,制备出无色透明的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为1.05dL/g,b值2.0。
对比例2(凹凸棒土负载单一锑系催化剂)
称取提纯活化过的凹凸棒土20g,分散于装有100ml的甲苯的烧瓶内,超声30分钟,并在烧瓶内逐滴加入4g三氧化二锑,超声浸渍10h,所得溶液离心5min,用甲苯反复冲洗,离心得到的产物在80℃的真空干燥箱干燥20h,取出研磨,研磨完毕后,制得金属复合催化剂。
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入1g的金属复合催化剂以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚4h,出料冷却切粒,制备出浅黄色透明的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为0.88dL/g,b值6.6。
对比例3(常规钛系催化剂)
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入1g的钛酸四丁酯以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚3h,出料冷却切粒,制备出浅黄色的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为0.84dL/g,b值7.5。
对比例4(常规钛系催化剂)
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入0.1g的钛酸四丁酯以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚5h,出料冷却切粒,制备出浅黄色的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为0.75dL/g,b值8。
对比例5(常规钛系催化剂)
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入0.03g的钛酸四丁酯以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚6h,出料冷却切粒,制备出浅黄色的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为0.43dL/g,b值6。
对比例6(常规锑系催化剂)
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入0.3g的乙二醇锑以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚6h,出料冷却切粒,制备出无色的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为0.35dL/g,b值5。
对比例7(常规锡系催化剂)
2L反应釜中加入600g对苯二甲酸、410.9g1,3-丙二醇,加热升温进行酯化,酯化温度控制在220-245℃,当酯化出水达到理论出水量后结束酯化,加入0.3g的草酸亚锡以及加入50ppm稳定剂磷酸三乙酯和30ppm抗氧剂1010,搅拌10min,进入低真空阶段,低真空45min后,升温进入高真空阶段(真空度保持100pa以下),缩聚温度控制250-270℃,缩聚6h,出料冷却切粒,制备出无色的聚对苯二甲酸丙二醇酯切片,其特性粘度为0.80dL/g,b值5.5。
在本发明中,聚对苯二甲酸丙二醇酯的特性粘度和色相通过GB/T 14189-2008中所述方法测试:特性粘度测试使用苯酚-四氯乙烷按60:40比例混和作溶剂,25℃的温度下用乌氏粘度计测定。
由实施例1-2以及对比例1-7的切片的特性粘度和色相对比可知:实施例1-2采用本发明特制的金属复合催化剂,并且严格限定了两种金属化合物的比例,在两者协同作用下,使其催化剂效果达到最佳,缩聚时间较短,所得切片特性粘度更高,且同时色相好,不发黄。对比例1和2分别采用了凹凸棒土单体负载锑系催化剂和锡系催化剂,其中,对比例1中虽然切片特性粘度以及色相较好,但是如背景技术中所说,锡价格昂贵,成本高,具有生物毒性,并不适于大规模推广;对比例2催化剂活性明显较低,效果较差,缩聚时间较长,所得切片特性粘度低,且色相不佳,发黄严重。对比例3-5采用了常规的钛系催化剂,对比例6和7分别采用了单一的锑系催化剂和锡系催化剂,效果较差,缩聚时间较长,所得切片特性粘度低,且色相不佳,发黄严重。
此外,本发明中的1,3丙二醇的制备方法如下所示:
选用间歇式反应釜,20克甘油水溶液质量分数为80%,催化剂量为2克,氢气压力为6Mpa,反应温度为200℃,反应时间为10 h。
其中,采用的催化剂载体为H4SiW12O40-TiO2(硅钨酸的质量分数为20%),活性组分为铂和纳米铜。催化剂组成Pt%=2wt%,CuO%=5wt%,其余为载体。
载体H4SiW12O40-TiO2采用浸渍法制备,具体步骤为:
a)将硅钨酸利用等体积浸渍法负载于TiO2,在常温下进行24h,110℃干燥,350℃煅烧,制得H4SiW12O40-TiO2
b)将氯铂酸溶液等体积浸渍到载体H4SiW12O40-TiO2,过夜浸渍、120℃干燥12h、马弗炉中500℃下煅烧10h,制得Pt/ H4SiW12O40-TiO2,催化剂中Pt的质量含量为2%;然后将Pt/H4SiW12O40-TiO2溶于Cu(NO3)2·3H2O溶液,同时溶于去离子水,混合搅拌24h,120℃干燥6h,再将干燥后的粉末,在500℃烘焙4h,将烘焙后的粉末研碎,筛选100目以下,制得催化剂Pt/CuO/ H4SiW12O40-TiO2
本发明的上述催化剂能够有效提高甘油的转化率和1,3-丙二醇的选择性,有效抑制1,2-丙二醇的生成;并且其成本低,适于大规模实际应用。其更为具体的有益效果可参照本申请人同时专利布局的专利“一种用于甘油氢解制备1,3-丙二醇的催化剂及其应用”。
本发明中所用原料、设备,若无特别说明,均为本领域的常用原料、设备;本发明中所用方法,若无特别说明,均为本领域的常规方法。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于包括以下步骤:
1)酯化:在惰性气体氛围下,以对苯二甲酸、1,3-丙二醇为单体在220-245℃、0.1-0.3Mpa压力下酯化1-5h,控制酯化率在90%以上,并使反应过程中生成物水不断从精馏塔中脱除;
2)缩聚:加入金属复合催化剂,在250-270℃、真空度小于100pa下缩聚1-5h,得到聚对苯二甲酸丙二醇酯;所述金属复合催化剂包括金属化合物和载体;所述金属化合物为锑类催化剂及锡类催化剂,所述载体为凹凸棒土。
2.如权利要求1所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,步骤2)中,所述锑类催化剂为乙二醇锑、三氧化二锑及醋酸锑中的一种或多种;所述锡类催化剂为氯化亚锡、草酸锡、二氧化锡、草酸亚锡、丙二酸亚锡及丁二酸亚锡的一种或多种。
3.如权利要求1或2所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,锑类催化剂和锡类催化剂的质量比为100/0.1-0.1/100。
4.如权利要求1或2所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,所述金属复合催化剂的制备方法包括以下步骤:将金属化合物通过湿法浸渍于经提纯活化的凹凸棒土上,溶剂采用甲苯溶剂,超声处理,浸渍过程中进行搅拌,浸渍时间为10-18h,浸渍结束后,经甲苯洗涤多次,70-90℃下真空干燥,然后取出研磨,得到金属复合催化剂。
5.如权利要求4所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,金属化合物与凹凸棒土用量比为1/20-1/1。
6.如权利要求1或2所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,步骤2)中,金属复合催化剂中金属化合物的用量为对苯二甲酸和1,3-丙二醇总质量的20-150ppm。
7.如权利要求1或2所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,步骤1)中,1,3-丙二醇和对苯二甲酸的醇酸摩尔比为1.2-2.0:1。
8.如权利要求1或2所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,步骤2)中,添加金属复合催化剂的同时,添加稳定剂和/或抗氧剂。
9.如权利要求8所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,所述抗氧剂为1010或者1212,加入量为对苯二甲酸和1,3-丙二醇总质量的1-100 ppm。
10.如权利要求8所述的一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法,其特征在于,所述稳定剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯和亚磷酸三苯酯中的至少一种,加入量为对苯二甲酸和1,3-丙二醇总质量的1-100ppm。
CN201811125518.2A 2018-09-26 2018-09-26 一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法 Active CN109400856B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811125518.2A CN109400856B (zh) 2018-09-26 2018-09-26 一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811125518.2A CN109400856B (zh) 2018-09-26 2018-09-26 一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109400856A true CN109400856A (zh) 2019-03-01
CN109400856B CN109400856B (zh) 2021-01-01

Family

ID=65465261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811125518.2A Active CN109400856B (zh) 2018-09-26 2018-09-26 一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109400856B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110606946A (zh) * 2019-09-30 2019-12-24 常州大学盱眙凹土研发中心 一种绿色钛系聚酯催化剂的制备方法及应用
CN112708121A (zh) * 2020-12-28 2021-04-27 浙江理工大学 一种pet聚合用纳米锑系复合催化剂的制备方法
CN113429549A (zh) * 2021-07-29 2021-09-24 天津斯坦利新型材料有限公司 一种复合催化剂、制备方法以及应用其制备的聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲酯

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1612907A (zh) * 2001-11-12 2005-05-04 因文塔-费希尔股份有限两合公司 连续制备高分子量聚酯的方法和实施该方法的装置
CN101186692A (zh) * 2007-10-23 2008-05-28 中山大学 一种用于合成聚对苯二甲酸丙二醇酯的复合催化剂及其制备方法
CN102172538A (zh) * 2011-03-16 2011-09-07 中国科学院长春应用化学研究所 一种钛iv化合物/纳米二氧化硅负载催化剂及其制备方法
CN103172841A (zh) * 2013-04-11 2013-06-26 上海华谊(集团)公司 一种复配催化体系及其应用
CN103709383A (zh) * 2014-01-06 2014-04-09 浙江万凯新材料有限公司 钛系聚酯催化剂及其制备方法和应用
WO2014058963A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 Texas State University-San Marcos High impact strength polymers
CN104418997A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种生物质乙二醇合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法
CN107474232A (zh) * 2017-08-17 2017-12-15 精功(绍兴)复合材料有限公司 一种合成聚酯树脂用非均相催化剂的制备方法
KR20180003963A (ko) * 2016-07-01 2018-01-10 주식회사 휴비스 폴리메틸프로필렌 테레프탈레이트 및 그의 제조방법
CN108624982A (zh) * 2018-05-21 2018-10-09 东华大学 一种阳离子改性ptt共聚酯纤维的制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1612907A (zh) * 2001-11-12 2005-05-04 因文塔-费希尔股份有限两合公司 连续制备高分子量聚酯的方法和实施该方法的装置
CN100469813C (zh) * 2001-11-12 2009-03-18 因文塔-费希尔股份有限两合公司 连续制备高分子量聚酯的方法和实施该方法的装置
CN101186692A (zh) * 2007-10-23 2008-05-28 中山大学 一种用于合成聚对苯二甲酸丙二醇酯的复合催化剂及其制备方法
CN102172538A (zh) * 2011-03-16 2011-09-07 中国科学院长春应用化学研究所 一种钛iv化合物/纳米二氧化硅负载催化剂及其制备方法
WO2014058963A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 Texas State University-San Marcos High impact strength polymers
CN103172841A (zh) * 2013-04-11 2013-06-26 上海华谊(集团)公司 一种复配催化体系及其应用
CN104418997A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种生物质乙二醇合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的方法
CN103709383A (zh) * 2014-01-06 2014-04-09 浙江万凯新材料有限公司 钛系聚酯催化剂及其制备方法和应用
KR20180003963A (ko) * 2016-07-01 2018-01-10 주식회사 휴비스 폴리메틸프로필렌 테레프탈레이트 및 그의 제조방법
CN107474232A (zh) * 2017-08-17 2017-12-15 精功(绍兴)复合材料有限公司 一种合成聚酯树脂用非均相催化剂的制备方法
CN108624982A (zh) * 2018-05-21 2018-10-09 东华大学 一种阳离子改性ptt共聚酯纤维的制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FENGTAO CHEN,等: "High-effecient treatment of wastewater contained the carcinogen naphthylamine by eletrochemical oxidation with γ-Al2O3 supported MnO2 and Sb-droped SnO2 catylyst", 《JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》 *
叶冲,等: "合成聚对苯二甲酸丙二醇酯负载型催化剂钛酸四丁酯/纳米二氧化硅的制备", 《应用化学》 *
贾树勇,等: "合成聚对苯二甲酸丙二醇酯催化剂的研究进展", 《石油化工》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110606946A (zh) * 2019-09-30 2019-12-24 常州大学盱眙凹土研发中心 一种绿色钛系聚酯催化剂的制备方法及应用
CN112708121A (zh) * 2020-12-28 2021-04-27 浙江理工大学 一种pet聚合用纳米锑系复合催化剂的制备方法
CN113429549A (zh) * 2021-07-29 2021-09-24 天津斯坦利新型材料有限公司 一种复合催化剂、制备方法以及应用其制备的聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲酯

Also Published As

Publication number Publication date
CN109400856B (zh) 2021-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109400856A (zh) 一种采用金属复合催化剂催化合成高特性粘度且良好色相的聚对苯二甲酸丙二醇酯的方法
US3842040A (en) Manufacture of polyesters
US20140031466A1 (en) Process for the preparation of modified poly(alkylene terephthalate) employing an in-situ titanium-containing catalyst and compositions derived therefrom
US8835694B2 (en) Process for transformation of lignocellulosic biomass or cellulose by catalysts based on tin oxide and/or antimony oxide and a metal that is selected from the groups 8 to 11
US20090005531A1 (en) Solid state polymerization process for polyester
CN105772057A (zh) 一种醋酸和甲醛合成丙烯酸用有序介孔催化剂的制备方法
CN111607074B (zh) 一种锑钛双金属催化制备对苯二甲酸-乙二醇-异山梨醇共聚酯的方法
KR20190024771A (ko) 유기 아연 촉매의 제조 방법과 상기 방법으로 제조된 유기 아연 촉매, 및 상기 촉매를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법
JP6526333B2 (ja) 有機亜鉛担持触媒およびその製造方法、並びに前記触媒を用いたポリアルキレンカーボネート樹脂の製造方法
WO2015013572A1 (en) Improved process for the preparation of modified poly(alkylene terephthalate) employing an in-situ titanium-containing catalyst
CN106256845A (zh) 一种高分子量脂肪族聚碳酸酯的制备方法
CN111704713B (zh) 一种用于聚酯合成的钛系催化剂及制备方法
CN1120049C (zh) 一种乙二醇单醚类乙酸酯或二乙二醇单醚类乙酸酯的合成方法
CN102167803B (zh) 一种聚对苯二甲酸乙二醇1,3-丙二醇共聚酯的制备方法
JP6176690B2 (ja) ポリエステル樹脂の製造方法
CN108976403A (zh) 聚酯的制备方法
CN114524925B (zh) 钛系催化剂及其制备方法和应用
US9487622B2 (en) Process for the preparation of modified poly(alkylene terephthalate) employing an in-situ titanium-containing catalyst
CN101250255B (zh) 一种合成聚对苯二甲酸1,3-丙二醇酯催化剂的制备方法
CN110369003B (zh) 一种具有介孔结构的磷钨酸钛硅复合材料及其制备方法
KR101734421B1 (ko) 인 시튜 티타늄 함유 촉매를 이용한 개질된 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)의 개선된 제조 방법
CN1100614C (zh) 乙二醇单醚类乙酸酯合成用固体催化剂
KR101285802B1 (ko) 폴리에스테르 중합 방법
KR102374426B1 (ko) 폴리에스테르를 제조하기 위한 방법
KR20130090640A (ko) 폴리에스테르 수지 합성용 촉매 및 이를 이용한 폴리에스테르 수지의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 311200 29 Chenghu Road, Yaqian Town, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: Zhejiang Hengyi Petrochemical Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 311200 Room 501, 3 Blocks, Pearl Plaza, South Bank of Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: ZHEJIANG HENGLAN TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address