[发明专利]无锑环保型瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种无锑环保型瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法。主要用于食品容器包装、饮料包装等领域。

(二)背景技术

瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)不仅是最重要的合成纤维原料之一，在食品容器包装、饮料包装等领域也相当重要的用途。催化剂是聚酯生产的重要环节，能够合成聚酯的金属催化剂有许多。在目前大规模聚酯生产中，催化剂大多采用锑系作为催化剂，由于锑化合物本身具有一定的毒性，在自然界中又与剧毒砷共存，因此锑系催化剂的应用受到了一定的限制。环保方面，在聚酯的缩聚反应中，锑系催化剂会部分还原成灰色，合成的聚酯在纺丝时，由于重金属的积累会增加纺丝组件的压力，残留的锑在熔融时会夹带PET一起升华，所含锑在PET染色过程中会析出从而造成环境污染。因此，近年来很多公司一直研究无锑瓶级聚酯切片，目前较具代表性的钛系催化剂来取代锑系催化剂，然而其也有很多不足，主要表现在：分散性不好，原因是钛的活性较高，添加量只有1-10ppm左右，如果在PET连续化的生产中添加时，分散性不好，容易产生聚集的现象；b值(蓝色到黄色的程度)高，由于活性高以后反应剧烈，而在缩聚时在一定时间内不能达到所需要的粘度，相对的停留时间就长，所以b值就高。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种分散性好、b值低的无锑环保型瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种无锑环保型瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其工艺过程为：

精对苯二甲酸和乙二醇在浆料混合罐内搅拌，泵入至浆料喂给罐，再经浆料注射喷嘴进入酯化釜，生成齐聚物，经泵将酯化后的齐聚物连同出齐聚物进预聚釜管线上的各添加剂一起注入预聚釜，预聚釜反应温度在280～290℃，真空度16～25mmHg，当物料到达预聚釜上方后流向终聚釜，终聚釜的反应温度为285～295℃，真空度≤1mmHg，其特征在于：

所述出齐聚物进预聚釜管线上的添加剂包括催化剂、稳定剂和分散剂，

所述催化剂采用钛钴复合催化剂，钛催化剂的通式为Ti(X)_n(OY)_m，其中X为硫S、Y为C₁～C₁₀的烷基，n和m均是1～10的自然数，钛催化剂的添加量为1～20ppm/PET，钴催化剂采用醋酸钴，其添加量为1～30ppm/PET，

所述稳定剂采用多聚磷酸，其添加量为1～80ppm/PET，

所述分散剂采用笼型倍半硅氧烷，其添加量为1～100ppm/PET，

并在出齐聚物进预聚釜管线上设置管道反应器，

所述各添加剂先分别溶于乙二醇中，加热到70℃±5℃并搅拌3小时±1小时，制成混合液，再通过喂入罐后用喷嘴注入出齐聚物进预聚釜管线上，经管道反应器混合均匀后进入预聚釜。

本发明通过加入一定量的分散剂——笼型倍半硅氧烷达到分散均匀的目的。因为笼型倍半硅氧烷是笼子的结构，当聚酯进入笼子后达到了分散的效果，且不参与化学反应、产品无毒。再添加适量的醋酸钴，用来调整b值和稳定化学反应的作用，因为钛的活性较高，加入醋酸钴以后，钴的活性低于钛，所以容易控制反应的稳定性，从而使制得的产品稳定，获得高质量的产品，也起到调色剂的作用，使得产品不变黄，克服了b值高的缺点，控制b值在优质产品要求的范围内。

本发明加入后的性能表现如下：

本发明的主要性能指标比较如下：

锑系、锗系、钛系和钛钴组合催化剂所合成的PET性能比较

本发明通过对催化剂组分的改进，最终提高了产品质量，在同等条件下取得了积极效果：无锑环保，节约了原料成本，解决了分散性好，满足了PET的连续化生产要求。另外，制品透明性好，刚性强，从而降低客户原料成本。

(四)附图说明

图1为本发明的生产工艺流程图。

(五)具体实施方式

参见图1，本发明涉及一种无锑环保型瓶用聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法，其工艺流程为：

精对苯二甲酸和乙二醇在浆料混合罐按设定的摩尔比(1∶1～2.2)搅拌，制成浆料，泵入至浆料喂给罐，浆料喂给罐内的浆料经浆料注射喷嘴进入酯化釜，在通过热虹吸管的循环或者搅拌器作用下，浆料得到均匀混合反应，酯化生成齐聚物，经齿轮泵将酯化后的齐聚物连同出齐聚物进预聚釜管线上的各添加剂注入预聚釜。

管线上的各添加剂包括催化剂、稳定剂和分散剂。