[发明专利]一种制备聚酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备聚酯的方法。

背景技术

目前广泛应用于工业及日常生活中的热塑性芳香族聚酯有着优良热稳定性能和力学性能，便于加工，价格低廉。例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，已广泛应用于纤维、膜和容器的制造中。

能够合成聚酯的催化剂几乎涉及了除卤族元素和惰性元素之外的所有主副族元素，但是，目前工业生产应用和研究较多的聚酯催化剂主要是锑、锗、钛三个系列的化合物。使用最为普遍的锑系催化剂虽然催化活性高，对副反应促进小，价格便宜，但它在反应中会还原成锑，使聚酯呈灰雾色；另外，锑系催化剂也具有毒性，在生产过程中会造成污染，增加了后处理费用。锗系聚酯催化剂合成的聚酯色相较好，但其催化活性比锑系低，所得聚酯醚键较多，熔点较低，而且由于自然界中的锗资源稀少，锗系催化剂价格昂贵，也限制了其在聚酯生产中的广泛应用。而长期以来，钛系催化剂由于其较高的催化活性和安全环保性而成为目前研究最多的一类聚酯催化剂。在聚酯的合成中，与锑系催化剂相比，钛系催化剂添加量较小，又可缩短缩聚反应时间；而与锗系催化剂相比，钛系催化剂成本相对较低。早期使用的钛系催化剂是钛的无机盐(如氟钛酸钾、草酸钛钾等)或有机酯类(如钛酸四丁酯等)，它们一直存在着稳定性差和聚酯产品泛黄、混浊的缺点。

近年来，随着环保要求的不断提高，本领域技术人员开发了许多新型钛系聚酯缩聚催化剂。例如，CN 1138339A公开了使用TiO₂/SiO₂的共沉淀物或TiO₂/ZrO₂的共沉淀物作为聚酯缩聚催化剂。虽然该专利申请中使用的聚酯缩聚催化剂的催化活性得到了提高，聚酯产品的色相得到了一定的改善，但是聚酯产品的色泽仍旧会发黄。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的制备聚酯的方法的上述缺陷，提供了一种新的制备聚酯的方法，采用该方法制备的聚酯具有较小的色相b^*值，减轻或消除了聚酯产品颜色偏黄的现象，同时该聚酯还具有较高的分子量。

本发明提供了一种制备聚酯的方法，该方法包括在缩聚反应条件下，使反应物在气凝胶催化剂的存在下进行反应，该气凝胶催化剂为含有TiO₂和ZrO₂的气凝胶颗粒，该气凝胶颗粒的颗粒直径为10-200纳米，密度为30-600mg/cm³；该反应物含有有机酯化合物和/或有机酯化合物的低聚物，所述有机酯化合物为在所述缩聚反应条件下能够形成聚酯的化合物，所述有机酯化合物的低聚物的重均分子量小于10000。

根据本发明的方法中使用的缩聚反应催化剂为气凝胶催化剂，该气凝胶催化剂不仅环保、无毒，而且高效。

具体地，与现有的脂肪族-芳香族聚酯制备方法中使用的缩聚反应催化剂相比，所述气凝胶催化剂能够提高缩聚反应速度，缩短缩聚反应时间。并且，根据本发明的方法采用气凝胶催化剂作为缩聚反应催化剂，减少了缩聚反应过程中的副反应，从而能够减轻或消除了最终的聚酯产品变黄的现象，具体的，根据本发明的方法制备的聚酯的色相b^*值不大于8，通常为1-8。

另外，根据本发明的方法中使用的气凝胶催化剂不易发生团聚，性能稳定，因此根据本发明的方法更为平稳，并易于控制。

具体实施方式

本发明提供了一种制备聚酯的方法，该方法包括在缩聚反应条件下，使反应物在气凝胶催化剂的存在下进行反应，该气凝胶催化剂为含有TiO₂和ZrO₂的气凝胶颗粒，该气凝胶颗粒的颗粒直径为10-200纳米，优选为20-150纳米；密度为30-600mg/cm³，优选为100-400mg/cm³，更优选为150-250mg/cm³。该反应物含有有机酯化合物和/或有机酯化合物的低聚物，所述有机酯化合物为在所述缩聚反应条件下能够形成聚酯的化合物，所述有机酯化合物的低聚物的重均分子量小于10000。

根据本发明的一种实施方式，在所述气凝胶催化剂中，TiO₂和ZrO₂可以通过共沉淀法形成。在这种情况下，ZrO₂和TiO₂均匀地分布于整个气凝胶颗粒。在本发明中，所述共沉淀法是指通过向含有两种或多种阳离子的均相溶液中加入沉淀剂，并经过沉淀反应后得到各种成分均一的沉淀物的方法。所述共沉淀法的操作过程可以按照常规的方法实施。