[发明专利]一种聚对苯二甲酸-2,3-丁二醇酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯的合成方法，属于高分子材料合成技术领域，特别涉及一种聚对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯的制备方法。

背景技术

聚酯由于其良好的机械性能、成型加工性能，在纤维、树脂、薄膜等领域得到广泛应用，是世界上最重要、最大用量的合成材料之一。

随着人民生活水平的提高，已对资源和生存环境越来越关注。由于聚酯的合成原料几乎都是来自不可再生的资源石油，因此开发出能够使用再生原材料和环境友好性材料是迫切需要解决的问题。

特别是得到飞速发展的我国聚酯工业，2010年，我国聚酯产量达2900多万吨，占世界总量的2/3以上，我国已成为世界聚酯第一大国。但还不是聚酯强国，虽然近年来的技术进步使得我国的聚酯差别化程度由原来的27％上升至40％，接近发达国家的50％，但是我国聚酯差别化品种的结构不合理，物理共混得低端产品居多，因此开发新型的、高附加值的聚酯品种也是促进我国聚酯工业的结构调整和优化升级的重要手段。

国内外研究发现，以玉米、甘蔗、小麦等农作物的秸秆发酵能够得到一种生物多元醇2，3-丁二醇。且采用2，3-丁二醇代替乙二醇制备得到的聚酯具有优异的性能。该聚酯或共聚酯具有高的机械性能和耐化学性，是耐溶剂，耐冲击，硬度涂层应用的理想材料。尤其是近期研究发现其可应用于液晶材料领域。

国外对此研究起步较早，早在1950年就有专利US 2502686报道了聚对苯二甲酸2，3-丁二醇酯的研究。后来陆续有1973年专利US3714126、1986年伊斯曼的专利US4600768都相继报道了对聚对苯二甲酸2，3-丁二醇酯制备技术的研究。但是这些大部分都是其共聚酯的研究，极少有对纯的聚对苯二甲酸2，3-丁二醇酯的报道。即使有所得到的聚酯特性粘度也非常低，算不上真正意义的聚酯产品。近来，日本东丽公司其分公司东丽纤维研究所(中国)有限公司在中国申请的专利CN101525414A介绍了聚对苯二甲酸2，3-丁二醇酯产品，但并未详细的介绍其制备工艺。而国内对此研究的极少，鲜有此类的专利和文献报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种聚对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯的制备方法，得到的产物特性粘度高，应用范围广，反应便利。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种聚对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯的制备方法，是通过以下的步骤实现的：

(1)对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯单体的制备

将摩尔比是对苯二甲酸∶2，3-丁二醇＝1∶(1.1-1.6)直接混合或制备成浆料混合投入到反应釜内，控制真空度为0-1MPa，温度为190-260℃，加入钛系催化剂进行酯化反应，脱出副产物水，生成酯化物对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯，使酯化率达到95％以上结束；

(2)缩聚反应

将步骤(1)中制备得到的对苯二甲酸2，3-丁二醇酯在温度为250-285℃，真空度为100-1500Pa的条件下，加入锑系催化剂或同时加入一种磷的化合物，进行预缩聚反应，预缩聚时间为30min-90min，脱出副产物，生成对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯低聚物；然后抽高真空进行终缩聚反应，真空度为100Pa以下，反应时间为120min-300min，得到聚对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯高分子化合物。

所述步骤(1)中对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯单体的制备还可以通过以下的方法实现：将摩尔比是对苯二甲酸的衍生物∶2，3-丁二醇＝1∶(1.7-2.2)直接混合或制备成浆料混合投入到反应釜内，控制真空度为0-0.5MPa，温度为150-220℃，加入钛系催化剂进行酯交换反应，脱出副产物甲醇，生成酯交换物对苯二甲酸-2，3-丁二醇酯，使酯化率达到98％以上结束；

所述对苯二甲酸的衍生物为对苯二甲酸二甲酯。

所述的钛系催化剂为乙二醇钛、钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四丙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯或辛酸亚锡中的一种或几种混合，催化剂的加入量以钛化合物在对苯二甲酸和2，3-丁二醇总重量中的含量计算，为300ppm-6000ppm。

所述的锑系催化剂为醋酸锑、乙二醇锑或三氧化二锑中的一种或几种混合，催化剂的加入量以锑化合物在对苯二甲酸和2，3-丁二醇总重量中的含量计算，为200ppm-3000ppm。

所述的磷化合物为磷酸三甲酯、磷酸三苯酯、亚磷酸或磷酸中的一种或几种混合，加入量以磷化合物在对苯二甲酸和2，3-丁二醇总重量中的含量计算，为50ppm-500ppm。

本发明的有益效果为：