阅读说明：本技术 一种涤纶聚酯环保型催化剂的制备方法 (Preparation method of environment-friendly polyester catalyst ) 是由 江松涛 王彦华 于 2020-07-22 设计创作，主要内容包括：一种涤纶聚酯环保型催化剂的制备方法,其特征在于：先制备二氧化钛凝胶,再制备二氧化钛溶胶,最后在带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行,按重量份计将乙二醇加入到反应釜中,开搅拌装置和夹套蒸汽,向反应釜中加入二氧化钛溶胶,升温至190℃,190℃保温3小时,冷却至室温,得到二氧化钛的乙二醇溶胶,用作涤纶聚酯环保型催化剂。(The preparation method of the environment-friendly polyester catalyst is characterized by comprising the following steps: preparing titanium dioxide gel, preparing titanium dioxide sol, finally performing the steps in a reaction kettle with a stirring device and a steam heating jacket, adding ethylene glycol into the reaction kettle according to parts by weight, starting the stirring device and the jacket steam, adding the titanium dioxide sol into the reaction kettle, heating to 190 ℃, keeping the temperature at 190 ℃ for 3 hours, and cooling to room temperature to obtain the titanium dioxide ethylene glycol sol serving as the environment-friendly polyester catalyst.)

一种涤纶聚酯环保型催化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种涤纶聚酯环保型催化剂的制备方法。

背景技术

聚酯(PET)是以精对苯二甲酸和乙二醇为主要原料生产的合纤聚合物，主要用于生产涤纶、聚酯瓶、包装材料(容器)、薄膜、胶片、工程塑料等领域，具体按消费结构划分为三大消费应用领域：服饰、家纺和非纤产业，目前国内PET应用于服饰领域占49％ 、家纺用26％ 、非纤产业用25％。近几年来PET行业延续快速增长和激烈竞争的势头，至2019年底国内PET总产能已超过4 000万t。国外不含锑等重金属的环保型PET产品只有欧美、日本的几家公司能够生产，国内的纤维用PET产品目前均使用锑系催化剂生产，由于锑化合物本身具有一定的毒性，在全球越来越注重生态环保的背景下，PET催化剂的总体发展趋势是环保、高效、低毒和无毒方向发展，绿色产品的生产和销售是今后PET产业发展的趋势，欧洲的最新法规也开始限制纺织品的锑含量，不含有重金属的PET产品可贴上“生态标签”，深受市场的欢迎，对此无锑环保型PET的生产是时代发展的客观需要。

中国专利CN201911005803.5提供一种用于聚酯的新型钛系催化剂及制备方法，包括如下组分：钛酸酯、不同官能度的络合配体、稳定剂、溶剂以及催化剂，所述钛元素的质量百分数为0.1～20%，双官能度、三官能度和四官能度配体的摩尔比为1～10:0～5:0～5，其中钛原子与溶剂中配体的摩尔比为4:1～1:20，该方法制备的钛系催化剂有出众的耐水性，且催化剂可以溶于乙二醇中便于工业化生产时加入反应体系中。采用该方法制备的钛系催化剂聚合的聚酯产品有较好的色泽，且适用于对色泽要求高的瓶级PET生产。

中国专利CN201911413994.9涉及一种聚酯钛系催化剂复合材料体系及其制备方法，制备方法为：(1)将聚合度为3～50的固态聚酯预聚体与添加剂熔融共混后冷却；(2)向聚合度为3～50的聚酯预聚体熔体中加入添加剂或添加剂的二元醇分散液后，进行搅拌均匀和冷却；(3)在合成聚酯预聚体的反应体系酯化反应之前，向其中加入添加剂或添加剂的二元醇分散液后，进行酯化反应、预缩聚反应和冷却，添加剂为钛系催化剂、稳定剂和调色剂；制得的聚酯钛系催化剂复合材料体系主要由聚合度为3～50的聚酯预聚体以及分散在聚酯预聚体中的钛系催化剂组成。本发明的多种方法皆简单易行，制得的产品分散性佳且稳定性好。

中国专利CN201911288822.3提供了一种用于制备聚酯的催化剂组合物，其由固体的聚合物负载离子液体与钛系催化剂组成，所述聚合物负载离子液体中包括有离子液体单元和芳香环单元。本发明还提供了采用所述催化剂组合物作为催化剂的聚酯制备方法。本发明的催化剂组合物催化活性高，金属活性中心稳定性好，易分离回收，多次套用也能保持较好的催化活性，本发明的聚酯制备方法具有工艺简便、成本与能耗低、生产安全性好、所得产品质量高等多重优点，特别适用于大规模的工业化生产。

中国专利CN201911005803.5 本发明提供一种用于聚酯的新型钛系催化剂及制备方法，包括如下组分：钛酸酯、不同官能度的络合配体、稳定剂、溶剂以及催化剂，所述钛元素的质量百分数为0.1～20%，双官能度、三官能度和四官能度配体的摩尔比为1～10:0～5:0～5，其中钛原子与溶剂中配体的摩尔比为4:1～1:20，该方法制备的钛系催化剂有出众的耐水性，且催化剂可以溶于乙二醇中便于工业化生产时加入反应体系中。采用该方法制备的钛系催化剂聚合的聚酯产品有较好的色泽，且适用于对色泽要求高的瓶级PET生产。

中国专利CN201911407299.1涉及一种PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系及其制备方法，制备方法为：(1)将聚合度为3～50的固态PBT聚酯预聚体与添加剂熔融共混后冷却；(2)向聚合度为3～50的PBT聚酯预聚体熔体中加入钛系催化剂或钛系催化剂的1,4-丁二醇分散液后，进行搅拌均匀和冷却；(3)将A、B和C混合均匀后经酯化反应、预缩聚反应和冷却，A为二元酸或二元酸酯，B为1,4-丁二醇，C为钛系催化剂或钛系催化剂的1,4-丁二醇分散液；制得的PBT聚酯钛系催化剂复合材料体系主要由聚合度为3～50的PBT聚酯预聚体以及分散在PBT聚酯预聚体中的钛系催化剂组成。本发明的多种方法皆简单易行，制得的产品分散性佳且稳定性好。

本发明一种涤纶聚酯环保型催化剂的制备方法，其特征在于：先制备二氧化钛凝胶，二氧化钛凝胶的制备方法：反应在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中进行，按重量份计将100份去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入16～18份氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入18～22份四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶；再制备二氧化钛溶胶，二氧化钛溶胶的制备方法：反应在带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，按重量份计将100份去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入4～6份浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.0～2.4份氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶；最后制备二氧化钛的乙二醇溶胶，二氧化钛的乙二醇溶胶的制备方法：反应在带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，按重量份计将160份乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶，用作涤纶聚酯环保型催化剂。

目前市场上商品钛催化剂都为钛的醇溶液，由于四价钛离子催化活性强，很难避免副反应的发生，ppm级变化就会对聚酯缩聚反应产生影响，所以用钛催化剂生产的聚酯切片b值升高较多。本发明的创新点: 催化活性没有那么强，比较温和，催化剂活性与现有成熟的锑系聚酯缩聚催化活性相当，所以用本发明的催化剂生产的聚酯切片b值升高较小。

发明内容

一种涤纶聚酯环保型催化剂的制备方法，其特征在于：先制备二氧化钛凝胶，二氧化钛凝胶的制备方法：反应在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中进行，按重量份计将100份去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入16～18份氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入18～22份四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶；

再制备二氧化钛溶胶，二氧化钛溶胶的制备方法：反应在带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，按重量份计将100份去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入4～6份浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.0～2.4份氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶；

最后制备二氧化钛的乙二醇溶胶，二氧化钛的乙二醇溶胶的制备方法：反应在带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，按重量份计将160份乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶，用作涤纶聚酯环保型催化剂。

具体实施方式

实施例1

在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入17公斤氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入20公斤四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入5公斤浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.2公斤氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，将160公斤乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶。

实施例2

在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入16公斤氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入22公斤四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入4公斤浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.0公斤氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，将160公斤乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶。

实施例3

在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入18公斤氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入22公斤四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入6公斤浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.4公斤氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，将160公斤乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶。

实施例4

在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入16公斤氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入21公斤四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入5公斤浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.4公斤氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，将160公斤乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶。

实施例5

在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入18公斤氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入19公斤四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入6公斤浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.1公斤氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，将160公斤乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶。

实施例6

在带搅拌装置和冷却夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套冷却水，向反应釜中缓慢加入18公斤氢氧化钠，氢氧化钠加完后继续搅拌和冷却至温度降至室温，缓慢加入21公斤四氯化钛，保持反应釜内温度不超过50℃；四氯化钛加完后，进行过滤、洗涤至无氯离子，得到二氧化钛凝胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中，将100公斤去离子水加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛凝胶，升温至80℃，加入4公斤浓硝酸，80℃保温1小时，冷却至室温，加入2.3公斤氢氧化钠，进行过滤、洗涤至无钠离子，得到二氧化钛溶胶。在另一个带搅拌装置和蒸汽加热夹套的反应釜中进行，将160公斤乙二醇加入到反应釜中，开搅拌装置和夹套蒸汽，向反应釜中加入上述二氧化钛溶胶，升温至190℃， 190℃保温3小时，冷却至室温，得到二氧化钛的乙二醇溶胶。