[發明專利]一種聚酯縮聚用鋁鈦復合催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310222446.4
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103289069A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 陳大俊;林慶輝;李婷
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08G63/85
• 分類號: C08G63/85;C08G63/84
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于聚酯縮聚催化劑及其制備領域，特別涉及一種聚酯縮聚的鋁鈦復合催化劑及其制備方法。?

背景技術

聚酯是由多元醇和多元酸縮聚而得的聚合物總稱，主要指聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，是一類性能優異、用途廣泛的工程塑料，可制成聚酯纖維和聚酯薄膜。?

目前世界上90%以上的聚酯產品是采用銻系催化劑生產的，主要為三氧化二銻、醋酸銻和乙二醇銻。銻是重金屬元素，銻系催化劑具有一定的毒性，聚酯的生產工藝決定了催化劑參與反應后部分會滯留在產品內，因而對非重金屬催化劑的研究一直是聚酯技術研究的熱點之一。?

20世紀70年代起，國內外學者在開發新型聚酯催化劑及環境友好的聚酯產品方面做了大量的研究工作，主要致力于鈦系催化劑的改性研究。由于二氧化鈦催化劑抗水解，可制成固體粉末，便于貯存、運輸，因此對二氧化鈦催化劑的改性是一個重要的研究方向，如鈦硅復合類催化劑（商品名C-94，專利號CN1124257）、改性的二氧化鈦催化劑（商品名HombifastPC，專利號US5656716）等新型鈦系催化劑。對鈦硅復合催化劑進行改性研究也有報道（Journal?of?Applied?Polymer?Science[J],2010,115,2470-2478），然而關于鈦鋁復合催化劑的研究，則未見報道。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種聚酯縮聚用鋁鈦復合催化劑及其制備方法，該方法操作簡便、反應條件溫和，綠色環保，且原料來源豐富；該催化劑不含重金屬元素化合物，有望替代現有聚酯工業中使用的銻系催化劑。?

本發明的一種聚酯縮聚用鋁鈦復合催化劑，所述催化劑為鈦和鋁的混合物，其中鈦元素與鋁元素的摩爾比為1:2～20:1。?

本發明的一種聚酯縮聚用鋁鈦復合催化劑的制備方法，包括：?

將鈦酸四丁酯緩慢滴加到無水乙醇中，攪拌混合均勻，形成黃色澄清溶液；然后在攪拌作用下，將上述溶液緩慢滴加到預先配置的NaAlO₂溶液中，滴加完畢后，調節混合溶液的pH值達到6.5～8.0，同時出現白色沉淀；再經過離心分層后，將得到的固體物質清洗，最后干燥、研磨，即得聚酯縮聚用鋁鈦復合催化劑。?

所述鈦酸四丁酯和無水乙醇的質量比為1:10～1:1，優選1:5～1:2。?

所述NaAlO₂溶液的濃度為0.05～1mol/L，優選0.1～0.5mol/L。?

所述的鈦酸四丁酯與NaAlO₂的質量比為1:1～200:1，優選4:1～150:1。?

所述的混合溶液的pH值為7.0。?

所述干燥中干燥溫度為40～70℃，干燥時間為20～40h。?

本發明的鋁鈦復合催化劑的物相結構是無定型結構。?

鋁化合物用作聚酯縮聚催化劑，其活性低于鈦系催化劑，如果鋁、鈦催化劑進行復合，按一般常識，其活性也低于鈦系催化劑。然而，我們發現在適當的制備條件下，鋁、鈦原子在一定的摩爾比范圍內進行復合，形成一種特殊的無定形結構，該復合催化劑比結晶的純二氧化鈦具有更高的催化活性，這將為進一步開發新型的鋁鈦復合催化劑提供有益的嘗試。?

有益效果

（1）本發明的制備方法操作簡便，原料來源豐富，成本低廉，反應條件溫和，不需要高溫條件，且綠色環保；?

（2）本發明的納米鋁鈦復合催化劑，是一種新型催化劑，可用于制備聚酯，催化活性高，有利于縮短聚合時間；該催化劑不含重金屬元素化合物，單獨使用該催化劑制得的聚酯切片粘均分子量較高，有望替代現有聚酯工業中使用的銻系催化劑。?

附圖說明

圖1為用掃描電子顯微鏡（SEM）對實施例1制備的催化劑的形貌進行表征的圖片；?

圖2為實施例1及對比例1、2制備的催化劑的X-射線粉末衍射（XRD）圖譜，其中A、B、C分別對應對比例1、實施例1、對比例2。?

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。?

如下實施例中的一些參數按以下方法進行測量。?

（1）縮聚時間(min)：從反應體系達到高真空階段開始計時，一直到攪拌電機功率達到規定值時結束。?