[發明專利]一種利用有機雙胍催化劑合成聚對苯二甲酸丙二醇酯的工藝

在審

• 申請號: 201810744139.5
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN109081909A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 李弘;張全興;丁馬林;丁申瑩;黃偉;江偉;李愛民
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C08G63/183
• 分類號: C08G63/183;C08G63/87
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 侯力

一種利用有機雙胍催化劑合成聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的工藝。該工藝采用有機雙胍類化合物為主催化劑的二元催化體系，以1，3?丙二醇PDO和對苯二甲酸TA為單體合成PTT。本發明的優點為：(1)以有機雙胍類化合物主催化劑具有無毒、高效的特點；(2)所合成的PTT重均分子量M_w 0.85×10⁵?1.10×10⁵，色澤雪白；(3)熔融?固相縮聚工藝聚合反應溫度低、生產能耗低，反應工序簡單，合成工藝重復性良好。

技術領域

本發明屬于聚酯催化合成技術領域，具體涉及一種利用有機雙胍催化劑合成聚對苯二甲酸丙二醇酯的新工藝。

背景技術

近年來，作為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的升級換代產品，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)合成的研究引起世界材料學界的重視。PTT兼具PBT與PET的優點。目前商品PTT合成催化劑主要采用鈦系催化劑(如TBOT等)，這類催化劑催化性能較好，但不僅存在用量大、易失活的缺點且具有一定的毒性，材料降解后會對環境產生一定污染。因此，綠色環保型催化劑的研發近年來得到世界范圍的重視。

發明內容

針對現有商品PTT合成工藝中存在的問題，本發明提供一種利用有機雙胍催化劑合成聚對苯二甲酸丙二醇酯PTT的新工藝。采用該工藝合成得到的PTT M_w0.85×10⁵-1.10×10⁵，生物安全性高，色澤雪白。

一種利用有機雙胍催化劑合成生物降解性聚對苯二甲酸丙二醇酯PTT的新工藝，該工藝方法利用有機雙胍類化合物BG為主催化劑和助催化劑組成的二元催化體系，以對苯二甲酸TA和1，3-丙二醇PDO為單體，通過寡縮聚工序、熔融縮聚工序和固相增粘工序合成PTT，具體步驟如下：

(1)寡縮聚工序：

將PDO與TA置于聚合反應釜中并加入二元催化體系，在200-220℃，700-600torr，反應3-6h，合成得到重均分子量M_w2.0×10³-4.0×10³的低分子量共聚物O-PTT；

(2)熔融縮聚工序：

將所得的O-PTT依次在下述反應條件下進行熔融縮聚反應：a.230℃、100-10torr，反應0.5-1.0h；b.235℃、10-5torr，反應0.5-1.0h；c.240℃、1torr，反應5.0-6.0h，得到中分子量共聚物m-PTT，M_w2.6×10⁴-3.5×10⁴、T_m222-224℃，分子量分布指數PDI1.33-1.41；

(3)固相增粘工序：

將所得到的m-PTT破碎、篩分，取粒徑為Φ1.0-2.0mm的顆粒，在下述反應條件下進行固相增粘反應：a.160-200℃、1.0-0.1torr，反應3.0-4.0h；b.200-216℃、1.0-0.1torr，反應5.0-6.0h；c.216-222℃、1.0-0.1torr，反應3.0-4.0h；d.222-226℃、1.0-0.1torr，反應2.0-3.0h，得到，分子量M_w0.85×10⁵-1.10×10⁵，PDI 1.6-1.7，色澤雪白的產物PTT。

本發明所述二元催化體系中的BG具體為二甲雙胍、二甲雙胍醋酸鹽或二甲雙胍鹽酸鹽之一；其用量為TA摩爾量的(0.2-0.5)‰；助催化劑具體為鈦酸四丁酯TBOT；助催化劑與主催化劑的摩爾比為1：(1-2)。

所述的TA和PDO的摩爾比為1：(1.3-1.8)。

本發明的優點和有益效果為：