[發明專利]一種用于聚酯合成的鈦鍺復合催化劑及其應用

有效

• 申請號: 201910278138.0
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110054763B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 汪緒蘭;杜瑋辰
• 申請（專利權）人: 浙江恒逸石化有限公司;浙江恒瀾科技有限公司
• 主分類號: C08G63/183
• 分類號: C08G63/183;C08G63/85;C08G63/86
• 代理公司: 北京智乾知識產權代理事務所(普通合伙) 11552
• 代理人: 鄧大為

本發明涉及聚酯合成領域，公開了一種用于聚酯合成的鈦鍺復合催化劑及其應用，本發明首先將二氧化鈦溶膠與二氧化鍺溶膠混合，將所得混合溶膠逐滴加入絡合劑水溶液中，攪拌處理；然后對攪拌后的混合溶膠離心處理，取沉淀，洗滌除去氯離子，干燥，得到鈦鍺復合催化劑。本發明突破性地將鈦、鍺以特殊方式相結合，所得復合催化劑的穩定性和活性出色，可有效抑制聚酯合成中副反應的發生，有效防止聚酯產品色相發黃。并且本發明催化制備成本低，有利于推廣應用。

技術領域

本發明涉及聚酯合成領域，尤其涉及一種用于聚酯合成的鈦鍺復合催化劑及其應用。

背景技術

PET聚酯，全稱聚對苯二甲酸乙二醇酯，由于其良好的耐熱性、絕緣性、較高的回彈性和優良的耐酸與耐溶劑性，被廣泛應用到纖維、薄膜、包裝材料、工程塑料等多個領域，尤其是其耐洗、挺括、價格低等特點占據了化纖市場的絕大份額。而催化劑是聚酯生產的重要環節，其在聚酯生產過程中不僅影響酯化、酯交換和縮聚反應的速度，并且對副反應、熱穩定性及產品色澤等都有顯著的影響。

目前，工業生產中使用最廣泛的聚酯催化劑主要是銻系催化劑。其制備工藝較為成熟，生產成本低，催化活性適中，副反應較少，色相良好，但銻屬于重金屬，對水和環境存在污染，不利于綠色環保和可持續發展。因此，開發一種能代替傳統銻系催化劑的催化劑，成為聚酯催化劑發展的趨勢，其中比較重要的有以鍺、鈦為主要活性組分的新型催化劑。鍺系催化劑其具有良好的催化活性，所制得聚酯色相純白，且不含重金屬，基本無污染，但其資源稀少且價格昂貴。鈦系催化劑催化活性高，滿足無毒環保的要求，但現階段鈦系催化劑存在副反應多，聚酯產品色相發黃，催化劑本身穩定性低，易于水解等問題，因而同樣也未得到大規模的使用。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用于聚酯合成的鈦鍺復合催化劑及其應用，本發明突破性地將鈦、鍺以特殊方式相結合，所得復合催化劑的穩定性和活性出色，可有效抑制聚酯合成中副反應的發生，有效防止聚酯產品色相發黃。并且本發明催化制備成本低，有利于推廣應用。

本發明的具體技術方案為：一種用于聚酯合成的鈦鍺復合催化劑，制備方法包括：

1)將二氧化鈦溶膠與二氧化鍺溶膠混合，將所得混合溶膠逐滴加入絡合劑水溶液中，攪拌處理。

2)對攪拌后的混合溶膠離心處理，取沉淀，洗滌除去氯離子，干燥，得到鈦鍺復合催化劑。

本發明將二氧化鈦與二氧化鍺通過溶膠的方式復合，再經過絡合劑以及后續處理后，制得的復合催化劑相比于單一催化劑或者其他形式復配催化劑，鈦、鍺之間存在更強的協同作用(與傳統方式復合協同作用更強，詳見對比例2)，鍺相比于鈦有更強的電負性，復配時電子云由鈦向鍺遷移，使鍺具有更強的配位能力，更容易與酯化物配位，所以相比于單一的鍺催化劑具有更高的活性。絡合劑對鈦原子可起到配位作用，在鍺的共同作用下改變其電子環境，在一定程度上降低了鈦的配位能力，由于鈦本身具有極高的催化活性，降低其配位能力可在一定程度上抑制副反應的發生，因此穩定性更好，使用該催化劑進行聚酯聚合，制得的聚酯產品色相良好，不存在重金屬污染問題。此外由于該催化劑具有較高的催化活性，可減少催化劑的用量，生產成本與使用常規銻系催化劑相差無幾，具有很好地工業應用前景與價值。

由上可知，并非是任意地將鈦和鍺進行復合所得的催化劑都能夠具有較好的效果，本發明關鍵點在于鈦鍺元素的特殊復合方式。

作為優選，步驟1)中，鈦元素與鍺元素的摩爾比為1～10∶1。

考慮到催化劑的綜合性能，需要嚴格控制鈦元素與鍺元素的比例。鈦含量過高，則聚合過程中副反應較為劇烈，切片產品色相較差；若鈦含量過低，雖切片色相較好，但催化劑整體活性相對較低，且鍺含量的增加提高了催化劑的制備成本。綜合考慮選擇鈦元素與鍺元素的摩爾比為1～10∶1。

作為優選，步驟1)在室溫條件下進行，攪拌處理0.5～5h。