[發明專利]一種可生物降解共聚酯的連續生產系統及制備方法和共聚酯

有效

• 申請號: 202011591519.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112791675B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 邱志成;李鑫;王穎;金劍;鐘淑芳;武術芳;梁穎
• 申請（專利權）人: 中國紡織科學研究院有限公司
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;C08G63/183;C08G63/85;C08G63/83;C08G63/87
• 代理公司: 北京元中知識產權代理有限責任公司 11223
• 代理人: 李達寬

1.一種可生物降解共聚酯制備方法，采用連續生產系統，包括酯化系統和縮聚系統，其特征在于，所述酯化系統包括依次相連的第一酯化釜和第二酯化釜；所述第一酯化釜內部由低于釜腔高度且與釜腔同軸設置的環形隔板分離為內外室結構，內室設有全混流攪拌器和加熱內盤管，第一酯化釜的物料進口設于內室底部，內室中的反應物自隔板頂部溢流至外室，并由外室向第二酯化釜輸送；

所述第二酯化釜內部由與釜腔高度相同且同軸設置的環形隔板分離為內外腔結構，其內腔設有全混流攪拌器和加熱內盤管，環形隔板直接與釜腔底部和頂部的釜壁相連，內腔反應物和產生的蒸汽通過設置在環形隔板上部的導流孔進入無攪拌的環形外腔，并由外腔向釜外輸送；

設于第二酯化釜環形隔板上的導流孔還包括開度調節閥，以實現內腔與外腔的壓力梯度控制；

所述縮聚系統包括依次相連的預縮聚系統、終縮聚系統和液相增粘系統；預縮聚系統包括內置有6～20層降膜單元的塔式降膜反應釜，所述降膜單元包括環形堰板溢流降膜和塔盤狹縫導流降膜，通過塔盤狹縫導流降膜的熔體質量與通過塔盤環形堰板溢流降膜的熔體的質量比為0.25～0.75:0.75～0.25；降膜單元中心設置有氣相管道，相鄰兩層降膜單元的氣相管道之間存在寬度為0.5～5cm的縮聚蒸汽抽吸夾縫；塔式降膜反應釜的氣相管道入口設于最底層降膜單元的下部；

制備方法包括以下步驟：

(1)將摩爾比為1.8～2.2:1的脂肪族二元酸和脂肪族二元醇和催化劑加入第一酯化釜反應并溢流得到脂肪族聚酯低聚物；

(2)將摩爾比為0.5～0.99:1的脂肪族二元醇和芳香族二元酸與步驟(1)所得脂肪族聚酯低聚物送入第二酯化釜反應并經導流孔得到脂肪族-芳香族共聚酯低聚物；

所述催化劑為鈦、鋁和磷的三元復合物，其中鈦元素、鋁元素和磷元素的摩爾比為1:0.1～1:0.05～0.5。

2.根據權利要求1所述的一種可生物降解共聚酯制備方法，其特征在于，第一酯化釜的釜腔頂部設有將氣相空間上下分隔的氣體整流板。

3.根據權利要求1所述的一種可生物降解共聚酯制備方法，其特征在于，所述降膜單元由上下兩層塔盤組成，上層塔盤的外邊緣與反應釜內壁相連，且中心設有與氣相管道同軸的環形堰板，環形堰板與氣相管道間存在環形夾縫；下層塔盤外邊緣設置有環形堰板，環形堰板與反應釜釜壁之間存在環形夾縫。

4.根據權利要求1所述的一種可生物降解共聚酯制備方法，其特征在于，所述催化劑是由有機鈦化合物、有機鋁化合物和磷化合物在150～250℃的溫度下反應0.5～12h制得的，所述有機鈦化合物、有機鋁化合物和有機磷化合物中鈦元素、鋁元素和磷元素的摩爾比為1:0.1～1:0.05～0.5。

5.根據權利要求1所述的一種可生物降解共聚酯制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中加入第二酯化釜的芳香族二元酸與所述脂肪族聚酯低聚物中脂肪族二元酸單體單元的摩爾比為33~67:67~33。

6.根據權利要求4所述的一種可生物降解共聚酯制備方法，其特征在于，所述有機鈦化合物為鈦醇鹽，選自鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、鈦酸四（2-乙基己酯）、鈦酸四異辛酯、正鈦酸四辛酯中的至少一種；所述有機鋁化合物選自乙酰丙酮鋁、乙二醇鋁、乙醇鋁、異丙醇鋁、叔丁醇鋁中的至少一種；所述有機磷化合物為亞磷酸酯，選自亞磷酸三苯酯、亞磷酸三（壬基苯基）酯、三（2,4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、季戊四醇二亞磷酸雙十八酯、雙(2,4,6-三叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯中的至少一種。