专利名称：一种生产聚酯的方法
技术领域：
本发明涉及一种聚酯的生产方法。
背景技术：
聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯，由于其机械、物理、化学性能优异，因而在纤维、薄面和其他模塑产品中得到广泛应用。
作为聚对苯二甲酸乙二酯的制备方法，在聚合催化剂存在、减压下，使该反应产物发生缩聚反应获得预定的聚合度的方法。聚对苯二甲酸丙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯也根据上述同样的方法制备。
众所周知的是聚合反应的反应速率和产物聚酯的品质受聚合反应步骤中的催化剂的类型的影响很大。作为聚对苯二甲酸乙二酯的聚合催化剂，锑化合物被广泛采用，因为它们对聚合具有优异的催化性质，并具所得聚酯具有良好的色调。
然而，当将锑化合物用作聚合催化剂时，在较长的时间内所得聚酯连续实施熔纺时，所得聚酯具有缺陷，外来杂质粘附并且累积在熔纺管口，并引起挤出通过管口的聚合物熔体发生弯曲，在熔纺和拉伸过程中，弯曲现象导致绒毛的形成和熔纺丝的破损，污染环境。
作为非锑化合物的聚合物催化剂，建议采用钛化合物，当采用了钛化合物的时，可以解决管口外来杂质的累积问题。然而，这种催化剂产生一个新的缺陷所得聚酯自身色调变黄并具有较差的热熔稳定性。
作为生产聚酯的催化剂的钛化合物与磷化合物，的确在一定程度上这种方法能改进熔融加热的聚酯的稳定性。然而，所得聚酯的色调难以令人满意。加锰化合物后，色调变好了，但是热稳定性下降，加的钛化合物的量很大，反应时间很长。因此必须解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备的聚酯具有良好的色调和耐热性的一种生产聚酯的方法。
本发明的技术解决方案是一种生产聚酯的方法，包括催化剂，其特征是催化剂由钛化合物、含磷化合物和镁化合物组成；钛化合物的化学通式为 其中R1～R4是以下通式的化合物 式中R7～R9是氢或碳为1～30的烷基、醚基、酮基、羟基、羧基、羰基、酯基或胺基；含磷化合物是以下通式的化合物 式中R5、R6是芳香烃基；镁化合物是有机酸镁或无机酸镁。
所述芳香烃基是苯基、碳为1～5的间烷基苯基、对烷基苯基、芳香胺基或芳香磺基。
有机酸镁是草酸镁、丙酸镁、丙二酸镁、丁二酸镁、醋酸镁或硬脂酸镁；无机酸镁是氢氧化镁、硫酸镁或氯化镁。
催化剂中各组份的用量为钛化合物中钛原子的摩尔量为0.5～120ppm，含磷化合物中磷原子的摩尔量为1.5～270ppm，镁化合物中镁原子的摩尔量为1～300ppm。
生产聚酯的反应中和现有技术一样可加入青色染料醋酸钴或染料TERAZOLE BLUE等。
本发明的优点是非常明显的，采用此催化剂后能缩短聚合反应的时间，而且反应过程中副反应少，得到的聚酯切片具有较好的色泽，其所对应的b值在-2至4之间，热稳定性很好，DEG(二甘醇)含量为1.5或以下，耐热指数为1.1或以下。
下面结合实施例对本发明作进一步说明
具体实施例方式实施例1一种生产聚酯的方法，是由常规生产聚酯的反应物在催化剂存在下制得。催化剂是由钛化合物、含磷化合物和镁化合物组成，钛化合物是下列结构式的化学物 含磷化合物是以下结构式的化合物 镁化合物是是草酸镁(或丙酸镁、丙二酸镁、丁二酸镁、醋酸镁、硬脂酸镁、氢氧化镁、硫酸镁、氯化镁)。
生产聚酯的反应式表达为
其中A、B为常规生产聚酯的反应物。
A是对苯二甲酸(也可以是间苯二甲酸、邻苯二甲酸、甲基对苯二甲酸、萘二酸、联苯二甲酸等芳香族羧酸及其酯类衍生物的芳基二羧酸类及己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二羧酸等脂肪族羧酸及其酯类衍生物以及环己烷二羧酸、六氢化间苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸等脂环族二羧酸及其酯类衍生物。所述的衍生物中是指二甲酯等低级烷基酯、酸酐、酰氯等物质。这些二羧酸可以单独或组合两种以上使用)B是乙二醇(也可以是丙二醇、1，3-丁二醇1，4-丁二醇、戊二醇、1、6-己二醇等支链状或支链状的C2C12亚烷基二醇等亚烷基二醇类组分及环己二醇、1，4-环己二甲醇、氢化双酚A等脂环族二醇；以及二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等的聚氧化烯二醇类)。
生产聚酯的反应中和现有技术一样可加入青色染料醋酸钴。
催化剂中各组份的用量为钛化合物中钛原子的摩尔量为10ppm，含磷化合物中磷原子的摩尔量为5ppm，镁化合物中镁原子的摩尔量为27ppm。
青色染料醋酸钴的用量为醋酸钴中钴原子的摩尔量为25ppm。
使用时，将上述用量钛化合物、含磷化合物、镁化合物及醋酸钴分别与50ml与乙二醇混合配制成溶液，在反应时加入反应体系中。
钛化合物还可以是下列通式的化学物中的其他化学物质 其中R1～R4是以下通式的化合物 式中R7～R9是氢或碳为1～30的烷基、醚基、酮基、羟基、羧基、羰基、酯基或胺基，例如R1～R4可以是上述R7～R9基团组成的下列基团
含磷化合物还可以是以下通式的化合物中的其他化合物 式中R5、R6是芳香烃基，例如苯基、碳为1～5的间烷基苯基、对烷基苯基、芳香胺基或芳香磺基等。例如可以是下列化学式的基团
实施例2催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为10ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为5ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为17ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为25ppm其余同实施例1。
实施例3催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为10ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为7.5ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为22ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为25ppm其余同实施例1。
实施例4催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为8ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为7.5ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为27ppm染料用量为TERAZOLE BLUE的摩尔量为6ppm其余同实施例1。
实施例5催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为8ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为7.5ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为27ppm染料用量为TERAZOLE BLUE的摩尔量为5ppm其余同实施例1。
实施例6催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为8ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为6ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为27ppm
染料用量为TERAZOLE BLUE的摩尔量为4ppm其余同实施例1。
实施例7催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为0.5ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为1.5ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为1ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为1ppm其余同实施例1。
实施例8催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为50ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为270ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为150ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为100ppm其余同实施例1。
实施例9催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为120ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为100ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为300ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为50ppm其余同实施例1。
上述各实施例中还都添加有消光剂TiO2，用量为0.1％wt。
比较例1催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为10ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为5ppm醋酸锰中的锰原子的摩尔量为50ppm料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为25ppm其余同实施例1。
比较例2催化剂的用量为钛化合物[A]中的钛原子的摩尔量为10ppm
磷酸中的磷原子的摩尔量为10ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为27ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为30ppm其余同实施例1。
比较例3催化剂的用量为三氧化二锑中的锑原子的摩尔量为300ppm磷酸中的磷原子的摩尔量为20ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为100ppm其余同实施例1。
比较例4催化剂的用量为TBT中的钛原子的摩尔量为10ppm磷化合物[B]中的磷原子的摩尔量为5ppm镁化合物[C]中的镁原子的摩尔量为27ppm染料用量为醋酸钴中的钴原子的摩尔量为25ppm其余同实施例1。
比较例1～比较例4都添加有消光剂TiO2，用量为0.1％wt。
表1
各指标的测定方法为特性粘度(IV)将0.5克聚酯毫升苯酚和1，1，2，2-四氯乙烷的等重量混合物的溶液中，于25℃下测定其特性粘度(I.V.)羧基含量(COOH)采用光学滴定法测定。将聚酯溶于邻-甲酚和氯仿的混合液(重量比70∶30)中，加入溴百里酚蓝指示剂，然后用0.05N的氢氧化钾的乙醇溶液中进行滴定。
熔融热稳定性将聚酯粒料放入置于290℃的氮气氛围中的10毫米外径，8毫米内径已经那个250毫米长度的玻璃管中15分钟从而将其熔化。在如上所述的热处理之前和之后，测量聚酯粒料的特性黏度的差值。由特性黏度的差值，每1000千克聚酯聚合物的聚酯分子主链的破损数(当量)根据下面方程进行计算主链的破损数(当量/1000千克)＝{[IV1/3.07*10-4]-1.30-[IV0/3.07*10-4]-1.30}*10-6方程中，IV。代表热处理前聚酯的特性黏度，IV1代表热处理后聚酯的特性黏度。
色调b值按国标GB/T 14190-1993测定。
权利要求
1.一种生产聚酯的方法，包括催化剂，其特征是催化剂由钛化合物、含磷化合物和镁化合物组成；钛化合物的化学通式为 其中R1～R4是以下通式的化合物 式中R7～R9是氢或碳为1～30的烷基、醚基、酮基、羟基、羧基、羰基、酯基或胺基；含磷化合物是以下通式的化合物 式中R5、R6是芳香烃基；镁化合物是有机酸镁或无机酸镁。
2.根据权利要求1所述的生产聚酯的方法，其特征是所述芳香烃基是苯基、碳为1～5的间烷基苯基、对烷基苯基、芳香胺基或芳香磺基。
3.根据权利要求1所述的生产聚酯的方法，其特征是有机酸镁是草酸镁、丙酸镁、丙二酸镁、丁二酸镁、醋酸镁或硬脂酸镁；无机酸镁是氢氧化镁、硫酸镁或氯化镁。
4.根据权利要求1、2或3所述的生产聚酯的方法，其特征是催化剂中各组份的用量为钛化合物中钛原子的摩尔量为0.5～120ppm，含磷化合物中磷原子的摩尔量为1.5～270ppm，镁化合物中镁原子的摩尔量为1～300ppm。
全文摘要
本发明公开了一种聚酯的生产方法，催化剂由钛化合物、含磷化合物和镁化合物组成。本发明聚合反应的时间短，而且反应过程中副反应少，得到的聚酯切片具有较好的色泽，其所对应的b值在－2至4之间，热稳定性很好，DEG(二甘醇)含量为1.5或以下，耐热指数为1.1或以下。
文档编号C08G63/85GK1903910SQ20051004125
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月26日 优先权日2005年7月26日
发明者叶红梅, 曹晓秀, 本田圭介 申请人:东丽纤维研究所(中国)有限公司