一種聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法
【專利摘要】本發明屬于聚酯類纖維制備的【技術領域】，具體為一種聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法。該方法采用以對苯二甲酸和1，3-丙二醇為原料，步驟（1）將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3-丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30-60分鐘，其中，酯化反應的溫度為220-240℃；步驟（2）然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應3-5小時，反應溫度為220-240℃，反應壓力為0.01-0.05MPa的技術方案，工藝簡單，得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯效果好。
【專利說明】一種聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于聚酯類纖維制備的【技術領域】，具體為一種聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法 。
【背景技術】
[0002]聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT或PPT)纖維是Shell公司開發的一種性能優異的聚酯類新型纖維，它是由對苯二甲酸(PTA)和1，3-丙二醇(roo)縮聚而成，其分子結構式為((CH2) 30 O=C O=CO))。
[0003]PPT/PTT是繼PET、PBT之后的新型聚酯，優點是綜合了:
1、尼龍的柔軟性，(比尼龍更好的色牢度)；
2、腈綸的蓬松性，(避免腈綸易磨損起球的缺點)；
3、滌綸的抗污性，(卻有較好的手感)。
[0004]4、本身固有的彈性好的特點。
[0005]集各種優良服用性能于一體。成為當前國際上最新開發的熱門新材料，廣泛用于裝飾材料、紡織服裝、工程塑料、薄膜等領域。
[0006]由于PTT的優異性能，它可以廣泛用于衣料、產業、裝飾和工程塑料等各個領域，特別是在地毯領域將成為PA強有力的競爭對手。據有關專家估計，PTT纖維的需求量大約55%來自地毯領域，其余的45%為其他紡織品領域。PTT的性能條件確定了它的廣闊的應用領域，目前PTT的市場價格偏高，因而限制它只能在成本消化能力較強的產品和品種方面取得有限的發展成果；一旦能降到合適的價位水平，PTT的市場開拓便將以人們所難以預料的態勢而順利發展。
[0007]目前工業生產PTT的方法主要有DMT法(酯交換法)和PTA法(直接酯化法)，無論是酯化反應還是酯交換反應，得到的都是中間產物BHPT。BHPT在隨后的階段縮聚為ΡΤΤ,ΡΤΑ和DMT路線在縮聚階段是完全相同的。PTA法的優點是由于PTA價格比DMT便宜，使聚酯生產成本降低，而且PTA路線不副產甲醇，可以省去回收甲醇的工序，節約投資，減少污染，有利于安全生產，工業生產中適宜采用PTA法。但缺點在于反應體系為固相PTA與液相roo共存的非均相體系，反應控制難度大，隨著PTT聚合過程中分子鏈的增長，一些副反應如生成環狀齊聚物、鏈端降解、鏈間降解等會影響聚合物的分子量。而且PTT端基反應生成的烯丙基與烯丙醇是可逆轉變，端基穩定，從而抑制了分子鏈的繼續增長。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于針對上述存在的問題而提供一種聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法。該方法采用以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料，步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30-60分鐘，其中，酯化反應的溫度為220-240°C ;步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應3-5小時，反應溫度為220-240°C，反應壓力為0.01-0.05MPa的技術方案，工藝簡單，得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯效果好。
[0009]本發明的技術方案為:
一種聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料，其特征在于，
步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30-60分鐘，其中，酯化反應的溫度為220-240°C ；
步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應3-5小時，反應溫度為220-240°C，反應壓力為0.01-0.05MPa。
[0010]本發明的特點還有:
其中，步驟(1)中，對苯二甲酸和1，3-丙二醇的摩爾用量比例關系為，對苯二甲酸:1，3-丙二醇=1:1.05-1.3。
[0011]步驟(1)中，鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0001-0.001%。
[0012]步驟(1)中，草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005-0.001%。
[0013]步驟(2)中，鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0001-0.001%。
[0014]步驟(2)中，草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005-0.001%。
[0015]作為優選，本發明的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料，其特征在于， 步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30分鐘，其中，酯化反應的溫度為220°C ；
步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應5小時，反應溫度為220°C，反應壓力為0.05MPa。
[0016]作為進一步優選，本發明的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料，其特征在于，
步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30分鐘，其中，酯化反應的溫度為220°C ;對苯二甲酸和1，3_丙二醇的摩爾用量比例關系為，對苯二甲酸:1，3_丙二醇=1:1.05;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005%。
[0017]步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應5小時，反應溫度為220°C，反應壓力為0.05MPa ;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的
0.0001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005%。
[0018]本發明的有益效果為:
本發明的制備方法通過工藝條件，物料用量關系和催化劑種類進行改進和創新，通過各個因素的共同作用，得到了一種高性能聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，該制備方法催化劑用量小，反應速率較快，反應條件溫和，得到的聚酯的性能優良，端羧基含量低，特性粘度高，在0.85-0.86dL/g之間，色澤淺。
[0019]總之，本發明聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，工藝簡單，得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯效果好，具有突出的實質性特點和顯著的進步，具備創造性。
【具體實施方式】[0020]下面通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細的說明。
[0021]得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯各個指標的測試方法如下:
反應裝置:
采用反應-精餾一體化實驗裝置，配有電動攪拌器、氮氣保護和真空系統。
[0022]特性粘度 將0.1250gPTT聚酯產品溶于25mL苯酚和1，1，2，2，-四氯乙烷的等質量混合物的溶液中，利用烏氏粘度計于25±0.1°C恒溫水浴中測定。
[0023]端羧基含量
將一定質量(約0.25g)的PTT聚酯粉末溶于苯酚-氯仿(體積比為2:3)混合溶劑中，水浴加熱至全部溶解，用氫氧化鈉-甲醇-苯甲醇標準溶液滴定至0.2%溴酚蘭指示劑變色。
[0024]實施例1
本發明的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料，步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30分鐘，其中，酯化反應的溫度為220°C ;對苯二甲酸和1，3_丙二醇的摩爾用量比例關系為，對苯二甲酸:1，3_丙二醇=1:1.05;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005%。
[0025]步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應5小時，反應溫度為220°C，反應壓力為0.05MPa ;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的
0.0001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005%。
[0026]得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯的性能指標如下:特性粘度0.8589dL/g，端羧基含量22mol/t，顏色淺黃。
[0027]實施例2
本發明的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料，步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應60分鐘，其中，酯化反應的溫度為240°C ;對苯二甲酸和1，3_丙二醇的摩爾用量比例關系為，對苯二甲酸:1，3_丙二醇=1:1.3;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.001%。
[0028]步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應3小時，反應溫度為240°C，反應壓力為0.01MPa ;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的
0.001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.001%。
[0029]得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯的性能指標如下:特性粘度0.8512dL/g，端羧基含量23mol/t，顏色淺黃。
[0030]實施例3
本發明的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料，步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應45分鐘，其中，酯化反應的溫度為230°C ;對苯二甲酸和1，3_丙二醇的摩爾用量比例關系為，對苯二甲酸:1，3_丙二醇=1:1.1 ;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0008%。
[0031]步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應4小時，反應溫度為230°C，反應壓力為0.03MPa;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0008%ο[0032]得到的聚對苯二甲酸丙二醇酯的性能指標如下:特性粘度0.8524dL/g，端羧基含量23mol/t，顏色淺黃。
【權利要求】
1.一種聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，以對苯二甲酸和1，3-丙二醇為原料，其特征在于， 步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30-60分鐘，其中，酯化反應的溫度為220-240°C ； 步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應3-5小時，反應溫度為220-240°C，反應壓力為0.01-0.05MPa。
2.根據權利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，對苯二甲酸和1,3-丙二醇的摩爾用量比例關系為，對苯二甲酸:1，3-丙二醇=1:1.05-1.3。
3.根據權利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0001-0.001%。
4.根據權利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005-0.001%。
5.根據權利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0001-0.001%。
6.根據權利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005-0.001%。
7.根據權利要求1-6任一權利要求所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于，以對苯二甲酸和1，3_丙二醇為原料， 步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30分鐘，其中，酯化反應的溫度為220°C ； 步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應5小時，反應溫度為220°C，反應壓力為0.05MPa。
8.根據權利要求1所述的聚對苯二甲酸丙二醇酯的制備方法，其特征在于，以對苯二甲酸和I，3-丙二醇為原料， 步驟(1)將鈦酸四乙酯、對苯二甲酸和1，3_丙二醇加入酯化反應罐中，同時滴加草酸，進行常壓酯化反應30分鐘，其中，酯化反應的溫度為220°C ;對苯二甲酸和1，3_丙二醇的摩爾用量比例關系為，對苯二甲酸:1，3_丙二醇=1:1.05 ;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005% ;步驟(2)然后加入鈦酸四乙酯進行攪拌，同時滴加草酸進行縮聚反應，反應5小時，反應溫度為220°C，反應壓力為0.05MPa ;鈦酸四乙酯的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0001% ;草酸的用量為對苯二甲酸摩爾量的0.0005%。
【文檔編號】C08G63/183GK103642013SQ201310580757
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】張成如 申請人:濟南開發區星火科學技術研究院