[发明专利]聚酯制造用催化剂

说明书

技术领域：

本发明是涉及聚酯制造用催化剂。

发明背景

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，如机械强度好、 耐热、耐化学试剂、透明性好等特点，现已广泛应用于多个方面，如 纺制短纤、长丝、用作包装材料、电绝缘材料、薄面和其他模塑产品 等。但随着其用途和需求的扩大，在各领域对聚酯的特性要求和提高 生产率的要求越发严格。聚酯薄膜涉及工业用、磁性材料用等多个方 面而进行生产，但要解决的课题还很多。

目前聚酯被广泛地用于包装、工程塑料、织物以及工业丝等的领 域。目前工业生产应用和研究较多催化剂主要是Sb、Ge、Ti三个系 列的化合物。而前锑催化剂用量约占90％。虽然锑系催化剂的催化效 果很好，但是在催化合成PET聚酯过程中，锑系催化剂会造成环境污 染，而锗系催化剂虽然有良好的性能，所得PET的色调也较好，但由 于价格太高，无法实现生产化。而钛化合物催化剂虽然有良好的活性， 但是所得聚酯自身色调变黄并具有较差的热熔稳定性。

为了改善色调和耐热稳定性，改善反应的时间，一般都会加入钛 化合物、磷化合物、镁化合物的催化体系。用脂肪二元醇作为溶剂， 虽然亚磷酸酯类催化剂的稳定性很好，但是有些亚磷酸酯类化合物的 脂肪二元醇溶液不是均相的溶液，非均相的催化剂使的催化剂表面传 质过程复杂，导致色相变差。而和镁化合物溶液混合能改变它的非均 相体系，使得溶液均一。因此混合时间及搅拌速度等影响溶液均一程 度的因素都会影响色调。但是时间太长、搅拌速度太快和搅拌时的温 度太高也会使色调变差，这是因为亚磷酸酯类化合物发生分解形成沉 淀。

发明内容：

本发明的目的是提供一种溶液为均相体系，生产的聚酯色调好、 耐热性好的聚酯聚合用催化剂。

本发明所采用的技术方案是：

一种聚酯制造用催化剂，所用的催化剂包括钛化合物、镁化 合物、磷化合物，其特征是：其中镁化合物、磷化合物是镁化合 物与磷化合物混合而成的混合液形式。

所述混合前的磷化合物是以下通式的亚磷酸酯类：

其中R₁、R₂、R₃、R₄是碳为4～25的烷基、环烷基、芳基烷基或 烷基芳基。例R₁、R₂、R₃、R₄可为3-甲基-5-乙基辛烷、2，5-二甲基 -3，4-二乙基己烷、月桂基、硬酯基、2，3，7-三甲基-5-乙基辛烷、 2，4-二丁基苯基、辛基苯基、苯基壬基、苯基双酚A、苯基异癸基等。

所述镁化合物与磷化合物混合后混合液中含磷化合物的通式是：

其中OR₅～OR₈至少一个为-OH基团。例OR₅、OR₆、OR₇、OR₈中一 个为-OH或两个为-OH或三个为-OH或四个均为-OH。

所述镁化合物是有机酸镁或无机酸镁，有机酸镁是草酸镁、丙酸 镁、丙烯酸镁、醋酸镁或硬脂酸镁；无机酸镁是氢氧化镁、硫酸镁或 氯化镁；所述钛化合物是一种金属化合物，钛与配体形成螯合型结构， 其配体为1～30的酮基、醛基、羧基或酯基，例配体可为丁二酸、己 二酸、邻苯二羧酸、对苯二甲酸、乙酸乙烯酯、甲酸甲酯、丙二酸二 甲酯、乙酸戊酯、苯乙酮、2-苯基丙醛、邻羟基苯甲醛、2-丁烯醛、 3-苯基丙烯醛等。

催化剂中镁和磷的摩尔比为0.1<Mg/P<17，相对于聚酯重量的钛 元素添加量为3ppm<Ti<8ppm，钛、镁之和与磷的摩尔比为 0.3<(Ti+Mg)/P<18。

含磷化合物与镁化合物混合液混合时经搅拌操作，搅拌混合时间 为0<t<10h，优选0.5～5h，溶液的搅拌速度0<v<1200rpm，优选300～ 800rpm，搅拌时的温度为0<T<150℃，优选10～100℃。

上述磷化合物和镁化合物混合后得到的混合溶液中含磷化合物 具有亚磷酸酯类的结构：