[发明专利]一种聚对苯二甲酸1,2-丙二醇酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯的制备方法，属于聚酯合成领域。

背景技术

聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯(PTT)是20世纪90年代中期开发成功的一种新型热塑性聚酯。PTT纤维的性能特点在于：一是其大分子碳链的螺旋结构赋予其优于一般合成纤维的弹性回复性能，和锦纶相当；二是它具有和羊毛纤维相当的较低的初始模量，最直观的表现是同样细度的PTT纤维比涤纶柔软很多；三是PTT纤维大大优于PET纤维的延伸性能。由于1，3-丙二醇的制备较难，造成PTT纤维成本价格高，1，2-丙二醇与1，3-丙二醇相比更容易制得，聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯的合成成本较低，但是1，2-丙二醇的两个羟基距离较近，反应活性低，很难与二元酸聚合得到高分子量的聚酯。

发明内容

本发明的目的在于利用价格合理的1，2-丙二醇，使用高效催化剂合成高分子量的聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯。

一种聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯的制备方法，其特征在于：第一步在常压条件下对苯二甲酸二甲酯和1，2-丙二醇进行酯交换反应形成预聚体，第二步是预聚体在高温高真空的条件下，进行缩聚反应，本方法选用对甲苯磺酸与钛系催化剂相结合使用，以提高催化效果。

合成聚酯所用的原料，1，2-丙二醇与对苯二甲酸二甲酯的物料比在1.05～1.15之间，第一步酯交换反应在常压下进行，反应温度在160℃，反应时间为1.0小时，第二步缩聚反应在高温高真空条件下进行，缩聚反应装置中须充满氮气，反应温度为265℃，真空度须低于100Pa，反应时间为2～3小时。

在聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯的制备过程中，对甲苯磺酸与一种钛系催化剂相结合使用，钛系催化剂包括钛酸四丁酯、异丙氧基钛、乙二醇钛，钛酸四丁酯和异丙氧基钛作为催化剂时用量为对苯二甲酸二甲酯摩尔量的1/600，乙二醇钛作为催化剂时用量为对苯二甲酸二甲酯摩尔量的1/800，对甲苯磺酸作为助催化剂用量为对苯二甲酸摩尔量的1/1000。

通过控制缩聚的反应时间，可以得到不同分子量的聚酯，缩聚反应为2.0小时，聚酯分子量的在15000～25000，可用做纺织材料，缩聚反应为3.0小时，聚酯分子量的在25000～40000，可用做为工程塑料，分子量分布指数小于2.0，所合成的聚酯分子量均大于15000，聚酯的色泽L值在85～90。

本发明的进步意义在于：

1.利用对甲苯磺酸和钛系催化剂的相结合使用，催化剂用量少，活性高。

2.通过控制缩聚反应的时间，可得到不同级别的聚酯。合成的聚酯分子量分布小，色泽好。

具体实施方式

一种聚对苯二甲酸1，2-丙二醇酯的制备方法，第一步在常压条件下对苯二甲酸二甲酯和1，2-丙二醇进行酯交换反应形成预聚体，第二步是预聚体在高温高真空的条件下，进行缩聚反应。

实例1

将0.1mol的对苯二甲酸二甲酯，0.11mol的1，2-丙二醇和催化剂对甲苯磺酸和钛酸四丁酯，加入到带有搅拌器的反应容器中，升温至160℃，常压下进行酯交换反应，通入氮气，升温至265℃，压力在76Pa，缩聚反应2个小时，经GPC测得聚酯的数均分子量为21500，分子量分布指数为1.79，聚酯的色泽L值为87，缩聚反应3个小时，经GPC测得聚酯的数均分子量为36500，分子量分布指数为1.85，聚酯的色泽L值为81。

实例2

将0.1mol的对苯二甲酸二甲酯，0.11mol的1，2-丙二醇和催化剂对甲苯磺酸和异丙氧基钛，加入到带有搅拌器的反应容器中，升温至160℃，常压下进行酯交换反应，通入氮气，升温至265℃，压力在78Pa，缩聚反应2个小时，经GPC测得聚酯的数均分子量为23400，分子量分布指数为1.68，聚酯的色泽L值为83，缩聚反应3个小时，经GPC测得聚酯的数均分子量为40500，分子量分布指数为1.91，聚酯的色泽L值为79。

实例3

将0.1mol的对苯二甲酸二甲酯，0.11mol的1，2-丙二醇和催化剂对甲苯磺酸和乙二醇钛，加入到带有搅拌器的反应容器中，升温至160℃，常压下进行酯交换反应；通入氮气，升温至265℃，压力在76Pa，缩聚反应2个小时，经GPC测得聚酯的数均分子量为23800，分子量分布指数为1.73，聚酯的色泽L值为89，缩聚反应3个小时，经GPC测得聚酯的数均分子量为39700，分子量分布指数为1.84，聚酯的色泽L值为83。