[发明专利]一种易分解及回收的无锑催化剂聚酯聚合物及其制备方法

说明书

本发明提供了一种催化剂，该催化剂以氢化均苯四甲酸二酐、乙二醇钛、纳米氮化硼为主要原料制备而成，不含有锑元素，且能达到采用常规锑类催化剂的催化效果。将该催化剂应用于单体制备聚酯聚合物中，制备得到的聚酯聚合物对环境及人体安全，拓宽了适用范围；且制备的聚酯聚合物在溶剂作用下易彻底分解为小分子的聚酯聚合物，回收的聚酯产品不含重金属锑，安全环保。

技术领域

本发明涉及聚酯聚合物领域，具体为一种易分解及回收的无锑催化剂聚酯聚合物及其制备方法。

背景技术

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，是一类性能优异、用途广泛的工程塑料。纤维级聚酯切片用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝，是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料，涤纶作为化纤中产量最大的品种，同时聚酯还有瓶类、薄膜等用途，广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域，其中包装是聚酯最大的非纤应用市场，同时也是PET增长最快的领域。可以说聚酯切片是连接石化产品和多个行业产品的一个重要中间产品。

聚酯在TA与EG的聚合过程中，需要使用催化剂，现有技术常用锑化合物作为催化剂制备聚酯聚合物，催化为锑类的重金属，能够大大的促进缩聚反应，如申请号为CN200510054390.1的中国发明专利公开了一种用于制造聚酯聚合物熔融相产品的熔融相方法，是将含锑催化剂加入熔融相，在熔融相中缩聚包含催化剂的熔体，直到熔体的It.V.达到至少0.75dL/g。在不用固相聚合的条件下，获得聚酯聚合物熔融相粒料。又如申请号为CN201210087762.0 的中国发明专利公开了一种锑/钛复合催化剂及其用于制备PET共聚酯的方法，是将锑/钛催化剂、第一助催化剂和第二助催化剂与二元酸混合在一起加入反应体系，将对苯二甲酸或其酯与过量的乙二醇一起进行酯化反应，温度为240~260℃，0.2~0.4MPa，反应时间为1~2小时，加入共聚二醇单体进行缩聚反应得到聚合物。

对锑系催化剂中，比较常用的锑类催化剂为醋酸锑(Sb(AC)₃ )、三氧化二锑(Sb₂O₃)和乙二醇锑(Sb₂(EG)₃)，可以在酯化反应，或缩聚反应中加入。但锑系催化剂有剧烈的毒性，聚合后以游离的形态存在于纤维中，在纤维加工及回收分解过程中，游离的锑类化学物排放在加工液体，及溶剂液体中，对环境及人体，产生严重的危害，容易导致人体产生慢性毒性及导致癌症。

另外，为了减少环境污染,促进可持续发展，现有技术发展出通过糖解、醇解、水解等化学回收方法对废弃聚酯进行回收利用。对聚酯类产品的化学法回收，是采取在碱及醇类的含-OH基的化学物作用下，分解为小分子，再得到对苯二甲酸（TA）及乙二醇（EG）后，聚合为再生聚酯。但聚酯为对苯二甲酸乙二醇酯，大分子无枝链，聚合度高，产品的结晶度高，取向度高，很难在碱及醇类的含-OH基的化学物作用下，很分解为小分子，存在很多的低聚物，需要耗费大量的溶剂及能源，才能得到彻底的低分子产物最后得到对苯二甲酸（TA）及乙二醇（EG）。回收难度大。且如前述中记载的，分解后的聚酯回收物含有重金属锑，回收困难，对造成环境的严重危害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种易分解及回收的无锑催化剂聚酯聚合物及其制备方法，是以无锑的催化剂制备聚酯聚合物，且制备的聚酯聚合物在溶剂作用下易彻底分解为小分子的聚酯聚合物，回收的聚酯产品不含重金属锑。

本发明解决的第一个技术问题为：提供了一种催化剂，该催化剂不含有锑成分，安全环保。所述催化剂是由以下方法制备得到的：

（1）将氢化均苯四甲酸二酐加入乙二醇溶液中，加热至100-150℃使氢化均苯四甲酸二酐充分溶解，缓慢加入乙二醇钛溶液，加热到110-180℃，直到无水分放出，保温4-12小时，得到溶液A；

（2）依次加入乙二醇、表面活性剂和纳米氮化硼粉末，高速搅拌并进行研磨分散，得到混合物B；