专利名称：纳米级三氧化二锑作为聚酯缩聚催化剂的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及纳米级三氧化二锑(Sb2O3)作为聚酯缩聚催化剂的用途。
我国每年生产聚酯切片(对苯二甲酸乙二醇酯)约400-450万吨，其中大约80％使用醋酸锑(Sb(Ac)3)作为催化剂，而这些催化剂的80％是国外进口的。因此使用醋酸锑作为聚酯缩聚的催化剂，不仅价格昂贵，而且也花掉了国家大量的外汇。
纳米技术作为当前研究最为热门的技术之一，其应用范围遍布多个学科。纳米级Sb2O3作为新型材料，具有广泛的用途，如用作聚酯缩聚催化剂，化纤、工程塑料、橡胶工业中的阻燃剂等。
本发明的主题是纳米级三氧化二锑作为聚酯缩聚催化剂的用途。与催化剂醋酸锑相比，所用的纳米级三氧化二锑具有成本低，平均粒径小，在聚酯缩聚反应中分散均匀，溶解性好，催化活性高等特点。
众所周知，生产PET的原料主要是对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)。其生产工艺也是本技术领域的技术人员所熟知的。所用的催化剂一般是Sb(Ac)3。
本发明通过用纳米级Sb2O3代替Sb(Ac)3作为对苯二甲酸(PTA)的酯化反应或对苯二甲酸二甲酯(DMT)的酯交换反应后的分子缩聚反应的催化剂，取得了意想不到的效果。其用量仅不到Sb(Ac)3用量的一半，却达到了与Sb(Ac)3相同的催化效果，甚至在某些指标上超出了使用Sb(Ac)3所得到的指标，因此大大节省了开支，同时改进了催化效果。
本发明的催化剂纳米级Sb2O3与所使用的PTA的重量比是在100-450ppm的范围内。
所用的纳米级Sb2O3可从北京山川联合纳米科技有限公司以山川联合牌的商标或湖南株州三润纳米新材料公司购得，其粒度范围为10-100nm。
以下结合实例来说明本发明。
实例原料PTA 纤维级扬子石化公司EG纤维级扬子石化公司Sb2O3纳米级(10-100nm)北京山川联合纳米科技有限公司Sb(Ac)3催化剂仪征康润公司在全部实施例中，每釜投入PTA350g,EG222g。纳米级Sb2O3添加量为0.0732g(Sb3+与PTA的mol比为2.349×10-4,Sb2O3与PTA的重量比为206.6ppm)；Sb(Ac)3加入量为0.1481g(Sb3+与PTA的mol比为2.349×10-4,Sb(Ac)3与PTA的重量比为423.1ppm)。反应中未添加防醚化剂。表1给出了各实例的工艺参数。
反应过程如附
图1所示。
实例1夹套热媒循环电加热装置的夹套油温设置在260℃,2组加热器全速升温，待夹套温度升至200℃时，在不锈钢反应釜中投入350g的PTA、222g的EG组成的浆料，并同时投入0.0732g催化剂纳米级Sb2O3。用0.1MPa N2置换3次后，用N2加压到0.1MPa。在100rpm转速搅拌下进行酯化升温。利用分馏柱顶部阀门调节釜内压力为0.25Mpa，从开始反应出水计算酯化时间，酯化在230±5℃的温度下进行107分钟。待反应出水量达到71ml后进行泄压来结束酯化反应。随后进行升温降压，恒定在45分钟内将釜内温度升至280℃，同时将搅拌转速降至40rpm，调节釜内真空为80Pa(手动调节，有一定变化范围)。在此条件下聚合，待聚合进行82分钟后，搅拌功率变化至一定值，停止搅拌和真空条件，结束聚合反应，用N2消除真空，氮压出料，得到PET切片。切片性能参见表2。
实例2同实例1，只是酯化的时间为90分钟，出水量为66ml。得到的PET切片性能参见表2。
实例3同实例1，只是酯化的时间为92分钟，出水量为68ml，缩聚时间为85分钟。得到的PET切片性能参见表2。
对比实例1与实例1相似，只是使用0.1481g Sb(Ac)3的代替0.0732g催化剂纳米级Sb2O3，酯化时间为93分钟，出水量为66ml，缩聚时间为85分钟。切片性能参见表2。
对比实例2与对比实例1相同，只是酯化时间为90分钟，出水量为68ml，缩聚时间为83分钟。切片性能参见表2。
对比实例3与对比实例1相同，只是酯化时间为90分钟，出水量为65ml，缩聚时间为86分钟。切片性能参见表2。
表1各实例的工艺参数
表2切片性能测试结果
结果分析试验结果表明，在催化效果基本相同的情况下1、纳米级Sb2O3用量比Sb(Ac)3少一半以上；2、用纳米级Sb2O3作催化剂生产出来的聚酯切片在某些指标上优于用Sb(Ac)3作催化剂生产出来的聚酯切片，如羧基含量，前者为9.59mol/t，后者为13.06mol/t。
权利要求
1.纳米级三氧化二锑作为聚酯缩聚反应中的催化剂的用途，所述聚酯缩聚反应是对苯二甲酸酯化反应或对苯二甲酸二甲酯的酯交换反应后的分子缩聚反应。
2.根据权利要求1的用途，其中所述的纳米级三氧化二锑以100-450ppm的对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与纳米级三氧化二锑的重量比使用。
3.根据权利要求1的用途，其中所述的纳米级三氧化二锑以206.6ppm的对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与纳米级三氧化二锑的重量比使用。
4.根据权利要求1的用途，其中所述纳米级三氧化二锑的粒度范围为10-10nm。
全文摘要
本发明涉及纳米级三氧化二锑作为聚酯缩聚反应中的催化剂的用途,所述聚酯缩聚反应是对苯二甲酸酯化反应或对苯二甲酸二甲酯的酯交换反应后的分子缩聚反应。该纳米级三氧化二锑催化剂具有平均粒径小,在聚酯缩聚反应中分散均匀,溶解性好,催化活性高,成本低等特点。
文档编号C08G63/00GK1319620SQ0110947
公开日2001年10月31日 申请日期2001年3月15日 优先权日2001年3月15日
发明者孙启明, 陈庭涛, 王志新, 李存燕 申请人:北京山川联合纳米科技有限公司