本发明涉及一种钛酸四丁酯的精制方法，属于钛酸酯技术领域。
背景技术：
钛酸四丁酯（tetrabutyl titanate），分子式：C16H36O4Ti，为无色至浅黄色油状液体。凝固点：-55℃，闪点：76.7℃，沸点：310~314℃；是一种有机钛化合物，用于缩聚反应及交联反应催化剂，主要用于酯化和脂交换反应，如合成聚酯多元醇。钛酸四丁酯还可用于金属-塑料的增黏剂、高强度聚酯漆改性剂、交联剂。
传统的化学合成方法是将TiCl4与丁醇进行交换反应，此方法原材料成本高，产率低，一般在60%左右，而且纯度不易达到要求，后续步骤分离提纯麻烦。
技术实现要素：
本发明的目的是：提供一种改进的钛酸四丁酯的精制方法。
技术方案：
一种钛酸四丁酯的精制方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将140～160份的苯冷却至20℃以下，在开始搅拌的条件下缓慢加入20～30份的四氯化钛，加入完毕后，再降温至15℃以下，通入氨气，待反应体系的pH达到9～10时，缓慢加入丁醇，并继续通氨气，进行反应；
第2步，反应结束后，过滤，滤液进行蒸馏回收苯，得到粗品；
第3步，将第2步得到的粗品加入至容器中，通入氮气使容器压力达到1～1.5Mpa，缓慢放出氮气，得到初步精制的成品；
第4步，将第3步得到的初步精制的成品进行减压蒸馏，馏分中为钛酸四丁酯成品。
所述的第1步中，加入四氯化钛的过程中，使反应体系的温度不超过50℃。
所述的第1步中，继续通氨气的步骤是需要使反应体系的pH在9～10。
所述的第1步中，反应时间是2h，反应温度在12℃以下。
所述的第4步中，减压蒸馏时的体系的绝对压力范围是1～1.5kPa，收集馏分的温度范围是190～195℃。
所述的第2步中，滤液中需要加入沸石，再进行蒸馏回收苯；沸石的加入量是滤液重量的1/20。
所述的沸石是指改性红辉沸石，改性方法是：将80～100目之间的红辉沸石用10%的NH4Cl溶液80℃下浸煮12h，用2mol/L的HCl溶液浸泡3天，水洗至无Cl-，120℃烘干，再按照固液重量比1：5于浓磷酸浸泡7天，100℃下烘干，移至瓷坩埚在微波炉加热10min，取出冷却后用水洗涤，再在120℃烘干，得到改性沸石。
有益效果
本发明通过氮气加压、缓慢释放后，可以带走反应体系中的易挥发杂质，提高产品纯度。
具体实施方式
实施例1
钛酸四丁酯的精制方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将140份的苯冷却至20℃以下，在开始搅拌的条件下缓慢加入20份的四氯化钛，加入四氯化钛的过程中，使反应体系的温度不超过50℃，加入完毕后，再降温至15℃以下，通入氨气，待反应体系的pH达到9时，缓慢加入丁醇，并继续通氨气使反应体系的pH在9，进行反应2h，反应温度在12℃以下；
第2步，反应结束后，过滤，滤液进行蒸馏回收苯，得到粗品；
第3步，将第2步得到的粗品加入至容器中，通入氮气使容器压力达到1Mpa，缓慢放出氮气，得到初步精制的成品；
第4步，将第3步得到的初步精制的成品进行减压蒸馏，减压蒸馏时的体系的绝对压力范围是1kPa，收集馏分的温度范围是190～195℃，馏分中为钛酸四丁酯成品。
实施例2
钛酸四丁酯的精制方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将160份的苯冷却至20℃以下，在开始搅拌的条件下缓慢加入30份的四氯化钛，加入四氯化钛的过程中，使反应体系的温度不超过50℃，加入完毕后，再降温至15℃以下，通入氨气，待反应体系的pH达到10时，缓慢加入丁醇，并继续通氨气使反应体系的pH在10，进行反应2h，反应温度在12℃以下；
第2步，反应结束后，过滤，滤液进行蒸馏回收苯，得到粗品；
第3步，将第2步得到的粗品加入至容器中，通入氮气使容器压力达到1.5Mpa，缓慢放出氮气，得到初步精制的成品；
第4步，将第3步得到的初步精制的成品进行减压蒸馏，减压蒸馏时的体系的绝对压力范围是1.5kPa，收集馏分的温度范围是195℃，馏分中为钛酸四丁酯成品。
实施例3
钛酸四丁酯的精制方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将150份的苯冷却至20℃以下，在开始搅拌的条件下缓慢加入25份的四氯化钛，加入四氯化钛的过程中，使反应体系的温度不超过50℃，加入完毕后，再降温至15℃以下，通入氨气，待反应体系的pH达到9时，缓慢加入丁醇，并继续通氨气使反应体系的pH在10，进行反应2h，反应温度在12℃以下；
第2步，反应结束后，过滤，滤液进行蒸馏回收苯，得到粗品；
第3步，将第2步得到的粗品加入至容器中，通入氮气使容器压力达到1.2Mpa，缓慢放出氮气，得到初步精制的成品；
第4步，将第3步得到的初步精制的成品进行减压蒸馏，减压蒸馏时的体系的绝对压力范围是1.2kPa，收集馏分的温度范围是190～195℃，馏分中为钛酸四丁酯成品。
对照例1
与实施例3的区别在于：未采用第3步氮气精制。
钛酸四丁酯的精制方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将150份的苯冷却至20℃以下，在开始搅拌的条件下缓慢加入25份的四氯化钛，加入四氯化钛的过程中，使反应体系的温度不超过50℃，加入完毕后，再降温至15℃以下，通入氨气，待反应体系的pH达到9时，缓慢加入丁醇，并继续通氨气使反应体系的pH在10，进行反应2h，反应温度在12℃以下；
第2步，反应结束后，过滤，滤液进行蒸馏回收苯，得到粗品；
第3步，将第2步得到的粗品进行减压蒸馏，减压蒸馏时的体系的绝对压力范围是1.2kPa，收集馏分的温度范围是190～195℃，馏分中为钛酸四丁酯成品。
实施例4
与实施例3的区别在于：第2步中，滤液中需要加入沸石，再进行蒸馏回收苯；沸石的加入量是滤液重量的1/20。
钛酸四丁酯的精制方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将150份的苯冷却至20℃以下，在开始搅拌的条件下缓慢加入25份的四氯化钛，加入四氯化钛的过程中，使反应体系的温度不超过50℃，加入完毕后，再降温至15℃以下，通入氨气，待反应体系的pH达到9时，缓慢加入丁醇，并继续通氨气使反应体系的pH在10，进行反应2h，反应温度在12℃以下；
第2步，反应结束后，过滤，滤液中需要加入沸石，再进行蒸馏回收苯；沸石的加入量是滤液重量的1/20，再进行蒸馏回收苯，得到粗品；
第3步，将第2步得到的粗品加入至容器中，通入氮气使容器压力达到1.2Mpa，缓慢放出氮气，得到初步精制的成品；
第4步，将第3步得到的初步精制的成品进行减压蒸馏，减压蒸馏时的体系的绝对压力范围是1.2kPa，收集馏分的温度范围是190～195℃，馏分中为钛酸四丁酯成品。
实施例5
与实施例4的区别在于：所述的沸石是指改性红辉沸石，改性方法是将80～100目之间的红辉沸石用10%的NH4Cl溶液80℃下浸煮12h，用2mol/L的HCl溶液浸泡3天，水洗至无Cl-，120℃烘干，再按照固液重量比1：5于浓磷酸（16.03mol/L）浸泡7天，100℃下烘干，移至瓷坩埚在微波炉（220V，2450MHz）中火加热10min，取出冷却后用水洗涤，再在120℃烘干，得到改性沸石。
钛酸四丁酯的精制方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将150份的苯冷却至20℃以下，在开始搅拌的条件下缓慢加入25份的四氯化钛，加入四氯化钛的过程中，使反应体系的温度不超过50℃，加入完毕后，再降温至15℃以下，通入氨气，待反应体系的pH达到9时，缓慢加入丁醇，并继续通氨气使反应体系的pH在10，进行反应2h，反应温度在12℃以下；
第2步，反应结束后，过滤，滤液中需要加入改性沸石，再进行蒸馏回收苯；沸石的加入量是滤液重量的1/20，再进行蒸馏回收苯，得到粗品；
第3步，将第2步得到的粗品加入至容器中，通入氮气使容器压力达到1.2Mpa，缓慢放出氮气，得到初步精制的成品；
第4步，将第3步得到的初步精制的成品进行减压蒸馏，减压蒸馏时的体系的绝对压力范围是1.2kPa，收集馏分的温度范围是190～195℃，馏分中为钛酸四丁酯成品。
以上实施例制备得到钛酸四丁酯的收率和纯度如下所示：
从上表中可以看出，本发明的工艺具有合成收率高、产物纯度好的优点；实施例3与对照例1对比可以看出，通过氮气加压之后的释放可以带走体系中的易发挥杂质，提高产物纯度。通过加入沸石之后，可以吸附滤液中的杂质，避免易挥发的杂质在减压蒸馏中带入成品中，可以提高产物纯度。