專利名稱：：采用增粘劑制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化學(xué)制品的生產(chǎn)方法，具體地說(shuō)是一種采用增粘劑制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法。
背景技術(shù)：
：聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(簡(jiǎn)稱聚酯，即polyethyleneterephthalate,PET)有著優(yōu)良的物理化學(xué)性能和廣泛的用途，現(xiàn)已在滌綸纖維、食品用瓶、日用品瓶包裝(如酒類、飲料、食用油、調(diào)味品、藥品、日用化妝品、薄膜、膠片、工程塑料等)得到了應(yīng)用。已成為產(chǎn)量最大、品種最多的聚酯產(chǎn)品，不斷取代其他塑料和纖維，聚酯工業(yè)一直是我國(guó)化纖工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，年增長(zhǎng)率保持在10%以上。目前世界聚酯產(chǎn)量3250萬(wàn)噸，我國(guó)聚酯產(chǎn)量1220萬(wàn)噸，其中瓶用聚酯產(chǎn)量570萬(wàn)噸。根據(jù)添加劑、工藝條件等的不同，可以制成纖維用聚酯和瓶用聚酯兩大類產(chǎn)品。聚酯是由對(duì)苯二甲酸(簡(jiǎn)稱PTA，下同)和乙二醇(簡(jiǎn)稱EG，下同)為原料先經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)再經(jīng)過(guò)真空縮聚反應(yīng)制得的，瓶用PET需要進(jìn)一步固相增粘(soildstatepolymerization，簡(jiǎn)稱SSP，下同)過(guò)程制得。PET的生產(chǎn)是一類耗能產(chǎn)業(yè)，全球越來(lái)越多的聚酯廠家不斷研究，PET生產(chǎn)過(guò)程中如何降低能量消耗，紛紛尋求降低聚酯成本的有效途徑。目前國(guó)際先進(jìn)PTA法已成為主要生產(chǎn)工藝和發(fā)展的方向，世界上主要聚酯生產(chǎn)廠商極具代表性的有美國(guó)杜邦、德國(guó)ZIMMER、瑞士INVENTA、日本鐘紡等，但是，所不同的是美國(guó)杜邦公司采用三釜流程(酯化釜、預(yù)縮聚釜、終縮聚釜)技術(shù)，而其他技術(shù)為五釜流程(第一酯化釜、第二酯化釜、預(yù)縮聚釜、縮聚釜、終縮聚釜)，然而，不論是哪種途徑，多存在著高耗能的不足，根據(jù)產(chǎn)業(yè)化數(shù)據(jù)，三釜流程中縮聚過(guò)程所需要的能耗占產(chǎn)品能源消耗的50%60%左右，SSP消耗能源占產(chǎn)品能源消耗的30%40°/。左右，已成為當(dāng)今世界聚酯高能耗需解決的重點(diǎn)難題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種縮短縮聚反應(yīng)時(shí)間、縮短SSP時(shí)間的新型高效節(jié)能的采用增粘劑制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述采用增粘劑制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法如下以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為基本原料，按摩爾比1:12.5制備成漿料，攪拌均勻后，通過(guò)漿料泵將所述漿料加入到反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5~6小時(shí)，溫度25028(TC，生成齊聚物；再經(jīng)泵將酯化反應(yīng)后的齊聚物通過(guò)齊聚物管線注入預(yù)縮聚反應(yīng)釜內(nèi)，在所述齊聚物管線上應(yīng)同時(shí)利用計(jì)量泵添加添加劑；預(yù)縮聚反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度在270~296°C，真空度為0.520mmHg，反應(yīng)時(shí)間為0.5~6小時(shí)；生成的產(chǎn)物進(jìn)入最終縮聚反應(yīng)釜，最終縮聚反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度為285~295°C，真空度《lmmHg，反應(yīng)時(shí)間為0.5-5小時(shí)，形成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酉旨。所述添加劑包括增粘劑和催化劑；所述催化劑在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的含量小于等于250ppm。所述添加劑還可以包括共聚物、二甘醇、穩(wěn)定劑及調(diào)色劑中的一種或幾種物質(zhì)。所述增粘劑主要包括改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物與偏苯三酸酐；添加時(shí)，將改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物與偏苯三酸酐溶解在乙酸乙酯里，形成溶液，所述溶液的濃度是0.1~2克/毫升，再將所述溶液添加到齊聚物管線上，所述溶液的添加量為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的0.1%~1%，單位是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。所述催化劑為金屬化合物；所述金屬化合物包括銻系、鍺系、鈦系、鋁系或鈷系化合物。在所述改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物的側(cè)鏈上含有39個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。所述共聚物為間苯二甲酸，間苯二甲酸的添加量為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的0.5%~5%，單位為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。所述添加劑先分別溶于乙二醇中，在常溫或加熱到lO(TCil(TC并攪拌5±2小時(shí)，制成各自的混合液，再進(jìn)行添加。所述穩(wěn)定劑為多聚磷酸，所述穩(wěn)定劑在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的含量小于等于30ppm;所述調(diào)色劑為顏料。所述齊聚物的特性粘度在0.3~0.6dL/g。本發(fā)明通過(guò)在酯化反應(yīng)后加入一定量的高效節(jié)能增粘劑，主要原理是，傳統(tǒng)高粘度聚酯的分子結(jié)構(gòu)是線狀的，而采用本發(fā)明制得的聚酯的分子結(jié)構(gòu)是網(wǎng)狀的且快速形成的，因此制品強(qiáng)度高，而且縮聚時(shí)間短。根據(jù)實(shí)驗(yàn)后得出在SSP前，特性粘度(聚酯切片的主要質(zhì)量指標(biāo)之一)可達(dá)到0.718dL/g，注塑吹瓶后瓶子的強(qiáng)度相當(dāng)于傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的特性粘度是0.814dL/g的聚酯切片，而且傳統(tǒng)方法制得的特性粘度是0.80dL/g的聚酯切片必須經(jīng)過(guò)SSP裝置。因此，本發(fā)明具有高效節(jié)能的顯著效果，且可以省略SSP裝置。本發(fā)明的與傳統(tǒng)方法聚酯合成表現(xiàn)的高效節(jié)能效果比較如下:項(xiàng)目本發(fā)明比傳統(tǒng)的縮聚反應(yīng)時(shí)間減少25%SSP時(shí)間減少20-80%，或者可以省去SSP裝置從上表可以看出，本發(fā)明通過(guò)對(duì)添加劑組分的改進(jìn)，最終降低了聚酯合成的能源消耗，解決了長(zhǎng)期以來(lái)傳統(tǒng)制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的高能耗問(wèn)題。另外，制品透明性好，剛性強(qiáng)，一旦在全國(guó)范圍推廣，將給聚酯行業(yè)帶來(lái)巨大的貢獻(xiàn)。具體實(shí)施例方式所述采用增粘劑制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法如下以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為基本原料，按摩爾比1:12.5制備成漿料，攪拌均勻后，通過(guò)漿料泵將所述漿料加入到反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.564小時(shí)，溫度250280'C，生成齊聚物；再經(jīng)泵將酯化反應(yīng)后的齊聚物通過(guò)齊聚物管線注入預(yù)縮聚反應(yīng)釜內(nèi)，在所述齊聚物管線上應(yīng)同時(shí)利用計(jì)量泵添加添加劑；預(yù)縮聚反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度在270296°C，真空度為0.520mmHg，反應(yīng)時(shí)間為0.5~6小時(shí)；生成的產(chǎn)物進(jìn)入最終縮聚反應(yīng)釜，最終縮聚反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度為285~295°C，真空度《lmmHg，反應(yīng)時(shí)間為0.5~5小時(shí)，形成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酉旨。所述添加劑包括增粘劑和催化劑；所述催化劑在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的含量小于等于250ppm。此外，所述添加劑還可以包括共聚物、二甘醇、穩(wěn)定劑及調(diào)色劑中的一種或幾種物質(zhì)。所述增粘劑主要包括改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物與偏苯三酸酐；添加時(shí)，將改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物與偏苯三酸酐溶解在乙酸乙酯里，形成溶液，所述溶液的濃度是0.1~2克/毫升，再將所述溶液添加到齊聚物管線上，所述溶液的添加量為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的0.1%~1%，單位是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。所述催化劑為金屬化合物；所述金屬化合物包括銻系、鍺系、鈦系、鋁系或鈷系化合物。在所述改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物的側(cè)鏈上含有3~9個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。所述共聚物為間苯二甲酸，間苯二甲酸的添加量為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的0.5%~5%，單位為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。所述共聚物、二甘醇、穩(wěn)定劑及調(diào)色劑等添加劑先分別溶于乙二醇中，在常溫或加熱到100。C士10。C并攪拌5士2小時(shí)，制成各自的混合液，再進(jìn)行添加。所述穩(wěn)定劑為多聚磷酸，所述穩(wěn)定劑在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的含量小于等于30ppm;所述調(diào)色劑為顏料。所述齊聚物的特性粘度在0.30.6dL/g。下面參見(jiàn)表l，描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為基本原料，按摩爾比l:2.0制備成漿料，攪袢均勻后，通過(guò)漿料泵加入到反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，溫度256°C生成齊聚物，得到聚酯的特性粘度(聚酯的主要質(zhì)量指標(biāo)之一)在0.37dL/g，再經(jīng)泵將酯化反應(yīng)后的齊聚物通過(guò)齊聚物管線注入預(yù)縮聚反應(yīng)釜內(nèi)，在所述齊聚物管線上應(yīng)同時(shí)利用計(jì)量泵添加添加劑，縮聚釜反應(yīng)溫度在276°C，真空度為26mmHg，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，然后產(chǎn)物進(jìn)入最終縮聚釜，最終縮聚釜的反應(yīng)溫度為288'C，真空度為0.9mmHg，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)，經(jīng)快速冷卻、切粒、干燥后，得到聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(簡(jiǎn)稱聚酯或PET)的無(wú)定型切片，取樣后測(cè)出其特性粘度為0.718dL/g，經(jīng)壓縮空氣輸送到SSP車間進(jìn)行固相增粘，制得的瓶用聚酯切片的特性粘度為0.823dL/g。所述添加劑中的增粘劑可以采用申請(qǐng)人生產(chǎn)的GN-PET-5500高效節(jié)能增粘劑，該增粘劑主要包括改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物(側(cè)鏈上含有3~9個(gè)環(huán)氧基團(tuán))、偏苯三酸酐組合而成，將其溶解在乙酸乙酯里，按0.2克/毫升溶解，將溶液添加管線上到聚酯合成的量為0.1%/PET。所述添加劑中的共聚物是采用間苯二甲酸(IPA)，其添加量為PET的2.5%。所述各添加劑(共聚物、二甘醇、穩(wěn)定劑及調(diào)色劑)先分別溶于乙二醇中，常溫或加熱到100。C士10。C并攪拌5士2小時(shí)，制成各自的混合液，再通過(guò)泵和注入器添加到上述齊聚物中，進(jìn)入預(yù)縮聚反應(yīng)釜。本發(fā)明通過(guò)在酯化反應(yīng)后加入一定量的GN-PET-5500高效節(jié)能增粘劑，主要原理是，傳統(tǒng)高粘度聚酯的分子結(jié)構(gòu)是線狀的，而采用本發(fā)明制得的聚酯的分子結(jié)構(gòu)是網(wǎng)狀的且快速形成的，因此制品強(qiáng)度高，而且縮聚時(shí)間短。根據(jù)實(shí)驗(yàn)后得出在SSP前，特性粘度(聚酯切片的主要質(zhì)量指標(biāo)之一)可達(dá)到0.718dL/g，注塑吹瓶后瓶子的強(qiáng)度相當(dāng)于傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的特性粘度是0.814dL/g的聚酯切片，而且傳統(tǒng)方法要得到特性粘度是0.80dL/g或以上的聚酯切片必須經(jīng)過(guò)SSP裝置。因此，本發(fā)明具有高效節(jié)能的顯著效果，且可以省略SSP裝置。本發(fā)明。品的SSP前后與傳統(tǒng)方法制備的聚酯切片的性能指標(biāo)對(duì)比后，數(shù)據(jù)如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從上表可以看出，本發(fā)明產(chǎn)品比其他產(chǎn)品指標(biāo)較好，最終降低了聚酯合成的能源消耗，解決了長(zhǎng)期以來(lái)傳統(tǒng)制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的高能耗問(wèn)題。另外，制品透明性好，剛性強(qiáng)，一旦在全國(guó)范圍推廣，將給聚酯行業(yè)帶來(lái)巨大的貢獻(xiàn)。權(quán)利要求1、一種采用增粘劑制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法，其特征在于，所述方法如下以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為基本原料，按摩爾比1∶1～2.5制備成漿料，攪拌均勻后，通過(guò)漿料泵將所述漿料加入到反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5～6小時(shí)，溫度250～280℃，生成齊聚物；再經(jīng)泵將酯化反應(yīng)后的齊聚物通過(guò)齊聚物管線注入預(yù)縮聚反應(yīng)釜內(nèi)，在所述齊聚物管線上應(yīng)同時(shí)利用計(jì)量泵添加添加劑；預(yù)縮聚反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度在270～296℃，真空度為0.5～20mmHg，反應(yīng)時(shí)間為0.5～6小時(shí)；生成的產(chǎn)物進(jìn)入最終縮聚反應(yīng)釜，最終縮聚反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度為285～295℃，真空度≤1mmHg，反應(yīng)時(shí)間為0.5～5小時(shí)，形成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。2、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加劑包括增粘劑和催化劑；所述催化劑在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的含量小于等于250ppm。3、如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述添加劑還包括共聚物、二甘醇、穩(wěn)定劑及調(diào)色劑中的一種或幾種物質(zhì)。4、如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述增粘劑主要包括改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物與偏苯三酸酐；添加時(shí)，將改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物與偏苯三酸酐溶解在乙酸乙酯里，形成溶液，所述溶液的濃度是0.1~2克/毫升，再將所述溶液添加到齊聚物管線上，所述溶液的添加量為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的0.1%~1%，單位是質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。5、如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述催化劑為金屬化合物；所述金屬化合物包括銻系、鍺系、鈦系、鋁系或鈷系化合物。6、如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述改性過(guò)的苯乙烯丙烯酸共聚物的側(cè)鏈上含有3~9個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。7、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述共聚物為間苯二甲酸，間苯二甲酸的添加量為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的0.5%~5%，單位為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。8、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述添加劑先分別溶于乙二醇中，在常溫或加熱到100。C士1(TC并攪拌5士2小時(shí)，制成各自的混合液，再進(jìn)行添加。9、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為多聚磷酸，所述穩(wěn)定劑在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯中的含量小于等于30ppm;所述調(diào)色劑為顏料。10、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述齊聚物的特性粘度在0.3~0.6dL/g。全文摘要本發(fā)明涉及一種化學(xué)制品的生產(chǎn)方法，具體地說(shuō)是一種采用增粘劑制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的方法。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述方法如下以對(duì)苯二甲酸和乙二醇為基本原料，按摩爾比1∶1～2.5制備成漿料，通過(guò)漿料泵將所述漿料加入到反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成齊聚物；再經(jīng)泵將酯化反應(yīng)后的齊聚物通過(guò)齊聚物管線注入預(yù)縮聚反應(yīng)釜內(nèi)，在所述齊聚物管線上應(yīng)同時(shí)利用計(jì)量泵添加添加劑；生成的產(chǎn)物進(jìn)入最終縮聚反應(yīng)釜，最終縮聚反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度為285～295℃，真空度≤1mmHg，反應(yīng)時(shí)間為0.5～5小時(shí)，形成聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。本發(fā)明可以縮短縮聚反應(yīng)時(shí)間及SSP時(shí)間。文檔編號(hào)C08G63/183GK101544750SQ20091003154公開(kāi)日2009年9月30日申請(qǐng)日期2009年4月22日優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日發(fā)明者晨陳,陳冠華,陳美華申請(qǐng)人:無(wú)錫國(guó)能新材料科技有限公司