一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法技术

一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳化硅晶须、镍铝尖晶石、片钠铝石晶须与高氯酸水溶液、亚磷酸水溶液混合研磨，然后进行水热反应后雾化分离干燥，煅烧，再研磨，等离子体处理，有机硅改性，过滤，洗涤，干燥，制得预置阻燃剂；(2)将醋酸、水、六偏磷酸钠水溶液和步骤(1)所得预置阻燃剂，混合，打浆分散制得专用改性液，与粗对苯二甲酸浆料融合，结晶，然后固液分离后洗涤，干燥，打浆，再固液分离后加氢精制，制得预置精对苯二甲酸。本发明专利技术制得产品具有良好的阻燃等效果。

Preparation method of functional preset terephthalic acid

The preparation method of functional prepositioned fine terephthalic acid includes the following steps: (1) lapping the silicon carbide whisker, Ni Al spinel, bauxite whisker with perchloric acid water solution and phosphoric acid water solution, and then atomizing and drying, calcining, regrinding, plasma treatment, and organosilicon modification after hydrothermal reaction. The prepositioned flame retardants were obtained by filtration, washing and drying; (2) a special modified liquid was prepared from acetic acid, water, six sodium polyphosphate water solution and step (1), mixed, and beating, fused with the crude terephthalic acid slurry, crystallized, then washed, dried, pulp after solid liquid separation, and then hydrogenated after solid liquid separation. The prefabricated terephthalic acid was prepared by refining. The product prepared by the invention has good flame retarding effect.

【技术实现步骤摘要】
一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法
本专利技术属于精对苯二甲酸品种开发
，具体涉及一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法。
技术介绍
PTA(Pureterephthalicacid)为精对苯二甲酸。PTA为石油的下端产品，通常以对二甲苯为原料，以醋酸为溶剂，在催化剂的作用下，液相氧化生成粗对苯二甲酸，再经加氢精制，结晶，分离，干燥，得到PTA。如专利US5723656、US006307099以及US4241220等描述了典型的精对苯二甲酸生产工艺。首先将原料对二甲苯溶解在含有钴锰溴催化剂的醋酸溶剂中，通入空气或者富氧进行氧化，生成粗对苯二甲酸(CTA)。典型的反应压力为0.6～1.6MPa，温度为160～200℃，反应停留时间为50～130min；反应热通过溶剂蒸发移走，含有CTA的浆料通过结晶、过滤和干燥进行液固分离，同时回收能量和催化剂；将氧化工序得到的固体送入精制单元通过催化加氢除去杂质纯化晶体，得到PTA产品。PTA是一种大宗的化学工业原料，广泛用于轻工、农业、电子、建筑、粘合剂、除草剂、纤维、塑料等国民经济的各个方面，世界上大部分的精对苯二甲酸用于生产合成材料。其合成材料具有硬度高，刚度好，强度高，有韧性等特点，可广泛应用于人们的生活和工业生产中，如可做包装薄膜、衣服、饮料瓶、胶片、机械零件、工程塑料等。但这些以石油为原料的合成材料属于易燃材料，对人们的财产和人身安全造成了严重的安全隐患，因此，开发用于合成阻燃材料的专用精对苯二甲酸具有重要的意义。改性聚酯及其产品的关键和核心是改性PTA，而在现有的文献中，精对苯二甲酸的制备主要从纯化工艺进行考虑，即减少对羧基苯甲醛等杂质的含量，降低精对苯二甲酸在后续的缩聚反应中这种杂质对反应的影响，几乎没有考虑通过开发一些新的精对苯二甲酸品种应用于一些特殊材料，如制备具有特殊功能的改性材料等。所以一直以来精对苯二甲酸产品单一，且几呼一成不变。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法。本专利技术通过在对二甲苯的氧化反应中组合阻燃剂来开发PTA的新品种，从而达到改性PTA对提升下游产品整体功能和品质效果目的。本专利技术中组合了碳化硅晶须、镍铝尖晶石、片钠铝石晶须等改性剂，能够显著提升树脂的整体功能和品质效果，而不需要特别增加额外工艺过程来提高改性剂的分散性和相容性。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳化硅晶须、镍铝尖晶石、片钠铝石晶须与高氯酸水溶液、亚磷酸水溶液混合研磨，然后进行水热反应后雾化分离干燥，煅烧，再研磨，等离子体处理，有机硅改性，过滤，洗涤，干燥，制得预置阻燃剂；(2)将醋酸、水、六偏磷酸钠水溶液和步骤(1)所得预置阻燃剂，混合，打浆分散制得专用改性液，与粗对苯二甲酸浆料融合，结晶，然后固液分离后洗涤，干燥，打浆，再固液分离后加氢精制，制得具有阻燃功能预置精对苯二甲酸。无机材料具有阻燃，阻隔，抗老化，抗菌，抗静电，保健，增强等功能；老祖宗早已用得熟门熟路，如砖瓦、陶瓷、石头、玉石、玻璃、水泥、泥巴等。砖瓦、泥墙任凭日晒雨淋风吹光照，可数百年不朽；陶瓷的阻隔性是现代阻隔材料无法比，陶瓷罐装黄酒数十年仍醇香浓郁；玉石可抗菌保健久负盛名，久用不衰。但人们对无机材料如何应用、改性有机材料，尤其是高分子材料，赋予高分子材料具有某些功能，一般都是无机功能材料简单添加共混改性，单一的功能应用，功能效果不充分，尤其是有机基体功能效果不充分，基体的品质难于保证。为了克服现有技术的不足，本专利技术经全面分析，综合优化组方，应用现代技术手段深度理化前处理，然后无机材料均匀分散融合到有机材料，在后续产品中无机材料的原始功能深度融合进有机高分子材料，随着时间的推移，无机体与有机基体两相界面逐渐形成界面相，随着时间的推移界面相不断地蔓延扩展，无机体的功能随同蔓延扩展进有机体。赋予其1+1＞2的功能效果，并提升有机高分子材料的综合物理性能。本专利技术创造性地采用在精对苯二甲酸的制备过程中预置具有阻燃功能的无机改性剂，来制备具有预置用途的精对苯二甲酸。这些改性剂中不含有单官能团物质，也不溶于水或乙酸等溶剂，而是与CTA经结晶和固液分离及干燥、加氢精制等工艺后生成含有改性剂的精对苯二甲酸，即功能改性精对苯二甲酸。与传统工艺相比并不需要特别增加额外工艺过程，这种工艺因改性剂与基体的相互作用时间长，相互融合好。这种功能预置精对苯二甲酸可应用于开发具有阻燃功能的改性材料，市场应用领域及需求量很大。由于无机材料是在精对苯二甲酸的制备过程组合其中，与传统的方法将无机材料在共聚合成或材料共混时添加相比，具有与基体的相互作用时间长，相互融合好。从而使无机材料在合成材料中均匀融合，协同效应显著，充分提升合成材料的整体功能和品质。本专利技术中融合了片钠铝石晶须、碳化硅晶须和镍铝尖晶石等，这些无机材料具有较好的协同阻燃效果，且不含活性基团，同时这些无机材料与精对苯二甲酸一样不溶于水也不溶于乙酸，因此在精对苯二甲酸的制备过程中始终会与精对苯二甲酸均匀融合在一起，而且也不用增加新的纯化或分离工艺，即可制备具有特殊预置用途的精对苯二甲酸。这种功能预置精对苯二甲酸在后续的合成过程中，其中的无机材料也充分的与基体均匀融合，从而达到良好的整体功能和品质效果，使最后合成的改性合成材料具有良好的阻燃等效果，同时大幅降低对力学等加工或使用性能的影响。作为优选，步骤(1)中混合时各组分按重量份数计含量如下：碳化硅晶须0.2-0.4份、镍铝尖晶石0.1-0.2份、片钠铝石晶须1.0-1.8份、高氯酸水溶液10-18份、亚磷酸水溶液2-5份。上述组分含量范围使得产品的阻燃效果明显且不影响影响纤维的加工和使用性能，如果含量不在上述范围，则阻燃效果变差，或提升阻燃的效果与含量相比下降，且影响纤维的加工和使用性能。混合时可将碳化硅晶须、镍铝尖晶石、片钠铝石晶须依次加入到高氯酸水溶液和亚磷酸水溶液混合液中。优选地，高氯酸水溶液的质量分数为2-4％。优选地，亚磷酸水溶液的质量分数为2-4％。优选地，研磨通过高能球磨机进行。混合研磨用液相高能球磨机进行。优选地，混合研磨时料液温度为60-80℃，研磨的时间为2-3h。优选地，水热反应的温度为150-200℃，压力为2-3MPa，时间为10-12h。水热反应可在内衬为钛的水热反应釜中进行。优选地，煅烧的温度为520-530℃，时间为4-5h。优选地，煅烧后的物料冷却至室温研磨2-4h后进行等离子体处理。优选地，等离子体处理在等离子体反应器中进行。等离子体反应器优选为搅拌式等离子体反应器。优选地，等离子体处理以氮气为载气，在40-60Pa、30-80W功率下进行射频等离子体处理5-10min。优选地，有机硅改性具体为：将等离子体处理后的产物与有机硅的乙醇溶液混合在60-70℃下超声分散1-2h。然后可经过滤，洗涤，干燥，任选地过筛制得预置阻燃剂。洗涤可用无水乙醇进行充分洗涤。过筛可为过250-350目筛。优选地，等离子体处理后的产物占有机硅质量的15-20％。有机硅的乙醇溶液中有机硅的质量分数为20-40％，开始有利于抗老化剂的分散，优选为30％。作为优选，步骤(2)中按重量份数计各组分加入量分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳化硅晶须、镍铝尖晶石、片钠铝石晶须与高氯酸水溶液、亚磷酸水溶液混合研磨，然后进行水热反应后雾化分离干燥，煅烧，再研磨，等离子体处理，有机硅改性，过滤，洗涤，干燥，制得预置阻燃剂；(2)将醋酸、水、六偏磷酸钠水溶液和步骤(1)所得预置阻燃剂，混合，打浆分散制得专用改性液，与粗对苯二甲酸浆料融合，结晶，然后固液分离后洗涤，干燥，打浆，再固液分离后加氢精制，制得预置精对苯二甲酸。

【技术特征摘要】
1.一种功能预置精对苯二甲酸的制备方法，包括如下步骤：(1)将碳化硅晶须、镍铝尖晶石、片钠铝石晶须与高氯酸水溶液、亚磷酸水溶液混合研磨，然后进行水热反应后雾化分离干燥，煅烧，再研磨，等离子体处理，有机硅改性，过滤，洗涤，干燥，制得预置阻燃剂；(2)将醋酸、水、六偏磷酸钠水溶液和步骤(1)所得预置阻燃剂，混合，打浆分散制得专用改性液，与粗对苯二甲酸浆料融合，结晶，然后固液分离后洗涤，干燥，打浆，再固液分离后加氢精制，制得预置精对苯二甲酸。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中混合时各组分按重量份数计含量如下：碳化硅晶须0.2-0.4份、镍铝尖晶石0.1-0.2份、片钠铝石晶须1.0-1.8份、高氯酸水溶液10-18份、亚磷酸水溶液2-5份；优选地，高氯酸水溶液的质量分数为2-4％；优选地，亚磷酸水溶液的质量分数为2-4％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中研磨通过高能球磨机进行；优选地，混合研磨时料液温度为60-80℃，研磨的时间为2-3h。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中水热反应的温度为150-200℃，压力为2-3MPa，时间为10-12h；优选地，煅烧的温度为520-530℃，时间为4-5h；优选地，煅烧后的物料冷却至室温研磨2-4h后进行等离子体处理。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中等离子体处理在等离子体反应器中进行；优选地，等离子体处理以氮气为载气，在40-60Pa、30-80W功率下进行射频等离子体处理5-10min；优选地，有机硅改性具体为：将等离子体处理后的产物与有机硅的乙醇溶液混合在60-70℃下超声分散1-2h；优选地，等离子体处理后的产物占有机硅质量的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琪，庞学松，范艳苹，凌荣根，张芳，
申请(专利权)人：浙江省现代纺织工业研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33