【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精细化工，具体涉及一种用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚萘二甲酸乙二醇酯（pen）是一种高性能聚酯材料，具有优良的物理化学性能。工业上常通过萘二甲酸二甲酯与乙二醇进行缩聚反应合成。聚萘二甲酸乙二醇酯（pen）化学结构与聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）相似，不同之处在于pen由刚性更大的萘环代替了pet分子链中的苯环，萘环结构使pen具有比pet更高性能表现。相较于pet树脂，pen树脂具有优良的热稳定性、小分子阻隔性、紫外线阻隔性和耐化学品性能，广泛应用于电子信息、高端电子器件封装、光学器件、特种纤维及织物和食品包装等领域，被誉为21世纪最具影响力的新兴聚合物材料之一。
2、催化剂在pen缩聚过程中起着至关重要的作用。理想的催化剂不仅需要高效地促进pen的缩聚反应，提高聚合速率和产物的分子量，还必须在高温条件下具有优异的抗副反应能力，特别是要能够抑制醚化反应的发生。目前，工业上合成聚酯常用的催化剂有锑系、钛系、铋系和锌系催化剂。例如，cn103772673a公开了一种以乙二醇钛为催化剂的pet聚酯切片合成方法，获得了色值较低的pet聚酯产品。cn118063746a公开了一种含三醋酸锑的聚合用催化剂，获得了良好的催化效果。cn110577631a公开了一种采用钛系催化剂的pen工业合成方法，经过固相增粘后得到了高粘度pen树脂。
3、在多种催化剂中，钛系催化剂由于其催化效率高且毒性低的优点已经成为用量最大的催化剂体系之一。然而，在缩聚过程中
4、因此，选择合适的催化剂，特别是能够在高温下保持稳定性并抑制醚化副反应的催化剂，是pen工业化生产中的关键问题。当前研究重点集中于开发能够在高温下有效控制反应路径、避免醚化副反应的催化体系，以确保高品质的pen产品。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的钛系催化体系下，pen缩聚反应的醚化副反应不可控的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂及其制备方法和应用，该催化剂通过与聚萘二甲酸乙二醇酯树脂中的酯键和羟基相互作用，形成多元环中间体，并调整分子内部的电子云排布，成功抑制了醚化副反应的发生。这一机制有效减少了二甘醇片段的生成，从而避免了pen树脂在聚合过程中出现的黄变问题，显著提升了产品的色度和质量，具有显著的工业化应用价值。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、将钛盐、镁盐、水解促进剂与水在100-300℃下进行静态反应12-48 h，得到双金属凝胶；
5、向双金属凝胶中加入乙二醇在80-180℃下反应3-6 h，过滤，干燥，得到聚合用钛-镁双金属催化剂。
6、本专利技术进一步的改进在于，钛盐、镁盐、水解促进剂的摩尔比0.5-1.5：1.0-3.0：0.005-0.02。
7、本专利技术进一步的改进在于，水的质量为钛盐、镁盐、水解促进剂的总质量的2-4倍。
8、本专利技术进一步的改进在于，钛盐为钛酸四丁酯或氯化钛。
9、本专利技术进一步的改进在于，镁盐为醋酸镁、硝酸镁或氯化镁。
10、本专利技术进一步的改进在于，水解促进剂为氨水、碳酸氢钠、醋酸钠、甲胺、吡啶中的一种或者两种的混合物。
11、本专利技术进一步的改进在于，水解促进剂为氨水、碳酸氢钠、醋酸钠、甲胺、吡啶中的两种物质的混合物时，两种物质的质量比为1：1。
12、本专利技术进一步的改进在于，乙二醇质量为双金属凝胶质量的1-3倍。
13、一种用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂，所述催化剂的特性黏数为0.65-1.10 dl/g，二甘醇含量为0.05%-1%，黄度值yi为0.05-0.5，透光率＞89%。
14、一种用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂在合成pen树脂中的应用。
15、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
16、（1）催化剂生产工艺简单。本专利技术提供的双金属催化剂使用常规化学试剂，反应条件相对温和，溶剂使用量少，煅烧温度低，耗能少，总制备时间短，工业化生产可行性高，客服了现有工业上常通过高温高压水解、多级浸渍、超声洗涤分散、高温煅烧、物理研磨破碎、筛分等多步工序合成，制备过程复杂的问题。
17、（2）催化效率高。本专利技术的双金属催化剂用量显著减少，仅需添加总质量的0.3%，即可达到相同的聚合效果，合成出特性黏数达到相同等级的pen产品，克服了现有工业上合成特性粘数＞0.6dl/g的聚酯树脂通常添加总质量的0.5%左右，用量多的问题。这一催化剂的高效性不仅降低了催化剂的用量，节约了生产成本，还减少了生产过程中的副反应发生率，进一步提升了产品质量和一致性。此外，减少催化剂的使用量还能降低金属残留对产品性能的潜在影响，符合绿色环保生产的要求，极具工业化应用价值。
18、（3）醚化副反应少。本专利技术中的钛-镁双金属催化剂通过与酯键和羟基形成多元环中间体，并改变电子云排布方式，有效抑制了醚化副反应的发生，减少了二甘醇片段的生成，能有效避免醚化副反应的发生，避免了pen树脂的黄变问题，产品中而感触含量低至0.5%以下，聚合物分子链规整性较好，容易结晶，在加工过程中更容易结晶，形成更高强度的pen制品，该催化剂具备合成简单、催化效果显著、pen产品色度低等优点，适用于需要优异物理性能的工业应用场景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，钛盐、镁盐、水解促进剂的摩尔比0.5-1.5：1.0-3.0：0.005-0.02。
3.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，水的质量为钛盐、镁盐、水解促进剂的总质量的2-4倍。
4.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，钛盐为钛酸四丁酯或氯化钛。
5.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，镁盐为醋酸镁、硝酸镁或氯化镁。
6.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，水解促进剂为氨水、碳酸氢钠、醋酸钠、甲胺、吡啶中的一种或者两种的混合物。
7.根据权利要求6所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-
8.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，乙二醇质量为双金属凝胶质量的1-3倍。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述方法制备的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂，其特征在于，所述催化剂的特性黏数为0.65-1.10 dL/g，二甘醇含量为0.05%-1%，黄度值YI为0.05-0.5，透光率＞89%。
10.一种根据权利要求1-8任意一项所述方法制备的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂在合成PEN树脂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，钛盐、镁盐、水解促进剂的摩尔比0.5-1.5：1.0-3.0：0.005-0.02。
3.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，水的质量为钛盐、镁盐、水解促进剂的总质量的2-4倍。
4.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，钛盐为钛酸四丁酯或氯化钛。
5.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，其特征在于，镁盐为醋酸镁、硝酸镁或氯化镁。
6.根据权利要求1所述的用于合成聚萘二甲酸乙二醇酯树脂的钛-镁双金属催化剂的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，杨发虎，张立群，陈秋震，刘栋，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。