專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)苯二甲酸常壓酯化生產(chǎn)聚酯漆包線漆新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于常壓直接酯化制造聚酯漆包線漆的方法，國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)為CO8G61/00。
對(duì)苯二甲酸(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PTA)和乙二醇(以下簡(jiǎn)稱(chēng)EG)，丙三醇(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DG)在催化劑作用下直接酯化，再縮聚成有一定分子量和交聯(lián)度的聚酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂再經(jīng)溶劑、稀釋劑和改性劑作用調(diào)制成具有一定粘度和固體含量的漆包線漆，這是近年來(lái)研究成功并已工業(yè)化的一種新工藝，該新工藝同傳統(tǒng)的對(duì)苯二甲酸二甲酯(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DMT)酯交換工藝相比較，它具有原料來(lái)源廣泛，省時(shí)節(jié)能，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，已受到生產(chǎn)廠家的極大關(guān)注。
聚酯漆包線漆的現(xiàn)有生產(chǎn)方法主要有以下二種1.采用DMT同EG、DG在催化劑作用下進(jìn)行酯交換，然后進(jìn)行縮聚和調(diào)漆制得聚酯漆包線漆。
2.采用滌綸邊角料(主要指廢薄膜和廢絲等)在DG的作用下醇解，然后再縮聚和調(diào)漆制得聚酯漆包線漆。
本發(fā)明的目的是提供一種用對(duì)苯二甲酸(PTA)常壓酯化生產(chǎn)聚酯漆包線漆新工藝。
PTA常壓酯化生產(chǎn)聚酯漆包線漆新工藝同現(xiàn)有聚酯漆包線漆的兩種生產(chǎn)方法相比，后兩步縮聚和調(diào)漆是完全相同的，區(qū)別在于常壓直接酯化作了改變，用PTA代替DMT，用常壓酯化工藝代替酯交換工藝。
本發(fā)明僅在常壓酯化部分進(jìn)行說(shuō)明，縮聚及調(diào)漆部分同現(xiàn)有技術(shù)一致，不在此說(shuō)明。


圖1為PTA常壓酯化新工藝的流程框圖。
圖2為DMT酯交換法的流程框圖。
圖3為實(shí)施本發(fā)明方法的實(shí)驗(yàn)室流程圖。
為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，在常壓直接酯化新工藝中，原料投料摩爾配比可按PTA/EG/DG＝DMT/EG/DG＝1/0.8-1.8/0.3-0.6。
由于PTA微溶于EG和DG，反應(yīng)體系呈懸浮狀態(tài)，為了提高反應(yīng)速度，提高催化劑的活性，需使反應(yīng)溫度較DMT酯交換法(150-220℃)高達(dá)180-230℃。事實(shí)上PTA升華點(diǎn)高，反應(yīng)中升溫速度較快和較高的反應(yīng)溫度不會(huì)造成PTA升華，而對(duì)反應(yīng)速度是有利的。
PTA同EG、DG常壓酯化反應(yīng)的溫度接近或超過(guò)EG的沸點(diǎn)溫度(197.6℃)，故在酯化反應(yīng)過(guò)程中EG的蒸發(fā)損失很大，使酯化反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行完全，為此本發(fā)明在反應(yīng)釜上采用了雙功能的分餾柱。
分餾柱的主要功能是迅速有效地脫除酯化反應(yīng)中生成的水，使反應(yīng)能夠進(jìn)行完全。
分餾柱的另一主要功能是使酯化反應(yīng)中蒸發(fā)的EG通過(guò)分餾柱的冷卻能迅速有效地回流至反應(yīng)釜中，從而避免了EG的蒸發(fā)損失，保持反應(yīng)物EG足夠的過(guò)量，使酯化反應(yīng)能夠進(jìn)行完全。
PTA常壓酯化采用的催化劑有鈦酸酯類(lèi)，醋酸鹽，有機(jī)錫類(lèi)，可以單獨(dú)使用亦可以復(fù)配使用。
本發(fā)明由于提高了酯化反應(yīng)溫度，采用了催化劑和雙功能的分餾柱，故使酯化反應(yīng)進(jìn)行得很快，時(shí)間較DMT酯交換工藝大大縮短，一般3-8小時(shí)。經(jīng)分餾柱分離后的餾出液中乙二醇含量不大于5%(m)。
酯化反應(yīng)終點(diǎn)控制條件為1.產(chǎn)物透明;
2.酯化產(chǎn)物酸值≤3mg KOH/g。
PTA直接酯化反應(yīng)結(jié)束后，可進(jìn)行縮聚和調(diào)漆，這兩個(gè)部分同現(xiàn)有技術(shù)完全一致，在此不作說(shuō)明。
參見(jiàn)常壓酯化工藝流程附圖1和圖3，其工藝操作如下，按投料摩爾比從反應(yīng)釜1的加料口加入PTA、EG、DG混同催化劑經(jīng)計(jì)量后，用泵5打入反應(yīng)釜1，投料結(jié)束后開(kāi)攪拌器2并開(kāi)啟夾套加熱電源升溫。待釜內(nèi)溫度升到180℃時(shí)反應(yīng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)有餾出液經(jīng)分餾柱3和冷凝器6流出，至接受罐7?？刂品逐s柱出口溫度95-100℃，使餾出液中EG含量＜5%。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，餾出液量符合理論計(jì)算值(此時(shí)注意若原料EG、DG帶水的話，餾出液量遠(yuǎn)大于理論計(jì)算值)，反應(yīng)歷時(shí)3-8小時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)物料透明，此時(shí)再維持反應(yīng)半小時(shí)，分析酯化產(chǎn)物的酸值≤3mgKOH/g，酯化反應(yīng)即告結(jié)束。
下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而非限制本發(fā)明范圍。
實(shí)施例1500ml三口圓底燒瓶，帶有溫度計(jì)，攪拌器和分餾柱。并配有餾出物接收器。在燒瓶中投入55g丙三醇，115g乙二醇和171g對(duì)苯二甲酸以及少量催化劑二月桂酸二正丁基錫，催化劑用量占PTA重量的0.02%。開(kāi)始加熱，把溫度設(shè)定到230℃，當(dāng)溫度達(dá)180℃，開(kāi)始有餾出液，控制分餾柱出口溫度為98-102℃。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度緩慢上升，大約2小時(shí)后升到225℃，保持此溫度繼續(xù)反應(yīng)，直到反應(yīng)物系透明，餾出水量接近理論值。再保溫反應(yīng)半小時(shí)后取樣分析酯化產(chǎn)物的酸值，酸值為2.5mgKOH/g，此時(shí)酯化反應(yīng)結(jié)束。然后開(kāi)始抽真空縮聚，真空度緩慢升至0.093MPa，維持真空約2小時(shí)，當(dāng)反應(yīng)物料鼓泡時(shí)，停止真空，停止加熱。在230℃加196g混甲酚，10分鐘后在200℃加入84g混甲酚，然后加入205g二甲苯，當(dāng)溫度降到85℃時(shí)，加入鈦酸四丁酯3.8g，以上過(guò)程均需不停攪拌，降至室溫即得棕色透明的粘稠液為產(chǎn)品1730聚酯漆包線漆。
實(shí)施例2
500升反應(yīng)釜，帶有錨式攪拌，釜溫顯示，分餾柱和加料口。從加料口加入PTA 171kg，EG 115kg，EG為55kg，醋酸鋅為81g。加料結(jié)束后關(guān)閉加料口，開(kāi)動(dòng)攪拌并開(kāi)始加熱。釜溫很快升為180℃，汽相溫度為90℃時(shí)有餾出液餾出。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，釜溫進(jìn)一步提高，控制柱頭溫度為95-100℃。大約2小時(shí)后釜溫為200℃，又反應(yīng)1.5小時(shí)，反應(yīng)體系透明，餾出水量接近理論值，繼續(xù)保溫反應(yīng)半小時(shí)，酯化反應(yīng)結(jié)束。在215℃開(kāi)始抽真空縮聚，最大真空度為0.095MPa，時(shí)間2小時(shí)。從高位槽加入混甲酚85kg，降解30分鐘后加入混甲酚166kg，然后把反應(yīng)液打入稀釋釜，加入二甲苯200kg，當(dāng)釜溫降到85℃時(shí)，加入鈦酸四丁酯11kg，不斷攪拌，然后過(guò)濾，包裝。產(chǎn)品為紅棕色透明粘稠液體，粘度(4＃杯/30±1℃)∶100＃，固含量(200±3℃，2h)∶32.0%。
實(shí)施例31500升反應(yīng)釜，帶有攪拌器、溫度顯示、分餾柱和加料口。在反應(yīng)釜加料口投入對(duì)苯二甲酸513kg，乙二醇355kg，丙三醇174kg，催化劑鈦酸四丁酯250g。投料結(jié)束后，開(kāi)攪拌器并開(kāi)始加熱升溫，當(dāng)釜溫升到179℃，開(kāi)始出餾出液，約3小時(shí)后釜溫升到200℃，繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，物料透明，餾出水量接近理論值，此時(shí)釜溫為225℃，再繼續(xù)保溫反應(yīng)半小時(shí)，酯化反應(yīng)結(jié)束。開(kāi)始抽真空縮聚，最大真空度為0.094MPa，時(shí)間2小時(shí)。縮聚結(jié)束后加入混甲酚560kg，降解30分鐘后又加入混甲酚240kg，然后把物料打入稀釋釜，加入二甲苯580kg，在85℃時(shí)加鈦酸四丁酯38kg，不斷攪拌。最后過(guò)濾、包裝。產(chǎn)品為紅棕色透明粘稠液體，粘度(4＃杯/30±1℃)∶109＃，固含量(200±3℃，2h)31.6%。
權(quán)利要求
1.一種由對(duì)苯二甲酸、乙二醇、丙三醇常壓直接酯化制造聚酯漆包線漆的方法，其特征在于(1)常壓酯化的工藝條件為投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸/乙二醇/丙三醇=1/0.8-1.8/0.3-0.6；酯化溫度為180-230℃；酯化時(shí)間為3-8小時(shí)(2)酯化反應(yīng)釜采用了雙功能的分餾柱，該分餾柱既能迅速有效地脫除酯化反應(yīng)中生成的水，又能迅速有效的實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物乙二醇的回流，經(jīng)分餾柱分離餾出液中EG含量＜5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于常壓直接酯化所用的催化劑可以是單一催化劑，也可以是復(fù)合催化劑，所述的單一催化劑有鈦酸酯類(lèi)，醋酸鹽類(lèi)、有機(jī)錫類(lèi)，所述的復(fù)合催化劑配方為上述單一催化劑任意二種或任意三種，并以任意比例復(fù)合，加入量為0.01-0.6%(m)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于酯化反應(yīng)終點(diǎn)控制為(1)最終產(chǎn)物透明(2)酯化產(chǎn)物酸值≤3mgKOH/g。
全文摘要
一種由對(duì)苯二甲酸、乙二醇、丙三醇常壓直接酯化制造聚酯漆包線漆的方法，其特征在于常壓酯化的工藝條件為投料摩爾比為對(duì)苯二甲酸/乙二醇/丙三醇1/0.8—1.8/0.3—0.6；酯化溫度為180—230℃；酯化時(shí)間為3—8小時(shí)。酯化反應(yīng)釜采用了雙功能的分餾柱，該分餾柱既能迅速有效地脫除酯化反應(yīng)中生成的水，又有迅速有效的實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物乙二醇的回流，經(jīng)分餾柱分離餾出液中EG含量＜5％。
文檔編號(hào)C09D167/02GK1111668SQ9510364
公開(kāi)日1995年11月15日 申請(qǐng)日期1995年4月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月6日
發(fā)明者舒新華, 范衛(wèi)榮, 朱培玉, 顧道斌, 韓建中 申請(qǐng)人:中國(guó)石化揚(yáng)州石油化工公司