【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚酯合成，具体涉及一种复合催化剂及其在无锑聚酯纤维合成中的应用。
技术介绍
1、聚酯纤维是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，因其优异的模量、强度、弹性、保形性和耐热性等优点，已经成为用途最广、消耗量最大的化纤品种之一，占纺织用纤维总量的50％以上，常用于家居、服饰、工业纺织品等领域。
2、聚酯纤维的合成过程包括酯化和缩聚阶段，催化剂在其中起着至关重要的作用，目前应用最广泛的主要是锑系、锗系和钛系催化剂。锑系催化剂催化活性高、副反应少、价格便宜，在聚酯领域已基本实现大规模产业化，但是锑类化合物作为催化剂时容易产生“灰雾”，在自然界中与砷共存，属于有毒类物质，不符合绿色健康的环保理念；锗系催化剂制备的聚酯产品色相较好，但是自然界中锗资源稀缺，导致价格昂贵，在反应过程中很难控制催化活性导致未工业化应用，主要应用于成膜过程中；而钛系催化剂在自然界中蕴藏丰富且无毒无害，并且催化活性高，从而替代其他催化剂得到了广泛的关注。
3、现有技术应用的钛系催化剂存在较易水解、引发的副反应较多、热稳定性差等问题，导致合成的聚酯纤维产品颜色发黄、结晶性能和耐高温性能差，在一定程度上限制了其在实际生产中的应用，另外常规聚酯纤维具备易燃的特性，其极限氧指数较低，且燃烧时极易发生滴落，容易造成二次燃烧，限制了其在实际生产中进一步的应用。
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合催化剂及其在无锑聚酯纤维合成中的应用
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种复合催化剂，所述复合催化剂为利用羧基改性蒙脱土接枝阻燃助催化剂，然后进一步采用水热法原位负载二氧化钛制成；其中阻燃助催化剂为利用1，5-萘二胺、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、对苯二甲醛和dopo为原料合成组分一，然后将组分一、2-甲基咪唑和六水合硝酸锌反应制成；
4、其制备方法包括以下步骤：
5、a、取钠基蒙脱土超声分散于去离子水中，加入5-羧基戊基-三苯基溴化磷超声分散均匀，置于75～85℃下搅拌反应3～5h，反应完成后经抽滤、洗涤、干燥，制备得到羧基改性蒙脱土；
6、b、取1，5-萘二胺和γ-脲丙基三乙氧基硅烷于反应器中，加入乙醇溶剂超声分散均匀，取对苯二甲醛溶于乙醇后加入至反应器中，置于55～70℃下回流反应3～5h，然后取dopo溶于乙醇后加入至反应器中，升温至75～85℃继续反应4～6h，得到组分一，取2-甲基咪唑溶于甲醇后加入至组分一中，置于45～55℃下搅拌1～2h，然后取六水合硝酸锌溶于甲醇后继续加入至反应器中，置于35～40℃下反应1～2h，反应完成后经离心、洗涤、干燥，制备得到阻燃助催化剂；
7、c、取羧基改性蒙脱土超声分散于去离子水中，得到分散液，取去离子水、edc和nhs混合均匀，得到混合液，将混合液加入至分散液中，然后加入阻燃助催化剂，置于35～55℃下搅拌反应4～6h，反应完成后经离心、洗涤、干燥，制备得到功能改性蒙脱土；
8、d、取功能改性蒙脱土超声分散于去离子水中，得到分散液，取氢氧化钠溶液于反应器中，控制水浴温度为50～65℃，缓慢滴加四氯化钛溶液，然后将得到的分散液加入至反应器中，升温至80～90℃继续搅拌反应1～3h，反应完成后调节体系ph值至5～6，经抽滤、洗涤、干燥，制备得到复合催化剂。
9、优选地，所述步骤a中钠基蒙脱土与5-羧基戊基-三苯基溴化磷的质量比为1：0.1～1。
10、优选地，所述步骤b中1，5-萘二胺、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、对苯二甲醛、dopo、2-甲基咪唑和六水合硝酸锌的摩尔比为1：1～2：1～3：2～4：2～2.4：0.35～0.4。
11、优选地，所述步骤c中羧基改性蒙脱土和阻燃助催化剂的质量比为1：0.05～0.5。
12、优选地，所述步骤c中edc和nhs的摩尔比为4～6：1。
13、优选地，所述步骤d中氢氧化钠溶液的浓度为2～5mol/l。
14、优选地，所述步骤d中四氯化钛溶液的浓度为2～4mol/l，所述四氯化钛溶液的滴加速度为3～5ml/min。
15、优选地，所述步骤d中分散液所含功能改性蒙脱土和去离子水的添加比为5～10g：60～100ml，所述分散液、氢氧化钠溶液和四氯化钛溶液的体积比为2～3：2～2.5：1～2。
16、如上所述的复合催化剂在无锑聚酯纤维合成中的应用。
17、优选地，所述聚酯纤维为pet纤维、ptt纤维、pbt纤维中的一种。
18、本专利技术的有益效果：
19、本专利技术首先利用耐温性能好的5-羧基戊基-三苯基溴化磷对钠基蒙脱土进行羧基化改性，同时本专利技术利用1，5-萘二胺、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、对苯二甲醛和dopo为原料合成组分一，将对苯二甲醛一端的醛基和γ-脲丙基三乙氧基硅烷结构中的氨基反应产生n＝hc键，对苯二甲醛另一端的醛基和1，5-萘二胺结构中的一端氨基反应产生n＝hc键，然后利用dopo结构中的p-h键和n＝hc键发生加成反应，制备得到具备阻燃效果的组分一，其中1，5-萘二胺具有较高热稳定性，在高温下能够释放出抑制燃烧的烟雾和难燃性气体，dopo作为有机磷阻燃剂中的一种，dopo和1，5-萘二胺起到协效阻燃效果，另外本专利技术利用2-甲基咪唑和六水合硝酸锌配位形成高度规整的介孔结构zif-8，然后使组分一结构中的硅羟基接枝金属有机材料zif-8，其中zif-8含有金属离子和高含量的氮，可作为含氮阻燃剂的同时具备催化效果，制备得到阻燃助催化剂，然后将阻燃助催化剂结构中的氨基基团与羧基改性蒙脱土发生酰胺化反应，从而将阻燃助催化剂引入蒙脱土层状结构中，使蒙脱土层间距增大，有利于蒙脱土的分散，将功能改性蒙脱土添加到基体材料中，可改善材料的热性能、结晶性能等，最后以功能改性蒙脱土为载体，采用水热法在功能改性蒙脱土表面原位负载二氧化钛合成了复合催化剂，解决了二氧化钛分散不均匀、易团聚的问题，同时大幅提升了催化效率，避免了聚酯纤维产品易发黄的问题，另外所合成的聚酯热稳定性、结晶性能和阻燃性能均有所提高。
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1.一种复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂为利用羧基改性蒙脱土接枝阻燃助催化剂，然后进一步采用水热法原位负载二氧化钛制成；其中阻燃助催化剂为利用1，5-萘二胺、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、对苯二甲醛和DOPO为原料合成组分一，然后将组分一、2-甲基咪唑和六水合硝酸锌反应制成；
2.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤A中钠基蒙脱土与5-羧基戊基-三苯基溴化磷的质量比为1：0.1～1。
3.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤B中1，5-萘二胺、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、对苯二甲醛、DOPO、2-甲基咪唑和六水合硝酸锌的摩尔比为1：1～2：1～3：2～4：2～2.4：0.35～0.4。
4.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤C中羧基改性蒙脱土和阻燃助催化剂的质量比为1：0.05～0.5。
5.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤C中EDC和NHS的摩尔比为4～6：1。
6.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤D中氢氧化钠溶液的浓度为2～5mol
7.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤D中四氯化钛溶液的浓度为2～4mol/L，所述四氯化钛溶液的滴加速度为3～5mL/min。
8.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤D中分散液所含功能改性蒙脱土和去离子水的添加比为5～10g：60～100mL，所述分散液、氢氧化钠溶液和四氯化钛溶液的体积比为2～3：2～2.5：1～2。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的复合催化剂在无锑聚酯纤维合成中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述聚酯纤维为PET纤维、PTT纤维、PBT纤维中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种复合催化剂，其特征在于，所述复合催化剂为利用羧基改性蒙脱土接枝阻燃助催化剂，然后进一步采用水热法原位负载二氧化钛制成；其中阻燃助催化剂为利用1，5-萘二胺、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、对苯二甲醛和dopo为原料合成组分一，然后将组分一、2-甲基咪唑和六水合硝酸锌反应制成；
2.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤a中钠基蒙脱土与5-羧基戊基-三苯基溴化磷的质量比为1：0.1～1。
3.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤b中1，5-萘二胺、γ-脲丙基三乙氧基硅烷、对苯二甲醛、dopo、2-甲基咪唑和六水合硝酸锌的摩尔比为1：1～2：1～3：2～4：2～2.4：0.35～0.4。
4.根据权利要求1所述的复合催化剂，其特征在于，所述步骤c中羧基改性蒙脱土和阻燃助催化剂的质量比为1：0.05～0.5。
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏启明，王松林，任冲，杜玮辰，邵正均，金雅芳，王於韦，张旭辉，刘永，
申请(专利权)人：宿迁逸达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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