一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方及其工艺方法组成比例

本发明专利技术公开并提供了一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方及其工艺方法，本发明专利技术使用了回收塑料，不仅缓解环境污染问题，还可以给企业带来经济效益。本发明专利技术主要技术方案为：在浆料釜中加入对苯二甲酸或酯或二者混合物、回收PET塑料、乙二醇、改性二醇、催化剂及添加剂、其他改性二酸或二酯和其他改性二醇，充分搅拌形成浆料；将浆料加入到酯化反应单元，在一定温度和压力下进行降解反应和酯化反应；至反应结束，将酯化反应单元的液体加入到聚合反应单元中，在低压下进行真空聚合反应，至反应结束切粒得到共聚酯切片。本发明专利技术应用于非结晶性共聚酯PETG合成和生产的技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方及其工艺方法
本专利技术属于非结晶性共聚酯PETG合成和生产的
，具体涉及一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方及其工艺方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethyleneterephthalate，PET）是一种重要的高分子材料，主要应用为涤纶纤维、包装材料和工程塑料。2018年，世界PET产能达到9370万吨，其中，中国产能5528万吨，约占全球总产能的59%。世界PET工业的迅猛发展导致了废旧PET制品日益增多。废旧PET制品回收再利用不仅可以减少石油的消耗，而且可以减少废弃物对环境的污染。打造可循环的再生产业链对于聚酯材料的可持续发展具有重要意义。目前，随着科技和工程技术的进步，PET最主要的两种原材料对苯二甲酸（PTA）、乙二醇（MEG）和PET的生产都快速走向了规模化和集约化，并与上下游产业协同一体发展，这驱动PET的原材料成本和生产成本不断下降。原生PET工业蓬勃发展，但是再生PET产业却不容乐观。近几年，随着国家对不合规回收PET工厂的整治、提升和淘汰，PET制品的回收成本越来越高，市场上已经多次、长时间出现回收PET价格高于原生PET切片价格的现象。我国回收PET主要用来制造再生PET纤维，其产能已超1000万吨/年，处于世界首位。如公开号为CN103911681A的中国专利，其公开了一种利用回收的PET瓶片制造纺织用长丝的方法，将PET碎片加入到双螺杆挤出机中，经熔融共混的熔体与加入的二元醇进行醇解反应，并将得到的熔体在负压下进行聚合反应后出丝得到纺织用长丝。然而，随着原材料供应受限、政府对原材料污染控制和对企业管理能力要求越来越高，特别是原生PET纤维行业价格的冲击，再生PET纤维行业已经进入了停滞和谨慎的发展状态。近期，使用回收PET制备非纤维用途产品引起了越来越多的关注。如公开号为CN106009545B的中国专利，其公开了一种废PET回收后直接熔融生产膜片的方法及膜片；公开号为CN105462055A的中国专利，其公开了一种汽车风扇风轮用增强PP/回收PET瓶片合金及其制备方法；公开号为CN103554380A的专利，其公开了一种利用混合醇醇解RPET塑料制备不饱和聚酯树脂的工艺。发达国家在回收PET再利用领域更加关注新技术开发，倾向于开发高附加值的新型应用产品。文献Joule3,1006-1027(CombiningreclaimedPETwithbio-basedmonomersenablesplasticsupcycling)使用回收PET制备高附加值、长使用寿命的纤维增强复合材料，节约了57%的供应链总能量，降低了40%的温室气体排放。据相关报道，Carbios公司成功的开发出一种生物再循环工艺技术，将各种回收的PET塑料通过生物工程酶在16个小时内分解成其原始成分，并重新制备为基础的塑料制品。PETG是在PET的分子结构中引入有效控制结晶度的单体片段而生成的非结晶共聚酯材料，具有高度透明性、极佳的耐候性和耐化学性、突出的低温韧性和抗冲击性能，而且加工成型性能极佳，广泛的用做瓶材、板材、片材、膜材、异型材、卡基材料等。若能使用回收PET进行非结晶共聚酯PETG的生产不仅可以减少聚酯行业对石油的依赖程度，而且还可以有效降低PETG生产过程的能量消耗和温室气体排放。从环境保护的角度来看，使用回收PET进行高附加值产品PETG的生产可以减少废弃塑料对环境的破坏、驱动PET回收产业升级，从而推动生态文明建设。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方及其工艺方法，本专利技术使用回收PET代替非结晶性共聚酯PETG生产中部分石油基原材料，降低了PETG生产过程的能量消耗和温室气体排放，以回收PET生产高附加值的非结晶性共聚酯PETG是回收塑料价值升级、变废为宝的过程，不仅减少了石油资源的消耗，而且高附加值产品会驱动塑料回收升级，进一步推动了低碳经济和生态文明建设。本专利技术所采用的技术方案是：所述使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方组分按重量计包括：A物质：100份回收PET塑料：1~320份B物质：0~150份乙二醇：37~700份改性二醇：0~163份其他二醇：0~50份催化剂（以中心原子计）：0~0.5份稳定剂（以中心原子计）：0~0.02份添加剂：0~5份其中所述A物质为对苯二甲酸，或者为对苯二甲酸酯，或者为对苯二甲酸和对苯二甲酸酯的混合物；所述B物质为改性二酸，或者为改性二酯，或者为改性二酸和改性二酯的混合物。使用回收PET制备非结晶性共聚酯PETG的工艺过程含有浆料制备、降解和酯化反应及聚合反应三个步骤，但是在细节上存在明显差异，如下步骤：a、浆料制备按照权利要求1中的所述使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方，将物质A、回收PET塑料、乙二醇、改性二醇、催化剂、添加剂、稳定剂加入到浆料釜中，将所加入原料在一定温度下充分搅拌形成浆料；所述A物质为对苯二甲酸，或者为对苯二甲酸酯，或者为对苯二甲酸和对苯二甲酸酯的混合物；b、降解和酯化反应将步骤a中获得的浆料加入到酯化反应单元的酯化釜中，在一定温度和压力下进行降解反应和酯化反应，至反应结束；c、聚合反应将步骤b中反应结束得到的液体加入到聚合反应单元的聚合釜中，在低压下进行真空聚合反应，至反应结束切粒得到非结晶共聚酯PETG。如上所述，本专利技术使用回收PET制备非结晶性共聚酯PETG以传统PET和PETG生产的工艺技术为基础。本专利技术的工艺技术可以间歇化、半连续化和连续化操作，适用于二釜、三釜、四釜和五釜（不含浆料釜）的反应流程。本专利技术中，回收PET用量为非结晶共聚酯PETG理论产量的1~65%，当回收PET用量高于65%时，所得产品在色值和亮度等方面将得不到保证。在本专利技术中，回收PET的加入点有二：浆料釜和酯化釜，可以选择将配方中所有回收PET一次性加入到浆料釜或酯化釜中，也可以选择在此两个加入点同时加入，当酯化釜有两个或多个时，优先选择第一个酯化釜作为回收PET的加入点。本专利技术赋予终产品PETG非结晶性质的改性二醇为顺1,4-环己烷二甲醇、反1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇中的一种或几种的混合物，以纯品或溶液的形式加入，若以溶液的形式加入，溶剂为水、乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇中的一种或多种，优选水和乙二醇。改性二醇或其溶液加入点为浆料釜、酯化釜、浆料釜与酯化釜间的管线中的一个或多个，当酯化釜有两个或多个时，优先选择第一个酯化釜作为改性二醇的加入点。本专利技术除了使用对苯二甲酸或对苯二甲酸酯或二者混合物外，还可以加入其他二酸或二酯类对产品或工艺进行改性，其中二酸为间苯二甲酸、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方，其特征在于：所述使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方组分按重量计包括：/nA物质： 100份/n回收PET塑料： 1~320份/nB物质： 0~150份/n乙二醇： 37~700份/n改性二醇： 0~163份/n其他二醇： 0~50份/n催化剂（以中心原子计）： 0~0.5份/n稳定剂（以中心原子计）： 0~0.02份/n添加剂： 0~5份/n其中所述A物质为对苯二甲酸，或者为对苯二甲酸酯，或者为对苯二甲酸和对苯二甲酸酯的混合物；所述B物质为改性二酸，或者为改性二酯，或者为改性二酸和改性二酯的混合物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方，其特征在于：所述使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方组分按重量计包括：
A物质：100份
回收PET塑料：1~320份
B物质：0~150份
乙二醇：37~700份
改性二醇：0~163份
其他二醇：0~50份
催化剂（以中心原子计）：0~0.5份
稳定剂（以中心原子计）：0~0.02份
添加剂：0~5份
其中所述A物质为对苯二甲酸，或者为对苯二甲酸酯，或者为对苯二甲酸和对苯二甲酸酯的混合物；所述B物质为改性二酸，或者为改性二酯，或者为改性二酸和改性二酯的混合物。


2.一种使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法包括如下步骤：
a、浆料制备
按照权利要求1中的所述使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的基础生产配方，将物质A、回收PET塑料、乙二醇、改性二醇、催化剂、添加剂、稳定剂加入到浆料釜中，将所加入原料在一定温度下充分搅拌形成浆料；所述A物质为对苯二甲酸，或者为对苯二甲酸酯，或者为对苯二甲酸和对苯二甲酸酯的混合物。
b、降解和酯化反应
将步骤a中获得的浆料加入到酯化反应单元的酯化釜中，在一定温度和压力下进行降解反应和酯化反应，至反应结束。
c、聚合反应
将步骤b中反应结束得到的液体加入到聚合反应单元的聚合釜中，在低压下进行真空聚合反应，至反应结束切粒得到非结晶共聚酯PETG。


3.根据权利要求2所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：步骤a中的所述回收PET塑料可以单独加入浆料釜，或单独加入酯化釜，或以一定的比例在浆料釜和酯化釜中共同加入。


4.根据如权利要求2所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：在步骤a中，按照产品要求还可以在浆料釜中加入B物质和其他二醇；所述B物质为改性二酸，或者为改性二酯，或者为改性二酸和改性二酯的混合物。


5.根据权利要求1、2和5所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：步骤a中的改性二醇为顺1,4-环己烷二甲醇、反1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇中的一种或几种的混合物。


6.根据如权利要求2所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述改性二醇可以替换为改性二醇溶液；步骤a中的改性二醇或改性二醇溶液加入点为浆料釜、酯化釜、连接管线中的一个或多个，所述连接管线为浆料釜与酯化釜间的管线。


7.根据权利要求6所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述改性二醇溶液的溶剂为乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇中的一种或多种与水的混合物。


8.根据权利要求1和4所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述改性二酸为间苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、4,4`-联苯二甲酸中的一种或几种的混合物。


9.根据权利要求1和4所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述改性二酯为间苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、1,4-萘二甲酸二甲酯、1,4-萘二甲酸二乙酯、2,6-萘二甲酸二甲酯、2,6-萘二甲酸二乙酯、2,5-呋喃二甲酸二甲酯、2,5-呋喃二甲酸二乙酯、4,4`-联苯二甲酸二甲酯、4,4`-联苯二甲酸二乙酯中的一种或几种的混合物。


10.根据权利要求1和4所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述其他二醇为二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-苯二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁基二醇、异山梨醇、聚合二醇、双酚A、对苯二酚、间苯二酚中的一种或几种的混合物。


11.根据权利要求1和2所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述对苯二甲酸酯为对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、对苯二甲酸二乙二醇酯中的一种或几种的混合物。


12.根据权利要求1和2所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述催化剂为锑化合物、钛化合物、锗化合物、钴化合物、锡化合物、锌化合物、铝化合物、镁化合物、锰化合物、酶类催化剂中的一种或几种的混合物；所述催化剂的加入点为浆料釜、酯化釜、聚合釜、连接管路中的一个或多个，所述管线管路为浆料釜与酯化釜间的管线、酯化釜间的管线、酯化釜和聚合釜间的管线、聚合釜间的管线中的一个或多个。


13.根据权利要求12所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述催化剂包含锑化合物，所述锑化合物选自乙二醇锑、三氧化二锑、乙酸锑中的一种或多种的混合物。


14.根据权利要求12所述的使用回收PET塑料制备非结晶共聚酯PETG的工艺方法，其特征在于：所述催化剂包含钛化合物，所述钛化合物选自钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：康念军，张放，陈明，马世魁，陈国康，胡广君，崔凤祥，朱振达，
申请(专利权)人：珠海华润化学材料科技有限公司，华润化学材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44