一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，其特征在于，包括以下的步骤：1)将废旧聚酯材料进行除水、除氧处理，并经预处理得到废旧聚酯原料；2)将废旧聚酯和乙二醇在醇解催化剂的作用下进行解聚，过滤制得高纯度的废聚酯解聚液；3)将废聚酯解聚液与抗菌剂粉体搅拌混合，并添加稳定剂与抗氧剂，共同加入聚合釜进行预缩聚、缩聚、终缩聚实现抗菌再生聚酯的原位聚合，然后以挤出造粒制备再生抗菌聚酯功能母粒；4)所得混合物按照常规流程加工成纤维、膜类、注塑件等多种产品。本发明专利技术赋予再生聚酯以广谱抗菌的功效；同时大大减少石油消耗、能源消耗，具有明显的绿色产品特征，防止环境污染、节能减排的优势和很强的环保效益。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法
本专利技术涉及一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，属于化学纤维材料领域。
技术介绍
截止至2019年11月份，中国涤纶产量超4300万吨，同比增长14.8％。当前消费模式下，全球纺织服装类产品的消费量逐年增长，产生了数量巨大的废旧聚酯，造成资源浪费，也对环境产生较大影响。废旧聚酯的回收再利用一直是近年来纺织行业关注的焦点之一。聚酯回收再利用方法有物理再生法和化学再生法。物理回收法一般是指在废旧聚酯产品在化学结构不变的情况下通过对废旧纺织品进行破碎、开松、纺纱、热处理等物理过程生产再生产品。物理再生法原料选择要求高、降级再生，且再生聚酯的机械性能较低，在回收过程中易产生甲醛。化学再生法是将废旧聚酯类材料进行分离破碎后，在一定的化学条件下进行解聚生成低分子化合物或酯单体，再进行精制、再聚合，用于生产聚酯纤维。当前常用的废旧聚酯类材料解聚方法有水解法、甲醇解聚法、乙二醇解聚法和醇碱联合解聚法。其中醇碱联合解聚法目前尚未实现工业化生产，且乙二醇法具有相较于水解法和甲醇醇解法降解条件更加温和，回收率更高的优点，成为目前主流的化学回收方法。目前乙二醇法初步实现工业化生产，但再生聚酯的品质与原生聚酯相比偏低，同质化程度高，难以高附加值利用，因此需要将其向抗菌、阻燃、易染等方向进行研发。在聚酯领域采用的抗菌方法有复合法、涂料法以及共混法。其中复合法指聚合物与抗菌基团复合使制品具有抗菌性能，例如：在201911352607.5公开了一种生产抗菌聚酯材料的方法，此方法将聚合单体与带有抗菌作用基团的单体共聚，获得的聚酯材料通过改变材料表面的物理化学性质，可以从源头上防止细菌生物膜的形成。但此方法生产成本较高、工艺复杂且产品质量不稳定。涂料法是指通过添加抗菌材料使涂料具有防止霉变、抑制细菌生长的作用，用于涂敷在制品表面达到抗菌效果。例如：202010257061.1公开了一种表面抗菌的聚酯膜，此专利技术的产品用于电梯内触控屏等人群手部易接触处，起到比较好的抗菌效果。但此方法缺点在于抗菌作用会随制品使用而逐渐减弱。但目前所报道的聚酯抗菌研究仅限于原生聚酯领域，尚未发现有化学法再生聚酯领域的抗菌研究报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，旨在解决再生聚酯性能单一的问题，本专利技术利用化学催化醇解法进行高效解聚，然后对产物精制提纯、再聚合制备高品质的再生聚酯，添加抗菌剂实现废旧聚酯高值化、功能化的回收利用。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，包括以下的步骤：1)将废旧聚酯材料进行除水、除氧处理，并经预处理得到废旧聚酯原料；2)将废旧聚酯和乙二醇在醇解催化剂的作用下进行解聚，过滤制得高纯度的废聚酯解聚液；3)将废聚酯解聚液与抗菌剂粉体搅拌混合，并添加稳定剂与抗氧剂，共同加入聚合釜进行预缩聚、缩聚、终缩聚实现抗菌再生聚酯的原位聚合，然后以挤出造粒制备再生抗菌聚酯功能母粒；4)所得混合物按照常规流程加工成纤维、膜类、注塑件等多种产品。所述废旧聚酯为回收分类的聚酯，包括回收所得的聚酯浆块、聚酯瓶片、聚酯纤维和聚酯废丝中的一种或多种。所述步骤2)所述醇解催化剂采用醋酸锌、氯化亚锡、醋酸铅、醋酸锰中的一种。所述步骤2)解聚反应中，废旧聚酯与乙二醇的质量比为1：2～1：4；控制解聚反应温度180～200℃、反应时间2小时～6小时。所述步骤3)抗菌剂采用氧化亚铜中、纳米银中的一种，其中：所述的氧化亚铜抗菌剂通过抗坏血酸还原硫酸铜制备，粒径范围为200～500nm；所述的纳米银抗菌剂通过银盐与氨水反应制备，粒径范围为10～150nm，所述氨水的浓度标为5～8mol/L，所述银盐采用硝酸银。所述废聚酯解聚液、抗菌剂、稳定剂、抗氧剂之间的质量比为(98.5:0.5:0.4:0.6)～(89:10:0.8:0.4)。所述步骤3)的缩聚反应需在预缩聚阶段加入稳定剂和抗氧剂，所述稳定剂采用磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯中的一种；所述抗氧剂采用1010抗氧剂(巴斯夫)或168抗氧剂(巴斯夫)中的一种；所述缩聚采用预缩聚、缩聚和终缩聚三道工艺，其中所述预缩聚的反应温度为230～260℃，真空度5～30KPa，停留时间2～3小时，所述缩聚的反应温度为260～290℃，真空度1～5KPa，停留时间1～3小时；所述终缩聚反应温度为270～300℃，真空度0.05～1KPa，反应时长3～5小时。本专利技术的有益效果为：本专利技术针对当前再生聚酯产品同质化程度高、差别化和功能化水平低、无法满足市场高品质聚酯应用的问题；本专利技术利用原位聚合的方法，以纳米银或氧化亚铜为抗菌剂赋予再生聚酯以广谱抗菌的功效；旨在利用废旧聚酯开发抗菌材料，能有效地减轻当前废旧聚酯的白色污染问题，同时大大减少石油消耗、能源消耗，具有明显的绿色产品特征，防止环境污染、节能减排的优势和很强的环保效益；有助于提升废旧聚酯的再利用价值且生产成本较低、作用时间长、抗菌效果较为温和；可用于日用品的生产，进而推动行业发展和产业的转型升级，有助于推动再生聚酯产业向高端应用发展。具体实施方式实施例1将回收的废旧聚酯(聚酯浆块、聚酯瓶片)除水、除氧处理得到废旧聚酯原料，将其与乙二醇按质量比1:2的比例投入至解聚反应釜，在200℃下利用醋酸锌催化进行2小时的解聚反应，制备出含对苯二甲酸乙二醇酯的解聚物。制备的解聚液通过100目的过滤装置，初步过滤出解聚液中的杂质和不溶物。得到高纯度的解聚液。通过抗坏血酸还原硫酸铜制备出粒径范围为200～500nm的氧化亚铜抗菌剂。按照表1称取解聚液与抗菌剂，连续搅拌1小时，再和抗氧剂(1010抗氧剂，巴斯夫)、稳定剂(磷酸三苯酯)一同投入至预缩聚釜中，在负压条件下开始缩聚反应。预缩聚由常压平稳抽至绝对压强30KPa左右，温度控制在230℃，反应时间为3小时；缩聚反应时，使反应压力降至绝对压强5Kpa，反应温度控制在290℃，应时间为3小时；然后进行终缩聚反应，抽真空至压强为1KPa，反应温度控制在300℃，反应时间5小时，制得高品质的再生聚酯功能母粒。生产的再生抗菌母粒特性黏度0.8dL/g，熔点达270℃，二甘醇含量3.5％。将上述方法所得的利用废旧聚酯通过化学法醇解、再生制备再生抗菌聚酯材料的方法，按聚酯纤维中抗菌剂含量占总重1％的比例确定母粒添加比例，并制成抗菌涤纶长丝(75D/72F)，该长丝样品按照美国标准ASTME2149-2010(在动态接触条件下固定抗菌剂抗菌活性测定的标准试验方法)，在水性50次、振荡接触时间24h的条件下检测，革兰阴性类菌的细菌减少率为85％，金黄色葡萄球菌的细菌减少率为76％，大肠杆菌的细菌减少率为95％。本实施例利用原位聚合的方法，以纳米银或氧化亚铜为抗菌剂赋予再生聚酯以广谱抗菌的功效；旨在利用废旧聚酯开发抗菌材料，能有效地减轻当前废旧聚酯的白色污染问题，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，其特征在于，包括以下的步骤：/n1)将废旧聚酯材料进行除水、除氧处理，并经预处理得到废旧聚酯原料；/n2)将废旧聚酯和乙二醇在醇解催化剂的作用下进行解聚，过滤制得高纯度的废聚酯解聚液；/n3)将废聚酯解聚液与抗菌剂粉体搅拌混合，并添加稳定剂与抗氧剂，共同加入聚合釜进行预缩聚、缩聚、终缩聚实现抗菌再生聚酯的原位聚合，然后以挤出造粒制备再生抗菌聚酯功能母粒；/n4)所得混合物按照常规流程加工成纤维、膜类、注塑件等多种产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，其特征在于，包括以下的步骤：
1)将废旧聚酯材料进行除水、除氧处理，并经预处理得到废旧聚酯原料；
2)将废旧聚酯和乙二醇在醇解催化剂的作用下进行解聚，过滤制得高纯度的废聚酯解聚液；
3)将废聚酯解聚液与抗菌剂粉体搅拌混合，并添加稳定剂与抗氧剂，共同加入聚合釜进行预缩聚、缩聚、终缩聚实现抗菌再生聚酯的原位聚合，然后以挤出造粒制备再生抗菌聚酯功能母粒；
4)所得混合物按照常规流程加工成纤维、膜类、注塑件等多种产品。


2.如权利要求1中所述的一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，其特征在于，所述废旧聚酯为回收分类的聚酯，包括回收所得的聚酯浆块、聚酯瓶片、聚酯纤维和聚酯废丝中的一种或多种。


3.如权利要求1所述的一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，其特征在于：所述步骤2)所述醇解催化剂采用醋酸锌、氯化亚锡、醋酸铅、醋酸锰中的一种。


4.如权利要求1所述的一种废旧聚酯醇解法制备抗菌再生聚酯的方法，其特征在于，所述步骤2)解聚反应中，废旧聚酯与乙二醇的质量比为1：2～1：4；控制解聚反应温度180～200℃、反应时间2小时～6小时。


5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张须臻，黄飞桥，王秀华，施强，南婧文，周锦，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33