再生聚酯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种再生聚酯材料及其制备方法和应用。其中，该制备方法包括以下步骤：a)在原生聚酯的制备过程中加入废弃再回收的聚酯碎片进行反应，在反应体系中加入抗氧剂；b)将步骤a)的反应产物冷却后切粒，得到原料颗粒；c)将原料颗粒烘干后在脱醛反应设备中进行固相缩聚得到再生聚酯材料。应用本发明专利技术的技术方案，制备出的再生聚酯材料特性粘度为0.75～0.85dL/g，乙醛含量小于1ppm，具有较好的性能指标，乙醛含量低，可应用在对乙醛含量要求较高的包装材料领域。高的包装材料领域。

【技术实现步骤摘要】
再生聚酯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及再生聚酯制备
，具体而言，涉及一种再生聚酯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)自从上世纪1953年成功应用于合成纤维领域之后，由于其具备良好的机械性能、透明性、耐热性能、可纺性能，在食品包装、纺织行业、膜塑材料领域得到了广泛的应用，其中，PET瓶在聚酯材料的应用领域占有广泛的市场。由于PET在自然环境中的降解周期较长，大量聚酯材料的使用会造成严重的环境污染问题。据统计，有86％的废弃塑料处于没有得到回收再利用而暴露在自然环境中的状态。随着环保的呼声在全球范围内越来越高，近年来聚酯材料的回收循环再利用成为多个国家和食品包装行业巨头关注的焦点，也成为了循环经济和聚酯工业可持续发展的重要环节。
[0003]然而，在用回收瓶片制备再生聚酯的过程中，往往伴随着回收碎片的老化和热降解导致成品的乙醛含量过高和色值偏黄的现象。聚酯材料在制备过程中，乙醛生产的主要原因有：聚酯分子链间的热解产生端乙烯基，端乙烯基再裂解成乙醛、聚酯分子链端的分解产生乙醛、金属催化剂与端羟基配位生产乙醛、小分子的进一步分解(Khemani K C.Polymer Degradation and Stability,2000,67(1):91
‑
99.)。
[0004]如浙江理工大学专利CN107793560A、CN107739434A、CN107652422A、CN107722249都涉及到了先醇解后缩聚的方法制备再生聚酯的工艺，但是制得的再生聚酯的b值多数在8左右，这与成品中乙醛含量过高有着密切关系，这也限制了该方法制得的再生聚酯只能用于长丝、短丝领域。
[0005]专利CN200610132477.0和CN103214803A都采用熔融扩链的方式回收废弃聚酯，虽然工艺简单和对设备的要求较低，而且一定程度能改善熔体的熔体强度、分子量、力学性能。但是在加工过程中的机械剪切作用使得聚酯链的热解和热降解急剧增加，成品的b值偏高，乙醛含量较高，且成品杂质含量多，不易去除。
[0006]专利US5648032、US5985389、US6099778、EP0714832、WO0123475、US4837115、US6042908都涉及到了采用聚酰胺类物质作为改性剂降低聚酯产品中乙醛的含量的方法。虽然这种改性方法能够降低聚酯中乙醛含量，但是这上述物质表现出与聚酯热力学不相容的特点，一方面会影响聚酯的外观性能，对产品的透明性有所破坏，一方面聚酰胺的热降解会导致聚酯产品的色泽表面。
[0007]现有的聚酯回收的方法存在以下缺点：将回收聚酯碎片制得的再生聚酯乙醛含量过高，只能降级使用。部分化学法回收聚酯的方法中多数包含复杂的化学工艺和繁琐的提纯步骤，使得生产成本急剧增加，此外，回收聚酯在最终成品聚酯中含量较低，不能对大量的消费后的聚酯碎片发挥最大化的二次利用。国内的再生聚酯多数用于再生纤维领域，而且采用物理回收法居多，存在回收聚酯材料严重降解导致分子量降低、品质下降，粘度波动大。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在提供一种再生聚酯材料及其制备方法和应用，以降低再生聚酯材料中的乙醛含量。
[0009]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种再生聚酯材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：a)在原生聚酯的制备过程中加入废弃再回收的聚酯碎片进行反应，在反应体系中加入抗氧剂；b)将步骤a)的反应产物冷却后切粒，得到原料颗粒；c)将原料颗粒烘干后在脱醛反应设备中进行固相缩聚得到再生聚酯材料。
[0010]进一步地，原生聚酯的制备过程包括打浆、酯化反应和缩聚反应，步骤a)包括：在打浆、酯化反应和/或缩聚反应中加入废弃再回收的聚酯碎片。
[0011]进一步地，脱醛反应设备是指具备至少一个物料进出口开口、至少一个冲洗气体入口、至少一个冲洗气体出口、可给物料持续供热的密闭设备；优选的，脱醛反应设备为固相增粘装置转鼓。
[0012]进一步地，废弃再回收的聚酯碎片的含量占最终产出的再生聚酯的10～60wt％。
[0013]进一步地，用于原生聚酯制备的浆料组合物中包含二元酸和二元醇，或者二元酯和二元醇；优选的，二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、己二酸和丁二酸中的至少一种；优选的，二元酯为对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯和萘二甲酸二甲酯中的至少一种；更优选的，萘二甲酸和萘二甲酸二甲酯为2,6
‑
异构体；优选的，二元醇为选自直链或枝链的C2～C
10
链烷二醇；更优选的，二元醇为选自直链或枝链的C2～C5链烷二醇；进一步优选的，C2～C5链烷二醇为乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇、二甘醇、新戊二醇中的至少一种。
[0014]进一步地，二元醇与二元酸或二元酯的摩尔比为1.1:1～2.5:1。
[0015]进一步地，用于原生聚酯制备的浆料组合物中还包含催化剂、稳定剂、调色剂中的至少一种。
[0016]进一步地，催化剂为钛的化合物、锡的化合物、锑的化合物和锗的化合物中的至少一种；优选的，催化剂的添加量以催化剂的中心金属原子质量占最终产出的再生聚酯材料的总重量的比值计算，为1～250ppm。
[0017]进一步地，钛的化合物包括钛的醇盐、乙二醇钛、四烷氧基钛酸酯；优选的，四烷氧基钛酸酯包括四乙氧基钛、四丙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丁氧基钛中的一种或多种；优选的，锡的化合物包括有机锡化合物；更优选的，有机锡化合物包括二月桂酸二丁基锡、正丁基锡酸、三正丁基氯化锡、三乙基氯化锡、三苯基溴化锡和三苯基乙酸锡中的一种或多种；优选的，锑的化合物为氧化锑、乙二醇锑和醋酸锑中的至少一种；优选的，锗的化合物为氧化锗和乙酸锗中的至少一种。
[0018]进一步地，稳定剂为磷的化合物；优选的，稳定剂为磷酸、多聚磷酸、磷酸三苯酯和磷酸三甲酯中的至少一种；优选的，稳定剂的添加量以再生聚酯材料的总重量的比值计算为1～200ppm。
[0019]进一步地，调色剂为颜料和染料的一种或者两种组合的混合物；优选的，调色剂包括蒽醌类颜料、酞菁类颜料、北栗红颜料、酞镉红类颜料和碱性蓝染料中的一种或多种；优选的，调色剂的添加量以再生聚酯材料的总重量的比值计算为1～10ppm。
[0020]进一步地，抗氧剂为受阻酚类和/或亚磷酸酯类复合型抗氧剂；优选的，抗氧剂为
Irganox B215、Irganox B225和IrganoxB900中的至少一种；更优选的，抗氧剂的添加量以再生聚酯材料的总重量的比值计算为0～2％wt。
[0021]进一步地，废弃再回收的聚酯碎片为PET材质的包装瓶经回收处理后的碎片。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提供了一种再生聚酯材料。该再生聚酯材料为通过上述任一种再生聚酯材料的制备方法制备得到。
[0023]进一步地，再生聚酯材料的特性粘度为0.75～0.8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再生聚酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)在原生聚酯的制备过程中加入废弃再回收的聚酯碎片进行反应，在反应体系中加入抗氧剂；b)将所述步骤a)的反应产物冷却后切粒，得到原料颗粒；c)将所述原料颗粒烘干后在脱醛反应设备中进行固相缩聚得到所述再生聚酯材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原生聚酯的制备过程包括打浆、酯化反应和缩聚反应，所述步骤a)包括：在所述打浆、所述酯化反应和/或所述缩聚反应中加入所述废弃再回收的聚酯碎片。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱醛反应设备是指具备至少一个物料进出口开口、至少一个冲洗气体入口、至少一个冲洗气体出口、可给物料持续供热的密闭设备；优选的，所述脱醛反应设备为固相增粘装置转鼓。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述废弃再回收的聚酯碎片的含量占最终产出的所述再生聚酯的10～60wt％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，用于所述原生聚酯制备的浆料组合物中包含二元酸和二元醇，或者二元酯和二元醇；优选的，所述二元酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、己二酸和丁二酸中的至少一种；优选的，所述二元酯为对苯二甲酸二甲酯、间苯二甲酸二甲酯和萘二甲酸二甲酯中的至少一种；更优选的，所述萘二甲酸和所述萘二甲酸二甲酯为2,6
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异构体；优选的，所述二元醇为选自直链或枝链的C2～C
10
链烷二醇；更优选的，所述二元醇为选自直链或枝链的C2～C5链烷二醇；进一步优选的，所述C2～C5链烷二醇为乙二醇、1,2
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丙二醇、1,4
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丁二醇、二甘醇、新戊二醇中的至少一种。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述二元醇与所述二元酸或所述二元酯的摩尔比为1.1:1～2.5:1。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，用于所述原生聚酯制备的浆料组合物中还包含催化剂、稳定剂、调色剂中的至少一种。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为钛的化合物、锡的化合物、锑的化合物和锗的化合物中的至少一种；优选的，所述催化剂的添加量以所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗江波，林铭昌，冯浪，宗建平，胡广君，朱振达，
申请(专利权)人：华润化学材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：