苯基二甲酸双羟酯低聚物及其制备方法、聚酯技术

本申请公开了一种苯基二甲酸双羟酯低聚物以及制备方法。该低聚物由回收聚酯和亚烷基二醇经解聚反应得到，其分子量在2000 g/mol以下；同时聚物中亚烷基二醇的二聚体的含量在低聚物总量的2.0wt%以下，N元素含量为低聚物总量的0.5～200.0ppm。由其进一步制备得到的聚酯中的亚烷基二醇的二聚体含量低，耐热性优异。异。

【技术实现步骤摘要】
苯基二甲酸双羟酯低聚物及其制备方法、聚酯


[0001]本专利技术涉及一种苯基二甲酸双羟酯低聚物及其制备方法，具体的，涉及一种由回收聚酯解聚得到的苯基二甲酸双羟酯低聚物。

技术介绍

[0002]聚酯树脂，由于其具有优异的机械力学性能和化学特性，被广泛应用于衣料、产业用纤维、磁带、表面涂层用薄膜，以及轮胎子午线、网线等工业领域。由于聚酯具有很强的化学惰性，自然存放很难降解或被微生物分解，不仅造成巨大的资源浪费，而且产生严重的环境污染。因此，通过回收利用以实现资源良性循环，改善环境质量，成为当前聚酯工业的重要课题。
[0003]目前对聚酯废料回收利用主要有物理法和化学法。物理法主要是将废聚酯及其制品经过直接掺混、共混、造粒等简单的物理处理方法制成再生切片加以利用。然而往往不能多品种化生产，限制了其利用。另外一种方法为化学法，主要有水解法、甲醇醇解法、乙二醇醇解法等，废聚酯通过化学处理，使其分解成生产聚酯的原料或中间体，达到重复使用的目的。在这过程中，为了促进聚酯的降解往往需要增加催化剂。如专利CN107652422A公开了一种由乙二醇醇解法制备回收聚酯的方法，使用了醋酸锌等醋酸盐作为催化剂。但是，金属盐类催化剂会导致聚酯中的异物量增加，纺丝时压力上升，组件寿命缩短。专利CN105658611A公开了来自消费后产品例如饮料瓶的聚酯解聚的方法，用醇和胺有机催化剂和/或其羧酸盐使聚酯解聚。虽然胺有机催化剂可以改善由于金属盐类催化剂带来的异物问题，却无法降低解聚聚酯中产生得低分子量副产物。因为，除了普通聚酯制备过程中所要经历的受热过程，再生聚酯还经历了初始原料制备聚酯的受热过程和回收聚酯降解过程中的受热过程。因此制得的再生聚酯中的亚烷基二醇的二聚体（如二甘醇、一缩二丙二醇等）的含有量会增加，影响后续生产得到的产品的物性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种有由回收聚酯与亚烷基二醇经解聚得到的苯基二甲酸双羟酯低聚物及其制备方法。该苯基二甲酸双羟酯低聚物中亚烷基二醇的二聚体含量低，由其进一步制备得到的聚酯中的亚烷基二醇的二聚体含量也低，耐热性优异。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：苯基二甲酸双羟酯低聚物，由回收聚酯和亚烷基二醇经解聚反应得到。该低聚物的分子量在2000g/mol以下；该低聚物中亚烷基二醇的二聚体的含量在低聚物总量的2.0wt%以下，N元素含量为低聚物总量的0.5～200.0ppm。
[0006]所述N元素来优选自如式1所示季铵碱化合物， 式1，
式1中，R1、R2、R3、R4分别为式2或式3所示基团，式2， 式3，式2中n为0～18的整数，式3中m为0～4的整数。
[0007]所述式1所示季铵碱化合物优选四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或几种。
[0008]本专利技术还公开了一种上述苯基二甲酸双羟酯低聚物的制备方法，将回收聚酯、亚烷基二醇及如式1所示季铵碱投入到反应容器中，然后升温解聚，其中式1所示季铵碱的添加量以N元素计相当于回收聚酯重量的5.0ppm～300.0ppm。
[0009]所述如式1所示季铵碱优选四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或几种。
[0010]所述回收聚酯与亚烷基二醇的摩尔比优选1:1.5～10.0；所述亚烷基醇优选乙二醇、1,3-丙二醇或1,4-丁二醇。
[0011]所述的解聚温度优选为180℃～250℃。
[0012]所述苯基二甲酸双羟酯低聚物进一步的制备聚酯。
[0013]本专利技术所述苯基二甲酸双羟酯低聚物中的亚烷基二醇的二聚体含有量低，由其制备得到聚酯中亚烷基二醇的二聚体含量少、耐热性高、异物少，在后续的加工如纺丝阶段滤压上升少、组件寿命长、成本低。
具体实施方式
[0014]关于聚酯的化学回收法，其中一种是将回收聚酯解聚为苯基二甲酸双羟酯低聚物，通过该方法可以在苯基二甲酸双羟酯低聚物中添加各种添加剂，从而使制备的聚酯多样化，同时该方法具有生产过程简单、设备投入小的优点。但是，在解聚过程中往往需要添加醋酸锌或其他无机盐等解聚催化剂，这些催化剂在苯基二甲酸双羟酯低聚物以及由其制备得到的聚酯中形成异物，导致后期纺丝过程中的滤压上升。同时由于苯基二甲酸双羟酯低聚物经历了多个受热过程，最终聚酯中的亚烷基二醇的二聚体的含有量增加，从而影响到聚酯的物性。
[0015]本专利技术提供了一种亚烷基二醇的二聚体含量少的苯基二甲酸双羟酯低聚物，亚烷基二醇的二聚体的含量在低聚物总量的2.0wt%以下。当低聚物中的亚烷基二醇的二聚体含有量高于2.0wt%时，由低聚物制备得到的聚酯的耐热性能变差，同时聚酯的规整性变差，导致后期纤维的蠕变不可逆部分增加，使纤维的收缩率增加，影响织物在服装上的应用。其中所述的亚烷基二醇的二聚体可以是二甘醇、一缩二丙二醇、一缩二己二醇等。
[0016]本专利技术所述苯基二甲酸双羟酯低聚物是指分子量在2000g/mol以下的低聚物。当低聚物分子量大于2000g/mol时，在制备阳离子可染、难燃，半消光等功能性聚酯时，不易与各种添加剂混合均匀，导致聚酯存在异物感，后期纺丝组件压力上升，同时由于分散不均匀，聚酯的物性差。
[0017]本专利技术所述苯基二甲酸双羟酯低聚物中含有来自于如式1所示季铵碱化合物的N元素。所述如式1所示季铵碱化合物具有强碱性，能够完全解离出氢氧根基团，可以显著抑制解聚过程中亚烷基二醇的二聚体（如二甘醇、一缩二丙二醇）的生成。其次，所述如式1所示季铵碱化合物具有一定的催化活性，在解聚过程中可以起到催化剂的作用，促进回收聚酯的降解，提高降解效率。最后，如式1所示季铵碱化合物为非金属化合物，可以有效避免由金属引起的异物对纺丝组件滤压上升的影响。
[0018]所述如式1所示季铵碱化合物的添加量以N元素计相当于回收聚酯重量的5.0ppm～300.0ppm。由于如式1所示季铵碱化合物在反应过程中会有一部分发生分解而挥发，使得苯基二甲酸双羟酯低聚物中实际的N元素含量低于添加量，仅为低聚物总量的0.5～200.0ppm。当如式1所示季铵碱化合物的添加量低于5.0ppm时，不能有效抑制亚烷基二醇的二聚体的产生，也不能有效促进聚酯的降解；且添加量低于5.0ppm时，会导致苯基二甲酸双羟酯低聚物中N元素含量低于0.5ppm，由所述低聚物制备聚酯的过程中，由于受热而产生的自由基，导致凝胶化物质（交联产物）较多，后期纺丝过程中的组件滤压上升严重。当如式1所示季铵碱化合物的添加量高于300.0ppm时，会导致苯基二甲酸双羟酯低聚物中N元素含量高于200.0ppm，在后续应用到聚酯中时，会导致聚酯的色调变差。
[0019]本专利技术还公开一种上述苯基二甲酸双羟酯低聚物的制备方法，将回收聚酯、亚烷基二醇及如式1所示季铵碱投入到反应容器中，然后升温解聚，其中式1所示季铵碱的添加量以N元素计相当于回收聚酯重量的5.0ppm～300.0ppm。
[0020]所述如式1所示季铵碱化合物的结构式如下所示： 式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.苯基二甲酸双羟酯低聚物，由回收聚酯和亚烷基二醇经解聚反应得到，其特征是：该低聚物的分子量在2000g/mol以下；该低聚物中亚烷基二醇的二聚体的含量在低聚物总量的2.0wt%以下，N元素含量为低聚物总量的0.5～200.0ppm。2.根据权利要求1所述的苯基二甲酸双羟酯低聚物，其特征是：所述N元素来自如式1所示季铵碱化合物， 式1，式1中，R1、R2、R3、R4分别为式2或式3所示基团，式2，式3，式2中n为0～18的整数，式3中m为0～4的整数。3.根据权利要求1所述苯基二甲酸双羟酯低聚物，其特征是：所述式1所示季铵碱化合物为四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵中的一种或几种。4.权利要求1所述苯基二甲酸双羟酯低聚物的制备方法，其特征是：将回收聚酯、亚烷基二醇及如式1所示季铵碱投...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬彬，胡永佳，望月克彦，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：