一种再生DMT及其共聚酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及废旧聚酯纺织品醇解制备再生对苯二甲酸二甲酯(DMT)及其再生共聚酯的方法，属于废旧聚酯回收利用领域。该方法包括先将废聚酯清洗除杂、粉碎切断、混合配料，并与乙二醇按一定质量比加入至醇解反应釜中进行醇解，然后将醇解物送入酯交换釜用甲醇进行酯交换制得粗再生DMT，再经过过滤、离心、蒸馏等一系列步骤，制得精再生DMT。精再生DMT预热熔融后与乙二醇按一定比例加入酯交换反应釜，并根据组分设计添加其它环状结构的二元醇作为共聚单体进行酯交换，最后经预缩聚和立式终缩釜终缩聚，制得再生共聚酯。本发明专利技术制得的共聚酯可用于制备耐热性、透明性优良的塑料制品，以实现废旧聚酯纺织品的高值化回收再利用。实现废旧聚酯纺织品的高值化回收再利用。实现废旧聚酯纺织品的高值化回收再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种再生DMT及其共聚酯的制备方法


[0001]本专利技术涉及废旧聚酯回收利用领域，更具体地说，它涉及一种废旧聚酯纺织品醇解制备再生DMT及其再生共聚酯的方法。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，通称聚酯)作为重要的原材料，广泛用于饮料瓶、纤维、薄膜、片材等的生产。随着聚酯工业的迅速发展，在聚酯生产及制品的加工、使用过程中，产生的聚酯废料也快速增长。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循环利用，改善环境质量，成为当前聚酯工业的重要课题。
[0003]目前对废旧聚酯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、造粒等简单的物理过程制成再生切片后加以利用，但其主要适用于聚酯废瓶、废丝等成分比较单一的废旧聚酯回收，而且因再生切片的质量波动较大，影响纺丝的可纺性和纤维品质。化学法主要有水解法、甲醇醇解法、乙二醇醇解法等方法，但水解法和甲醇醇解法存在反应条件苛刻、回收效率低等缺点。乙二醇醇解法一般反应温度为180～250℃、压力为0.1～0.6MPa，相比水解法和甲醇醇解法而言，反应条件温和，反应安全性好。但乙二醇醇解得到的醇解产物为对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)，其提纯工艺复杂，为此日本帝人公司开发了乙二醇醇解
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甲醇酯交换的再生工艺，取得了化学法回收废旧聚酯的重大突破，但目前化学法再生聚酯都以常规聚酯为主。
[0004]常规的PET聚酯玻璃化转变温度较低，在中高温领域的应用受到一定限制，为了提高耐热温度，可以添加刚性共聚单体进行改性，以改善聚酯的热性能，如在聚酯合成中引入1，4
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环己烷二甲醇(CHDM)分子作为共聚单体，可以有效提高共聚酯的玻璃化转变温度。2，2，4，4
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四甲基
‑
1，3
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丁二醇(CBDO)是非平面的四元环刚性结构，若将其引入聚酯结构中，也能有效提高其玻璃化温度。异山梨醇(ISB)的分子结构内含有两个反位连接的四氢呋喃环，体积较大，刚性较大，同样可以作为共聚单体改性聚合物，提高PET聚酯的玻璃化温度，调控共聚酯结晶性能。异山梨醇由山梨醇两次脱水制得，山梨醇通过葡萄糖催化加氢制得，而葡萄糖可以从各种生物质中提取，所以制备异山梨醇的原料来源丰富且价格低廉。因此，如何将常规聚酯的改性技术与再生聚酯相结合，并综合成本、性能等因素，选择更合适的单体和制备技术，是提高废旧聚酯高效再生的重要途径。目前，对于废旧聚酯的有效利用一直存在缺陷问题。
[0005]因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决上述问题而提出一种废旧聚酯纺织品醇解制备再生对苯二甲酸二甲酯(DMT)及其再生共聚酯的方法。
[0007]该方法包括先将废聚酯清洗除杂、粉碎切断、混合配料，并与乙二醇按一定质量比
加入至醇解反应釜中进行醇解，然后将醇解物送入酯交换釜用甲醇进行酯交换制得粗再生DMT，再经过过滤、离心、蒸馏等一系列步骤，制得精再生DMT。精再生DMT预热熔融后与乙二醇按一定比例加入酯交换反应釜，并根据组分设计添加刚性的二元醇作为共聚单体进行酯交换，最后经预缩聚和立式终缩釜终缩聚，制得再生共聚酯。本专利技术制得的共聚酯可用于制备耐热、透明性优良的塑料制品，以实现废旧聚酯纺织品的高值化回收再利用。
[0008]详细的制备过程包括：
[0009]1.废聚酯的预处理：对废聚酯块粉碎送入料仓，废旧聚酯纺织品切断、摩擦造粒后送入料仓，废聚酯瓶片进行分拣、清洗、除杂、粉碎、切断后送入料仓，然后按一定的比例混合配料，供下道工序。
[0010]2.废聚酯的醇解：按废聚酯：乙二醇的质量比1:2～3的比例投入醇解釜，并添加一定量的醇解催化剂。控制反应温度190～210℃、反应时间2～4小时，得到含BHET的醇解物，经过滤后送入酯交换釜。
[0011]3.粗DMT的制备：按BHET：甲醇摩尔比1：2～3的比例加入甲醇，并添加一定量的酯交换催化剂。控制酯交换反应温度60～70℃、反应时间3～4小时，得到酯交换产物粗DMT。
[0012]4.DMT的精制：将酯交换产物进行过滤、离心、蒸馏等一系列步骤后送入酯交换釜。
[0013]5.酯交换反应：加入5％～15％(与DMT的摩尔百分比)的ISB、CHDM、CBDO中的一种或几种，过量的乙二醇(EG)，控制总醇：DMT摩尔比2～3:1，并添加一定量的酯交换催化剂。控制酯交换反应的温度在190～210℃，反应时间在2～4小时，得到的酯交换液进入预缩聚釜。
[0014]6.缩聚和切片的制备：酯交换液先后进入缩聚
‑Ⅰ
和缩聚
‑Ⅱ
，加入一定量的缩聚催化剂、稳定剂和抗氧剂。控制反应温度220～260℃，绝压1～100Kpa，预聚物的特性黏度0.30～0.40dl/g。然后进入立式终缩聚釜，控制反应温度260～280℃，绝压0.1～1Kpa，反应时间1～2小时，然后通过熔体泵出料、过滤、切粒、包装。最终得到的再生共聚酯的特性黏度为0.650～0.800dl/g、熔点200～230℃、玻璃化温度80～120℃、b值小于8。
[0015]进一步地，所述的共聚单体为：1,4
‑
环己烷二甲醇(CHDM)、异山梨醇(ISB)、2，2，4，4
‑
四甲基
‑
1，3
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环丁二醇(CBDO)；
[0016]进一步地，所述的醇解催化剂：碳酸钾、氢氧化钠和醋酸盐等，优选醋酸锌；
[0017]进一步地，所述的酯交换催化剂：醋酸盐类催化剂，优选醋酸锌或醋酸锰；
[0018]进一步地，所述的稳定剂为：磷酸三苯酯、亚磷酸、磷酸三甲酯等，优选磷酸三苯酯；
[0019]进一步地，所述的抗氧剂为：位阻酚类的抗氧剂，优选抗氧剂1010；
[0020]进一步地，所述的缩聚催化剂为：锑系催化剂和钛系催化剂，优选乙二醇锑。
[0021]本专利技术具有以下优点：1)由于废聚酯原料的不确定性，醇解产物中的杂质较多，乙二醇醇解后的BHET单体提纯较困难，通过将其转化为提纯更容易的DMT，提升了回收产品的品质；2)通过添加ISB、CHDM、CBDO中的一种或几种作为共聚单体，可以有效地提高共聚酯的玻璃化转变温度，调控共聚酯的熔点和结晶性能；3)控制较低的预缩聚特性黏度，采用高效的立式液相增黏釜作为终缩聚反应釜，降低熔体在终缩聚反应釜的停留时间和反应温度，克服一般卧式终缩聚反应釜存在的反应时间长、反应温度高和熔体滞留的缺点，实现再生共聚酯各项产品质量指标稳定。
附图说明
[0022]图1为本专利技术中的缩聚釜结构示意图；
[0023]图2为本专利技术的局部放大图；
[0024]图3为本专利技术的缩聚釜中的支撑杆内部的结构示意图；
[0025]图4为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种再生DMT及其共聚酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)废聚酯的预处理；2)废聚酯的醇解：将废聚酯与乙二醇混合后投入醇解釜，并添加醇解催化剂，进行醇解，得到含BHET的醇解物，经过滤后送入酯交换釜；3)粗DMT的制备：将BHET与甲醇混合，并添加酯交换催化剂，进行酯交换反应，得到酯交换产物粗DMT；4)DMT的精制：将酯交换产物粗DMT进行过滤、离心、蒸馏后送入酯交换釜；5)酯交换反应：精制的DMT中加热ISB、CHDM、CBDO中的一种或几种，过量的乙二醇，控制总醇：DMT摩尔比2～3:1，并添加酯交换催化剂，进行酯交换反应，得到的酯交换液；6)缩聚制备：酯交换液先后进入缩聚
‑Ⅰ
和缩聚
‑Ⅱ
，加入缩聚催化剂、稳定剂和抗氧剂，进行预缩聚，得到预缩聚物；预缩聚物进入立式终缩聚釜，进行终缩聚，得到再生共聚酯。2.根据权利要求1所述的一种再生DMT及其共聚酯的制备方法，其特征在于，步骤2)废聚酯的醇解中，按废聚酯：乙二醇的质量比1:2～3的比例投入醇解釜，并添加醇解催化剂；控制反应温度190～210℃、反应时间2～4小时，得到含BHET的醇解物。3.根据权利要求1所述的一种再生DMT及其共聚酯的制备方法，其特征在于，步骤3)粗DMT的制备中，按BHET：甲醇摩尔比1：2～3的比例加入甲醇，并添加酯交换催化剂；控制酯交换反应温度60～70℃、反应时间3～4小时。4.根据权利要求1所述的一种再生DMT及其共聚酯的制备方法，其特征在于，步骤5)酯交换反应中，加入与DMT的摩尔百分比5％～15％的ISB、CHDM、CBDO中的一种或几种，过量的乙二醇，控制总醇：...

【专利技术属性】
技术研发人员：官军，顾日强，潘江峰，陈海忠，陈林江，王秀华，姚玉元，吕维扬，
申请(专利权)人：浙江佳人新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：