[發明專利]一種由消費后聚酯制備生物降解聚酯的方法

有效

• 申請號: 201010613346.0
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102153734A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 苑仁旭;徐依斌;焦健;曾祥斌;夏世勇
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司;珠海萬通化工有限公司
• 主分類號: C08G63/183
• 分類號: C08G63/183;C08G63/672;C08G63/20;C08G63/78
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及聚酯的制備方法，尤其是一種由消費后聚酯制備可生物降解聚酯的方法。

背景技術

當今，環境的白色污染問題日益嚴重，其中大部分的污染來自于消費后丟棄的非降解聚酯（PET）包裝材料。

目前也有很多關于消費后聚酯回收利用的技術，例如：CN00815876號專利公開了一種由回收PET材料制成物品的方法，該方法的主要特點是將回收的PET材料在預處理中加熱、干燥并同時在高溫下結晶制粒。CN?00803627號專利公開了一種污染后聚酯的解聚和純化方法。CN?00817514號專利公開了一種從含有夾雜物的聚酯（聚對苯二甲酸乙二酯（PET））廢料中分離和回收對苯二甲酸二甲酯和乙二醇的方法。CN?2007800481279專利披露了一種用于由消費后聚脂來制造聚脂的方法。但以上方法都存在高能耗，處理工藝成本昂貴的缺陷。制得的產品也屬非降解塑料，產生二次污染，并沒能有效更撤底地解決白色污染問題。

專利US5292783和US5446079則披露了由脂肪二元酸和芳香二元酸作為重復單元經縮聚后得到嵌段和線性無規的共聚酯，這種材料具備生物降解性能。其中，二元羧酸組合由比例為5-65%摩爾比的脂肪二元酸和比例為35-95%摩爾比的芳香族二元酸組成，二元醇為脂肪族二元醇。然而，這種材料由于熔體粘度和熔體強度較低，不能應用于擠出成型加工領域，比如，在用這種材料吹膜、發泡、流延時難度較大。另外，該方法不適合使用消費后丟棄的聚酯（PET）材料做原料，因此也不能直接用于解決白色污染問題。

發明內容

為克服以上技術缺陷，本發明提供了一種由消費后回收的聚酯制備可生物降解聚酯的方法。該方法可直接將消費回收后的聚酯材料轉化為可生物降解聚酯材料，為非降解聚酯白色污染物的回收利用提供了一條良性循環通道。

本發明的方法包括以下步驟：

（a）醇解：消費后的聚酯與二元醇在催化劑作用下于190-250℃反應，使聚酯醇解為相應的低聚物；

（b）酯化：在上述低聚物中加入組分B1和組分B2，在180-240℃下進行酯化反應得相應酯化產物；

（c）縮聚：將上述酯化產物在220-260℃的溫度下、控制反應體系真空度小于100Pa，進行縮聚反應，制得可生物降解的脂肪-芳香族共聚酯；

其中，所述的組分B1選自脂肪族二元酸或脂肪族二元酸的酯化衍生物，所述的組分B2選自多管能團的酸或醇。

所述的消費后的聚酯選自聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚醚酯中的一種或多種混合物。

所述的聚對苯二甲酸乙二醇酯來自消費后回收的聚酯飲料瓶、聚酯薄膜、聚酯纖維。

所述的組分B1選自碳原子數為C4-C18的二元酸或其酯化物，尤其是選自丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三碳二酸及其酯化物中的一種或者兩種以上的混合物；

丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十三碳二酸及其酯化物中的一種或者兩種以上的混合物。

所述的二元醇選自直鏈脂肪族二元醇、環化脂肪族二元醇或脂肪族聚醚二元醇中的一種或兩種以上的混合物。

所述直鏈脂肪族二元醇選自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-叔丁基-1,3-丙二醇或2,2,4-三甲基-1,6-己二醇中的一種或者兩種以上的混合物。

所述環化脂肪族二元醇選自環戊烷二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇或異山梨醇中的一種或者兩種以上的混合物。

所述脂肪族聚醚二元醇選自分子量范圍為500-5000g/mol的環氧乙烷的二聚體、環氧乙烷的三聚體、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚四氫呋喃或環氧乙烷-環氧丙烷共聚體中的一種或兩種以上的混合物。

所述的組分B2選自甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、雙季戊四醇、均苯四酸、均苯四酸二酐、均苯三甲酸、檸檬酸或上述化合物的酯化衍生物中的一種或者兩種以上的混合物。

所述醇解步驟中，二元醇與對苯二甲酸基團的摩爾比為0.8-2.00:1。

所述醇解步驟的催化劑選自Ti、Ge、La、Ce、Zn、Fe、Mn、Co、V、Zr、Li、Ca或這些元素的有機金屬鹽中的一種或幾種的混合物。優選有機酸鹽和烷氧基鹽。

所述的縮聚步驟的催化劑選自有機鈦。

所述的生物降解脂肪-芳香族聚酯中全部酸含量的20%至70?%為脂肪族二元酸