[發明專利]一種回收聚乳酸制備精制級丙交酯的方法

有效

• 申請號: 201210221914.1
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102746270A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 楊義滸;徐杰
• 申請（專利權）人: 孝感市易生新材料有限公司
• 主分類號: C07D319/12
• 分類號: C07D319/12
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

技術領域

本發明屬于有機化工技術領域，具體涉及一種回收聚乳酸制備精制級丙交酯的方法。

背景技術

丙交酯是一種白色的粉末狀晶體，是一種天然的、可再生的化合物，可以完全生物降解，是一種綠色化工原料，主要用于開環聚合生產聚乳酸。隨著丙交酯生產技術的進步和應用研究的進展，丙交酯的應用領域開始拓展，在食品行業可以用做酸化緩釋劑、膨脹劑、PH調節劑、保鮮劑等，在工業領域可以作為一種無水分子生產的化學反應劑參與酯交換反應、氨基化反應、聚合反應等。現有技術中聚乳酸的生產方法往往產生很多不合格的產品，對于這些不合格的產品往往通過填埋的方式使其自然降解。這種處理方法浪費了大量的資源。因此對于這些不合格的產品或廢料的處理，一直是本領域的技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種回收聚乳酸制備精制級丙交酯的方法，該方法以回收聚乳酸材料為原料，通過原料預處理、熔融、斷鏈、解聚、純化工藝，生產光學純度和含量都在99.5%以上的精制級丙交酯。

本發明的技術解決方案是這樣實現的：它包括以下步驟：

A、原料預處理：將回收聚乳酸材料通過破碎機破碎，然后通過水洗、過濾去除雜質，再干燥去除水分；

B、熔融：將預處理之后的回收聚乳酸材料輸送到雙螺桿擠出機的料倉，通過雙螺桿擠出機熔融擠出，熔體進入預解聚釜，進行斷鏈處理，得到聚乳酸熔體；

C、斷鏈：將聚乳酸熔體在180~250℃和催化劑存在的條件下，在攪拌狀況下，進行斷鏈反應，使熔體分子鏈發生斷裂，熔體的數均分子量下降到5000以下；

D、解聚：將斷鏈之后的聚乳酸熔體通過輸送泵進入解聚系統，在150~250℃和-0.1~-0.09MPa真空度條件下發生解聚反應，生成粗品丙交酯；

E、純化：將粗品丙交酯，通過輸送泵進入純化工序，通過熔融結晶進行分離，得到精制丙交酯。

其中：所述的回收聚乳酸材料是聚乳酸副牌料、聚乳酸不合格品、聚乳酸廢舊片材、聚乳酸廢舊膜料、聚乳酸廢舊制品、聚乳酸制品加工過程中的邊角余料中的一種或多種。原料預處理時將回收聚乳酸原料破碎后成為3~4cm的顆粒。原料預處理時將回收聚乳酸原料的水分控制在重量百分比為0.1%以下。

其中：斷鏈反應中加入的催化劑為鋅類催化劑、錫類催化劑或有機催化劑中的至少一種，其加入的重量比為聚乳酸熔體重量的1/10000~100/10000。優選所述的催化劑為乳酸鋅、氧化鋅、鋅粉、二乙基鋅、乳酸錫、氧化錫、二氧化錫、氧化亞錫、乳酸亞錫、辛酸亞錫、氯化亞錫、錫粉、丙酸或鈦酸丁酯中的一種或多種的復合催化劑。更優選乳酸鋅、乳酸亞錫、鈦酸丁酯按照重量比1:1：1的復合催化劑，或乳酸鋅、錫粉、丙酸按照重量比1:2:1的復合催化劑。

其中：步驟C中，進行斷鏈反應的時間為1~5小時。優選3小時。通過斷鏈處理，進入解聚系統時，熔體的最佳數均分子量范圍為2000~3000。

其中：步驟D中，解聚系統由循環泵、臥式解聚釜、刮膜蒸發器構成。解聚反應中的物料溫度優選維持在180~220℃。更優選為200℃。解聚系統中的真空度為-0.1~-0.098MPa。

步驟D中，解聚得到粗品丙交酯中L構型丙交酯的含量達到85%以上，D構型丙交酯的含量在2%以下。

其中：步驟E中，熔融結晶裝置由循環泵、雙降膜熔融結晶器、丙交酯貯罐構成。粗品丙交酯通過熔融結晶純化之后，得到的精制級丙交酯含量和光學純度達到99.5%以上。

與現有的技術相比，本發明的技術優勢在于：

1、本工藝采用回收聚乳酸材料作為原料，有別于傳統工藝采用乳酸作為原料，不需要經過脫水和縮聚的過程，簡化了生產步驟，整個生產過程基本不需要用水也沒有工業廢水產生，而且原料可以全部利用，所產成的“三廢”排放很少，對環境友好。

2、本工藝是聚乳酸材料化學回收方法的一種，通過在回收聚乳酸材料的自然大循環上添加回收利用小循環，使自然資源得到更加充分的利用，有助于減少環境污染，減少碳排放。

3、本工藝在聚乳酸材料熔融之后，進行斷鏈預處理，使回收聚乳酸材料熔體在進入解聚釜之前的分子量保持在2000~3000，既保證了解聚原料分子量的均一性，又使得解聚開始時原料處于最利于解聚進行的狀態，有利于解聚工況的穩定和產品品質的穩定，有利于降低解聚反應進行的溫度，提高解聚的單位產量和減少了副反應的發生，提高產品收率。采用本工藝生產粗品丙交酯中有效組分的含量可以達到85%以上。