[發明專利]一種以廢棄PET為原料制備芳香族聚醚酯多元醇的方法

有效

• 申請號: 201710811302.0
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107556468B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 杜鵬飛;陳登龍;劉志鵬;林杰;徐井水
• 申請（專利權）人: 福建師范大學泉港石化研究院
• 主分類號: C08G65/28
• 分類號: C08G65/28;C08G65/30;C08J11/24
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 廖仲禧

本發明公開了一種以廢棄PET為原料制備芳香族聚醚酯多元醇的方法，其特征在于使用鎂鋁復合催化劑，首先催化PET醇解，然后再催化醇解產物與環氧乙烷發生插入式環加成反應。鎂鋁復合催化劑同時完成兩個反應過程的催化作用，而且，鎂鋁催化劑是非均相催化劑，在反應最后可以通過硅藻土實現對催化劑回收。該發明具有很好的經濟效益，不會對最終產物芳香族聚醚酯多元醇的性能產生任何影響。

技術領域

本發明屬于阻燃芳香族聚醚多元醇領域，具體涉及一種以廢棄PET制備芳香族聚醚酯多元醇的方法。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種性能優異的半結晶態熱塑性高分子材料，因其具有良好的物理化學性能而廣泛應用于食品包裝、纖維、薄膜以及電器絕緣材料等領域。然而，隨著世界PET產業的快速發展，產生的廢PET材料日益增多。由于廢棄PET材料很難在自然條件下降解，給生態環境帶來了巨大的壓力，如何對廢棄PET進行再回收利用是目前PET產業發展的熱點，逐漸受到各國政府的重視。

PET是由對苯二甲酸(PTA)或對苯二甲酸二甲酯與乙二醇通過縮聚反應而制得的飽和聚酯。基于PET中酯鍵的可逆性，可以通過小分子解聚劑對PET鏈進攻使得聚酯主鏈斷裂形成小分子單體，進而實現對廢棄PET材料的回收再利用。其中應用較多的是小分子二醇，如乙二醇、1,4-丁二醇等。然而在PET醇解過程中往往需要加入催化劑，常用的為醋酸鋅等金屬鹽(PET質量的0.5-1.5％)，這部分催化劑在醇解過程后很難從產物中分離純化。催化劑的殘留會對縮聚過程中產生不利影響，如加速熱降解等，使其醇解產物作為原料制備聚合物的過程中聚合物分子量增長受限。而對催化劑進行分離純化則會較大的增加成本，王少博等公開了一種生物可降解再生聚酯的制備方法(專利申請號：201410609018.1)，采用一種可溶解于乙二醇的二元醇鈦堿金屬配位化合物作為催化劑，催化廢舊聚酯材料的乙二醇解聚及解聚產物與脂肪族二元酸聚醚酯化物的共縮聚過程，該催化劑對于聚酯的乙二醇解聚和解聚產物共聚合過程均有較高的催化活性，無需將催化劑從解聚產物中除去便可用于再共聚。當共聚反應后，該催化劑很難從反應體系中取出，一方面造成催化劑的使用效率較低，另一方面催化劑的殘留會對最終的聚醚酯產物的性能造成影響。

發明內容

本發明利用鎂鋁復合催化劑與PET分子鏈中的酯基形成活性中間體，生成酰基陽離子和醇基陰離子，小分子多元醇直接進攻酰基陽離子完成了對PET材料的醇解，如此反復反應，形成端基為羥基的芳香族聚酯多元醇，通過減壓蒸餾的方法將多余的小分子多元醇去除后，將其放入乙氧基化反應釜中進行乙氧基化反應，將環氧乙烷或環氧丙烷插入到PET醇解物中，制備芳香族聚醚酯多元醇。

本發明技術方案所采取的具體步驟如下：

在反應器中加入PET配料、小分子多元醇，通入氮氣排除體系內的空氣，升溫190-210℃，待體系完全溶解后，降低溫度至150-180℃，加入鎂鋁復合催化劑，并回流反應2-12小時；抽真空將多余的小分子多元醇去除后，將反應體系轉移至乙氧基化反應釜中，升溫至180-210℃，開始進環氧化合物，直至加入計算量的環氧化合物后，停止加熱，等溫度降低至110℃后，將整個反應體系倒出乙氧基化反應釜，硅藻土過濾后得到芳香族聚醚酯多元醇。

本發明所述的PET、小分子多元醇、環氧化合物的質量比為：100：300-1000：450-6000

本發明所述的小分子多元醇包括二元醇、三元醇、四元醇，如乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、一縮二乙二醇，一縮二丙二醇、1,5-戊二醇，1,6-己二醇、2-乙基己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、環己烷二甲醇、丙三醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等，且可以是一種或幾種的混合物。

本發明所述的鎂鋁復合催化劑，其特征為：平均粒度為1-15um，比表面積為10-20m²/g氧化鎂含量為32.0％-40.0％，氧化鋁含量為14.0％-18.0％，其用量為最終產物重量的0.5％-2％。