利用廢棄PET製備不飽和聚酯樹脂的方法與流程

2023-06-06 16:16:41 1

本發明涉及功能材料技術領域，具體涉及一種利用廢棄PET製備不飽和聚酯樹脂的方法。

背景技術：

聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）是由對苯二甲酸(PTA)或對苯二甲酸二甲酯(DMT)與乙二醇(EG)縮聚而成的飽和聚酯，廣泛應用於紡織、包裝、醫療衛生、建築、汽車等領域。隨著PET聚酯用量的增加，遺棄的廢PET聚酯也越來越多。傳統的填埋和焚燒處理都屬於資源浪費型的處理方法，且會產生二次汙染，而通過共混改性直接回收所製得的產品其力學性能和產品品質均不能很好地滿足使用需求，從而使該回收處理方法的經濟價值大大降低。因此，研究開發新的回收技術已成為廢PET聚酯回收再利用的迫切課題。隨著原子經濟概念的出現，採用化學方法回收廢棄的PET愈發顯示出其優勢。化學回收方法就是將廢舊PET聚酯解聚還原生成對苯二甲酸(PTA)、對苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)等，再將這些產物作為原材料加以利用，達到回收再利用的目的。有效地促進了PET聚酯回收行業的發展。目前，文獻報導的醇解產物再應用領域包括：獲得相應單體及由單體進一步製備表面活性劑、紡織助劑、環氧固化劑、液晶聚合物、聚氨酯、醇酸樹酯及不飽和聚酯樹脂等。

技術實現要素：

本發明旨在提出一種利用廢棄PET製備不飽和聚酯樹脂的方法。

本發明的技術方案在於：

利用廢棄PET製備不飽和聚酯樹脂的方法，包括如下步驟：

（1）醇解

將預先清洗並乾燥過的片狀廢舊PET聚酯、1，2-丙二醇和醋酸鋅加入到圓底四口燒瓶中，接上電動攪拌器、冷凝管、熱電偶和導氣管，置於電加熱套內加熱，溫度控制在185～195℃；當PET聚酯片軟化後浸沒在丙二醇中時開啟攪拌器，加熱回流3.5h；

（2）合成樹脂

當醇解產物的溫度降到150℃左右時，加入順丁烯二酸酐，將回流改為蒸餾裝置，再升溫進行縮聚反應，當反應體系中酸值降到30 mg KOH／g左右時終止反應，反應時間約為1.5h；

（3）配製樹脂

當反應體系的溫度降低到150℃時停止通入氮氣，加入對苯二酚，繼續攪拌0.5 h，當溫度降至70～90℃時，加入稀釋劑，攪拌，使不飽和聚酯與苯乙烯相溶，出料過濾，冷卻後得到乳白色粘性液體即為不飽和聚酯樹脂。

所述的稀釋劑為苯乙烯。

所述的在醇解過程中在氮氣氣氛下進行。

所述的在合成樹脂縮聚反應過程中反應溫度不超過210℃。

本發明的技術效果在於：

本發明以PET聚酯回收料為原料，以1，2-丙二醇為醇解劑，醋酸鋅為催化劑，採用醇解、順丁烯二酸酐酯化縮聚工藝合成了不飽和聚酯樹脂，其表觀物理性能與市售不飽和聚酯樹脂相近，為綜合回收利用廢棄的PET提供了一條途徑。

具體實施方式

利用廢棄PET製備不飽和聚酯樹脂的方法，包括如下步驟：

（1）醇解

將預先清洗並乾燥過的片狀廢舊PET聚酯、1，2-丙二醇和醋酸鋅加入到圓底四口燒瓶中，接上電動攪拌器、冷凝管、熱電偶和導氣管，置於電加熱套內加熱，溫度控制在185～195℃；當PET聚酯片軟化後浸沒在丙二醇中時開啟攪拌器，加熱回流3.5h；

（2）合成樹脂

當醇解產物的溫度降到150℃左右時，加入順丁烯二酸酐，將回流改為蒸餾裝置，再升溫進行縮聚反應，當反應體系中酸值降到30 mg KOH／g左右時終止反應，反應時間約為1.5h；

（3）配製樹脂

當反應體系的溫度降低到150℃時停止通入氮氣，加入對苯二酚，繼續攪拌0.5 h，當溫度降至70～90℃時，加入稀釋劑，攪拌，使不飽和聚酯與苯乙烯相溶，出料過濾，冷卻後得到乳白色粘性液體即為不飽和聚酯樹脂。

其中，所述的稀釋劑為苯乙烯。所述的在醇解過程中在氮氣氣氛下進行。所述的在合成樹脂縮聚反應過程中反應溫度不超過210℃。

本發明隨著聚合反應溫度的升高，產物的顏色逐漸加深，與市售不飽和聚酯樹脂的外觀進行對比後認為聚合溫度在190~200℃比較合適。

由於縮聚反應是可逆反應，在達到反應平衡後，繼續延長反應時間對主反應沒有太大的有利影響，反而會導致一些副反應的發生，使得產物的成分複雜，外觀惡化。隨著反應時間的延長，產物的顏色逐漸加深，聚合反應的時間控制在1.5 h較合適。