[发明专利]一种利用PET合成不饱和聚酯树脂的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子化学领域，具体涉及一种利用PET合成不聚酯树脂的方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是由对苯二甲酸和乙二醇缩合聚合而成，通常称为聚 酯或PET。PET于1941年由英国科学家研制成功，1949年英国率先实现了PET的工业化生 产，因其具有优良的应用功能和高强度等性能，此后世界各国竞相生产。随着PET产量和消 费量的不断增长，废弃PET的量也不断增长废弃的PET已成为环境污染的大问题。PET废弃 物虽然不会直接对环境造成危害，但由于其废弃物量大且对大气和微生物的抵抗性很强，因 而从环境和生态角度考虑，PET废弃物已成为全球性的环境污染有机物。所以现今将废塑料 作为资源加以回收利用，建立资源循环型社会已成为世界各国环保工作的当务之急。以废PET 为原料生产不饱和聚酯树脂，不仅使不饱和聚酯树脂的成本降低，而且使废料得到了再利用， 不但可以减少环境污染，而且可以变“废”为“宝”。目前世界各国都已开始重视塑料的回收 和再生工作，许多国家成立了专门的回收工厂甚至研究机构。

目前国内外利用废PET合成不饱和聚酯树脂一般有以下几种方法：(1)用二元醇直接 醇解废PET合成不饱和聚酯树脂；(2)用二元醇醇解后与二元酸反应合成聚酯，在聚酯分子 中引入双环戊二烯(DCPD)分子；(3)用二元醇和多元醇混合醇作醇解剂醇解废PET合成 不饱和聚酯树脂。以上的各种利用废PET合成不饱和聚酯树脂方法固有优点，但也存在许多 不可避免的弊端。例如，对于用二元醇直接醇解废PET合成的不饱和聚酯树脂，由于PET是 由乙二醇和对苯二甲酸聚合而成的，这两种分子结构单元都具有对称性的特点，再由乙二醇 或二乙二醇来醇解PET，制造的聚酯与苯乙烯的相溶性很差，很容易出现相分离现象，虽然 使用丙二醇、2-甲基-1,3丙二醇等不对称结构二元醇可以改善聚酯与苯乙烯的相溶性，但丙 二醇、2-甲基-1，3丙二醇较其他原料昂贵，导致树脂生产成本较高，难以获得好的经济效益。 用二元醇醇解后合成的聚酯，在聚酯分子中引入DCPD分子，虽然聚酯与苯乙烯的相溶性有 所改善，但其合成反应工艺控制较为复杂，对温度的控制要求严格，最终树脂外观也比较深。 用多元醇(特别是甘油)代替部分二元醇醇解PET，甘油羟基数比二元醇多使得醇解速度加 快，而且甘油来源广、价格低，但甘油是三元醇，含两个伯羟基和一个仲羟基，活性不一样， 在合成聚酯过程中会产生网状分子结构，令反应不易控制，后期容易产生凝胶，造成产品报 废或产品质量下降。

发明内容

本发明的目的是针对以上要解决的技术问题，提供一种利用甘油及聚酯废料合成不饱和 聚酯树脂的方法，利用该方法制得的不饱和聚酯树脂具有良好的相溶性，性能优异，同时又 减少环境污染，降低合成不饱和聚酯树脂的成品。

为了实现以上发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种PET合成不饱和聚酯树脂的方法，其包括以下步骤：

(1)加入甘油、沸点超过210℃的二元醇、废PET和催化剂投入反应釜中，开启机械搅 拌搅拌以250-300r/min的速度进行搅拌为250-300r/min，在氮气保护下快速升温至210℃进行 保温反应，当PET全部醇解后继续保温1-2h，降温；

(2)温度降低至150℃以下，加入不饱和二元酸酐、一元醇和沸点低于210℃的剩余二 元醇，升温至150-155℃保温反应0.5h，再逐步升温至195-200℃进行恒温反应，待出水量达 到理论量的85-90％时，抽真空迫使水分排出，使反应进行至酸值低于25mgKOH/g；

(3)降温至155-160℃，加入适量阻聚剂，并用苯乙烯稀释，冷却过滤，即得不饱和聚 酯树脂成品；

其中，以上各反应物的配比如下：

PET与二元醇的重量比为1:0.8至1:1.5，更优选为1:0.9至1:1.1；

PET与甘油的重量比为1:0.2至1:0.6，更优选为1:0.2至1:0.3；

PET与不饱和二元酸酐的重量比为1:0.8至1:1.4，更优选为1:1.2至1:1.3；

一元醇与甘油的摩尔比为1:0.9至1:1.2，更优选为1:0.9至1:1.1；

总羧酸与总多元醇的摩尔比为1:0.9至:1.05，更优选为1:0.98至1:1.05；