[发明专利]一种生物可降解再生聚酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种生物可降解再生聚酯及其制备方法，首先将聚酯回收料和聚酯低聚物熔体进行反应得到初步解聚熔体，然后初步解聚熔体与乙二醇进行反应得到深度解聚熔体，深度解聚熔体与乙二醇蒸汽对流流动得到低TVOC含量聚酯低聚物熔体，同时制备脂肪族二元酸聚醚酯化物，将聚酯低聚物熔体与脂肪族二元酸聚醚酯化物进行预缩聚反应得到低TVOC含量预缩聚聚酯熔体，预缩聚聚酯熔体进行终缩聚反应得到低TVOC含量再生聚酯熔体，最后低再生聚酯熔体进入熔体冷却造粒系统制得生物可降解再生聚酯。本发明方法整体流程长度及工艺控制难度适中，具有高效性，最终制得的生物可降解再生聚酯中TVOC和壬基酚及其同分异构体的含量较低。

技术领域

本发明属于废旧聚酯的再生领域，涉及一种生物可降解再生聚酯及其制备方法，特别涉及一种以聚酯回收料作为原料制备的TVOC含量较低的高品质生物可降解再生聚酯及其高效制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET，简称聚酯)是一种应用广泛的合成高分子材料，2015年全球PET产量超过4千万吨，仅次于聚烯烃，是合成纤维和食品包装领域所使用的主导材料(所占比重超过80％)。然而作为一种不易降解的石油基合成高分子材料，聚酯废弃制品的社会储量也非常巨大，特别是杂质种类复杂、含量高的废旧聚酯纺织品每年正以百万吨的速度增长，但目前的回收率还不足3％，由此引发的石化资源浪费和固体废弃物污染问题也日益严峻。因此废弃聚酯(特别是废旧聚酯纺织品等低品质废料)的高效高品质再生技术对于行业的可持续发展具有重大意义。同时将废旧聚酯再生为可生物降解聚酯对生态环境的保护以及聚酯行业的可持续发展等具有重大意义，也是当今聚酯行业发展的热点。

聚酯的再生技术主要可分为物理法和化学法两大类。传统物理法通过对废料进行熔融再加工实现再生，具有高效低成本的特点，是目前聚酯再生产业化技术的主导，但传统物理法再生出的制品较原生的品质下降明显，特性粘度下降及波动较大。同时由于过程中熔体粘度较大，使得不熔性杂质的过滤及挥发性杂质脱除都非常困难，同时过量杂质在高温的加工过程中如不能及时除去将引发多种不可逆的裂化降解。因此简单物理法再生的对象仅限于纯净度较高的废旧聚酯瓶片。

为了对聚酯回收料进行高效再生，现有技术已对传统物理法进行了改进升级，其特点在于在熔体阶段增加了増粘环节。例如发明专利CN201210006794.3通过扩链剂、发明专利CN201210399804.4通过长时间高比表面积高真空缩聚的方法可较为有效的增加再生制品的特性粘度。此类改进对生产成本增加较传统物理法并不多，且可实现对聚酯回收料的高效低成本再生，因此近年来相关技术的产业化推广范围也在快速扩大。但同样由于熔体粘度的限制，此法仍不能对于杂质进行有效的脱除，特别是再生制品中TVOC含量和其它有机毒害物的含量较高，产品的应用范围仍受到很大局限，无法全面进入服用、汽车内饰等对使用安全性要求较高的领域。

化学法则是通过“解聚至单体-分离提纯-再聚合”的路线实现再生，过程中由于聚酯被解聚为单体，技术上容易实现较彻底的提纯，能够对废弃纺织品等低等废料进行有效回收，再生制品品质可媲美原生，但工艺流程长，效率低，成本很高，得不偿失。仅有美国和日本等发达国家在优惠政策的扶植下对相关技术进行了小规模的产业化尝试，其中代表性专利技术有US5710315、US4609608和WO2003033581等，但由于成本问题，推广均受到严重制约。

另一方面，由于PET在自然条件下的降解是很缓慢的，大量的未能回收的聚酯废弃物也给生态环境带来的巨大的压力，因此可降解聚酯的开发是聚酯差别化的重要分支，所以将废弃PET聚酯化学再生为可降解聚酯可谓是兼顾经济效益与环境保护的开发路线，这一改性再生的思路通常要结合化学法再生技术，通过获取解聚产物进行再共聚来实现，例如发明专利CN201410609018.1、发明专利CN201410608135.6等。

因此，研究一种以聚酯回收料为原料且生产效率高、成本小、能有效降低再生聚酯中TVOC含量的方法具有重要意义。

发明内容