[发明专利]用于回收聚酯的方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2005年12月28日提交的美国临时申请60/754,339 的优先权。

发明领域

本发明涉及聚酯使用后的回收，具体地讲，通过聚酯部分解聚， 然后过滤和再次聚合来回收。

背景

多年来，聚合物生产和使用领域已有许多技术进步。已将各种添 加剂、改性剂、共聚单体、共聚物和填料结合到聚合物中来改善强度 和耐温性等特征，从而满足更多专业应用要求。还将聚合物与其它材 料一起使用来制备复合体系和复合材料，其中各材料难以分离。除了 所制备聚合物中加入的材料外，消费后固体废弃物(即被消费者使用， 然后废弃或放入固体废弃物中的)通常包含消费者使用该制品或收集 过程中引入的污染物。这些污染物和制备过程中掺入的各种材料的存 在限制了消费后塑料回收的效率。所带来的问题是以下之一：所需塑 料的初纯度低和必须处理可能存在的大量其它物质。

例如，聚酯和聚酰胺可通过各种方法回收来得到有用聚合物、低 聚物和单体。传统化学回收技术包括就聚酯而言的水解、二醇醇解和 甲醇分解，和就聚酰胺而言的水解和氨解。就聚酯而言，通常将这些 方法与初解聚步骤结合，所述初解聚步骤通过加热聚合物和/或将聚 合物溶解于低聚物、单体(如乙二醇)或水中来完成。

水解包括用水和热处理原料聚合物。完全解聚会产生单体(如就 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)而言对苯二甲酸和乙二醇(EG)；和对尼 龙6，6而言己二胺和已二酸)，所述单体然后可聚合。就PET而言， 有时采用其它添加剂如盐、氢氧化钠或氢氧化铵或硫酸来促进该过 程。分别参见美国专利4,355,175、3,544,622、3,952,053和4,542,239。 此外，水解(具体而言水蒸汽处理)可与下面讨论的其它处理结合使用， 参见美国专利3,321,510。

PET的另一回收方法为二醇醇解，通过使用二醇(如乙二醇(EG) 或1，4-丁二醇(BDO))分解聚合物来完成。这已在液相中进行，通常采 用热和压力。采用乙二醇的PET二醇醇解产生对苯二甲酸双羟乙酯 (BHET)，然后通常将其过滤除去杂质并使之聚合，参见美国专利 4,609,680。二醇醇解可与第二步骤如甲醇分解结合，参见美国专利 3,321,510。

回收高分子量聚酯、特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)的一 种方法包括通过二醇醇解使研磨或压碎的聚酯薄片解聚。该方法包括 使高分子量聚酯与二醇如乙二醇接触产生聚酯低聚物和/或单体。这 些材料随后再次聚合成为制备新聚酯制品的一部分。PET二醇醇解 中，PET废料与乙二醇反应，从而得到对苯二甲酸双(2-羟乙 酯)(“BHET”)和/或其低聚物。二醇醇解是对使PET解聚特别有用的反 应，因为所产生的BHET可用作对基于苯二甲酸二甲酯(“DMT”)和基 于对苯二甲酸(“TPA”)PET生产工艺的原料而无需对生产设备进行较 大改进。使聚酯制品生产各时间点回收的聚酯废料解聚的二醇醇解已 在美国专利3,884,850和4,609,680中描述。美国专利5,223,544公开 了一种方法，其中存在于消费后PET中的异物通过首先在反应器中 通过二醇醇解使聚酯解聚来制备PET低聚物、单体和各种不混溶污 染物的混合物的方法除去。然后将反应混合物进料至无搅拌分离设 备，由此基于密度使所述污染物远离聚酯，从而形成低密度污染物上 层、聚酯材料中间层和高密度污染物下层。之后通过排出管将中间聚 酯层从分离设备移走来将其与污染物分离。

伊士曼公司(Eastman)的美国专利6,410,607也公开了二醇醇解。 该‘607专利中，解聚和纯化过程包括在约150-约300℃和约0.5-约3 巴绝对压力下使受污染聚酯与一定量的二醇接触从而总二醇单元与 总二羧酸单元的摩尔比大于约1-约5。在反应器中将该体系搅拌足够 时间以在反应器中产生包含较低密度污染物的上层，所述上层浮在包 含含有所述聚酯解聚低聚物的液体的下层上。

通过在第一流中将所述上层从反应器移走和在第二流中将所述 下层移走来将所述上层与所述下层分离。

伊士曼公司(Eastman)的美国专利6,417,239中，公开了制备缩聚 聚合物/第一聚合物基体的方法，所述方法包括制备聚合物胶态体系 的步骤，所述胶态体系依次包含：