[发明专利]一种瓶用聚酯及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种瓶用聚酯及其制备方法。

背景技术：

近年来，随着人类生存环境的日益恶化，人们越来越关注开发环境 友好性材料和使用可再生原材料。石油作为不可再生资源，是最重要的 化工原料，但是由于在使用工程中以及最终废弃中大量CO₂的排放， CO₂大量排放导致了全球气候变暖等一系列的问题，并且直接威胁人类 的生存。如何替代和减少使用石油作为原材料，是人们面临重要研究问 题之一。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)产品除了纤维领域的应用，还拓展 到各类容器、包装材料、薄膜、胶片、工程塑料等领域。由于生产PET 的原料都是来源于石油的加工品。如何使用非石油原料开发PET产品 也是一个重要的研究课题。

人们使用可再生的生物资源，开发出了各种新型的聚酯，例如杜邦 公司通过对玉米进行发酵，经过生物和化工过程，制备得到1，3-PDO， 并开发出了含有约36wt％来源于生物材料而非石油材料的聚对苯二甲 酸丙二醇酯(PTT)聚合物。Natureworks公司同样以农作物为原料，经 过生物和化工过程，生产出了纯生物来源和易于生物降解的聚乳酸 (PLA)聚合物。

二醇即乙二醇是合成PET的重要原料，在PET中的重量比约为 40％，目前工业上多采用环氧乙烷直接水合法或乙烯合成法来生产。 生产步骤繁琐，成本高导致了乙二醇的价格一直居高不下，并且消耗大 量的原材料和能源，生成很多的副产物。本发明中二元醇是由生物材料 生产，是将生物材料中碳源转移到乙二醇中。

农作物是一种可再生资源，能将空气中的CO₂通过光合作用转化为 各种淀粉、糖类、纤维素、木质素等在农作物果实及其秸秆中储存起来。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在包装容器方面逐渐取代玻璃制品， 在制备瓶用聚酯的技术中，一般采用固相重合的方法制备高粘度的聚酯 切片，以满足聚酯瓶制瓶工艺的要求。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种原料二元醇成分中的碳元素成分来源 于生物材料的瓶用聚酯及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种瓶用聚酯及其制备方法，其特征是：由低粘度聚酯切片干燥、 预结晶后，进一步进行固相重合处理，制得高粘度瓶用聚酯；低粘度聚 酯切片制备原料乙二醇为其中碳元素是来源于生物材料的乙二醇。

所述生物材料为玉米、甘蔗、小麦或其他农作物的秸秆。其中所述 玉米、小麦为其种子和/或秸秆。乙二醇是生物材料经过生物发酵和/或 化工加工过程制得。原料乙二醇中乙二醇的含量为95％～99.9％，生物 乙二醇在190～350nm的波长范围内透过率为50％以上。聚对苯二甲酸 乙二醇酯制品中还含有碳元素来源于石油原料的二元酸和二元醇的共 聚成分。聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物的特性粘度为0.55～0.75。

本发明的生物材料是玉米、甘蔗、小麦或农作物的秸秆。经过生物 和/或化工过程得到乙二醇。例如玉米经过生物过程分离淀粉，经过加 工得到5碳和6碳的糖，这些糖分经过加氢催化的工艺可以制备出多组 分二元醇，经过纯化分离常用步骤后，就可以得到本发明的原料乙二醇 组分，这种乙二醇经过加热，用活性碳进行过滤处理，就得到本发明的 在190～350nm波长范围内透过率为50％以上的生物乙二醇。

在本发明中使用的乙二醇原料中可以含有其他二醇成分，例如有1， 2-丙二醇、1，2-丁二醇、2，3-丁二醇、1，4-丁二醇和1，2-戊二醇其 他的二醇成分。本发明中使用的乙二醇的纯度为95％～99.9％，生物乙 二醇在190～350nm的波长范围内透过率为50％以上，其他成分的碳元 素也是来源于生物材料。

本发明的聚对苯二甲酸乙二醇酯可以使用间断式的釜式聚合、半连 续聚合、连续聚合的方法进行生产。包括使用生物乙二醇熔融聚合法制 得低粘度聚酯切片和固相缩聚法制得高粘度聚酯切片。低粘度聚酯切片 是指粘度为0.55～0.75的聚酯切片，高粘度聚酯切片是指粘度为0.8～ 1.2的聚酯切片。聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备方法是将对苯二甲酸和 乙二醇按照一定比例进行酯化、缩聚反应，得到低粘度聚酯切片。