[发明专利]一种基于回收PET的复合聚酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种基于回收PET的复合聚酯材料及其制备方法。

背景技术

随着石油资源日益枯竭及环境问题的严峻，发展节能、环保和低排放的新型高分子复合材料成为了适应全球低碳经济发展的迫切要求。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一类结晶性聚酯，具有优异的综合性能，已被大量用于制作化学纤维、包装材料、工程塑料等。特别是PET瓶(如矿泉水瓶、饮料瓶、食用油瓶等)多为一次性使用，如果不回收利用，既造成资源浪费，也严重污染环境。由于各种PET包装瓶的大量丢弃，“白色污染”问题日益严重，因此回收PET瓶再利用不但可以减少环境污染，而且还可以节省资源，处理回收利用废弃聚酯瓶已成为聚酯工业可持续发展的关键问题。

PET是对苯二甲酸与二醇类的缩合聚合物，其分子结构中含有酯基，导致其在一定酸碱条件和水分存在条件下对湿热非常敏感，特别在160℃以上水解反应变得非常明显，导致PET制品表面失去光泽，力学性能迅速下降，这一缺点限制了PET在酸碱及湿热环境下的应用。上述问题在废旧PET瓶的再生加工过程中更加明显，其分子链发生断裂导致分子量大幅降低，最终导致制品冲击性能变差等，不能满足使用要求。因此，通常需要对回收PET进行扩链增粘，以达到改善材料性能的目的。

影响聚酯水解的主要因素包括端羧基浓度、环境条件(如酸碱度、湿度、温度等)，通过降低聚酯材料中自由端羧基的活性及初始端羧基的浓度，能够提高聚酯材料在湿热环境中的使用寿命。另外，可以采用向聚酯材料中添加抗水解剂，消耗其在水解过程中产生的端羧基，控制聚酯材料的端羧基浓度，进而降低其水解的速率。

公开号为CN101215730中国专利公开了一种用抗水解剂改性的聚酯纤维及其生产方法，其是在纺丝螺杆中添加0.1～1％的抗水解剂碳化二亚胺，与99～99.9％高粘度聚酯熔体共混复合纺丝而成。公开号为CN1603357A的中国专利公开了一种具有酯基的树脂用耐水解稳定剂及热塑性树脂组合物，其是通过在合成脂肪族系碳化二亚胺化合物时混入磷系抗氧剂提高碳化二亚胺类对含酯基树脂抗水解能力，从而制备抗水解酯基树脂组合物。公开号为CN104045980A的中国专利公开了一种抗水解PET色母粒及其制备方法和用途，其中，抗水解PET色母粒由PET、抗水解剂、色粉和辅助助剂组成，其各组分重量百分比为：PET 80-96％、抗水解剂2-4％、色粉0-5％、辅助助剂1-3％。公开号为CN1936127A的中国专利公开了一种高抗水解有色扁丝及其制造方法，其是将液态碳化二亚胺与聚酯(PET)融合，并加入颜料制成矩形单丝；所述液态碳化二亚胺加入量为聚酯(PET)的1-2wt％。公开号为CN104356612A的中国专利公开了一种防黄变抗水解聚酯共混物，其是通过在配方中加入一定量的酯交换抑制剂和抗水解剂，有效解决共混物中酯交换反应产生的底色变黄问题，同时有利于抑制共混物中酯交换反应以及水解反应导致其主链结构发生改变。日本专利JP9296097公开了在聚酯塑料中加入特制的碳化二亚胺作为稳定剂，赋予其较好的抗水解性能，但碳化二亚胺类化合物价格昂贵、热稳定性差，加工过程会产生对人体有害的气体。美国专利US 5910363A公开了一种抗水解组合物，通过在PCTG材料中添加聚碳化二亚胺能够有效降低PCTG的水解性，但是却导致PCTG材料发黄，限制了其使用范围，而且也没有解决PCTG耐热性能很低的问题。公开号为CN1312327A的中国专利采用含有环氧和氨基基团的高分子作为封端剂来改善聚酯的抗水解性，但封端剂的制备过程复杂。公开号为CN104177789A的中国专利公开了一种新型高效抗水解聚酯母粒及其制备方法，其包括以下组分及重量份含量：基体树脂100份，抗水解剂1-30份，氧化钙1-20份，分散剂1-10份，抗氧剂0.1-2份，通过在添加抗水解剂基础上添加氧化钙，利用氧化钙易与水反应的特点，在加工、使用过程中吸收材料内部的多余水分，抑制材料的水解；这种方法中，氧化钙本身的长期稳定性问题无法保证材料的长期稳定性，而且氧化钙的加入会影响材料的加工性能。

上述提高酯基树脂抗水解能力的各种方法，或者通过物理共混添加抗水解剂、或者采用特制的抗水解剂、或者在合成聚酯的过程中引入抗水解剂、又或者使用含氟环氧化合物对聚酯进行封端改性等等，上述改性方法不易掌握，难以形成织态致密的疏水表面，改善抗湿热水解能力有限，且所涉及原料为聚酯PET新料，成本较高。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种复合聚酯材料，本申请提供的复合聚酯材料具有高抗酸碱耐湿热性与力学性能。