[发明专利]一种PET废料回收及再生方法及其制备的聚酯材料

说明书

本发明公开了一种PET废料的回收及再生方法及其制备的聚酯材料，属于塑料回收利用领域。本发明所述PET废料的回收及再生方法将初步处理的PET废料进行萃取以除去废料中的小分子杂质，随后将废料用良溶剂NMP充分加热溶解，采用吸附剂以脱色提纯，引入金属化合物与PET端羧基络合，并采用特定种类及温度的不良溶剂对溶液进行固化沉析处理，使得到的聚酯材料具有较高的结晶度，进而在不引入填料的情况下提升其本征的气体隔绝性能和高透明度，同时具有良好的外观效果，透明度高；所述方法无高耗能步骤，所用试剂少且安全环保，所得产品应用价值高，应用领域广。本发明还公开了所述方法制备的聚酯材料及进一步得到的食品包装用塑料制品。

技术领域

本发明涉及塑料回收利用领域，具体涉及一种PET废料回收及再生方法及其制备的聚酯材料。

背景技术

PET(对苯二甲酸二甲酯)是一种重要的工程塑料，其具有良好的机械性能、耐磨性能、耐蠕变性能和耐化学性能等，被广泛用于食品包装、纤维、薄膜等领域，其中较大的市场销售份额集中在食品包装行业，由于其无毒、无味、价廉和阻渗性能，一般的矿泉水、碳酸饮料和功能饮料瓶都采用这一材料制作而成，因此每年的废弃量庞大，造成严重的环境污染。塑料循环利用是解决塑料污染的最重要方式，目前在塑料回收领域，PET饮料瓶回收是回收率最高的产品，但市场上高端PET再生料依然出现巨大缺口；更重要的是，国内高端再生PET行业还处于起步阶段，回收体系不完整，回收工艺粗放，大多数再生PET产品品质性能低劣，产品性能大幅衰减，功能化水平低，只能被应用到低值化领域，高端再生PET产品十分稀缺。

目前国内回收PET的方法主要有两种：化学解聚法和机械回收法。

化学解聚法是指PET在加热和催化剂的作用下发生解聚反应，生成低分子量的产物或合成单体，后续可以作为单体再次参与聚酯合成，得到高纯度高性能的再生PET。CN107459788A公开的现有技术中将聚酯回收料和聚酯低聚物熔体进行反应性熔融共混，再加入乙二醇混合进行醇解反应得到解聚熔体，之后经过滤提纯后进行缩聚得到再生聚酯熔体，冷却造粒后得到再生聚酯切片；CN102532815A的技术方案利用乙二醇进行废旧聚酯纺织品的解聚，对解聚单体提纯后再进行聚合反应得到再生聚酯；CN110734578A的技术方案中对于废聚酯材料先进行发泡造粒得到内部含微孔结构的废酯粒料，利用溶剂将其他易溶解杂质除去后，再将废酯粒料进行乙二醇解聚和再聚合，得到再生聚酯。然而如上述现有技术的记载所示，化学解聚法工序复杂，且过程中需要进行高温解聚或高温熔融等步骤，耗能大，成本高。

机械回收法是指将废PET材料经过直接掺混、熔融共混、挤出造粒等简单物理机械处理后得到的再生PET，通常回收工艺比化学解聚法流程简单，但是该方案过程中PET通常发生降解，杂质多，性能差，只能被应用在低值化产品中循环利用。为了实现这些方法制备产品的功能化，例如对于具有高阻隔性需求的PET材料，人们一般会在制备过程中使用改性剂复配或者复合薄膜层实现，例如CN105622974A以涂层覆盖PET基材薄膜从而实现高阻隔和高透明的效果，然而该方法对于基材的形状有一定要求，同时涂层与PET基材间存在脱落的可能性，应用范围窄；CN109467895A则是在PET材料基体中添加PEN树脂和改性填料，使制备的复合材料具备本征高阻隔性，然而所述产品透明度不高且颜色偏浅灰色，外观效果不佳。

发明内容

基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种PET废料回收及再生方法，该方法区别于传统化学解聚法和机械回收法，通过萃取-溶解-固化沉析的方法对PET废料进行提纯回收再生，无需引入高温熔融等高耗能步骤，节省了回收再生的成本，并避免PET高分子链发生降解；在所述固化析出过程前引入金属化合物与PET端羧基络合，促使PET内部在固化析出时结晶性显著提升，进而获得高气体阻隔性；所述回收再生产品提高气体阻隔性并不是通过引入阻隔性填料来实现，所得产品外观性能好，透明度高。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种PET废料回收及再生方法，包括以下步骤：