CN107459630A - 一种利用废旧pet材料制造pet薄膜的方法 - Google Patents

一种利用废旧pet材料制造pet薄膜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种利用废旧PET材料制造PET薄膜的方法，包括如下步骤：将废旧PET材料和BHET加入捏合装置中，制备PET初级溶液；经冷却结晶析出BHET初饼；压榨得BHET清饼；向BHET清饼中加入丙二醇，冷却结晶析出BHET粗饼；压榨得BHET二次清饼；将BHET二次清饼进行蒸馏得BHET精饼，溶入60～90℃的热水中，分离出不溶物，再经结晶、脱水、干燥得纯度96～98.5％的BHET粉末；将BHET粉末进行精馏得纯度＞99.5％的高纯BHET粉末；将高纯BHET粉末和乙二醇加入至缩聚装置中，向其中加入二氧化硅、锑系催化剂，在真空下进行缩聚制备PET熔体；将PET熔体冷却成型为PET铸片，PET铸片经纵向、横向拉伸得PET薄膜。本发明提供的方法简化了废旧PET材料回收利用制备新PET薄膜的工艺过程，降低了成本，提高了回收效率。

Description

一种利用废旧PET材料制造PET薄膜的方法
技术领域
本发明涉及一种废旧塑料的回收工艺，具体涉及一种利用废旧PET材料制造PET薄膜的方法，属于循环再利用高分子技术领域。
背景技术
目前，我国在废旧塑料回收中采用的化学降解和物理方法无法对废旧PET薄膜材料进行有效的循环再利用。现有专利技术中公开了一种废旧PET塑料回收再生的方法，但是该回收处理工艺需要在80-200℃的高温下进行，操作难度较大，回收能耗较高，实际回收利用效率低下。
发明内容
本发明为弥补现有技术的不足，提供一种利用废旧PET材料制造PET薄膜的方法，该方法简化了废旧PET材料回收利用制备新PET薄膜的工艺过程，降低了成本，提高了回收利用效率。本发明具体技术方案步骤如下：
(1)将印刷后的废旧PET材料(油墨质量含量在5～15％)和BHET粉末按60％∶40％的质量百分比例加入到捏合机中，在210℃的温度下经混合、搅碎、分散，得到PET低分子溶液；在200℃、0.2Mpa的条件下，将PET低分子溶液以及丙二醇(PG)按1∶2的质量比例投入到密闭容器中，搅拌并保温2小时后得到PET初级溶液；
(2)在120℃、常压下，将上述PET初级溶液加入孔径为100目的过滤器中进行过滤，得到初始溶液和杂质；在常温下，将得到的初始溶液在20℃下冷却结晶，析出对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)初饼和丙二醇(PG)；
(3)将得到的BHET初饼利用压榨机强力压榨，得到BHET清饼和含有染料、油墨的PG溶液；得到的PG溶液在200℃下蒸发得到纯净PG再次回用；
(4)将得到的BHET清饼按体积加入15％PG，加热到90℃得到BHET清饼溶液；将得到的BHET清饼溶液在20℃下冷却结晶，析出BHET粗饼和PG溶液；
(5)将得到的BHET粗饼利用压榨机强力压榨，得到BHET二次清饼和含有染料、油墨的PG溶液；将得到的BHET二次清饼利用蒸发器蒸馏出全部残留的PG得到BHET精饼；将得到的BHET精饼溶入70℃的热水中分离不溶物，结晶、脱水、干燥后得到纯度99.0％以上的BHET粉末；
(6)将步骤5)得到的BHET粉末进行精馏得到纯度＞99.5％的高纯BHET粉末；
(7)将步骤6)得到的高纯BHET粉末与乙二醇(EG)按10∶1的质量比例加入到缩聚釜中，以反应体系中对苯二甲酸双羟乙酯的总质量为基准，加入400ppm的催化剂乙二醇锑，同时加入800ppm(以反应体系总质量为基准)粒径为2um的SiO2、在50pa真空度下、在275℃缩聚反应4h，得到特性粘度为0.64dl/g、熔点260℃的高纯PET熔体；
(8)将得到的PET熔体经过50um的粗过滤器、初级计量泵、20um的精过滤器、终计量泵、模头后，在25℃的冷辊上冷却成型得到PET铸片；PET铸片在90℃的预热后，在95℃下纵向拉伸3.5倍得到PET初级膜片，拉伸过程中采用红外加热，红外加热的功率为20～80kw；PET初级膜片在100℃的预热后，在120℃下横向拉伸3.8倍得到厚12um的PET薄膜，拉伸过程中采用热风加热，热风加热的风速为10～30m/s。
进一步的，所述废旧PET材料选自废旧PET薄膜或废旧PET复合薄膜。
进一步的，所述废旧PET复合薄膜中含有70％(质量)以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述废旧PET薄膜或废旧PET复合薄膜为印刷后的含有5～15％(质量)油墨的薄膜；所述废旧PET复合薄膜为与PP或PE复合的废旧PET薄膜。
优选的，步骤2)中，在110～150℃、常压下用孔径为10～200目(更优选为50～100目)的过滤器过滤所述PET初级溶液。
进一步的，所述杂质包括染料、油墨中至少一种；所述方法还包括对含有杂质的丙二醇溶液进行蒸发以回收丙二醇的步骤。
优选的，步骤7)中，所述二氧化硅的粒径为0.5～6μm，二氧化硅的用量为反应体系总质量的0.05～3％；锑系催化剂的用量为反应体系中对苯二甲酸双羟乙酯总质量的200～800ppm；所述锑系催化剂选自三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑中的至少一种。
优选的，步骤7)在温度270～280℃、真空度20～100Pa条件下进行缩聚反应，反应时间为2～5h。
本发明的有益效果：本发明利用处理得到的高纯酯化物直接聚合得到高纯PET熔体，并直接利用PET熔体制备PET薄膜，实现了废旧PET材料到新PET薄膜的循环再制造过程。现有的材料回收利用过程为废旧材料到聚酯切片，聚酯切片再到成品。本发明与传统的聚酯切片制膜的过程的区别在于不需要将PET熔体进行固化，制造切片，然后对切片进行干燥，再进行加热熔融。本发明特点在于直接将回收利用所得的PET熔体制备铸片，简化利用废旧PET材料制膜的工艺过程，降低了成本，增加了生产的连续性。。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)将印刷后的废旧PET材料(油墨质量含量在5～15％)和BHET粉末按60％：40％的质量百分比例加入到捏合机中，在210℃的温度下经混合、搅碎、分散，得到PET低分子溶液；在200℃、0.2Mpa的条件下，将PET低分子溶液以及丙二醇(PG)按1∶2的质量比例投入到密闭容器中，搅拌并保温2小时后得到PET初级溶液；
(2)在120℃、常压下，将上述PET初级溶液加入孔径为100目的过滤器中进行过滤，得到初始溶液和杂质；在常温下，将得到的初始溶液在20℃下冷却结晶，析出对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)初饼和丙二醇(PG)；
(3)将得到的BHET初饼利用压榨机强力压榨，得到BHET清饼和含有染料、油墨的PG溶液；得到的PG溶液在200℃下蒸发得到纯净PG再次回用；
(4)将得到的BHET清饼按体积加入15％PG，加热到90℃得到BHET清饼溶液；将得到的BHET清饼溶液在20℃下冷却结晶，析出BHET粗饼和PG溶液；
(5)将得到的BHET粗饼利用压榨机强力压榨，得到BHET二次清饼和含有染料、油墨的PG溶液；将得到的BHET二次清饼利用蒸发器蒸馏出全部残留的PG得到BHET精饼；将得到的BHET精饼溶入70℃的热水中分离不溶物，结晶、脱水、干燥后得到纯度99.0％以上的BHET粉末；
(6)将步骤5)得到的BHET粉末进行精馏得到纯度＞99.5％的高纯BHET粉末；
(7)将步骤6)得到的高纯BHET粉末与乙二醇(EG)按10∶1的质量比例加入到缩聚釜中，以反应体系中对苯二甲酸双羟乙酯的总质量为基准，加入400ppm的催化剂乙二醇锑，同时加入800ppm(以反应体系总质量为基准)粒径为2um的SiO2、在50pa真空度下、在275℃缩聚反应4h，得到特性粘度为0.64dl/g、熔点260℃的高纯PET熔体；
(8)将得到的PET熔体经过50um的粗过滤器、初级计量泵、20um的精过滤器、终计量泵、模头后，在25℃的冷辊上冷却成型得到PET铸片；PET铸片在90℃的预热后，在95℃下纵向拉伸3.5倍得到PET初级膜片，拉伸过程中采用红外加热，红外加热的功率为20～80kw；PET初级膜片在100℃的预热后，在120℃下横向拉伸3.8倍得到厚12um的PET薄膜，拉伸过程中采用热风加热，热风加热的风速为10～30m/s。
进一步的，所述废旧PET材料选自废旧PET薄膜或废旧PET复合薄膜。
进一步的，所述废旧PET复合薄膜中含有70％(质量)以上的聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述废旧PET薄膜或废旧PET复合薄膜为印刷后的含有5～15％(质量)油墨的薄膜；所述废旧PET复合薄膜为与PP或PE复合的废旧PET薄膜。
优选的，步骤2)中，在110～150℃、常压下用孔径为10～200目(更优选为50～100目)的过滤器过滤所述PET初级溶液。
进一步的，所述杂质包括染料、油墨中至少一种；所述方法还包括对含有杂质的丙二醇溶液进行蒸发以回收丙二醇的步骤。
优选的，步骤7)中，所述二氧化硅的粒径为0.5～6μm，二氧化硅的用量为反应体系总质量的0.05～3％；锑系催化剂的用量为反应体系中对苯二甲酸双羟乙酯总质量的200～800ppm；所述锑系催化剂选自三氧化二锑、乙二醇锑、醋酸锑中的至少一种。
优选的，步骤7)在温度270～280℃、真空度20～100Pa条件下进行缩聚反应，反应时间为2～5h。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (1)

1.一种利用废旧PET材料制造PET薄膜的方法，其特征在于，本发明具体技术方案步骤如下：
(1)将印刷后的废旧PET材料(油墨质量含量在5～15％)和BHET粉末按60％∶40％的质量百分比例加入到捏合机中，在210℃的温度下经混合、搅碎、分散，得到PET低分子溶液；在200℃、0.2Mpa的条件下，将PET低分子溶液以及丙二醇(PG)按1∶2的质量比例投入到密闭容器中，搅拌并保温2小时后得到PET初级溶液；
(2)在120℃、常压下，将上述PET初级溶液加入孔径为100目的过滤器中进行过滤，得到初始溶液和杂质；在常温下，将得到的初始溶液在20℃下冷却结晶，析出对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)初饼和丙二醇(PG)；
(3)将得到的BHET初饼利用压榨机强力压榨，得到BHET清饼和含有染料、油墨的PG溶液；得到的PG溶液在200℃下蒸发得到纯净PG再次回用；
(4)将得到的BHET清饼按体积加入15％PG，加热到90℃得到BHET清饼溶液；将得到的BHET清饼溶液在20℃下冷却结晶，析出BHET粗饼和PG溶液；
(5)将得到的BHET粗饼利用压榨机强力压榨，得到BHET二次清饼和含有染料、油墨的PG溶液；将得到的BHET二次清饼利用蒸发器蒸馏出全部残留的PG得到BHET精饼；将得到的BHET精饼溶入70℃的热水中分离不溶物，结晶、脱水、干燥后得到纯度99.0％以上的BHET粉末；
(6)将步骤5)得到的BHET粉末进行精馏得到纯度＞99.5％的高纯BHET粉末；
(7)将步骤6)得到的高纯BHET粉末与乙二醇(EG)按10∶1的质量比例加入到缩聚釜中，以反应体系中对苯二甲酸双羟乙酯的总质量为基准，加入400ppm的催化剂乙二醇锑，同时加入800ppm(以反应体系总质量为基准)粒径为2um的SiO2、在50pa真空度下、在275℃缩聚反应4h，得到特性粘度为0.64dl/g、熔点260℃的高纯PET熔体；
(8)将得到的PET熔体经过50um的粗过滤器、初级计量泵、20um的精过滤器、终计量泵、模头后，在25℃的冷辊上冷却成型得到PET铸片；PET铸片在90℃的预热后，在95℃下纵向拉伸3.5倍得到PET初级膜片，拉伸过程中采用红外加热，红外加热的功率为20～80kw；PET初级膜片在100℃的预热后，在120℃下横向拉伸3.8倍得到厚12um的PET薄膜，拉伸过程中采用热风加热，热风加热的风速为10～30m/s。
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