CN108219394A - 一种消黄、增白、增亮母粒及聚酯再生料和制备方法 - Google Patents

一种消黄、增白、增亮母粒及聚酯再生料和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚酯再生技术领域，具体涉及一种消黄、增白、增亮母粒及聚酯再生料和制备方法，所述消黄、增白、增亮母粒包括40‑60重量份基体树脂、12‑20重量份复合微球、6‑12重量份增亮剂、1‑7重量份抗氧化剂、2‑6重量份光稳定剂和3‑7重量份紫外线吸收剂等原料，本发明以与聚酯树脂相容性较好、具有一定白度的聚丙烯腈作为纳米钛白粉的载体，有效解决纳米钛白粉易于团聚、难以分散和与基体树脂不相容等的问题，并且纳米钛白粉由于其尺寸效应可以使聚酯回收料具有高白度、高光泽等优点；此外聚丙烯腈也可以作为增强填料，增强母粒的拉伸强度、抗冲击性等机械性能。

Description

一种消黄、增白、增亮母粒及聚酯再生料和制备方法
技术领域
本发明涉及聚酯再生技术领域，具体涉及一种消黄、增白、增亮母粒及聚酯再生料和制备方法。
背景技术
聚酯是以对苯二甲酸和乙二醇进行缩合聚合所得到的具有一定分子量的高分子化合物，聚酯由于具有高强、高模、保型性好、尺寸稳定性高等优异性能，被广泛应用于服装、装饰、工农业等各领域。但聚酯行业飞速发展的同时，废旧聚酯制品的处理问题接踵而来，社会中废弃聚酯制品的巨大存量不仅给生态环境带来了巨大的压力，同时造成了石化资源的严重浪费。因此，对废弃聚酯制品的再生回收不仅可以变废为宝，缓解石油等不可再生资源短缺的压力，同时对生态环境的保护以及聚酯行业的可持续发展等都具有重大意义。
截止2011年，再生聚酯的产能已经超过750万吨，其中大部分是以物理共混改性制得的，改性方向主要有阻燃改性、力学性能改性等，但再生聚酯由于存在黄变、老化等不良现象，其应用受到制约。现有技术缺乏对再生聚酯增白的技术手段。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种可以用于聚酯再生改性的消黄、增白、增亮母粒，本发明的另一目的在于提供该种再生改性后的聚酯再生料，该聚酯再生料白度高、有光泽并且耐黄变，对聚酯回收有深远意义。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种消黄、增白、增亮母粒，包括如下重量份的原料：
所述复合微球为核壳结构微球，核壳结构微球的核为纳米钛白粉，壳为聚丙烯腈。
本发明以与聚酯树脂相容性较好、具有一定白度的聚丙烯腈作为纳米钛白粉的载体，有效解决纳米钛白粉易于团聚、难以分散和与基体树脂不相容等的问题，并且纳米钛白粉由于其尺寸效应可以使聚酯回收料具有高白度、高光泽等优点；此外聚丙烯腈也可以作为增强填料，增强母粒的拉伸强度、抗冲击性等机械性能。
另，再生聚酯大部分是以聚酯瓶片、聚酯包装材料、原生聚酯下脚料等为原料进行再生制成纤维切片，尤其以涤纶纤维为主。本发明的聚丙烯腈也是常见的纤维原料，与其它类型的树脂纤维相容性好，因此本发明的母粒尤其适用于聚酯纤维的再生改性。
其中，所述纳米钛白粉的平均粒径为30-50nm，特定粒径范围的钛白粉有助于静电喷雾中聚丙烯腈对纳米钛白粉的进行包覆。
其中，所述复合微球的制备方法包括如下步骤：(1)取一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶解所述聚丙烯腈，形成聚丙烯腈溶液；(2)将所述纳米钛白粉加入至步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液中，并进行超声分散，即得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液进行静电喷雾，即得到所述的复合微球。
其中，所述复合微球的粒径为6.2-14.5μm，平均孔径为27.6-48.4nm，孔容为8.37-11.24mL/g。
复合微球以多孔聚丙烯腈作为多孔骨架，该多孔骨架具有结构稳定、机械性能优良等优点，并且因为其具有不同微观尺度的三维网络多孔结构，易于团聚的纳米钛白粉可以扩散其内并通过化学键结合与多孔骨架形成一个整体，从而使复合微球兼具纳米钛白粉的高白度、高光泽的特性和多孔聚丙烯腈的三维网络性以及两者的机械性能互补性。
其中，所述增亮剂为双苯并噁唑荧光增白粉或/和亚乙基双硬脂酸酰胺粉。双苯并噁唑荧光增白粉通过吸收紫外线从而发出蓝光，起到增亮增艳的效果；亚乙基双硬脂酸酰胺粉可以作为润滑剂起到润滑效果，也可以提高本发明母粒的表面光泽度。优选地，所述增亮剂由双苯并噁唑荧光增白粉和亚乙基双硬脂酸酰胺粉按重量比1:1的比例组成。
其中，聚丙烯腈的质量浓度、纳米钛白粉与聚丙烯腈的用量比例对复合微球的形貌和包覆性有很大的影响，为了使复合微球具有高孔容、高比表的特点和对纳米钛白粉的良好包覆性，所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比浓度为20-30％，所述纳米钛白粉与丙烯腈溶液的质量比为1:12-16。
其中，所述静电喷雾的喷雾电压为15-35kV，喷雾温度为20-30℃。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂168组成，优选地，由抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:1的比例组成，抗氧化剂可以提高母粒和聚酯再生料的抗氧化性，从而提高两者的耐用性。
其中，所述光稳定剂为双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和/或聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯。优选地，所述光稳定剂由双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯按重量比1:1的比例混合组成。本发明的光稳定剂能够有效抑制聚酯树脂的光氧降解，并且与苯并三唑类紫外吸收剂并用，有很好的协同效应，可使塑料的光稳定性成倍提高，并且对塑料的力学性能基本无影响。
其中，所述紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑和/或2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。优选地，所述紫外线吸收剂由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑和2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑按重量比1:1的比例混合组成。本发明的紫外线吸收剂。本发明的紫外线吸收剂可强烈地吸收紫外线，降低紫外线对聚酯树脂的破坏，提高塑料的使用寿命。
优选地，所述基体树脂为聚酯树脂。
本发明还提供所述消黄、增白、增亮母粒的制备方法：按配比称取各原料进行混合，然后进行共挤造粒，即得到所述的消黄、增白、增亮母粒。
本发明还提供所述聚酯再生料：由聚酯回收料、加工助剂和所述的消黄、增白、增亮母粒组成。
本发明还提供所述聚酯再生料的制备方法：将所述的各原料进行混合，然后进行共挤造粒制得。
本发明的有益效果在于：本发明以与聚酯树脂相容性较好、具有一定白度的聚丙烯腈作为纳米钛白粉的载体，有效解决纳米钛白粉易于团聚、难以分散和与基体树脂不相容等的问题，并且纳米钛白粉由于其尺寸效应可以使聚酯回收料具有高白度、高光泽等优点；此外聚丙烯腈也可以作为增强填料，增强母粒的拉伸强度、抗冲击性等机械性能。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种消黄、增白、增亮母粒，包括如下重量份的原料：
所述复合微球为核壳结构微球，核壳结构微球的核为纳米钛白粉，壳为聚丙烯腈。
其中，所述纳米钛白粉的平均粒径为40nm。
其中，所述复合微球的制备方法包括如下步骤：(1)取一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶解所述聚丙烯腈，形成聚丙烯腈溶液；(2)将所述纳米钛白粉加入至步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液中，并进行超声分散，即得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液进行静电喷雾，即得到所述的复合微球。
其中，所述复合微球的粒径为8.3μm，平均孔径为31.4nm，孔容为9.44mL/g。
其中，所述增亮剂由双苯并噁唑荧光增白粉和亚乙基双硬脂酸酰胺粉按重量比1:1的比例组成。
其中，所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比浓度为25％，所述纳米钛白粉与丙烯腈溶液的质量比为1:14。
其中，所述静电喷雾的喷雾电压为25kV，喷雾温度为25℃。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:1的比例组成。
其中，所述光稳定剂由双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯按重量比1:1的比例混合组成。
其中，所述紫外线吸收剂由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑和2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑按重量比1:1的比例混合组成。本实施例的紫外线吸收剂。
优选地，所述基体树脂为聚酯树脂。
本实施例还提供所述消黄、增白、增亮母粒的制备方法：按配比称取各原料进行混合，然后进行共挤造粒，即得到所述的消黄、增白、增亮母粒。
本实施例还提供所述聚酯再生料：由89wt％聚酯回收料、1wt％加工助剂和10wt％所述的消黄、增白、增亮母粒组成。
本实施例还提供所述聚酯再生料的制备方法：将所述的各原料进行混合，然后进行共挤造粒制得。
实施例2
一种消黄、增白、增亮母粒，包括如下重量份的原料：
所述复合微球为核壳结构微球，核壳结构微球的核为纳米钛白粉，壳为聚丙烯腈。
其中，所述纳米钛白粉的平均粒径为30nm。
其中，所述复合微球的制备方法包括如下步骤：(1)取一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶解所述聚丙烯腈，形成聚丙烯腈溶液；(2)将所述纳米钛白粉加入至步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液中，并进行超声分散，即得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液进行静电喷雾，即得到所述的复合微球。
其中，所述复合微球的粒径为12.1μm，平均孔径为40.1nm，孔容为10.77mL/g。
其中，所述增亮剂为双苯并噁唑荧光增白粉。
其中，所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比浓度为20％，所述纳米钛白粉与丙烯腈溶液的质量比为1:12。
其中，所述静电喷雾的喷雾电压为15kV，喷雾温度为20℃。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:1的比例组成。
其中，所述光稳定剂由双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯按重量比1:2的比例混合组成。
其中，所述紫外线吸收剂由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑和2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑按重量比1:2的比例混合组成。本实施例的紫外线吸收剂。
优选地，所述基体树脂为聚酯树脂。
本实施例还提供所述消黄、增白、增亮母粒的制备方法：按配比称取各原料进行混合，然后进行共挤造粒，即得到所述的消黄、增白、增亮母粒。
本实施例还提供所述聚酯再生料：由89wt％聚酯回收料、1wt％加工助剂和10wt％所述的消黄、增白、增亮母粒组成。
本实施例还提供所述聚酯再生料的制备方法：将所述的各原料进行混合，然后进行共挤造粒制得。
实施例3
一种消黄、增白、增亮母粒，包括如下重量份的原料：
所述复合微球为核壳结构微球，核壳结构微球的核为纳米钛白粉，壳为聚丙烯腈。
其中，所述纳米钛白粉的平均粒径为50nm。
其中，所述复合微球的制备方法包括如下步骤：(1)取一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶解所述聚丙烯腈，形成聚丙烯腈溶液；(2)将所述纳米钛白粉加入至步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液中，并进行超声分散，即得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液进行静电喷雾，即得到所述的复合微球。
其中，所述复合微球的粒径为11.7μm，平均孔径为30.4nm，孔容为9.64mL/g。
其中，所述增亮剂为双苯并噁唑荧光增白粉或/和亚乙基双硬脂酸酰胺粉。
其中，所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比浓度为30％，所述纳米钛白粉与丙烯腈溶液的质量比为1:16。
其中，所述静电喷雾的喷雾电压为35kV，喷雾温度为30℃。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比2:1的比例组成。
其中，所述光稳定剂由双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯按重量比2:1的比例混合组成。
其中，所述紫外线吸收剂由2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑和2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑按重量比2:1的比例混合组成。本实施例的紫外线吸收剂。
优选地，所述基体树脂为聚酯树脂。
本实施例还提供所述消黄、增白、增亮母粒的制备方法：按配比称取各原料进行混合，然后进行共挤造粒，即得到所述的消黄、增白、增亮母粒。
本实施例还提供所述聚酯再生料：由89wt％聚酯回收料、1wt％加工助剂和10wt％所述的消黄、增白、增亮母粒组成。
本实施例还提供所述聚酯再生料的制备方法：将所述的各原料进行混合，然后进行共挤造粒制得。
实施例4
一种消黄、增白、增亮母粒，包括如下重量份的原料：
所述复合微球为核壳结构微球，核壳结构微球的核为纳米钛白粉，壳为聚丙烯腈。
其中，所述纳米钛白粉的平均粒径为35nm。
其中，所述复合微球的制备方法包括如下步骤：(1)取一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶解所述聚丙烯腈，形成聚丙烯腈溶液；(2)将所述纳米钛白粉加入至步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液中，并进行超声分散，即得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液进行静电喷雾，即得到所述的复合微球。
其中，所述复合微球的粒径为8.8μm，平均孔径为32.7nm，孔容为11.01mL/g。
其中，所述增亮剂为亚乙基双硬脂酸酰胺粉。
其中，所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比浓度为23％，所述纳米钛白粉与丙烯腈溶液的质量比为1:13。
其中，所述静电喷雾的喷雾电压为20kV，喷雾温度为23℃。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:3的比例组成。
其中，所述光稳定剂为双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
其中，所述紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三氮唑和2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。
优选地，所述基体树脂为聚酯树脂。
本实施例还提供所述消黄、增白、增亮母粒的制备方法：按配比称取各原料进行混合，然后进行共挤造粒，即得到所述的消黄、增白、增亮母粒。
本实施例还提供所述聚酯再生料：由89wt％聚酯回收料、1wt％加工助剂和10wt％所述的消黄、增白、增亮母粒组成。
本实施例还提供所述聚酯再生料的制备方法：将所述的各原料进行混合，然后进行共挤造粒制得。
实施例5
一种消黄、增白、增亮母粒，包括如下重量份的原料：
所述复合微球为核壳结构微球，核壳结构微球的核为纳米钛白粉，壳为聚丙烯腈。
其中，所述纳米钛白粉的平均粒径为45nm。
其中，所述复合微球的制备方法包括如下步骤：(1)取一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶解所述聚丙烯腈，形成聚丙烯腈溶液；(2)将所述纳米钛白粉加入至步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液中，并进行超声分散，即得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液进行静电喷雾，即得到所述的复合微球。
其中，所述复合微球的粒径为12.3μm，平均孔径为40.7nm，孔容为11.24mL/g。
其中，所述增亮剂为双苯并噁唑荧光增白粉或/和亚乙基双硬脂酸酰胺粉。
其中，所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比浓度为27％，所述纳米钛白粉与丙烯腈溶液的质量比为1:15。
其中，所述静电喷雾的喷雾电压为30kV，喷雾温度为27℃。
其中，所述抗氧化剂由抗氧剂1010和抗氧剂168按重量比1:1的比例组成。
其中，所述光稳定剂为聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯。
其中，所述紫外线吸收剂为2-(2-羟基-3叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑。
优选地，所述基体树脂为PP树脂。
本实施例还提供所述消黄、增白、增亮母粒的制备方法：按配比称取各原料进行混合，然后进行共挤造粒，即得到所述的消黄、增白、增亮母粒。
本实施例还提供所述聚酯再生料：由89wt％聚酯回收料、1wt％加工助剂和10wt％所述的消黄、增白、增亮母粒组成。
本实施例还提供所述聚酯再生料的制备方法：将所述的各原料进行混合，然后进行共挤造粒制得。
本实施例1-5的聚酯再生料，经检测，白度和光泽均对比聚酯回收料有很大地提升，可以满足织物的白度需求。同时对比相应的聚酯回收料，拉伸强度提高35％-55％，弯曲强度提高15％-25％，抗冲击强度提高20％-30％，以实施例1的提升程度最大。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种消黄、增白、增亮母粒，其特征在于：包括如下重量份的原料：
所述复合微球为核壳结构微球，核壳结构微球的核为纳米钛白粉，壳为聚丙烯腈。
2.根据权利要求1所述的一种消黄、增白、增亮母粒，其特征在于：所述复合微球的制备方法包括如下步骤：(1)取一定量的N,N-二甲基甲酰胺溶解所述聚丙烯腈，形成聚丙烯腈溶液；(2)将所述纳米钛白粉加入至步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液中，并进行超声分散，即得到前驱体溶液；(3)将步骤(2)得到的前驱体溶液进行静电喷雾，即得到所述的复合微球。
3.根据权利要求1或2所述的一种消黄、增白、增亮母粒，其特征在于：所述复合微球的粒径为6.2-14.5μm，平均孔径为27.6-48.4nm，孔容为8.37-11.24mL/g。
4.根据权利要求1或2所述的一种消黄、增白、增亮母粒，其特征在于：所述增亮剂为双苯并噁唑荧光增白粉或/和亚乙基双硬脂酸酰胺粉。
5.根据权利要求2所述的一种消黄、增白、增亮母粒，其特征在于：所述聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比浓度为20-30％，所述纳米钛白粉与丙烯腈溶液的质量比为1:12-16。
6.根据权利要求2所述的一种消黄、增白、增亮母粒，其特征在于：所述静电喷雾的喷雾电压为15-35kV，喷雾温度为20-30℃。
7.根据权利要求1所述的一种消黄、增白、增亮母粒，其特征在于：所述光稳定剂为双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和/或聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种消黄、增白、增亮母粒的制备方法，其特征在于：按配比称取各原料进行混合，然后进行共挤造粒，即得到所述的消黄、增白、增亮母粒。
9.一种聚酯再生料，其特征在于：由聚酯回收料、加工助剂和权利要求1-7任意一项所述的消黄、增白、增亮母粒组成。
10.权利要求9所述的一种聚酯再生料的制备方法，其特征在于：将权利要求9所述的各原料进行混合，然后进行共挤造粒制得。
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