TWI838984B - 具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其包含前置步驟、解聚步驟及酯化縮聚步驟。於所述前置步驟中，提供一回收聚酯材料。於所述解聚步驟中，使用解聚液解聚所述回收聚酯材料，以得到原料混和物。於所述酯化縮聚步驟中，將所述原料混和物和第一環狀二元醇、第二環狀二元醇、鏈狀二元醇及二元酸進行反應以得到具有環狀結構的聚酯多元醇。所述第一環狀二元醇僅包含單一個環狀結構，所述第二環狀二元醇包含多個環狀結構，並且所述第一環狀二元醇的數均分子量小於所述第二環狀二元醇的數均分子量。
Description
本發明涉及一種聚酯多元醇的製造方法，特別是涉及一種具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法。
近年來，塑膠的使用量大幅增加，也因此產生了大量的塑膠垃圾。由於塑膠具有不易分解的特性，使得塑膠的回收以及回收後的處理方式變得格外重要。
在回收塑膠中，又以聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）為大宗，PET回收塑膠的含量約占總回收塑膠的52.4%。面臨如此大量的PET回收塑膠，相關領域的技術人員不得不致力於開發PET回收塑膠的處理方法。
然而，於現有技術中，用PET回收塑膠製備聚酯多元醇的方法所製得的聚酯多元醇卻有耐熱黃變性不夠好的問題。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，以改善以現有的聚酯多元醇的製造方法所製得的聚酯多元醇的耐熱黃變性不夠好的問題。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其包括：一前置步驟，提供一回收聚酯材料；一解聚步驟，使用解聚液解聚所述回收聚酯材料，以得到一原料混和物；一酯化縮聚步驟，將所述原料混和物和第一環狀二元醇、第二環狀二元醇、鏈狀二元醇及二元酸進行反應以得到具有環狀結構的聚酯多元醇；其中，所述第一環狀二元醇僅包含單一個環狀結構，所述第二環狀二元醇包含多個環狀結構，並且所述第一環狀二元醇的數均分子量小於所述第二環狀二元醇的數均分子量；其中，所述回收聚酯材料的用量為10至50重量份，所述第一環狀二元醇的用量為1至10重量份，所述第二環狀二元醇的用量為5至15重量份，所述鏈狀二元醇的用量為20至35重量份，並且所述二元酸的用量為30至50重量份。
優選地，第一環狀二元醇為1,4環己烷二甲醇，所述第二環狀二元醇為三環癸烷二甲醇，並且所述鏈狀二元醇為1,4-丁二醇或1,6-己二醇。
優選地，所述回收聚酯材料為回收寶特瓶（r-PET）瓶片。
優選地，所述具有環狀結構的聚酯多元醇在120℃的溫度條件下經時7天的色差值△E＜4.0。
優選地，於所述酯化縮聚步驟中還添加有一第一組成物，所述第一組成物包含有50至80重量份的聚酯多元醇、2至10重量份的二元醇、15至35重量份的二異氰酸酯及0.5至5重量份的抗氧化劑。
優選地，所述第一組成物具有介於20%至50%之間的一硬鏈比；其中，所述硬鏈比定義為所述二異氰酸酯的用量及所述二元醇的用量佔所述第一組成物總重的比例。
優選地，所述聚酯多元醇是由乙二醇、1,3-丙二醇、及1,4-丁二醇中的至少其中之一與琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、及環己烷二羧酸中的至少其中之一經縮合反應而得；其中，所述二元醇是選自乙二醇、1,4-丁二醇及1,6-己二醇所組成的材料群組中的至少其中一種；其中，所述二異氰酸酯是選自甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯以及二環己基甲烷二異氰酸酯所組成的材料群組中的至少其中一種。
優選地，於所述酯化縮聚步驟中還添加有一第二組成物，所述第二組成物包含有65至85重量份的聚酯多元醇、2至10重量份的二元醇及10至30重量份的二異氰酸酯。
優選地，所述第二組成物具有介於15%至30%之間的一硬鏈比；其中，所述硬鏈比定義為所述二異氰酸酯的用量及所述二元醇的用量佔所述第二組成物總重的比例；其中，於所述第二組成物中，所述聚酯多元醇及所述二元醇的羥基（-OH）與所述二異氰酸酯的異氰酸酯基（-NCO）之間的莫耳比例是介於1：1至1：1.2之間。
優選地，所述聚酯多元醇是由乙二醇、1,3-丙二醇、及1,4-丁二醇中的至少其中之一與琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、及環己烷二羧酸中的至少其中之一經縮合反應而得；其中，所述二元醇是選自乙二醇、1,4-丁二醇及1,6-己二醇所組成的材料群組中的至少其中一種；其中，所述二異氰酸酯是選自甲苯二異氰酸酯異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯以及二環己基甲烷二異氰酸酯所組成的材料群組中的至少其中一種。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其能通過“於酯化縮聚步驟中，將所述原料混和物和第一環狀二元醇、第二環狀二元醇、鏈狀二元醇及二元酸進行反應以得到具有環狀結構的聚酯多元醇”以及“所述第一環狀二元醇僅包含單一個環狀結構，所述第二環狀二元醇包含多個環狀結構，並且所述第一環狀二元醇的數均分子量小於所述第二環狀二元醇的數均分子量”的技術方案，以提升最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇的耐熱黃變性。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
參閱圖1所示，圖1為本發明實施例的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法的流程示意圖。本發明第一實施例提供一種具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法。所述具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法包含一前置步驟S110、一解聚步驟S120及一酯化縮聚步驟S130。
於所述前置步驟S110中，提供一回收聚酯材料。於本實施例中，所述回收聚酯材料為回收寶特瓶（r-PET）瓶片。
於所述解聚步驟S120中，使用解聚液解聚所述回收聚酯材料，以得到一原料混和物。所述解聚液可以例如是水、甲醇、乙醇、乙二醇、二甘醇或其組合物的溶液，於本實施例中，所述解聚液是以乙二醇為例，但本發明不受限於此。此外，於所述解聚步驟S120中，所述解聚液是被調整至一解聚溫度以對所述回收聚酯材料進行解聚持續約4小時，並且所述解聚溫度是介於180 ℃至220℃之間。
於所述酯化縮聚步驟S130中，將所述原料混和物和第一環狀二元醇、第二環狀二元醇、鏈狀二元醇及二元酸進行反應以得到具有環狀結構的聚酯多元醇。具體地，於所述酯化縮聚步驟S130中，在酯化反應於160℃至220℃之間的溫度持續進行3至7小時之後，抽真空進行2至5小時的縮聚反應，以得到所述具有環狀結構的聚酯多元醇。
值得一提的是，經具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法所製得的所述具有環狀結構的聚酯多元醇在120℃的溫度條件下經時7天的色差值△E＜4.0。較佳地，所述具有環狀結構的聚酯多元醇在120℃的溫度條件下經時7天的色差值△E是介於3.5至3.9之間，並且能符合車用皮革對耐熱黃變性的要求。於本發明中，所述色差值△E的測試方法如下：以分光測色儀，其基於分光光度計原理，所設計的一種辨識顏色差異的儀器測試皮革黃變程度，將包含有所述具有環狀結構的聚酯多元醇的淺色皮革置入120℃*7天，測量放置7天前/後色差值△E，要求標準△E＜4.0。
所述第一環狀二元醇僅包含單一個環狀結構，並且所述第二環狀二元醇包含多個環狀結構。換句話說，每莫耳的所述第一環狀二元醇僅包含單一個環狀結構，並且每莫耳的所述第二環狀二元醇包含多個環狀結構。所述第一環狀二元醇的數均分子量小於所述第二環狀二元醇的數均分子量。較佳地，所述第一環狀二元醇的數均分子量是介於300至1500之間，並且所述第二環狀二元醇的數均分子量是介於400至2000之間。
所述回收聚酯材料的用量為10至50重量份，所述第一環狀二元醇的用量為1至10重量份，所述第二環狀二元醇的用量為5至15重量份，所述鏈狀二元醇的用量為20至35重量份，並且所述二元酸的用量為30至50重量份。值得一提的是，通過於所述酯化縮聚步驟S130中使用所述第一環狀二元醇及所述第二環狀二元醇，能有效提供最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇的分子間作用力，進而使其能具有優異的耐熱黃變性。此外，通過於所述酯化縮聚步驟S130中使用所述鏈狀二元醇，能有效提升最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇的柔軟度。
換句話說，於所述酯化縮聚步驟S130中，若是所述第一環狀二元醇的用量低於下限值或所述第二環狀二元醇的用量低於下限值，則最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇可能會有耐熱黃變性不夠好的問題。此外，於所述酯化縮聚步驟S130中，若是所述鏈狀二元醇的用量低於下限值，則最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇可能會有柔軟度不夠好的問題。
較佳地，所述回收聚酯材料的用量為20至40重量份，所述第一環狀二元醇的用量為3至7重量份，所述第二環狀二元醇的用量為8至12重量份，所述鏈狀二元醇的用量為25至30重量份，並且所述二元酸的用量為35至45重量份。
於本實施例中，第一環狀二元醇為1,4環己烷二甲醇，所述第二環狀二元醇為三環癸烷二甲醇，並且所述鏈狀二元醇為1,4-丁二醇或1,6-己二醇，但本發明不受限於此。
於本發明另一實施例的所述酯化縮聚步驟S130中，還添加有一第一組成物，所述第一組成物包含有50至80重量份的聚酯多元醇、2至10重量份的二元醇、15至35重量份的二異氰酸酯及0.5至5重量份的抗氧化劑。
較佳地，於本實施例的所述第一組成物中，聚酯多元醇的用量可以是50至70重量份，所述二元醇的用量可以是2至10重量份，所述二異氰酸酯的用量可以是20至35重量份，並且所述抗氧化劑的用量可以是0.5至5重量份，以使得最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇能應用於TPU熱熔膠。或者，聚酯多元醇的用量可以是60至80重量份，所述二元醇的用量可以是2至10重量份，所述二異氰酸酯的用量可以是15至35重量份，並且所述抗氧化劑的用量可以是0.5至5重量份，以使得最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇能應用於鞋底用TPU。
所述第一組成物具有介於20%至50%之間的一硬鏈比，所述硬鏈比定義為所述二異氰酸酯的用量及所述二元醇的用量佔所述第一組成物總重的比例。較佳地，所述第一組成物的所述硬鏈比是介於30%至40%之間。
於本實施例中，所述聚酯多元醇是由乙二醇、1,3-丙二醇、及1,4-丁二醇中的至少其中之一與琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、及環己烷二羧酸中的至少其中之一經縮合反應而得。所述二元醇是選自乙二醇、1,4-丁二醇及1,6-己二醇所組成的材料群組中的至少其中一種。所述二異氰酸酯是選自甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯以及二環己基甲烷二異氰酸酯所組成的材料群組中的至少其中一種。所述抗氧化劑是選自四苯基二丙二醇二亞磷酸酯、亞磷酸三苯酯及3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八烷醇酯所組成的材料群組中的至少其中一種。
於本發明另一實施例的所述酯化縮聚步驟S130中，還添加有一第二組成物，所述第二組成物包含有65至85重量份的聚酯多元醇、2至10重量份的二元醇及10至30重量份的二異氰酸酯。較佳地，於本實施例中，所述第二組成物包含有70至80重量份的聚酯多元醇、4至8重量份的二元醇及15至25重量份的二異氰酸酯。
所述第二組成物具有介於15%至30%之間的一硬鏈比。所述硬鏈比定義為所述二異氰酸酯的用量及所述二元醇的用量佔所述第二組成物總重的比例。較佳地，所述第二組成物的所述硬鏈比是介於20%至25%之間。此外，於所述第二組成物中，所述聚酯多元醇及所述二元醇的羥基（-OH）與所述二異氰酸酯的異氰酸酯基（-NCO）之間的莫耳比例是介於1：1至1：1.2之間。通過所述第二組成物所包含的特定成份及特定用量，本實施例中最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇能應用於PU皮面料。
於本實施例中，所述聚酯多元醇是由乙二醇、1,3-丙二醇、及1,4-丁二醇中的至少其中之一與琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、及環己烷二羧酸中的至少其中之一經縮合反應而得。所述二元醇是選自乙二醇、1,4-丁二醇及1,6-己二醇所組成的材料群組中的至少其中一種。所述二異氰酸酯是選自甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯以及二環己基甲烷二異氰酸酯所組成的材料群組中的至少其中一種。
[本發明實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其能通過“於酯化縮聚步驟中，將所述原料混和物和第一環狀二元醇、第二環狀二元醇、鏈狀二元醇及二元酸進行反應以得到具有環狀結構的聚酯多元醇”以及“所述第一環狀二元醇僅包含單一個環狀結構，所述第二環狀二元醇包含多個環狀結構，並且所述第一環狀二元醇的數均分子量小於所述第二環狀二元醇的數均分子量”的技術方案，以提升最終形成的所述具有環狀結構的聚酯多元醇的耐熱黃變性。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
S110:前置步驟
S120:解聚步驟
S130:酯化縮聚步驟
圖1為本發明實施例的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法的流程示意圖。
S110:前置步驟
S120:解聚步驟
S130:酯化縮聚步驟
Claims (10)
- 一種具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其包括：一前置步驟，提供一回收聚酯材料；一解聚步驟，使用解聚液解聚所述回收聚酯材料，以得到一原料混和物；一酯化縮聚步驟，將所述原料混和物和第一環狀二元醇、第二環狀二元醇、鏈狀二元醇及二元酸進行反應以得到具有環狀結構的聚酯多元醇；其中，所述第一環狀二元醇為1,4環己烷二甲醇，並且所述第二環狀二元醇為三環癸烷二甲醇；其中，所述第一環狀二元醇僅包含單一個環狀結構，所述第二環狀二元醇包含多個環狀結構，並且所述第一環狀二元醇的數均分子量小於所述第二環狀二元醇的數均分子量；其中，所述回收聚酯材料的用量為10至50重量份，所述第一環狀二元醇的用量為1至10重量份，所述第二環狀二元醇的用量為5至15重量份，所述鏈狀二元醇的用量為20至35重量份，並且所述二元酸的用量為30至50重量份。
- 如請求項1所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，所述鏈狀二元醇為1,4-丁二醇或1,6-己二醇。
- 如請求項1所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，所述回收聚酯材料為回收寶特瓶(r-PET)瓶片。
- 如請求項1所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，所述具有環狀結構的聚酯多元醇在120℃的溫度條件下經時7天的色差值△E<4.0。
- 如請求項1所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，於所述酯化縮聚步驟中還添加有一第一組成物，所述第一組成物包含有50至80重量份的聚酯多元醇、2至10重 量份的二元醇、15至35重量份的二異氰酸酯及0.5至5重量份的抗氧化劑。
- 如請求項5所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，所述第一組成物具有介於20%至50%之間的一硬鏈比；其中，所述硬鏈比定義為所述二異氰酸酯的用量及所述二元醇的用量佔所述第一組成物總重的比例。
- 如請求項5所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，所述聚酯多元醇是由乙二醇、1,3-丙二醇、及1,4-丁二醇中的至少其中之一與琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、及環己烷二羧酸中的至少其中之一經縮合反應而得；其中，所述二元醇是選自乙二醇、1,4-丁二醇及1,6-己二醇所組成的材料群組中的至少其中一種；其中，所述二異氰酸酯是選自甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯以及二環己基甲烷二異氰酸酯所組成的材料群組中的至少其中一種。
- 如請求項1所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，於所述酯化縮聚步驟中還添加有一第二組成物，所述第二組成物包含有65至85重量份的聚酯多元醇、2至10重量份的二元醇及10至30重量份的二異氰酸酯。
- 如請求項8所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法，其中，所述第二組成物具有介於15%至30%之間的一硬鏈比；其中，所述硬鏈比定義為所述二異氰酸酯的用量及所述二元醇的用量佔所述第二組成物總重的比例；其中，於所述第二組成物中，所述聚酯多元醇及所述二元醇的羥基(-OH)與所述二異氰酸酯的異氰酸酯基(-NCO)之間的莫耳比例是介於1：1至1：1.2之間。
- 如請求項8所述的具有環狀結構的聚酯多元醇的製造方法， 其中，所述聚酯多元醇是由乙二醇、1,3-丙二醇、及1,4-丁二醇中的至少其中之一與琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、軟木酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、及環己烷二羧酸中的至少其中之一經縮合反應而得；其中，所述二元醇是選自乙二醇、1,4-丁二醇及1,6-己二醇所組成的材料群組中的至少其中一種；其中，所述二異氰酸酯是選自甲苯二異氰酸酯異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯以及二環己基甲烷二異氰酸酯所組成的材料群組中的至少其中一種。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211615400.4A CN118085249A (zh) | 2022-11-28 | 2022-12-15 | 具有环状结构的聚酯多元醇的制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI838984B true TWI838984B (zh) | 2024-04-11 |
| TW202421687A TW202421687A (zh) | 2024-06-01 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112574399A (zh) | 2021-02-26 | 2021-03-30 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 耐高温多环芳烃聚酯中空容器及其制备方法 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112574399A (zh) | 2021-02-26 | 2021-03-30 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 耐高温多环芳烃聚酯中空容器及其制备方法 |
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