一種包裝廢棄pet瓶合成水性聚氨酯乳液的方法
【專(zhuān)利摘要】一種包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，水性聚氨酯乳液由以下原料組分及配比按重量份數(shù)制備而成：異佛爾酮二異氰酸酯17份、聚丙二醇32份、二羥甲基丙酸3.5份、廢棄PET醇解物2.5份、三乙胺5份、N-甲基吡咯烷酮7份、丙酮8份，去離子水70份，二月桂酸丁基錫0.5份。本發(fā)明方法將廢棄PET瓶經(jīng)過(guò)醇解處理生成具備羥基反應(yīng)活性的廢棄PET醇解物后利用廢棄PET醇解物作為水性聚氨酯乳液合成中的小分子擴(kuò)鏈劑，參與水性聚氨酯預(yù)聚體的擴(kuò)鏈反應(yīng)，將廢棄PET醇解物成功接入水性聚氨酯分子鏈中，合成出性能優(yōu)良的水性聚氨酯乳液；解決因日益嚴(yán)重的廢棄包裝聚合物PET瓶所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于包裝廢棄物回收再利用和高分子樹(shù)脂合成【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚氨酯是聚氨基甲酸酯(polyurethane)的簡(jiǎn)稱(chēng)，一般定義為在高分子鏈的主鏈上含有重復(fù)的氨基甲酸酯鍵結(jié)構(gòu)單元[-NH-C0-0-]的高分子化合物稱(chēng)為聚氨酯。聚氨酯通常是由二元或多元異氰酸酯與含兩個(gè)或多個(gè)活潑氫化合物通過(guò)逐步聚合反應(yīng)聚合而成。自1937年德國(guó)Bayer教授和同事成功合成聚氨酯材料以來(lái)，因其卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)、輕工、紡織、石化、冶金、電子、國(guó)防、醫(yī)療、機(jī)械等眾多領(lǐng)域，被譽(yù)為“第五大塑料”。1943年，德國(guó)化學(xué)家P.Schlack在乳化劑及保護(hù)膠體存在下，將二異氰酸酯在水中劇烈攪拌乳化，然后添加二胺成功制備出聚氨酯乳液。1953年美國(guó)Du Pont公司的Wyandotl又一次成功合成水性聚氨酯乳液，并于1967年首次實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。1972年Bayer公司正式將聚氨酯水分散體作為皮革涂料，引起各國(guó)的極大重視。1975年向聚氨酯分子鏈中引入親水成分，讓其在水中自乳化，從而得到高性能乳液，水性聚氨酯乳液的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之逐步拓展。20世紀(jì)80年代后，美國(guó)、西德、日本、荷蘭等國(guó)的水性聚氨酯乳液才開(kāi)始從試制階段發(fā)展為生產(chǎn)和應(yīng)用，隨著化學(xué)化工合成技術(shù)的發(fā)展及材料學(xué)的應(yīng)用擴(kuò)寬，通過(guò)對(duì)水性聚氨酯的性能不斷改進(jìn)而促使其進(jìn)入飛速發(fā)展階段，涉及的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋皮革、紙張、紡織、涂料、油墨、塑料、橡膠等工業(yè)領(lǐng)域。我國(guó)從上世紀(jì)80年代才開(kāi)始接觸水性聚氨酯，并對(duì)其積極展開(kāi)研究工作，經(jīng)過(guò)30多年的研究與發(fā)展，我國(guó)水性聚氨酯的應(yīng)用范圍逐漸拓展，生產(chǎn)水性聚氨酯的工藝技術(shù)也在日益更新，但是和歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距，主要表現(xiàn)在水性聚氨酯的生產(chǎn)工藝和原料上。
[0003]塑料包裝容器應(yīng)用市場(chǎng)前景廣闊，其中，飲料行業(yè)有著誘人商機(jī)，汽水、果汁、蔬菜汁等飲料所用的塑料容器需求量與日俱增。綜合考慮我國(guó)飲料行業(yè)近十年來(lái)平均增速、2012年前9個(gè)月發(fā)展?fàn)顩r以及中國(guó)飲`料工業(yè)協(xié)會(huì)《中國(guó)飲料行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃建議》對(duì)未來(lái)5年的預(yù)測(cè)等多種因素，行業(yè)評(píng)估認(rèn)為，“十二五”期間我國(guó)飲料行業(yè)產(chǎn)量增速保持在10%-15%的可能性較大。按年均增長(zhǎng)10%估算，我國(guó)飲料產(chǎn)量將在2015年超過(guò)1.7億噸；按年均增長(zhǎng)15%估算，將在2015年達(dá)到2.1億噸。其中飲料產(chǎn)品所使用的包裝瓶多為塑料瓶，主要為以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)為原料制備而成。PET瓶在我國(guó)塑料包裝行業(yè)中雖然起步較晚，但隨著大量注拉吹設(shè)備的引進(jìn)，促進(jìn)了 PET瓶的大批量生產(chǎn)，并以其優(yōu)良的性能稱(chēng)為目前最主要的飲料和食用油包裝容器，特別是在碳酸飲料包裝中的應(yīng)用比例已經(jīng)達(dá)到57.4%，市場(chǎng)前景十分看好，如飲料市場(chǎng)中的可口可樂(lè)、百事可樂(lè)、農(nóng)夫山泉、康師傅等飲料行業(yè)巨頭，其瓶裝水和碳酸型飲料產(chǎn)品的包裝瓶無(wú)一例外使用了 PET瓶。另外，PET瓶在化妝品、醫(yī)藥等行業(yè)的需求也在增加。值得關(guān)注的是，隨著國(guó)內(nèi)飲料市場(chǎng)的異軍突起，其產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到300萬(wàn)噸，熱灌裝PET瓶已經(jīng)成為聚酯瓶中增長(zhǎng)最快的品種，其年增長(zhǎng)率超過(guò)了 50%。PET瓶的廣泛應(yīng)用和蘊(yùn)含的巨大商機(jī)，將會(huì)促使PET瓶生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，但是隨之而來(lái)的塑料回收處理問(wèn)題也隨之而來(lái)。隨著PET瓶的年產(chǎn)量不斷增加，每年廢棄的PET瓶的數(shù)量也相應(yīng)以正比例級(jí)數(shù)增加，它所帶來(lái)的環(huán)境污染等問(wèn)題或者遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它所帶來(lái)的收益，所以，對(duì)于包裝行業(yè)的PET瓶的回收再處理問(wèn)題也日益嚴(yán)重。廢棄PET瓶是包裝廢棄聚合物之一，是環(huán)境污染的一大公害，若想變害為利，既解決環(huán)境問(wèn)題又促進(jìn)包裝工業(yè)的發(fā)展，只有加快包裝廢棄聚合物回收利用的步伐，研究新的回收再利用方法。今天的廢舊聚合物回收利用已經(jīng)擺脫了單純的勤儉節(jié)約的概念，它已經(jīng)和環(huán)境保護(hù)，資源循環(huán)利用乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略措施聯(lián)系在一起，同時(shí)也成為促進(jìn)塑料工業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要新生力量，其中蘊(yùn)藏的巨大經(jīng)濟(jì)利益已引起了很多關(guān)切的目光。目前，我國(guó)包裝廢棄物回收利用工業(yè)化程度較為滯后，缺乏大型的、系統(tǒng)的回收處理機(jī)構(gòu)及企業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，解決了廢棄包裝聚合物PET瓶帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，將廢棄PET瓶重新再利用，合成應(yīng)用范圍日益拓寬的環(huán)境友好型水性聚氨酯。[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，水性聚氨酯乳液由以下原料組分及配比按重量份數(shù)制備而成:異佛爾酮二異氰酸酯17份、聚丙二醇32份、二羥甲基丙酸3.5份、廢棄PET醇解物2.5份、三乙胺5份、N-甲基吡咯烷酮7份、丙酮8份，去離子水70份，二月桂酸丁基錫0.5份；
[0006]其具體制備過(guò)程如下:
[0007]步驟1，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚丙二醇放入帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝器的四口燒瓶中，放入水浴鍋中升溫至90°C攪拌2小時(shí)，然后加入催化劑二丁基二月桂酸錫繼續(xù)攪拌30分鐘反應(yīng)；反應(yīng)過(guò)程中檢測(cè)異氰酸酯基的剩余量，檢測(cè)剩余量達(dá)到理論值時(shí)開(kāi)始對(duì)反應(yīng)溶液降溫；
[0008]步驟2，待步驟I的反應(yīng)溶液溫度降低至65°C時(shí)，將二羥甲基丙酸充分分散于N-甲基吡咯烷酮中然后加入到反應(yīng)溶液中，升溫至70°C，反應(yīng)15分鐘后加入丙酮調(diào)節(jié)粘度，再升溫至90°C反應(yīng)2小時(shí)，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；
[0009]步驟3，將步驟2的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25°C，將廢棄PET醇解物溶于等量的丙酮后緩慢加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，高速攪拌剪切I小時(shí)，其中在攪拌過(guò)程中分批加入剩余的丙酮調(diào)節(jié)粘度；
[0010]步驟4，將三乙胺與一半的去離子水混合，在高速攪拌下緩慢滴加到反應(yīng)體系中，在滴加完成后，將剩余的去離子水迅速添加至反應(yīng)體系中，在劇烈攪拌下乳化擴(kuò)鏈10分鐘；
[0011]步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)體系pH值至8.0~9.0,并減慢轉(zhuǎn)速，反應(yīng)完成后出料，將水性聚氨酯乳液使用200目網(wǎng)篩過(guò)濾，并將其放入真空度為0.05MPa、溫度為50°C的真空干燥箱中蒸餾2小時(shí)，得到乳白泛藍(lán)光的水性聚氨酯乳液。
[0012]本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，
[0013]廢棄PET醇解物由以下原料及配比按照重量份數(shù)制備而成:廢棄PET瓶35份、新戊二醇28份、一縮二丙二醇38份、鈦酸正丁酯3份。
[0014]廢棄PET醇解物的具體制備過(guò)程為:[0015]a、將回收的廢棄PET瓶剪成5mmX5mm的片狀，放置于燒杯中，往燒杯中倒入蒸餾水用玻璃棒攪拌，將燒杯放入超聲波清洗機(jī)中清洗20分鐘，然后將燒杯中的廢棄片狀PET倒出，使用80目網(wǎng)篩過(guò)濾，除掉水分；將上述過(guò)程反復(fù)三次，最后將廢棄PET片置于80目網(wǎng)篩中干燥，在空氣中自然風(fēng)干3小時(shí)后將其放于真空度為0.05MPa，溫度為60°C的真空干燥箱中干燥5小時(shí)；
[0016]b、按重量份數(shù)分別稱(chēng)取廢棄PET瓶35份、新戊二醇28份、一縮二丙二醇38份、鈦酸正丁酯3份；
[0017]C、將廢棄PET片與新戊二醇、一縮二丙二醇一起放入連接有攪拌裝置的三口燒瓶中，在180°C的油浴鍋中攪拌30分鐘后將油浴溫度調(diào)至200°C，并滴加一半的鈦酸正丁酯，在攬祥下體系反應(yīng)3小時(shí)；
[0018]d、向體系中滴加剩下的鈦酸正丁酯，調(diào)快轉(zhuǎn)速，在油浴鍋中繼續(xù)反應(yīng)I小時(shí)，然后將三口燒瓶取出油浴鍋，在室溫下將反應(yīng)體系繼續(xù)攪拌3小時(shí)；
[0019]e、室溫下反應(yīng)完成后，反應(yīng)體系中為褐色粘稠狀液體，停止攪拌，將粘稠狀液體倒入100mL燒杯中，放入真空度為0.05MPa、溫度為45°C的真空干燥箱中干燥12小時(shí)后取出，得到廢棄PET醇解物。
[0020]步驟I中異氰酸酯基的理論值:是指在反應(yīng)后活性較弱的異氰酸酯基的當(dāng)量?’異佛爾酮二異氰酸酯中與聚丙二醇上羥基反應(yīng)的異氰酸酯基為異佛爾酮二異氰酸酯上與亞甲基相連的異氰酸酯基，另一個(gè)異氰酸酯基因位阻效應(yīng)而活性較弱，剩余量的理論值就是指這個(gè)異氰酸酯基的當(dāng)量。
[0021]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，將廢棄PET瓶經(jīng)過(guò)醇解處理生成具備羥基反應(yīng)活性的廢棄PET醇解物，然后利用廢棄PET醇解物作為水性聚氨酯乳液合成中的`小分子擴(kuò)鏈劑，參與水性聚氨酯預(yù)聚體的擴(kuò)鏈反應(yīng)，將廢棄PET醇解物成功接入水性聚氨酯分子鏈中，合成出性能優(yōu)良的水性聚氨酯乳液；解決因日益嚴(yán)重的廢棄包裝聚合物一PET瓶所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，將廢棄PET瓶重新再利用，提供了一種工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好的廢棄包裝聚合物的回收再利用方法和水性聚氨酯乳液的制備方法。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是廢棄PET醇解物紅外光譜圖；
[0023]圖2是廢棄PET醇解物合成水性聚氨酯乳液紅外光譜圖；
[0024]圖3是實(shí)施例1制備的水性聚氨酯乳液的耐熱性能分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]本發(fā)明包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，水性聚氨酯乳液由以下原料組分及配比按重量份數(shù)制備而成:異佛爾酮二異氰酸酯17份、聚丙二醇32份、二羥甲基丙酸3.5份、廢棄PET醇解物2.5份、三乙胺5份、N-甲基吡咯烷酮7份、丙酮8份，去離子水70份，二月桂酸丁基錫0.5份；
[0027]其中廢棄PET醇解物由以下原料及配比按照重量份數(shù)制備而成:廢棄PET瓶35份、新戊二醇28份、一縮二丙二醇38份、鈦酸正丁酯3份；
[0028]其具體制備過(guò)程如下:
[0029]步驟I，廢棄PET醇解物的制備
[0030]a、將回收的廢棄PET瓶剪成5mmX5mm的片狀，放置于燒杯中，往燒杯中倒入蒸餾水用玻璃棒攪拌，將燒杯放入超聲波清洗機(jī)中清洗20分鐘，然后將燒杯中的廢棄片狀PET倒出，使用80目網(wǎng)篩過(guò)濾，除掉水分；將上述過(guò)程反復(fù)三次，最后將廢棄PET片置于80目網(wǎng)篩中干燥，在空氣中自然風(fēng)干3小時(shí)后將其放于真空度為0.05MPa，溫度為60°C的真空干燥箱中干燥5小時(shí)；
[0031]b、按重量份數(shù)分別稱(chēng)取廢棄PET瓶35份、新戊二醇28份、一縮二丙二醇38份、鈦酸正丁酯3份；
[0032]C、將廢棄PET片與新戊二醇、一縮二丙二醇一起放入連接有攪拌裝置的三口燒瓶中，在180°C的油浴鍋中攪拌30分鐘后將油浴溫度調(diào)至200°C，并滴加一半的鈦酸正丁酯，在攬祥下體系反應(yīng)3小時(shí)；
[0033]d、向體系中滴加剩下的鈦酸正丁酯，調(diào)快轉(zhuǎn)速，在油浴鍋中繼續(xù)反應(yīng)I小時(shí)，然后將三口燒瓶取出油浴鍋，在室溫下將反應(yīng)體系繼續(xù)攪拌3小時(shí)；
[0034]e、室溫下反應(yīng)完成后，反應(yīng)體系中為褐色粘稠狀液體，停止攪拌，將粘稠狀液體倒入100mL燒杯中，放入真空度為0.05MPa、溫度為45°C的真空干燥箱中干燥12小時(shí)后取出，得到廢棄PET醇解物；
[0035]步驟2，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚丙二醇放入帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝器的四口燒瓶中，放入水浴鍋中升溫至90°C攪拌2小時(shí)，然后加入催化劑二丁基二月桂酸錫繼續(xù)攪拌30分鐘反應(yīng)；反應(yīng)過(guò)程中檢測(cè)`異氰酸酯基的剩余量，檢測(cè)剩余量達(dá)到理論值時(shí)開(kāi)始對(duì)反應(yīng)溶液降溫；
[0036]其中異氰酸酯基的理論值:是指在反應(yīng)后活性較弱的異氰酸酯基的當(dāng)量；異佛爾酮二異氰酸酯中與聚丙二醇上羥基反應(yīng)的異氰酸酯基為異佛爾酮二異氰酸酯上與亞甲基相連的異氰酸酯基，另一個(gè)異氰酸酯基因位阻效應(yīng)而活性較弱，剩余量的理論值就是指這個(gè)異氰酸酯基的當(dāng)量；
[0037]異氰酸酯基的剩余量的檢測(cè)采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2409-92 二正丁胺滴定對(duì)異氰酸酷基進(jìn)行檢測(cè)；
[0038]步驟3，待步驟2的反應(yīng)溶液溫度降低至65°C時(shí)，將二羥甲基丙酸充分分散于N-甲基吡咯烷酮中然后加入到反應(yīng)溶液中，升溫至70°C，反應(yīng)15分鐘后加入丙酮調(diào)節(jié)粘度，再升溫至90°C反應(yīng)2小時(shí)，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；
[0039]步驟4，將步驟3的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25°C，將廢棄PET醇解物溶于等量的丙酮后緩慢加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，高速攪拌剪切I小時(shí)，其中在攪拌過(guò)程中分批加入剩余的丙酮調(diào)節(jié)粘度；
[0040]步驟5，將三乙胺與一半的去離子水混合，在高速攪拌下緩慢滴加到反應(yīng)體系中，在滴加完成后，將剩余的去離子水迅速添加至反應(yīng)體系中，在劇烈攪拌下乳化擴(kuò)鏈10分鐘；
[0041]步驟6，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)體系pH值至8.0~9.0,并減慢轉(zhuǎn)速，反應(yīng)完成后出料，將水性聚氨酯乳液使用200目網(wǎng)篩過(guò)濾，并將其放入真空度為0.05MPa、溫度為50°C的真空干燥箱中蒸餾2小時(shí)，得到乳白泛藍(lán)光的水性聚氨酯乳液。
[0042]本發(fā)明包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，將廢棄PET瓶經(jīng)過(guò)醇解處理生成具備羥基反應(yīng)活性的廢棄PET醇解物，然后利用廢棄PET醇解物作為水性聚氨酯乳液合成中的小分子擴(kuò)鏈劑，參與水性聚氨酯預(yù)聚體的擴(kuò)鏈反應(yīng)，將廢棄PET醇解物成功接入水性聚氨酯分子鏈中，合成出性能優(yōu)良的水性聚氨酯乳液；解決因日益嚴(yán)重的廢棄包裝聚合物一PET瓶所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，將廢棄PET瓶重新再利用，提供了一種工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好的廢棄包裝聚合物的回收再利用方法和水性聚氨酯乳液的制備方法。
[0043]圖1、圖2所示分別為本發(fā)明的廢棄PET醇解物與水性聚氨酯乳液的紅外光譜圖。由圖1中可見(jiàn)，在3300cm—1處出現(xiàn)尖銳的羥基峰，表明醇解物中含有豐富的羥基；在圖2中可見(jiàn)，譜線在3340CHT1和1530CHT1處均出現(xiàn)了明顯的N— H的伸縮振動(dòng)特征吸收峰，在1720cm-1附近均出現(xiàn)酯基(C=O)的特征吸收峰，在lllOcnT1附近出現(xiàn)了 C一O— C的伸縮振動(dòng)峰，都是聚氨酯的典型吸收峰。說(shuō)明使用廢棄PET醇解物成功合成了水性聚氨酯乳液。
[0044]實(shí)施例1
[0045]步驟I，廢棄PET醇解物的制備
[0046]a、將回收的廢棄PET瓶剪成5mmX5mm的片狀，放置于燒杯中，往燒杯中倒入蒸餾水用玻璃棒攪拌，將燒杯放入超聲波清洗機(jī)中清洗20分鐘，然后將燒杯中的廢棄片狀PET倒出，使用80目網(wǎng)篩過(guò)濾，除掉水分；將上述過(guò)程反復(fù)三次，最后將廢棄PET片置于80目網(wǎng)篩中干燥，在空氣中自然風(fēng)干3小時(shí)后將其放于真空度為0.05MPa，溫度為60°C的真空干燥箱中干燥5小時(shí)；
[0047]b、按重量份數(shù)分別稱(chēng)取廢棄PET瓶35份、新戊二醇28份、一縮二丙二醇38份、鈦酸正丁酯3份；
[0048]C、將廢棄PET片與新戊二醇、一縮二丙二醇一起放入連接有攪拌裝置的三口燒瓶中，在180°C的油浴鍋中攪拌30分鐘后將油浴溫度調(diào)至200°C，并滴加一半的鈦酸正丁酯，在攬祥下體系反應(yīng)3小時(shí)；
[0049]d、向體系中滴加剩下的鈦酸正丁酯，調(diào)快轉(zhuǎn)速，在油浴鍋中繼續(xù)反應(yīng)I小時(shí)，然后將三口燒瓶取出油浴鍋，在室溫下將反應(yīng)體系繼續(xù)攪拌3小時(shí)；
[0050]e、室溫下反應(yīng)完成后，反應(yīng)體系中為褐色粘稠狀液體，停止攪拌，將粘稠狀液體倒入100mL燒杯中，放入真空度為0.05MPa、溫度為45°C的真空干燥箱中干燥12小時(shí)后取出，得到廢棄PET醇解物；
[0051]步驟2，按重量份數(shù)分別稱(chēng)取異佛爾酮二異氰酸酯17份、聚丙二醇32份、二羥甲基丙酸3.5份、廢棄PET醇解物2.5份、三乙胺5份、N-甲基吡咯烷酮7份、丙酮8份，去離子水70份，二月桂酸丁基錫0.5份；
[0052]步驟3，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚丙二醇放入帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝器的四口燒瓶中，放入水浴鍋中升溫至90°C攪拌2小時(shí)，然后加入催化劑二丁基二月桂酸錫繼續(xù)攪拌30分鐘反應(yīng)；反應(yīng)過(guò)程中采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T2409-92檢測(cè)異氰酸酯基的剩余量，檢測(cè)剩余量達(dá)到理論值時(shí)開(kāi)始對(duì)反應(yīng)溶液降溫；
[0053]步驟4，待步驟3的反應(yīng)溶液溫度降低至65°C時(shí)，將二羥甲基丙酸充分分散于N-甲基吡咯烷酮中然后加入到反應(yīng)溶液中，升溫至70°C，反應(yīng)15分鐘后加入丙酮調(diào)節(jié)粘度，再升溫至90°C反應(yīng)2小時(shí)，得到水性聚氨酯預(yù)聚體；[0054]步驟5，將步驟4的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25°C，將廢棄PET醇解物溶于等量的丙酮后緩慢加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，高速攪拌剪切I小時(shí)，其中在攪拌過(guò)程中分批加入剩余的丙酮調(diào)節(jié)粘度；
[0055]步驟6，將三乙胺與一半的去離子水混合，在高速攪拌下緩慢滴加到反應(yīng)體系中，在滴加完成后，將剩余的去離子水迅速添加至反應(yīng)體系中，在劇烈攪拌下乳化擴(kuò)鏈10分鐘；
[0056]步驟7，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)體系pH值至8.5，并減慢轉(zhuǎn)速，反應(yīng)完成后出料，將水性聚氨酯乳液使用200目網(wǎng)篩過(guò)濾，并將其放入真空度為0.05MPa、溫度為50°C的真空干燥箱中蒸餾2小時(shí)，得到乳白泛藍(lán)光的水性聚氨酯乳液。
[0057]采用METTLER TOLEDO TGA/DSC1型熱重(TG)分析儀對(duì)實(shí)施例1制備的水性聚氨酯乳液進(jìn)行耐熱性能分析，如圖3所示，由圖3可知實(shí)施例1制備的水性聚氨酯乳液受高溫分解分為三個(gè)階段，和常用水性聚氨酯的分解階段數(shù)一樣，而且實(shí)施例1制備的水性聚氨酯的第一階段分解溫度為208°C，高于一般水性聚氨酯產(chǎn)品的160-190°C范圍，所以合成的水性聚氨酯具備較好的耐熱性`能。
【權(quán)利要求】
1.一種包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，其特征在于，水性聚氨酯乳液由以下原料組分及配比按重量份數(shù)制備而成:異佛爾酮二異氰酸酯17份、聚丙二醇32份、二羥甲基丙酸3.5份、廢棄PET醇解物2.5份、三乙胺5份、N-甲基吡咯烷酮7份、丙酮8份，去離子水70份，二月桂酸丁基錫0.5份； 其具體制備過(guò)程如下: 步驟1，將異佛爾酮二異氰酸酯和聚丙二醇放入帶有攪拌裝置、溫度計(jì)、冷凝器的四口燒瓶中，放入水浴鍋中升溫至90°C攪拌2小時(shí)，然后加入催化劑二丁基二月桂酸錫繼續(xù)攪拌30分鐘反應(yīng)；反應(yīng)過(guò)程中檢測(cè)異氰酸酯基的剩余量，檢測(cè)剩余量達(dá)到理論值時(shí)開(kāi)始對(duì)反應(yīng)溶液降溫； 步驟2，待步驟I的反應(yīng)溶液溫度降低至65°C時(shí)，將二羥甲基丙酸充分分散于N-甲基吡咯烷酮中然后加入到反應(yīng)溶液中，升溫至70°C，反應(yīng)15分鐘后加入丙酮調(diào)節(jié)粘度，再升溫至90°C反應(yīng)2小時(shí),得到水性聚氨酯預(yù)聚體； 步驟3，將步驟2的水性聚氨酯預(yù)聚體溫度降至25 V，將廢棄PET醇解物溶于等量的丙酮后緩慢加入水性聚氨酯預(yù)聚體中，高速攪拌剪切I小時(shí)，其中在攪拌過(guò)程中分批加入剩余的丙酮調(diào)節(jié)粘度； 步驟4，將三乙胺與一半的去離子水混合，在高速攪拌下緩慢滴加到反應(yīng)體系中，在滴加完成后，將剩余的去離子水迅速添加至反應(yīng)體系中，在劇烈攪拌下乳化擴(kuò)鏈10分鐘； 步驟5，添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)體系pH值至8.0~9.0,并減慢轉(zhuǎn)速，反應(yīng)完成后出料，將水性聚氨酯乳液使用200目網(wǎng)篩過(guò)濾，并將其放入真空度為0.05MPa、溫度為50°C的真空干燥箱中蒸餾2小時(shí)，得到乳白泛藍(lán)光的水性聚氨酯乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，其特征在于，所述廢棄PET醇解物由以下原料及配比按照重量份數(shù)制備而成:廢棄PET瓶35份、新戊二醇28份、一縮二丙二醇38份、鈦酸正丁酯3份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，其特征在于，所述廢棄PET醇解物的具體制備過(guò)程為: a、將回收的廢棄PET瓶剪成5mmX5mm的片狀，放置于燒杯中，往燒杯中倒入蒸餾水用玻璃棒攪拌，將燒杯放入超聲波清洗機(jī)中清洗20分鐘，然后將燒杯中的廢棄片狀PET倒出，使用80目網(wǎng)篩過(guò)濾，除掉水分；將上述過(guò)程反復(fù)三次，最后將廢棄PET片置于80目網(wǎng)篩中干燥，在空氣中自然風(fēng)干3小時(shí)后將其放于真空度為0.05MPa，溫度為60°C的真空干燥箱中干燥5小時(shí)； b、按重量份數(shù)分別稱(chēng)取廢棄PET瓶35份、新戊二醇28份、一縮二丙二醇38份、鈦酸正丁酯3份； C、將廢棄PET片與新戊二醇、一縮二丙二醇一起放入連接有攪拌裝置的三口燒瓶中，在180°C的油浴鍋中攪拌30分鐘后將油浴溫度調(diào)至200°C，并滴加一半的鈦酸正丁酯，在攪拌下體系反應(yīng)3小時(shí)； d、向體系中滴加剩下的鈦酸正丁酯，調(diào)快轉(zhuǎn)速，在油浴鍋中繼續(xù)反應(yīng)I小時(shí)，然后將三口燒瓶取出油浴鍋，在室溫下將反應(yīng)體系繼續(xù)攪拌3小時(shí)； e、室溫下反應(yīng)完成后，反應(yīng)體系中為褐色粘稠狀液體，停止攪拌，將粘稠狀液體倒入100mL燒杯中，放入真空度為0.05MPa、溫度為45°C的真空干燥箱中干燥12小時(shí)后取出，得到廢棄PET醇解物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包裝廢棄PET瓶合成水性聚氨酯乳液的方法，其特征在于，步驟I中異氰酸酯基的理論值:是指在反應(yīng)后活性較弱的異氰酸酯基的當(dāng)量；異佛爾酮二異氰酸酯中與聚丙二醇上羥基反應(yīng)的異氰酸酯基為異佛爾酮二異氰酸酯上與亞甲基相連的異氰酸酯基，另一個(gè)異氰酸酯基因位阻效應(yīng)而活性較弱，剩余量的理論值就是指這個(gè)異氰酸酯基的當(dāng)量。`
【文檔編號(hào)】C08G18/12GK103865028SQ201410069579
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】方長(zhǎng)青, 周星, 程有亮, 于瑞恩 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)