專利名稱：一種利用回收聚酯廢料合成水溶性或水分散性膠粘劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用回收聚酯廢料合成水溶性或水分散性膠粘劑的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，大量的聚酯廢料已近成為日常生活中的一大環(huán)保問題，大力回收聚酯 廢料進(jìn)行綜合利用，不僅在經(jīng)濟(jì)上有價(jià)值，而目從環(huán)?？紤]也是非常重要的。近年來，多篇專利已經(jīng)涉及到利用聚酯廢料合成水溶性、水可分散性或水可乳化性聚酯樹脂的合成。例Altenberg在US4，604，410中提出了通過用含有3_8個(gè)羥基的低分 子量多輕基化合物消化碎料聚對(duì)苯二甲酸亞烷基二醇酯來制備醚化芳族多元醇。所得到的 中間體用1-4摩爾環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷加以烷氧基化。在Salsman的US4，977，191中公開了適合于紡織品上漿應(yīng)用的水溶性或水可分散 性聚酯樹脂。該聚酯樹脂包括由20-50重量％的廢料對(duì)苯二甲酸酯聚合物，10-40重量％的 至少一種二元醇，和5-25重量％的至少一種烷氧基化多元醇反應(yīng)的產(chǎn)物。優(yōu)選的組合物還 包括20-50重量％的間苯二甲酸。其它水溶性或水可分散性樹脂包括由20-50重量％的廢 料對(duì)苯二甲酸酯聚合物，10-50重量％的至少一種二元醇和20-50重量％的間苯二甲酸反 應(yīng)的產(chǎn)物。以上現(xiàn)有技術(shù)是利用聚酯廢料合成水溶性或水分散性的聚酯多元醇或聚酯多元 酸，但并未對(duì)水溶性或水分散聚酯多元醇或多元酸進(jìn)一步應(yīng)用，特別是沒有在水溶性粘合 劑中的應(yīng)用提出具體的方案。本發(fā)明是基于聚酯廢料的醇解合成水溶性或水分散性聚酯多 元醇或多元酸，直接作為水性膠粘劑使用，亦可在使用前與多官能團(tuán)的交聯(lián)劑配合，以獲得 機(jī)械性能和耐水性更好的水性膠粘劑產(chǎn)品，其具有工藝簡(jiǎn)單，綠色環(huán)保的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種利用回收聚酯廢料合成水溶性或水分散性膠粘劑的合成方法，其 目的在于利用聚酯廢料的醇解回收技術(shù)，合成水溶性或水分散聚酯多元醇或聚酯多元酸的 水溶液或水分散液，直接作為水性膠粘劑使用，亦可在使用前與多官能團(tuán)的交聯(lián)劑(如水 分散性多異氰酸酯、封閉型多異氰酸酯、氮丙啶、碳化二亞胺、環(huán)氧硅烷)配合，以獲得機(jī)械 性能和耐水性更好的水性膠粘劑，它具有工藝簡(jiǎn)單，原料環(huán)保，同時(shí)合成產(chǎn)物為水溶性或水 分散性的特點(diǎn)，可大大避免溶劑對(duì)環(huán)境造成的污染。本發(fā)明的水溶性或水分散性聚酯膠粘劑的制備包含以下組分的反應(yīng)產(chǎn)物，(a)聚 酯廢料醇解合成的水溶性或水分散性的聚酯多元醇或聚酯多元酸的水溶液或水分散液，或 和(b) —種可與至少一個(gè)羥基或羧基交聯(lián)的多官能團(tuán)交聯(lián)劑。組分(a)可單獨(dú)作為水性膠 粘劑使用，也可以和(b)配制以獲得機(jī)械性能和耐水性更好的水性膠粘劑。本發(fā)明的聚酯回收料醇解合成的水溶性或水分散性聚酯多元醇的水溶液或水分 散液的方法如下本發(fā)明的聚酯回收料醇解合成的聚酯多元酸的方法如下將聚酯廢料、多元醇、間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉，按重量配比1 1.5-10 0.1 1投入反應(yīng)釜中， 加入催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌并逐步升溫，在180-250°C之間進(jìn)行醇解和酯交換反應(yīng)，有 小分子餾分產(chǎn)生，反應(yīng)至無餾分產(chǎn)生及體系變得均勻?yàn)橹梗礊榇冀獾慕K點(diǎn)，蒸除多余多元 醇，得到聚酯多元醇，加入定量的水，配制質(zhì)量濃度為10 100%的水溶液或水分散液。本發(fā)明的聚酯回收料醇解合成的水溶性或水分散性聚酯多元酸的水溶液或水 分散液的方法如下將聚酯廢料、多元醇、間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉，按重量配比 1 1.5-10 0.1 1投入反應(yīng)釜中，加入催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌并逐步升溫，在 180-250°C之間進(jìn)行醇解和酯交換反應(yīng)，有小分子餾分產(chǎn)生，反應(yīng)至無餾分產(chǎn)生及體系變得 均勻?yàn)橹?，即為醇解的終點(diǎn)，蒸除多余多元醇，得到聚酯多元醇，測(cè)定羥值，根據(jù)聚酯多元醇 的羥值，加入計(jì)量的摩爾比為醇/酸=1-10的多元酸或多元酸酐，在160-230°C之間進(jìn)行反 應(yīng)，有水餾出，反應(yīng)至無餾出物為止，得到水溶性或水分散性的聚酯多元酸，測(cè)定酸值，加入 定量的水，配制質(zhì)量濃度為10 100%的水溶液或水分散液?？梢愿鶕?jù)需要，在本發(fā)明的水溶性或水分散性膠粘劑使用的水性系統(tǒng)中常用的添加劑和助劑。例如硬化劑、顏料、染料、防粘結(jié)劑、分散穩(wěn)定劑、粘度調(diào)節(jié)劑、均化劑、防凝膠 化劑、光穩(wěn)定劑、防氧化劑、紫外線吸收劑、無機(jī)及有機(jī)填充劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑、防靜電劑、 增強(qiáng)劑、催化劑等。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例11)回收聚酯廢料合成聚酯多元醇水溶液在一個(gè)帶有溫度計(jì)，攪拌器，氮?dú)鈱?dǎo)入 管和分餾裝置的四口燒瓶中，依次投入一縮二乙二醇36g，新戊二醇14g，PET聚酯瓶碎 片39. 9g，間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉10g，鈦酸正丁酯作為催化劑0. lg。通入氮?dú)獾?情況下逐漸升溫至240°C，分餾柱溫低于105°C，保持此溫度直至聚酯廢料顆粒全部消失， 當(dāng)反應(yīng)至體系變得透明均勻?yàn)橹辜礊榇冀獾慕K點(diǎn)，蒸除多余的多元醇5. 0g。測(cè)得羥值為 145mgK0H/g。降溫至室溫，加入142. 5g的水，配制質(zhì)量濃度為40%的水溶液。2)水溶性或水分散性膠粘劑的配制聚酯多元醇水溶液IOOgRhodocoat X WAT-38g水適量將物料室溫混合均勻，脫除氣泡即可。Rhodocoat X WAT-3是基于HDI的可自乳化 型多異氰酸酯。實(shí)施例21)回收聚酯廢料合成聚酯多元酸水溶液在一個(gè)帶有溫度計(jì)，攪拌器，氮?dú)鈱?dǎo)入 管和分餾裝置的四口燒瓶中，依次投入乙二醇20g，一縮二乙二醇17g，新戊二醇10g，季戊 四醇3g，PET聚酯瓶碎片39. 9g，間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉10g，鈦酸正丁酯作為催化劑 0. lg。通入氮?dú)獾那闆r下逐漸升溫至240°C，分餾柱溫低于105°c，保持此溫度直至聚酯廢 料顆粒全部消失，當(dāng)反應(yīng)至無餾分產(chǎn)生及體系變得均勻?yàn)橹辜礊榇冀獾慕K點(diǎn)，蒸除多余多 元醇約3. 5g。測(cè)得羥值為174mgK0H/g。冷卻至180°C，加入苯酐22. 2g，升溫至220°C反應(yīng) 至酸值< 20mgK0H/g，然后降溫至180°C，加入9. 8g偏苯三酸酐反應(yīng)30min，得到水溶性聚酯 多元酸，酸值為54. 6mgK0H/g，冷卻至室溫，加入385. 5g水配制質(zhì)量濃度為25%的聚酯多元酸水溶液。2)水溶性或水分散性膠粘劑的配制聚酯多元酸水溶液 200gN-甲基氮丙啶1. 4g/K4. 2g將物料室溫混合均勻即可。
權(quán)利要求
一種利用回收聚酯廢料合成水溶性或水分散性膠粘劑的方法，其特征在于，它包含以下組分的反應(yīng)產(chǎn)物(a)聚酯廢料醇解合成的水溶性或水分散性的聚酯多元醇或聚酯多元酸的水溶液或水分散液；或和(b)一種或多種能與至少一個(gè)羥基或羧基反應(yīng)交聯(lián)的多官能團(tuán)交聯(lián)劑。
2.如權(quán)利要求1所述回收聚酯廢料醇解合成的水溶性或水分散性的聚酯多元醇水溶 液或水分散液的制備方法，其特征在于制備方法如下將聚酯廢料、多元醇、間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉，按重量配比1 1.5-10 0. 1 1投入反應(yīng)釜中，加入催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌并逐步升溫，在180-250°C之間進(jìn)行醇解 和酯交換反應(yīng)，有小分子餾分產(chǎn)生，反應(yīng)至無餾分產(chǎn)生及體系變得均勻?yàn)橹梗礊榇冀獾慕K 點(diǎn)，蒸除多余多元醇，測(cè)定羥值，加入定量的水，配制質(zhì)量濃度為10 100%的水溶液或水 分散液。
3.如權(quán)利要求1所述回收聚酯廢料醇解合成的水溶性或水分散性的聚酯多元酸水溶 液或水分散液的制備方法，其特征在于制備方法如下將聚酯廢料、多元醇、間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉，按重量配比1 1.5-10 0. 1 1投入反應(yīng)釜中，加入催化劑，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌并逐步升溫，在180-250°C之間進(jìn)行醇解 和酯交換反應(yīng)，有小分子餾分產(chǎn)生，反應(yīng)至無餾分產(chǎn)生及體系變得均勻?yàn)橹?，即為醇解的終 點(diǎn)，蒸除多余多元醇，得到聚酯多元醇，測(cè)定羥值，根據(jù)聚酯多元醇的羥值，加入計(jì)量的摩爾 比為醇/酸=1-10的多元酸或多元酸酐，在160-230°C之間進(jìn)行反應(yīng)，有水餾出，反應(yīng)至無 餾出物為止，得到水溶性或水分散性的聚酯多元酸，測(cè)定酸值，加入定量的水，配制質(zhì)量濃 度為10 100%的水溶液或水分散液。
4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于組分(a)可為水溶性聚酯多元醇水溶液、水溶 性聚酯多元酸水溶液、水分散性聚酯多元醇水分散液、水分散性聚酯多元酸水分散液其中 的一種或幾種的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的能與至少一個(gè)羥基或羧基反應(yīng)交聯(lián)的多官能團(tuán)交聯(lián)劑，其特征 在于所用的多官能團(tuán)交聯(lián)劑為水分散性多異氰酸酯、封閉型多異氰酸酯、氮丙啶、碳化二 亞胺、環(huán)氧硅烷其中的一種或幾種混合物。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的聚酯回收料是從生產(chǎn)過程和日常生 活的聚酯廢料中回收利用的對(duì)苯二甲酸和二元醇制成的線性聚合物及其共聚物聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯(簡(jiǎn)稱為PET)、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(簡(jiǎn)稱為PTT)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇 酯(簡(jiǎn)稱為PBT)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇-對(duì)苯二甲酸丁二醇酯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸丙二 醇-對(duì)苯二甲酸丁二醇酯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇-對(duì)苯二甲酸丙二醇酯共聚物。
7.按權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在于所用的多元醇是二元醇乙二醇、丙二 醇、1，4_ 丁二醇、1，3-丁二醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇、戊二醇、新戊二醇、己二醇、雙 酚A、氫化雙酚A、3，3-二醇(D33單體)；或三元醇和多元醇丙三醇、三羥甲基丙烷、三羥甲 基乙烷、季戊四醇中的一種或兩種以上多元醇的混合物。
8.按權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在于所用的間苯二甲酸二元酯-5-磺酸鈉是 二元酯為間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二乙酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二丙 酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二異丙酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二正丁酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二異丁酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二正戊酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二異戊酯-5-磺酸 鈉、間苯二甲酸二新戊酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二正己酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二異己 酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二新己酯-5-磺酸鈉、間苯二甲酸二環(huán)己酯-5-磺酸鈉。
9.按權(quán)利要求2和3所述的方法，其特征在所用的催化劑可以是醋酸鹽類，鈦酸酯類， 有機(jī)錫類，銻系類中的任何一種催化劑，或也可以是上述任意幾類催化劑的復(fù)合催化劑。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于水分散性多異氰酸酯是由甲苯二異氰酸酯、 1,6-六亞甲基二異氰酸酯、1，12-十二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲 烷4，4- 二異氰酸酯、雙環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯、萘-1，5- 二異氰酸 酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯，以及上述多異氰酸酯的三聚體 和/或縮二脲，與幫助乳化或水分散的物質(zhì)反應(yīng)或混合而得。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于封閉型多異氰酸酯是由甲苯二異氰酸酯、1， 6-六亞甲基二異氰酸酯、1，12-十二亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二苯基甲烷 4，4_ 二異氰酸酯、雙環(huán)己基甲烷二異氰酸酯，苯二亞甲基二異氰酸酯、萘-1，5-二異氰酸 酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯、四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯，以及上述多異氰酸酯的三聚體 和/或縮二脲，與封閉劑反應(yīng)而得。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所用的碳化二亞胺為N，N-二異丙基碳化二 亞胺、N, N- 二環(huán)己基碳化二亞胺。
13.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所用的氮丙啶為N-甲基氮丙啶、N-丁基氮 丙啶，2-甲基氮丙啶。
14.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所用的環(huán)氧硅烷為C2H4O(CH2)nSiX3Oi為整 數(shù)，X 為 CH3O, C2H5O, CH3OC2H4O)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用回收聚酯廢料合成水溶性或水分散性膠粘劑的方法，其特征在于，它至少包含以下組分的反應(yīng)產(chǎn)物，(a)聚酯廢料醇解合成的水溶性或水分散性的聚酯多元醇或聚酯多元酸的水溶液或水分散液，或和(b)一種或多種能與至少一個(gè)羥基或羧基交聯(lián)的多官能團(tuán)交聯(lián)劑。組分(a)可單獨(dú)作為水性膠粘劑使用，也可以和(b)配制以獲得機(jī)械性能和耐水性更好的水性膠粘劑。本發(fā)明具有環(huán)保特點(diǎn)，不僅原料環(huán)保，主要是回收的聚酯廢料，而且其水性的特點(diǎn)，避免了溶劑型膠粘劑在生產(chǎn)加工中對(duì)環(huán)境造成的污染。
文檔編號(hào)C09J175/06GK101798495SQ20091004604
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者倪紅波, 吳小潔, 胡永生 申請(qǐng)人:上海諾科化工新材料有限公司