一种基于废弃pet的聚氨酯弹性体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机高分子树脂合成技术领域，具体涉及一种基于废弃PET的聚氨酯 弹性体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚氨酯作为当世唯一的一种能展现热塑性、热固性、弹性体和形状记忆行为的聚 合物材料已经被广泛应用于皮革、涂料、胶黏剂、油墨、缓冲材料等行业，而且其结构具备 模块化，软段和硬段交替的结构使其性能易调控。聚氨酯弹性体作为聚氨酯材料家族中的 重要一份子，其性能调控与潜在应用受到极度关注。聚氨酯弹性体，其表面电阻率较稍低 (109-1013Q)，阻燃性稍好，而且有很宽的可调硬度范围（低至邵A10,高至邵D80)，它可以 在保持橡胶弹性的前提下提高硬度，从而达到很高的承载能力。除此之外，聚氨酯弹性体还 具有突出的耐磨性能，有"耐磨橡胶"的佳称。由于聚氨酯弹性体是一种强极性高分子材料， 所以还具有极好的耐油性，耐化学药品性和耐水性。并且在室温下聚氨酯弹性体可吸收振 动能量的10% -20%，比丁腈橡胶还好，即良好的吸振性。
[0003] 塑料包装容器应用市场前景广阔，其中，饮料行业有着诱人商机，汽水、果汁、蔬菜 汁等饮料所用的塑料容器需求量与日倶增。PET瓶在我国塑料包装行业中虽然起步较晚，但 随着大量注拉吹设备的引进，促进了PET瓶的大批量生产，目前最主要的饮料和食用油包 装容器。PET瓶的广泛应用和蕴含的巨大商机，将会促使PET瓶生产行业的快速发展，但是 废弃塑料回收处理问题也随之而来。随着PET瓶的年产量不断增加，每年废弃PET瓶的数量 也相应以正比例级数增加，它所带来的环境污染等问题也远远大于它所带来的收益，所以， 对于包装行业的PET瓶的回收再处理问题也日益严重。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于废弃PET的聚氨酯弹性体及其制备方法，旨在解 决因日益严重的包装废弃PET瓶所带来的环境污染问题，本发明将废弃PET瓶重新再利用， 显著降低聚氨酯弹性体生产成本，合成应用范围日益拓宽的环境友好型聚氨酯弹性体。
[0005] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] -种基于废弃PET的聚氨酯弹性体，由如下质量百分比的原料制备而成：
[0007] 聚四氢呋喃二醇20. 8%~27. 7%、二苯基甲烷二异氰酸酯10. 5%~12. 4%、聚己 内酯二元醇12. 6%~15. 7%、1，4-环己烷二异氰酸酯10. 8%~13. 4%、N，N' -二环己基碳 二亚胺0? 2%~0? 5%、新戊二醇6. 5%~8. 9%、二丁基二月桂酸锡0? 04%~0? 08%、PET 醇解物27%~35. 6%，以上原料质量百分比总和为100%。
[0008] 本发明的特点还在于，上述PET醇解物由下述质量百分比的原料制备而成：
[0009] 废弃PET瓶31 %、新戊二醇24 %、一缩二丙二醇40 %、钛酸正丁酯5 %，，以上原料 质量百分比总和为1〇〇%。
[0010] 同时，本发明提供了一种基于废弃PET的聚氨酯弹性体制备方法，该聚氨酯弹性 体是由如下质量百分比的原料制备而成：
[0011] 聚四氢呋喃二醇20. 8%~27. 7%、二苯基甲烷二异氰酸酯10. 5%~12. 4%、聚己 内酯二元醇12. 6%~15. 7%、1，4-环己烷二异氰酸酯10. 8%~13. 4%、N，N' -二环己基碳 二亚胺0? 2%~0? 5%、新戊二醇6. 5%~8. 9%、二丁基二月桂酸锡0? 04%~0? 08%、PET 醇解物27%~35. 6%，以上原料质量百分比总和为100%。
[0012] 所述聚氨酯弹性体按照如下具体步骤进行：
[0013] (1)制备聚氨酯预聚体：
[0014] 将聚四氢呋喃二醇、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚己内酯二元醇、1，4-环己烷二异氰 酸酯置于容器中，水浴升温至80°C搅拌2小时，加入催化剂二丁基二月桂酸锡继续搅拌30 分钟反应，在整个反应过程中，持续通氮气进行保护；
[0015] (2)制备扩链剂组合物，与聚氨酯预聚体进行扩链反应：
[0016] 将N，N'-二环己基碳二亚胺，新戊二醇和PET醇解物混合于容器中，磁力搅拌使其 混合均匀，然后将其添加至步骤（1)的反应体系中，反应2min后将容器置于室温下，继续搅 拌Imin后停止反应；
[0017] (3)流延法制备聚氨酯弹性体：
[0018] 将步骤（2)所得反应料浆倒入模具中流延成膜，固化后再经真空抽除残余溶剂， 然后于120°C、0. 05MPa恒温干燥箱中热处理2. 5小时，即可制得聚氨酯弹性体。
[0019] 本发明的特点还在于，制备的PET醇解物由如下质量百分比的原料制备而成：废 弃PET瓶31%、新戊二醇24%、一缩二丙二醇40%、钛酸正丁酯5%，以上原料质量百分比 总和为100%。
[0020] 本发明的特点还在于，在制备PET醇解物时，按照如下方式进行：
[0021] a.包装废弃PET瓶预处理：将回收的废弃PET瓶剪成片状，然后进行清洁处理，得 到废弃PET片；
[0022] b.按照PET醇解物制备原料的质量百分比分别称取新戊二醇、一缩二丙二醇、钛 酸正丁酯和步骤a得到的废弃PET片，其中，废弃PET片按照废弃PET瓶占制备PET醇解物 所用原料的质量比称取；然后将称取的废弃PET片与新戊二醇、一缩二丙二醇一起加入容 器中，在180°C的油浴锅中搅拌混合，30分钟后，将油浴温度调至200°C，并滴加一半份量的 钛酸正丁酯到混合体系中，在搅拌下体系反应3小时；
[0023]c.向体系中滴加剩余的钛酸正丁酯，在油浴锅中继续反应1小时后，在室温下将 反应体系继续搅拌3小时；
[0024]d.反应完成后，反应体系中为褐色粘稠状液体，停止搅拌，将粘稠状液体取出，采 用真空干燥箱进行干燥，干燥完成后，即得具备羟基反应活性的PET醇解物。
[0025] 本发明的特点还在于，在步骤d中，采用真空干燥箱进行干燥的温度为45°C，真空 度为0. 05MPa，时间为12小时。
[0026] 本发明的特点还在于，包装废弃PET瓶预处理时，将回收的废弃PET瓶剪成 5mmX5mm的片状，置于容器中，加蒸馏水后搅拌，然后超声清洗，再利用80目网筛过滤，将 加水搅拌、超声清洗和过滤的过程反复三次，最后将废弃PET片在空气中自然风干3小时 后，再将其放于真空度为〇. 〇5MPa，温度为60°C的真空干燥箱中干燥5小时。
[0027] 现对于现有技术，本发明的有益效果如下：
[0028] 本发明能够解决因日益严重的包装废弃PET瓶所带来的环境污染问题，本发明将 包装废弃PET瓶回收再处理后，将其经过醇解处理生成具备羟基反应活性的PET醇解物，使 用废弃的PET醇解物作为聚氨酯弹性体合成中的小分子扩链剂，参与聚氨酯预聚体的扩链 反应，将PET醇解物成功接入聚氨酯弹性体分子链中，合成出性能优良的聚氨酯弹性体，本 发明制备聚氨酯弹性体，原料中PET醇解物占的比例较高，使用了大量废弃PET瓶，不仅对 废弃PET瓶进行了再利用，而且制备的聚氨酯弹性体耐热性高，能适用于较高温度的环境。 同时，本发明能够显著降低生产成本，适于推广应用。
【附图说明】
[0029]图1是本发明实施例基于废弃PET的聚氨酯弹性体制备方法的流程图；
[0030]图2为本发明实施例制备的PET醇解物的红外光谱图；
[0031] 图3为本发明实施例制备的PET醇解物的GPC谱图；
[0032]图4为本发明实施例制备的聚氨酯弹性体的红外光谱图；
[0033]图5为本发明实施例制备聚氨酯弹性体的耐热分解示意图。
【具体实施方式】
[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细阐述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0035] 本发明实施例提供的基于废弃PET的聚氨酯弹性体，由如下质量百分比的原料制 备而成：
[0036] 聚四氢呋喃二醇20. 8%~27. 7%、二苯基甲烷二异氰酸酯10.