一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法
【专利摘要】本发明公开了一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，先对腈纶进行改性，然后将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理，再将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解，最后在腈纶溶液中加入溶剂使腈纶溶液与染料分离得到腈纶纺丝液和回收的染料。本发明通过对腈纶进行改性，使多乙烯多胺化合物与腈纶发生接枝反应，然后使改性腈纶吸附阴离子染料，再将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解，通过腈纶溶液与染料的分离，将腈纶溶液用于纺丝得到阴离子可染腈纶，将染料溶液蒸发后得到回收染料。通过以上操作，使废旧腈纶得到再生，使印染废水得到脱色，且染料得到回收。
【专利说明】
一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法
技术领域
[0001]本发明属于染整技术领域，涉及一种采用多乙烯多胺化合物对腈纶进行改性处理，然后将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理，再将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解，最后在腈纶溶液中加入溶剂使腈纶溶液与染料分离得到腈纶纺丝液和回收的染料的方法。
【背景技术】
[0002]目前废旧纺织品的再利用问题越来越受到广泛关注，人们逐渐改变传统的焚烧和填埋的处理方式，改为研究废旧纺织品的溶解回收再利用。由于腈纶焚烧产生大量的有毒有害气体，填埋法处理也无法使腈纶降解，故废旧腈纶的再利用一直广受关注。当前对废旧腈纶的研究多集中在用碱或硫氰酸钠水解腈纶，再进行回收利用。发明专利CN201510856314.6发明了一种高效钻井液用抗温抗盐降滤失剂的制备方法，将废旧腈纶溶解到硫氰酸钠水溶液后倒入水中，固液分离，得聚丙烯腈粉末，再将聚丙烯腈粉末加入到氢氧化钠溶液中，对聚丙烯腈进行部分水解，喷雾干燥，得到高效钻井液用抗温抗盐降滤失剂，用到了硫氰酸钠溶解腈纶，氢氧化钠水解腈纶。蔡会武(《西安矿业学院学报》1999年04期)将腈纶毛线在常压条件下用氢氧化钠水解，采用酸碱滴定分析方法测定氰基转化率，表明腈纶水解产物是含有羧基、酰胺基、环亚胺基等多种结构单元的共聚物。上述研究多是对腈纶进行水解，很少有对对腈纶进行溶解后再放丝的报道。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对当前废旧腈纶焚烧法处理产生有毒有害气体，填埋法难以降解的缺点，提供一种通过对腈纶进行改性使其与多乙烯多胺化合物接枝，然后将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理，再将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解，最后在腈纶溶液中加入溶剂使腈纶溶液与染料分离得到腈纶纺丝液和回收的染料的方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于:对废旧腈纶用多乙烯多胺化合物进行改性，改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理，再将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解，最后在腈纶溶液中加入溶剂使腈纶溶液与染料分离得到腈纶纺丝液和回收的染料，步骤如下:
一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，步骤如下:
(1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂，然后按浴比1:3?100将腈纶投入处理浴A中，再以0.5?5°C/min的升温速度升温至90?140°C，保温30?300min，然后以0.5?5°C/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶；
(2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入阴离子染料，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:10?100投入处理浴B中，调节处理浴pH为2?7，室温条件下吸附阴离子染料2?60min，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶；
(3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:5?50投入到离子液体中，调节温度为70?100°C，保温搅拌处理20?120min，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液；
(4 )将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3 )得到的溶解染料和腈纶的离子液体溶液中加入有机溶剂，500?5000转/min搅拌10?60min后静置使之分层，染料溶于有机溶剂中，腈纶溶于离子液体中，且离子液体与有机溶剂分层明显，分离后溶解腈纶的离子液体纺丝液用于纺丝得到腈纶纤维，溶解染料的有机溶剂通过旋转蒸发分离得到回收的染料和有机溶剂。
[0005]所述的废旧腈纶改性前无需进行脱色处理。
[0006]所述步骤(I)中改性剂的浓度为400?950ml/L。
[0007]所述步骤(I)中的改性剂为多乙烯多胺。
[0008]所述的多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。
[0009]所述步骤(2)中阴离子染料的浓度为0.1?10g/L。
[0010]所述步骤(2)中阴离子染料为活性染料、直接染料、酸性染料中的一种或其混合物。
[0011 ]所述步骤(3)中离子液体为[Bmim]Cl、[Bmim]Br、[Bmim]BF4、[Amim]Cl 中的一种或其混合物。
[0012]所述步骤(4)中有机溶剂为乙酸乙酯、石油醚、正己烷中的一种或其混合物，有机溶剂的体积为含有染料的腈纶溶液体积的1/15-1/4。
[0013]所述步骤(4)中纺丝得到的腈纶纤维含有较多的氨基，可用阴离子染料如直接染料、酸性染料和活性染料等染料染色。
[0014]本发明的有益效果:本发明对腈纶进行改性使其与多乙烯多胺化合物接枝，然后将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理，再将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解，最后在腈纶溶液中加入溶剂使腈纶溶液与染料分离得到阴离子染料可染腈纶纺丝液和回收的染料。本发明的技术方案工艺简单可行，对化学品和废旧腈纶无特殊要求，利用常规化学仪器设备就可实现规模生产，具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其过程为:
(1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂三乙烯四胺800ml/L，然后按浴比1:10将腈纶投入处理浴A中，再以3°C/min的升温速度升温至120°C，保温90min，然后以3°C/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶；
(2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入活性染料活性红B-3BF5g/L，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:20投入处理浴B中，调节处理浴pH为4，室温条件下吸附阴离子染料20min，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶；
(3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:10投入到离子液体[Bmim]Cl中，调节温度80°C，保温搅拌处理90min，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液；
(4 )将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3 )得到的溶解染料和腈纶的离子液体溶液中加入[Bmim] Cl体积I/4的溶剂乙酸乙酯，100转/min搅拌30min后静置使之分层，由于离子液体与溶剂不相容，在搅拌下使染料溶于乙酸乙酯，而腈纶溶解于离子液体中，且静置后离子液体与溶剂分层明显，通过分离得到溶解腈纶的离子液体纺丝液和溶解染料的有机溶剂，纺丝液直接用于纺丝得到腈纶纤维，有机溶剂通过旋转蒸发等操作与染料分离得到回收的染料活性红B-3BF和溶剂乙酸乙酯。
[0016]实施例2
一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其过程为:
(1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂三乙烯四胺750ml/L，然后按浴比I: 20将腈纶投入处理浴A中，再以2°C/min的升温速度升温至130°C，保温70min，然后以2°C/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶；
(2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入酸性染料弱酸性红B6g/L，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:30投入处理浴B中，调节处理浴pH为3，室温条件下吸附阴离子染料30min，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶；
(3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:20投入到离子液体中，调节温度90°C，保温搅拌处理90min，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液；
(4 )将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3 )得到的溶解染料和腈纶的离子液体溶液中加入[Bmim ] Br体积I /8的溶剂乙酸乙酯和I/8的溶剂石油醚，2000转/min搅拌20min后静置使之分层，由于离子液体与溶剂不相容，在搅拌下使染料溶于乙酸乙酯和石油醚混合物，而腈纶溶解于离子液体中，且静置后离子液体与溶剂分层明显，通过分离得到溶解腈纶的离子液体纺丝液和溶解染料的有机溶剂，纺丝液直接用于纺丝得到腈纶纤维，有机溶剂通过旋转蒸发等操作与染料分离得到回收的染料弱酸性红B和溶剂乙酸乙酯、石油醚。
[0017]实施例3
一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其过程为:
(1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂四乙烯五胺400ml/L，然后按浴比1:30将腈纶投入处理浴A中，再以1.5°C/min的升温速度升温至140°C，保温50min，然后以rC/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶；
(2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入酸性染料弱酸性红B6g/L和活性染料活性红B-3BF 4g/L，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:15投入处理浴B中，调节处理浴PH为2，室温条件下吸附阴离子染料lOmin，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶；
(3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:20投入到离子液体[Bmim]BF4中，调节温度75°C，保温搅拌处理90min，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液；
(4 )将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3 )得到的溶解染料和腈纶的离子液体溶液中加入[Bmim]BF4体积1/8的溶剂石油醚，5000转/min搅拌1min后静置使之分层，由于离子液体与溶剂不相容，在搅拌下使染料溶于石油醚，而腈纶溶解于离子液体中，且静置后离子液体与溶剂分层明显，通过分离得到溶解腈纶的离子液体纺丝液和溶解染料的有机溶剂，纺丝液直接用于纺丝得到腈纶纤维，有机溶剂通过旋转蒸发等操作与染料分离得到回收的染料弱酸性红B、活性红B-3BF和溶剂石油醚。
[0018]实施例4
一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其过程为:
(1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂四乙烯五胺600ml/L，然后按浴比1:25将腈纶投入处理浴A中，再以2.5°C/min的升温速度升温至110°C，保温120min，然后以3°C/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶；
(2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入活性染料活性蓝B-2BLN4g/L，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:35投入处理浴B中，调节处理浴pH为5，室温条件下吸附阴离子染料40min，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶；
(3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:20投入到离子液体和[Bmim]BF4体积比2:1的溶液中，调节温度95°C，保温搅拌处理50min，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液；
(4 )将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3 )得到的溶解染料和腈给的离子液体溶液中加入[Bmim]Br和[Bmim]BF4体积1/10的溶剂石油醚，500转/min搅拌60min后静置使之分层，由于离子液体与溶剂不相容，在高速搅拌下使染料溶于石油醚，而腈纶溶解于离子液体中，且静置后离子液体与溶剂分层明显，通过分离得到溶解腈纶的离子液体纺丝液和溶解染料的有机溶剂，纺丝液直接用于纺丝得到腈纶纤维，有机溶剂通过旋转蒸发等操作与染料分离得到回收的染料活性蓝B-2BLN和溶剂石油醚。
[0019]实施例5
一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其过程为:
(1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂五乙烯六胺950ml/L，然后按浴比1:15将腈纶投入处理浴A中，再以2°C/min的升温速度升温至120°C，保温150min，然后以2°C/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶；
(2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入活性染料活性蓝B-2BLN4g/L和酸性染料弱酸性深蓝5R 4g/L，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:25投入处理浴B中，调节处理浴PH为4，室温条件下吸附阴离子染料30min，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶；
(3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:50投入到离子液体[Amim]Cl中，调节温度85°C，保温搅拌处理90min，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液；
(4 )将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3 )得到的溶解染料和腈纶的离子液体溶液中加入[Amim]Cl体积1/20的溶剂石油醚，1/20的溶剂正己烷，4000转/min搅拌30min后静置使之分层，由于离子液体与溶剂不相容，在高速搅拌下使染料溶于石油醚和正己烷的混合物，而腈纶溶解于离子液体中，且静置后离子液体与溶剂分层明显，通过分离得到溶解腈纶的离子液体纺丝液和溶解染料的有机溶剂，纺丝液直接用于纺丝得到腈纶纤维，有机溶剂通过旋转蒸发等操作与染料分离得到回收的染料活性蓝B-2BLN、弱酸性深蓝5R和溶剂石油醚和正己烷。
[0020]实施例6 一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其过程为:
(1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂五乙烯六胺700ml/L，然后按浴比1:25将腈纶投入处理浴A中，再以3°C/min的升温速度升温至140°C，保温50min，然后以3°C/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶；
(2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入活性染料活性橙K-R8g/L和酸性染料弱酸性深蓝5R lg/L，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:35投入处理浴B中，调节处理浴PH为3，室温条件下吸附阴离子染料15min，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶；
(3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:20投入到离子液体[Amim]Cl和[Bmim]Cl中，调节温度80°C，保温搅拌处理lOOmin，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液；
(4 )将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3 )得到的溶解染料和腈纶的离子液体溶液中加入[Amim]Cl和[Bmim]Cl体积1/30的溶剂乙酸乙酯，1/30的溶剂正己烧，3500转/min搅拌15min后静置使之分层，由于离子液体与溶剂不相容，在高速搅拌下使染料溶于乙酸乙酯和正己烷的混合物，而腈纶溶解于离子液体中，且静置后离子液体与溶剂分层明显，通过分离得到溶解腈纶的离子液体纺丝液和溶解染料的有机溶剂，纺丝液直接用于纺丝得到腈纶纤维，有机溶剂通过旋转蒸发等操作与染料分离得到回收的染料活性橙K-R、弱酸性深蓝5R和溶剂乙酸乙酯和正己烷。
【主权项】
1.一种废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于步骤如下: (1)对腈纶进行改性:在处理浴A中加入改性剂，然后按浴比1:3?100将腈纶投入处理浴A中，再以0.5?5°C/min的升温速度升温至90?140°C，保温30?300min，然后以0.5?5°C/min的降温速度降温至80°C，充分水洗至pH值为中性，烘干或晾干，得到改性后的腈纶； (2)将改性腈纶用于阴离子染料的脱色处理:在处理浴B中加入阴离子染料，将步骤(I)改性后的腈纶按浴比1:10?100投入处理浴B中，调节处理浴pH为2?7，室温条件下吸附阴离子染料2?60min，结束后将腈纶水洗、烘干或晾干，得到吸附阴离子染料的腈纶； (3)将吸附阴离子染料的腈纶用离子液体溶解:将吸附阴离子染料的腈纶按浴比1:5?50投入到离子液体中，调节温度为70?100°C，保温搅拌处理20?120min，使腈纶溶解在离子液体中，冷却后得到溶解染料和腈纶的离子液体溶液； (4)将溶解染料和腈纶的离子液体溶液中的染料萃取:将步骤(3)得到的溶解染料和腈给的离子液体溶液中加入有机溶剂，在500?5000转/min的条件下搅拌10?60min，静置分层，染料溶于有机溶剂中，腈纶溶于离子液体中，且离子液体与有机溶剂分层明显，分离后溶解腈纶的离子液体用于纺丝得到腈纶纤维，溶解染料的有机溶剂通过旋转蒸发分离得到回收的染料和有机溶剂。2.根据权利要求1所述的废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于:所述的废旧腈纶改性前无需进行脱色处理。3.根据权利要求1所述的阻燃腈纶的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中改性剂的浓度为400?950ml/L。4.根据权利要求1所述的阻燃腈纶的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中的改性剂为多乙烯多胺。5.根据权利要求4所述的阻燃腈纶的制备方法，其特征在于:所述的多乙烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或五乙烯六胺。6.根据权利要求1所述的废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于:所述步骤(2)中阴离子染料的浓度为0.1?10g/L。7.根据权利要求1所述的废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于:所述步骤(2 )中阴离子染料为活性染料、直接染料、酸性染料中的一种或其混合物。8.根据权利要求1所述的废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于:所述步骤(3)中离子液体为[Bmim]Cl、[Bmim]Br、[Bmim]BF4、[Amim]Cl中的一种或其混合物。9.根据权利要求1所述的废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于:所述步骤(4)中有机溶剂为乙酸乙酯、石油醚、正己烷中的一种或其混合物，有机溶剂的体积为含有染料的腈纶溶液体积的1/15-1/4。10.根据权利要求1所述的废旧腈纶用于染料脱色及再利用方法，其特征在于:所述步骤(4)中纺丝得到的腈纶纤维含有较多的氨基，可用阴离子染料染色。
【文档编号】D06P5/00GK105860582SQ201610238365
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】曹机良, 杨柳, 翟圣国, 孟春丽, 曹毅, 洪东兴, 闫凯
【申请人】河南工程学院