专利名称：一种利用废旧聚酯原料制备涤纶长丝的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备涤纶长丝的方法，尤其是涉及一种利用废旧聚酯原料制备涤纶长丝的方法。
背景技术：
热塑性聚酯按用途包括纤维级、瓶级和膜级聚酯等主要品种。2010年我国仅瓶级聚酯的需求量就超过了 360万吨，尤其是用于食品、饮料包装和医药、日化等包装用的瓶级聚酯，年增长率超过了 15%。聚酯行业快速发展的同时，也给全球带来了一个无法回避的问题原料来源和废料处理。从80年代起，世界各国对能源、资源和环保等问题日益重视，废旧聚酯的回收利用引起人们的高度重视，国外60年代起就开始研究如何回收利用废旧聚酯。由于化学回收利用(聚酯的解聚)工艺复杂(如申请号为200810123544. I的我国专利所述)，目前多以熔融再加工的物理回收利用为主，我国已有多个申请和授权专利涉及废旧聚酯的回收利用。 热塑性聚酯中的聚酯瓶在适当的回收利用技术和工艺下，均可以采用物理方法再次回收利用，如申请号为 201110176957. 8,200610152509. 3,201010300670. 7 和 200910020159. 9 的我国专利中，对利用废旧聚酯瓶和涤纶纺织品进行再次纺丝进行了阐述。聚酯在加工、使用和回收过程中，在热和水分的作用下，不可避免的造成聚酯的不同程度的降解，从而导致聚酯分子量的降低。如何针对不同的废旧聚酯原料，合理有效的控制聚酯的分子量，提高再生纤维的加工效率和质量，是目前废旧、回收和再生聚酯加工涤纶纤维(长丝和短纤)的技术关键之一。为避免聚酯加工和使用过程中分子量的降低，大多采用固相缩聚或回收料与新料混用的方式，前者需要较长的处理时间，加工效率较低，后者需要较高的新料比例，回收料利用率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用废旧聚酯原料制备涤纶长丝的方法，是利用废旧聚酯瓶制备涤纶长丝。所制备的涤纶长丝可以用于服装、家用纺织品和某些高档产业纺织品用FDY长丝。本发明采用的技术方案的步骤如下(I)原料制备将所述的废旧聚酯原料进行分拣、清洗、粉碎和干燥，得到含水率低于O. I粉碎后周长小于20mm,最大边长小于8mm的回收瓶片；(2)熔体制备与纺丝将步骤(I)制备的回收瓶片输送至干燥装置中在120_140°C 下干燥10-30min，在140_170°C下干燥3_6h，干燥后含水率低于50ppm，然后按聚酯瓶片质量的O. 5-3%加入聚酯扩链剂，将聚酯瓶片和聚酯扩链剂一起输送至反应型排气式螺杆挤出机，熔融、混炼后将熔体计量输送至纺丝单元，制备涤纶长丝，整个熔体停留时间为3 IOmin0步骤(2)中所述的聚酯扩链剂为能和聚酯瓶片中末端羧基发生加成反应的苯基二噁唑啉，以及能和聚酯瓶片中末端羟基发生加成反应的羰基二(1，-己内酰胺)，二者的摩尔比例为O I : I O。所述的废旧聚酯原料为废旧聚酯瓶。本发明具有的有益效果是(I)通过聚酯扩链剂的加入，有效提高了废旧聚酯的分子量，提高了废旧聚酯纺丝的加工效率和再生涤纶纤维的质量；(2)所采用的聚酯扩链剂不会发生聚酯分子间的交联，避免了纺丝熔体发生凝胶现象，保证了纺丝熔体所必须的分子链线性度；(3)该方法不仅可以应用于再生涤纶纤维的制备，还可以应用于其他废旧聚酯回收利用工艺技术中，如通过注塑或型材挤出等方式加工再生聚酯塑料制品。本发明所制备的涤纶长丝可以用于服装、家用纺织品和某些高档产业纺织品用 FDY长丝。
具体实施例方式下面结合实施例说明本发明是如何具体实施的。实施例I :所用废旧聚酯原料为废旧聚酯可乐瓶(特性粘度O. 58g/dl)。采用以下工艺条件进行再生涤纶长丝的制备(I)原料制备将废旧聚酯瓶按颜色进行初步分拣，然后清洗以去除污溃，清洗条件为合成洗涤剂3g/l，三聚磷酸钠4g/l，片碱O. 8g/l，温度90°C，去除聚酯瓶标签、瓶盖等非聚酯成分。然后采用破碎机将清洗后的聚酯瓶粉碎为周长小于20mm,最大边小于8_的回收瓶片，最后将粉碎后的废旧聚酯瓶片在热风烘燥机中烘干5h，使含水率降至O. 1%。(2)熔体制备与纺丝将步骤(I)制备的聚酯瓶片输送至干燥装置中在120°C下干燥30min，然后在140°C下干燥6h，干燥后含水率为25ppm，然后按聚酯瓶片质量的O. 5% 加入摩尔比为I : I的1，4_苯基二噁唑啉(1，4-PB0)和羰基二(1，-己内酰胺)(CBC)聚酯扩链剂，将聚酯瓶片和扩链剂一起输送至反应型排气式螺杆挤出机，螺杆直径D为65mm， 螺杆长径比L/D为30，螺杆共有五个功能段，包括加料段、熔融段、真空排气段(真空度
O.2-0. 3MPa)、匀化段和计量段，各区长度为 6D、9D、3D、6D、6D，温度为 235°C>260°C>265°C> 270°C、27(TC，熔融、混炼后将熔体计量输送至纺丝单元，输送管道温度275°C，纺丝单元主要参数为熔体过滤器过滤精度25 μ m,纺丝箱体温度275°C，喷丝板孔数48，喷丝孔孔径
O.2臟,喷丝孔长径比I. 5,冷却风温度30°C,湿度65%,风速4m/min,纺丝速度2500m/min。 冷却后的初生丝经上油、卷绕、牵伸等常规涤纶纺丝工序，制备出200D/48F的POY长丝。该 POY经过DTY变形工艺，制备出150D/48F的DTY长丝。为保证较好的扩链效果，整个熔体停留时间(熔体经过螺杆熔融段到离开喷丝孔的时间)为3min。实施例2 所用废旧聚酯原料为废旧聚酯水瓶(特性粘度O. 75g/dl)。采用以下工艺条件进行再生涤纶长丝的制备(I)原料制备将废旧聚酯瓶按颜色进行初步分拣，然后清洗以去除污溃，清洗条件为合成洗涤剂3g/l，三聚磷酸钠4g/l，片碱O. 8g/l，温度90°C，去除聚酯瓶标签、瓶盖等非聚酯成分。然后采用破碎机将清洗后的聚酯瓶粉碎为周长小于20mm,最大边小于8_的回收瓶片，最后将粉碎后的废旧聚酯瓶片在热风烘燥机中烘干4h，使含水率降至O. 05%。(2)熔体制备与纺丝将步骤(I)制备的聚酯瓶片输送至干燥装置中在140°C下干燥lOmin，然后在170°C下干燥3h，干燥后含水率40ppm，然后按聚酯瓶片质量的I. 5%加入摩尔比为I : I的1，4-苯基二噁唑啉(1，4-PB0)聚酯扩链剂，将聚酯瓶片和扩链剂一起输送至反应型排气式螺杆挤出机，螺杆直径D为90mm，螺杆长径比L/D为30，螺杆共有五个功能段，包括加料段、熔融段、真空排气段(真空度O. 2-0. 3MPa)、匀化段和计量段，各区长度为6D、9D、3D、6D、6D，温度为240°C、265°C、265°C、280 V、280°C，熔融、混炼后将熔体计量输送至纺丝单元，输送管道温度285°C，纺丝单元主要参数为熔体过滤器过滤精度35μπι，纺丝箱体温度285°C，喷丝板孔数96，喷丝孔孔径O. 4mm,喷丝孔长径比2. 5，冷却风温度30°C， 湿度65%,风速4m/min,纺丝速度3500m/min。冷却后的初生丝经上油、卷绕、牵伸等常规漆纶纺丝工序，制备出420D/96F的POY长丝。该POY经过牵伸工艺，制备出192D/96F的FDY 长丝。为保证较好的扩链效果，整个熔体停留时间(熔体经过螺杆熔融段到离开喷丝孔的时间)为IOmin。实施例3 所用废旧聚酯原料为废旧聚酯水瓶(特性粘度O. 68g/dl)。采用以下工艺条件进行再生涤纶长丝的制备(I)原料制备将废旧聚酯瓶按颜色进行初步分拣，然后清洗以去除污溃，清洗条件为合成洗涤剂3g/l，三聚磷酸钠4g/l，片碱O. 8g/l，温度90°C，去除聚酯瓶标签、瓶盖等非聚酯成分。然后采用破碎机将清洗后的聚酯瓶粉碎为小于20mm,最大边小于8_的回收瓶片，最后将粉碎后的废旧聚酯瓶片在热风烘燥机中烘干4h，使含水率降至O. 05%。(2)熔体制备与纺丝将步骤(I)制备的聚酯瓶片输送至干燥装置中在130°C下干燥20min，然后在160°C下干燥5h，干燥后含水率45ppm，然后按聚酯瓶片质量的3%加入羰基二(1，-己内酰胺)(CBC)聚酯扩链剂，将聚酯瓶片和聚酯扩链剂一起输送至反应型排气式螺杆挤出机，螺杆直径D为90mm，螺杆长径比L/D为30，螺杆共有五个功能段，包括加料段、熔融段、真空排气段(真空度O. 2-0. 3MPa)、匀化段和计量段，各区长度为6D、9D、3D、 6D、6D，温度为240 V、265 V、265 V、280 V、280 °C，熔融、混炼后将熔体计量输送至纺丝单元，输送管道温度285°C，纺丝单元主要参数为熔体过滤器过滤精度30 μ m，纺丝箱体温度 2850C，喷丝板孔数96，喷丝孔孔径O. 4mm,喷丝孔长径比2. 5，冷却风温度30°C，湿度65%， 风速4m/min,纺丝速度3500m/min。冷却后的初生丝经上油、卷绕、牵伸等常规漆纟仑纺丝工序，制备出420D/96F的POY长丝。该POY经过牵伸工艺，制备出192D/96F的FDY长丝。为保证较好的扩链效果，整个熔体停留时间(熔体经过螺杆熔融段到离开喷丝孔的时间)为 5min。
权利要求
1.一种利用废旧聚酯原料制备涤纶长丝的方法，其特征在于该方法的步骤如下(1)原料制备将所述的废旧聚酯原料进行分拣、清洗、粉碎和干燥，得到含水率低于O.1%，粉碎后周长小于20mm,最大边长小于8mm的回收瓶片；(2)熔体制备与纺丝将步骤(I)制备的回收瓶片输送至干燥装置中在120-140°C下干燥10-30min，在140_170°C下干燥3_6h，干燥后含水率低于50ppm，然后按聚酯瓶片质量的O.5-3%加入聚酯扩链剂，将聚酯瓶片和聚酯扩链剂一起输送至反应型排气式螺杆挤出机， 熔融、混炼后将熔体计量输送至纺丝单元，制备涤纶长丝，整个熔体停留时间为3 30min。
2.根据权利要求I所述的一种利用废旧聚酯原料制备涤纶长丝的方法，其特征在于 步骤(2)中所述的聚酯扩链剂为能和聚酯瓶片中末端羧基发生加成反应的苯基二噁唑啉， 以及能和聚酯瓶片中末端羟基发生加成反应的羰基二(1，-己内酰胺)，二者的摩尔比例为 O I: I O。
3.根据权利要求I所述的一种利用废旧聚酯原料制备涤纶长丝的方法，其特征在于 所述的废旧聚酷原料为废旧聚酷瓶。
全文摘要
本发明公开了一种利用废旧聚酯原料制备涤纶长丝的方法。将废旧聚酯瓶片进行分拣、清洗、粉碎和干燥后，经过干燥后输送入反应型排气式螺杆挤出机，按聚酯瓶片质量的0.5-3%加入苯基二噁唑啉和羰基二(1,-己内酰胺)聚酯扩链剂，将聚酯瓶片和聚酯扩链剂一起输送至反应型排气式螺杆挤出机，熔融、混炼后将熔体计量输送至纺丝单元，制备涤纶长丝。该方法可以改善废旧聚酯在加工和使用过程中的降解，提高废旧聚酯分子量，改善涤纶长丝的加工效率和长丝质量。本发明所制备的涤纶长丝可以用于服装、家用纺织品和某些高档产业纺织品用FDY长丝。
文档编号D01F6/84GK102605456SQ20121000679
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者唐红艳, 张华鹏, 朱海霖, 郭玉海, 陈建勇 申请人:浙江理工大学