一种废旧聚酯回收造粒方法与流程

文档序号:31722575发布日期:2022-10-04 23:41阅读:86来源:国知局

1.本发明涉及废旧聚酯加工技术领域,具体而言,涉及一种废旧聚酯回收造粒方法。


背景技术:

2.聚对苯二甲酸乙二醇酯是由对苯二甲酸和乙二酸缩聚而成,通常称为聚酯或pet,聚酯产品的大量生产必然伴随大量pet废料的产生,例如废丝、废瓶片、泡泡料等,pet被大量用于制作包装瓶,而一次性pet包装瓶被丢弃后造成的环境污染日益严重,泡泡料像丝泡,涤纶化纤加工过程中产生的废丝,膜泡,bopet加工的各种膜(镀铝膜、印刷膜、电子膜等等),布头泡,纯涤面料加工过程中产生的边角料和下脚料,拉链泡,pet制作的拉链,无纺布泡,涤纶化纤制作的无纺布,丢弃后都会对环境造成污染和资源浪费。
3.回收废旧pet不但可以减少环境污染,而且可以节约资源,因此,回收pet废料的研究越来越得到人们的重视,传统的pet废料采用物理法或化学法,物理法通常是指采用螺杆熔融挤出,再经过均化,生产的熔体去纺丝,此法生产出的产品只能定位于低端产品,产品附加值低,对原料的处理要求高。而采用化学法,是指将废 pet原料醇解为对苯二甲酸乙二醇酯(bhet)单体,然后再重新聚合,获得与原生丝质量相当的产品,现有的化学法采用间歇工艺生产,处理量小,无法满足大批量生产的要求。由于国内垃圾不分类造成每批料之间由于存在较大差异,重复性不好,直接造粒粘度有高有低,后道工序处理比较难,每批次投料时,都需要进行先降温、再升温,其生产成本高。
4.目前,在pet废料重新造粒后,其粘度下降明显,若直接使用会对产品的性能造成较大的影响,不能满足下游产品的加工需求,限制了pet废料的回收。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种废旧聚酯回收造粒方法,用以解决pet 废料重新造粒后粘度下降,不能满足下游产品加工需求的问题。
6.本发明通过以下技术方案实现:
7.一种废旧聚酯回收造粒方法,包括以下步骤
8.s1:对废旧pet进行挑选、清洗、粉碎、烘干、混料,然后干燥去除水分以降低废旧聚酯的含水率;
9.s2:对干燥后的废旧聚酯进行熔融,熔融后挤出熔体;
10.s3:在挤出后的熔体内加入扩链剂增加粘度;
11.s4:对s3中增粘后的熔体过滤;
12.s5:过滤后经过拉丝形成粗丝:
13.s6:对s5拉丝后的丝进行冷却;
14.s7:冷却后进行切粒,脱水,打包。
15.通过以上技术方案,废旧的聚酯经过干燥、熔融、与扩链剂反应后,提高了造粒后产品的粘度和性能,能够满足下游产品加工需求。
16.为了更好的实现本发明,进一步的,s1中干燥为160-200℃真空干燥,干燥时间3-4h,干燥后废旧pet的水分率为50ppm。
17.通过以上技术方案,将回收来的聚酯在真空中干燥处理,去除废旧聚酯中的水分,避免因聚酯中水分过多对聚酯造成水解,水解后聚酯的分子量更小,粘度也更小,因此干燥后的废旧pet水分率只有50ppm,降低了聚酯的水含量,为后续加工提供更好聚酯材料。
18.为了更好的实现本发明,进一步的,s2中在螺杆挤出机中熔融,螺杆加热总功率为380v-60kw,电机功率为90kw,螺杆挤出机的一区温度为130-160℃、二区温度为140-180℃、三区温度为 160-200℃、四区温度为180-230℃、五区温度为210-250℃、六区温度为230-290℃。
19.通过以上技术方案,在螺杆挤出机中将干燥后的聚酯熔融,通过控制熔融过程各区段的温度,使熔融率更高杂质更少,且得到的熔体粘度更高。
20.为了更好的实现本发明,进一步的,扩链剂为一缩二乙二醇、乙二醇和二乙醇胺中的一种。
21.通过以上技术方案,采用的扩链剂为一缩二乙二醇、乙二醇和二乙醇胺中的一种,这三种扩链剂扩链的效果更好,无毒环保、稳定性好、熔体透明度好,流变性长,且产生的副产物更少,增粘作用明显。
22.为了更好的实现本发明,进一步的,加入的扩链剂与釜中熔体摩尔比为0.02-0.04:1,在聚合釜中加入扩链剂后的加热温度为 270-300℃,加热时间为1-2h。
23.通过以上技术方案,经过多次实验得出扩链剂和熔体的摩尔比在上述范围内时,节约原料,提高扩链剂的效果最好,即扩链剂的增粘作用最好,使熔体达到粘度更适中。
24.为了更好的实现本发明,进一步的,扩链后的pet分子量为 27000-30000g/mol,特性粘度为1.41~1.83dl/g。
25.通过以上技术方案,采用本方法扩链后的pet分子量高,粘度更适中,粘度过高或过低,流动性就过大或过小,从而后面拉丝难道更高且得到的产品质量性能不好。
26.为了更好的实现本发明,进一步的,过滤包括初过滤、真空过滤和精过滤。
27.通过以上技术方案,对熔体多次过滤后,过滤掉熔体内的杂质、水汽等,使熔体更纯净,从而得到的pet切片颗粒质量更好,颜色更白。
28.为了更好的实现本发明,进一步的,初过滤粒径为30μm,真空过滤的压力为10-18mpa,精过滤粒径为25μm。
29.通过以上技术方案,分别过滤掉粒径大于30μm、25μm的杂质,以及过滤掉水汽使得到的产品中杂质更少更细,对产品性能影响更小。
30.为了更好的实现本发明,进一步的,s5中拉伸倍率为5-8,拉伸温度为210℃,热定型温度为250℃,拉出的丝直径为2-3mm。
31.通过以上技术方案,经过以上条件拉伸后的丝,拉伸强度更高,定型更稳定,后续切粒更方便,产品应用更广泛。
32.为了更好的实现本发明,进一步的,s7中切粒水循环量为15
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20m3/h,切粒水温为25-35℃,入口压力:0.2-0.3mpa,气源压力为0.5-0.8mpa。
33.通过以上技术方案,切粒效果更好,产生的废料更少。
34.本发明的有益效果是:
35.1、通过本方案生产的切片颗粒,强度为4.5-5.5cn/dtex;大于普通未经上述增粘处理的再生pet单丝的强度(一般为3.5~4 cn/dtex),扩链后的pet分子量为27000-30000g/mol,特性粘度为1.41~1.83dl/g,增粘效果明显,且得到的产品性能佳。
36.2、本方法产生的杂质更少、成本更低、效率更高、操控更简单、得到的产品质量更高、产品粘度高。
具体实施方式
37.实施例1
38.s1:对废旧pet进行挑选、清洗、粉碎、烘干、混料,然后干燥去除水分以降低废旧聚酯的含水率,将回收来的废旧pet进行分拣整理,挑出非pet材料,以免影响制成的产品质量,对其进行清洗后粉碎、烘干、混料,由于pet有较强的吸水性,要对其进行烘干,烘干后再次干燥防止pet含水较高对pet造成水解,降低pet 分子量,在真空干燥设备中,160℃真空干燥4h,得到干燥的pet 废料,干燥后的废旧pet的水分率为50ppm;
39.s2:对干燥后的废旧聚酯进行熔融,熔融后挤出熔体,熔融在螺杆挤出机中进行,螺杆加热总功率为380v-60kw,电机功率为 90kw(变频电机强冷),螺杆挤出机的一区温度为160℃、二区温度为180℃、三区温度为200℃、四区温度为230℃、五区温度为250℃、六区温度为290℃,机头温度290℃;
40.s3:在挤出后的熔体内加入扩链剂增加粘度,熔融后的熔体输送到聚合釜中,在釜中加入扩链剂,扩链剂为一缩二乙二醇、乙二醇和二乙醇胺中的一种,加入的扩链剂与釜中熔体摩尔比为0.04: 1,在聚合釜中加入扩链剂后的加热温度为300℃,加热时间为2h,经过扩链后的pet分子量为30000g/mol,特性粘度为1.83dl/g;
41.s4:对s3中增粘后的熔体过滤,扩链后进行过滤,过滤包括初过滤、真空过滤和精过滤,初过滤对熔体中杂质进行初次过滤,在初过滤中过滤掉粒径为30μm的杂质,真空过滤将熔体中的杂质混合气体和水分在真空负压作用下过滤掉,真空过滤的压力为 18mpa,精过滤对熔体中杂质进行再次过滤,过滤掉粒径为25μm 的杂质;
42.s5:过滤后经过拉丝形成粗丝,过滤后进行拉丝,拉伸倍率为 8,拉伸温度为210℃,热定型温度为250℃,拉出的丝直径为 3mm:
43.s6:对s5拉丝后的丝进行冷却,拉丝后经过冷却至40℃;
44.s7:冷却后进行切粒,脱水,打包,切粒水循环量为20m3/h,切粒水温为35℃,入口压力:0.3mpa,气源压力为0.8mpa,切粒后进行干燥脱水,打包。
45.实施例2
46.s1:对废旧pet进行挑选、清洗、粉碎、烘干、混料,然后干燥去除水分以降低废旧聚酯的含水率,将回收来的废旧pet进行分拣整理,挑出非pet材料,以免影响制成的产品质量,对其进行清洗后粉碎、烘干、混料,由于pet有较强的吸水性,要对其进行烘干,烘干后再次干燥防止pet含水较高对pet造成水解,降低pet 分子量,在真空干燥设备中,200℃真空干燥3h,得到干燥的pet 废料,干燥后的废旧pet的水分率为50ppm;
47.s2:对干燥后的废旧聚酯进行熔融,熔融后挤出熔体,熔融在螺杆挤出机中进行,螺杆加热总功率为380v-60kw,电机功率为90kw(变频电机强冷),螺杆挤出机的一区温度为130℃、二区温度为140℃、三区温度为160℃、四区温度为180℃、五区温度为210℃、六区温
度为230℃,机头温度250℃;
48.s3:在挤出后的熔体内加入扩链剂增加粘度,熔融后的熔体输送到聚合釜中,在釜中加入扩链剂,扩链剂为一缩二乙二醇、乙二醇和二乙醇胺中的一种,加入的扩链剂与釜中熔体摩尔比为0.02: 1,在聚合釜中加入扩链剂后的加热温度为270℃,加热时间为1h,经过扩链后的pet分子量为27000g/mol,特性粘度为1.41dl/g;
49.s4:对s3中增粘后的熔体过滤,扩链后进行过滤,过滤包括初过滤、真空过滤和精过滤,初过滤对熔体中杂质进行初次过滤,在初过滤中过滤掉粒径为30μm的杂质,真空过滤将熔体中的杂质混合气体和水分在真空负压作用下过滤掉,真空过滤的压力为10mpa,精过滤对熔体中杂质进行再次过滤,过滤掉粒径为25μm 的杂质;
50.s5:过滤后经过拉丝形成粗丝,过滤后进行拉丝,拉伸倍率为 5,拉伸温度为210℃,热定型温度为250℃,拉出的丝直径为 2mm:
51.s6:对s5拉丝后的丝进行冷却,拉丝后经过冷却至30℃;
52.s7:冷却后进行切粒,脱水,打包,切粒水循环量为15m3/h,切粒水温为25℃,入口压力:0.2mpa,气源压力为0.5mpa,切粒后进行干燥脱水,打包。
53.实施例3
54.s1:对废旧pet进行挑选、清洗、粉碎、烘干、混料,然后干燥去除水分以降低废旧聚酯的含水率,将回收来的废旧pet进行分拣整理,挑出非pet材料,以免影响制成的产品质量,对其进行清洗后粉碎、烘干、混料,由于pet有较强的吸水性,要对其进行烘干,烘干后再次干燥防止pet含水较高对pet造成水解,降低pet 分子量,在真空干燥设备中,180℃真空干燥3.5h,得到干燥的 pet废料,干燥后的废旧pet的水分率为50ppm;
55.s2:对干燥后的废旧聚酯进行熔融,熔融后挤出熔体,熔融在螺杆挤出机中进行,螺杆加热总功率为380v-60kw,电机功率为 90kw(变频电机强冷),螺杆挤出机的一区温度为140℃、二区温度为160℃、三区温度为180℃、四区温度为210℃、五区温度为230℃、六区温度为285℃,机头温度285℃;
56.s3:在挤出后的熔体内加入扩链剂增加粘度,熔融后的熔体输送到聚合釜中,在釜中加入扩链剂,扩链剂为一缩二乙二醇、乙二醇和二乙醇胺中的一种,加入的扩链剂与釜中熔体摩尔比为0.03: 1,在聚合釜中加入扩链剂后的加热温度为285℃,加热时间为 1.5h,经过扩链后的pet分子量为28500g/mol,特性粘度为 1.58dl/g;
57.s4:对s3中增粘后的熔体过滤,扩链后进行过滤,过滤包括初过滤、真空过滤和精过滤,初过滤对熔体中杂质进行初次过滤,在初过滤中过滤掉粒径为30μm的杂质,真空过滤将熔体中的杂质混合气体和水分在真空负压作用下过滤掉,真空过滤的压力为 15mpa,精过滤对熔体中杂质进行再次过滤,过滤掉粒径为25μm 的杂质;
58.s5:过滤后经过拉丝形成粗丝,过滤后进行拉丝,拉伸倍率为 6,拉伸温度为210℃,热定型温度为250℃,拉出的丝直径为 3mm:
59.s6:对s5拉丝后的丝进行冷却,拉丝后经过冷却至35℃;
60.s7:冷却后进行切粒,脱水,打包,切粒水循环量为18m3/h,切粒水温为30℃,入口压力:0.2mpa,气源压力为0.6mpa,切粒后进行干燥脱水,打包。
61.通过在pet废料中添加扩链剂,以提高pet产品的粘度,由以上实施例得到的聚酯颗粒测试可得,与不添加增粘剂或用其他增粘剂的聚酯颗粒相比,实施例1-3得到的熔体粘
度明显上升,其特性粘度分别为1.45dl/g、1.79dl/g和1.63dl/g,通过对废旧pet进行扩链,聚酯更为稳定,通过扩链适当提高材料的分子量,从而使生产的聚酯切片颗粒耐热、冲击等性能都有大幅度改善,能被作为高性能材料应用于汽车、建筑等领域,满足下游产品加工需求的同时,还利于pet废料的回收利用,提高了废料的利用率,降低环境负担。
62.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
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