專利名稱：一種利用廢舊聚酯原料制備滌綸短纖維的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備滌綸短纖維的方法，尤其是涉及一種利用廢舊聚酯原料制備滌綸短纖維的方法。
背景技術：
熱塑性聚酯按用途包括纖維級、瓶級和膜級聚酯等主要品種。2010年我國僅纖維級和瓶級聚酯的需求量就超過了 2300萬噸，并保持一定的增長率，尤其是用于食品包裝和醫藥、日化等包裝用的瓶片聚酯，年增長率超過了 15%。聚酯行業快速發展的同時，也給全球帶來了一個無法回避的問題原料來源和廢料處理。聚酯纖維加工中存在約2%的廢料， 纖維制品使用后的廢棄物，以及一次使用的食品用包裝聚酯產生了大量的廢舊聚酯原料。從80年代起，世界各國對能源、資源和環保等問題日益重視，廢舊聚酯的回收利用引起人們的高度重視，國外60年代起就開始研究如何回收利用廢舊聚酯。由于化學回收利用(聚酯的解聚)工藝復雜(如申請號為200810123544. I的我國專利所述)，目前多以熔融再加工的物理回收利用為主，我國已有多個申請和授權專利涉及廢舊聚酯(聚酯瓶和聚酯廢絲)的回收利用。熱塑性聚酯中的聚酯瓶、滌綸紡絲中的廢絲以及部分使用后的廢舊滌綸紡織品，在適當的回收利用技術和工藝下，均可以采用物理方法再次回收利用，如申請號為 201110176957. 8,200610152509. 3,201010300670. 7 和 200910020159. 9 的我國專利中，對利用廢舊聚酯瓶和滌綸紡織品進行再次紡絲進行了闡述。聚酯在加工、使用和回收過程中，在熱和水分的作用下，不可避免的造成聚酯的不同程度的降解，從而導致聚酯分子量的降低。如何針對不同的廢舊聚酯原料，合理有效的控制聚酯的分子量，提高再生纖維的加工效率和質量，是目前廢舊、回收和再生聚酯加工滌綸纖維(長絲和短纖)的技術關鍵之一。為避免聚酯加工和使用過程中分子量的降低，大多采用固相縮聚或回收料與新料混用的方式，前者需要較長的處理時間，加工效率較低，后者需要較高的新料比例，回收料利用率不高。

發明內容
本發明的目的在于提供一種利用廢舊聚酯原料制備滌綸短纖維的方法，利用廢舊滌綸紡織品和滌綸紡絲加工產生的廢絲，通過液相提高廢舊和回收聚酯分子量的方法，利用該方法制備再生滌綸短纖維。本發明采用的技術方案的步驟如下(I)原料制備將廢舊聚酯原料進行清洗以去除污潰和油劑，將清洗后的廢舊聚酯原料烘干至含水率低于O. 1%，然后將干燥后的廢舊聚酯原料在235°C半熔融態下壓縮團粒制備球狀粒料；(2)熔體制備與紡絲將步驟(I)制備的球狀粒料輸送至干燥裝置中在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,然后按粒料質量的O. 5 3%加入聚酯擴鏈劑，將聚酯粒料和聚酯擴鏈劑一起輸送至反應型排氣式螺桿擠出機，熔融、混煉后將熔體計量輸送至紡絲單元，制備滌綸纖維，整個熔體停留時間為3 IOmin。步驟(2)中所述的聚酯擴鏈劑為能和聚酯粒料中末端羧基發生加成反應的苯基二噁唑啉，以及能和聚酯粒料中末端羥基發生加成反應的羰基二(1，-己內酰胺)，二者的摩爾比例為O I : I O。所述的廢舊聚酯原料為廢舊滌綸紡織品、滌綸紡絲加工過程中產生的廢絲或廢舊純滌綸紡織品。本發明具有的有益效果是(I)通過聚酯擴鏈劑的加入，有效提高了廢舊聚酯的分子量，提高了廢舊聚酯紡絲的加工效率和再生滌綸纖維的質量；(2)所采用的聚酯擴鏈劑不會發生聚酯分子間的交聯，避免了紡絲熔體發生凝膠現象，保證了紡絲熔體所必須的分子鏈線性度；(3)該方法不僅可以應用于再生滌綸纖維的制備，還可以應用于其他廢舊聚酯回收利用工藝技術中，如通過注塑或型材擠出等方式加工再生聚酯塑料制品。本發明所制備的滌綸纖維可以用于服裝或家具織物的充填料以及用作土工布、屋頂氈基布和絕緣材料的非織造布，或鞋套、揩布以及一些用即棄的非織造產品。
具體實施例方式下面結合實施例說明本發明是如何具體實施的。實施例I :所用廢舊聚酯原料為廢舊純滌綸紡織品(特性粘度O. 5g/dl)。采用以下工藝條件進行再生滌綸纖維的制備(I)原料制備將廢舊滌綸紡織品進行清洗以去除污潰，清洗條件為合成洗滌劑 5g/l，三聚磷酸鈉5g/l，片堿O. 8g/l，溫度90°C。將清洗后的廢舊滌綸紡織品在熱風烘燥機中供干5h,待含水率降至O. I 后將廢舊聚酷原料在235 C半溶融態下用團粒機壓縮制備球狀粒料。(2)熔體制備與紡絲將步驟(I)制備的粒料輸送至干燥裝置中在120°C下干燥 30min，然后在140°C下干燥6h，干燥后含水率為30ppm，然后按粒料質量的O. 5%加入摩爾比為I : I的I，4-苯基二噁唑啉(I，4-PB0)和羰基二(I，-己內酰胺)(CBC)聚酯擴鏈劑，將聚酯粒料和擴鏈劑一起輸送至反應型排氣式螺桿擠出機，螺桿直徑D為65mm，螺桿長徑比 L/D為30，螺桿共有五個功能段，包括加料段、熔融段、真空排氣段(真空度O. 2-0. 3MPa)、勻化段和計量段，各區長度為 6D、9D、3D、6D、6D，溫度為 245°C、260°C、280°C、280°C、280°C，熔融、混煉后將熔體計量輸送至紡絲單元，輸送管道溫度285°C，紡絲單元主要參數為熔體過濾器過濾精度25 μ m,紡絲箱體溫度285°C，噴絲板孔數1200，噴絲孔孔徑O. 3mm,噴絲孔長徑比I. O,冷卻風溫度30°C,濕度65%,風速4m/min,紡絲速度1000m/min。冷卻后的初生絲經上油、卷繞、集束、拉伸、卷曲和切斷等常規滌綸紡絲工序，制備出纖度為3D，長度為 38mm的棉型再生滌綸纖維。為保證較好的擴鏈效果，整個熔體停留時間(熔體經過螺桿熔融段到離開噴絲孔的時間)為3min。
實施例2 所用廢舊聚酯原料為滌綸紡絲加工過程中產生的廢絲(特性粘度O. 6g/dl)。采用以下工藝條件進行再生滌綸纖維的制備(I)原料制備將廢舊滌綸紡織品進行清洗以去除污潰，清洗條件為合成洗滌劑 5g/l，三聚磷酸鈉5g/l，片堿O. 8g/l，溫度90°C。將清洗后的廢舊滌綸紡織品在熱風烘燥機中供干5h,待含水率降至O. I 后將廢舊聚酷原料在235 C半溶融態下用團粒機壓縮制備球狀粒料。(2)熔體制備與紡絲將步驟(I)制備的粒料輸送至干燥裝置中在140°C下干燥 IOmin,然后在170°C下干燥3h，干燥后含水率40ppm，然后按粒料質量的3%加入I，4-苯基二噁唑啉(1，4-PB0)聚酯擴鏈劑，將聚酯粒料和擴鏈劑一起輸送至反應型排氣式螺桿擠出機，螺桿直徑D為65mm，螺桿長徑比L/D為30，螺桿共有五個功能段，包括加料段、熔融段、 真空排氣段(真空度O. 2-0. 3MPa)、勻化段和計量段，各區長度為6D、9D、3D、6D、6D，溫度為 260oC、275°C、285°C、290°C、29(rC，熔融、混煉后將熔體計量輸送至紡絲單元，輸送管道溫度285°C，紡絲單元主要參數為熔體過濾器過濾精度25 μ m，紡絲箱體溫度290°C，噴絲板孔數900，噴絲孔孔徑O. 2mm，噴絲孔長徑比I. 5，冷卻風溫度30°C，濕度65%，風速3m/min， 紡絲速度900m/min。冷卻后的初生絲經上油、卷繞、集束、拉伸、卷曲和切斷等常規滌綸紡絲工序，制備出纖度為I. 5D，長度為40mm的棉型再生滌綸纖維。為保證較好的擴鏈效果，整個熔體停留時間(熔體經過螺桿熔融段到離開噴絲孔的時間)為lOmin。實施例3 所用廢舊聚酯原料為廢舊純滌綸紡織品(特性粘度O. 52g/dl)。采用以下工藝條件進行再生滌綸纖維的制備(I)原料制備將廢舊滌綸紡織品進行清洗以去除污潰，清洗條件為合成洗滌劑 5g/l，三聚磷酸鈉5g/l，片堿O. 8g/l，溫度90°C。將清洗后的廢舊滌綸紡織品在熱風烘燥機中供干5h,待含水率降至O. I 后將廢舊聚酷原料在235 C半溶融態下用團粒機壓縮制備球狀粒料。(2)熔體制備與紡絲將步驟(I)制備的粒料輸送至干燥裝置中在130°C下干燥 20min，然后在160°C下干燥4h，干燥后含水率為45ppm，然后按粒料質量的2. 5%加入羰基二(1，-己內酰胺)(CBC)聚酯擴鏈劑，將聚酯粒料和擴鏈劑一起輸送至反應型排氣式螺桿擠出機，螺桿直徑D為90mm，螺桿長徑比L/D為30，螺桿共有五個功能段，包括加料段、熔融段、真空排氣段(真空度O. 2-0. 310^)、勻化段和計量段，各區長度為60、90、30、60、60，溫度為245°C、255°C、270°C、275°C、275°C，熔融、混煉后將熔體計量輸送至紡絲單元，輸送管道溫度280°C，紡絲單元主要參數為熔體過濾器過濾精度25 μ m，紡絲箱體溫度280°C，噴絲板孔數1200，噴絲孔孔徑O. 45mm,噴絲孔長徑比2. O，冷卻風溫度40°C，濕度65%，風速4m/ min,紡絲速度800m/min。冷卻后的初生絲經上油、卷繞、集束、拉伸、卷曲和切斷等常規漆絕紡絲工序，制備出纖度為3D，長度為45mm的棉型再生滌綸纖維。為保證較好的擴鏈效果，整個熔體停留時間(熔體經過螺桿熔融段到離開噴絲孔的時間)Semin。
權利要求
1.一種利用廢舊聚酯原料制備滌綸短纖維的方法，其特征在于該方法的步驟如下(1)原料制備將廢舊聚酯原料進行清洗以去除污潰和油劑，將清洗后的廢舊聚酯原料烘干至含水率低于0. 1%，然后將干燥后的廢舊聚酯原料在235°C半熔融態下壓縮團粒制備球狀粒料；(2)熔體制備與紡絲將步驟(I)制備的球狀粒料輸送至干燥裝置中在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，然后按聚酯粒料質量的0. 5 3%加入聚酯擴鏈劑，將聚酯粒料和聚酯擴鏈劑一起輸送至反應型排氣式螺桿擠出機，熔融、混煉后將熔體計量輸送至紡絲單元，制備滌綸纖維，整個熔體停留時間為 3 IOmin0
2.根據權利要求I所述的一種利用廢舊聚酯原料制備滌綸短纖維的方法，其特征在于步驟(2)中所述的聚酯擴鏈劑為能和聚酯粒料中末端羧基發生加成反應的苯基二噁唑啉，以及能和聚酯粒料中末端羥基發生加成反應的羰基二(1，-己內酰胺)，二者的摩爾比例為0 I: I O。
3.根據權利要求I所述的一種利用廢舊聚酯原料制備滌綸短纖維的方法，其特征在于所述的廢舊聚酯原料為廢舊滌綸紡織品、滌綸紡絲加工過程中產生的廢絲或廢舊純滌綸紡織品。
全文摘要
本發明公開了一種利用廢舊聚酯原料制備滌綸短纖維的方法。將廢舊聚酯進行清洗、干燥和壓縮團粒造粒后，經過干燥后輸送入反應型排氣式螺桿擠出機，按粒料質量的0.5-3%加入苯基二噁唑啉和羰基二(1,-己內酰胺)聚酯擴鏈劑，將聚酯粒料和擴鏈劑一起輸送至反應型排氣式螺桿擠出機，熔融、混煉后將熔體計量輸送至紡絲單元，制備滌綸短纖維。本發明可以改善廢舊聚酯在加工和使用過程中的降解，提高廢舊聚酯分子量，改善滌綸纖維的加工效率和纖維質量。本發明制備的滌綸纖維可用于服裝或家具織物的充填料以及用作土工布、屋頂氈基布和絕緣材料的非織造布，或鞋套、揩布以及一些用即棄的非織造產品。
文檔編號D01F6/84GK102586933SQ20121000704
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者唐紅艷, 張華鵬, 朱海霖, 郭玉海, 陳建勇 申請人:浙江理工大學