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CN110273197A - 一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱及其制备方法 - Google Patents

一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱及其制备方法 Download PDF

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CN110273197A CN201910417741.2A CN201910417741A CN110273197A CN 110273197 A CN110273197 A CN 110273197A CN 201910417741 A CN201910417741 A CN 201910417741A CN 110273197 A CN110273197 A CN 110273197A
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陈庆华
成惠斌
钱庆荣
黄宝铨
肖荔人
罗永晋
曾令兴
庄凌峰
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Fujian Normal University
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Fujian Normal University
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Abstract

本发明公开一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱及其制备方法，由废弃涤纶纺织物、酯化物、色母料、增艳剂和扩链剂组成。制备方法：(1)将废弃涤纶纺织物进行预处理，形成泡料；泡料投入熔炉中进行熔炼成熔融状态后，过滤熔体除不熔杂质，用负压将熔体中的气泡和低聚物抽出，得造粒半成品，投入反应釜进行解聚‑扩链‑酯交换重聚，得造粒原料；(2)将酯化物与色母料、增艳剂熔融共混挤出造粒，得酯化物母料；(3)将(1)与(2)产物一起加入反应型排气式螺杆挤出机挤出造粒，得再生彩纱原料；(4)将(3)产物进行熔融纺丝。本发明使得废弃涤纶纺织物循环利用，简化了再生彩纱的印染工艺，避免了印染废水等环境污染物的产生，具有节能环保的特点。

Description

一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱及其制备方法
技术领域
本发明涉及再生环保涤纶彩纱及纺织技术领域，具体涉及一种废弃涤纶纺织物的高质化循环利用，生产再生涤纶彩纱。
背景技术
随着经济水平和人口的增长，现代人类对纺织物需求不断的增加，涤纶是应用于加工
纺织物中产量最高的合成纤维品种，大大解决了现代人类对各种色泽光鲜艳丽纺织物的需求。同时现代人类也面临着不可再生资源过渡利用，资源越来越少的问题以及纺织物生产加工过程中的环境污染问题。因此合理利用一切十分宝贵的不可再生物资迫在眉睫，人们需要合理利用回收废弃纺织物再生产纺织物彩纱继续应用于纺织物产业，这既改善环境，又变废为宝，为资源的高质化循环利用提供了一条新的途径，具有非常高的经济效益和社会效益。
中国专利CN101643415A公开了一种对废旧涤纶生产的DOTP的脱色方法，旨在提供一种能够对用废旧涤纶生产的DOTP进行脱色的方法，使产物DOTP的颜色稳定在浅黄色的基调上，有益于下游用户使用。此方法虽然脱色工艺方法简单，容易实现，但脱色后的有机溶剂废液存在较大的环境污染隐患。
中国专利CN1721470A公开了一种聚合物物理循环再利用单丝及其制备方法，其单丝
由涤纶废丝、废旧聚酯瓶片、扩链剂组成。制备方法：将涤纶废丝粉碎，然后将含量30%的粉碎物与69%的废旧聚酯瓶片、1%的扩链剂一起加入双螺杆挤出机，在温度260℃下挤出混合、过滤、并在水下铸带、切粒、脱水；进一步在熔融挤出机中进行熔融共混并挤出，再经过液体冷却、拉伸、热定型、卷绕，制成产品；纺丝温度为285℃，液体冷却温度为60℃，拉伸倍率为5.2倍，拉伸温度为190℃，热定型温度为260℃；液体冷却的冷却液为2%的NaCl水溶液。该发明使废旧涤纶单丝、废旧瓶片循环利用，无废水、废渣等排放；但并未阐明该发明所述的聚合物物理循环再利用单丝生产的单丝就是再生涤纶彩纱。
目前，基于国内回收PET瓶片制备再生长纤彩纱已有报道，但基于轻工特色产业固废制备再生涤纶彩纱技术未见报道且国外没有此技术。本发明主要是采用回收废弃涤纶纺织物，生产再生涤纶彩纱。利用废纺织品中涤纶生产再生长纤彩纱的断裂强度不小于2.5cN/dtex，断裂伸长率不小于20%，实现了高值利用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是采用对纯绦纶（PET）的纺织品废料熔融-解聚重聚技术将其制成再生彩纱，提供一种利用废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱及其制备方法，从而获得高质化循环利用的彩纱继续应用于纺织服装与制鞋的特色产业集聚区。
为了实现本发明的目的，具体技术方案如下：
一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱，其特征在于，由下述重量配比的原料组成：
废弃涤纶纺织物80~95份
酯化物2~10份
色母料1~5份
增艳剂1~5份
扩链剂1~2%。
所述废弃绦纶纺织物，选自纯涤纶材质的废旧衣物、纺织边角料、残次品、废丝一种或几种，自身带有各种色泽，包含高中低黏度不同品种。
所述酯化物，为乙醇和羧酸的反应物，制备方法为：乙醇和羧酸的质量配比为1:1~2，在反应温度100~160℃下，酯化反应生成乙醇和羧酸的反应物。
所述色母料，选自深色或黑色色母料。
本发明上述的一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱的制备方法，包括如下步骤：
(1) 首先将收集的回收的废弃涤纶纺织物进行分拣、破碎、水洗、真空干燥，形成泡料；其次将泡料投入熔炉中进行熔炼成熔融状态后过滤，去除无机杂质，得造粒半成品原料；
(2)再次将造粒半成品原料投入反应釜中进行解聚-扩链-重缩聚，得造粒原料；
(3)将酯化物与色母料、增艳剂和扩链剂用反应型排气式螺杆机挤出造粒，得酯化物母料，再将步骤(2)制得的造粒原料与酯化物母料一起加入螺杆挤出机，在180~240℃下熔融共混挤出造粒，得再生彩纱原料；
(4)将再生彩纱原料进行熔融纺丝，纺丝温度为260~280℃，液体冷却温度为50~70℃，拉伸倍率为3~5倍，拉伸温度为160~180℃，热定型温度为250~260℃；液体冷却的冷却液为2wt%的NaCl水溶液。
上述步骤(1) 所述的熔炼成熔融状态是在氮气气氛下，熔炼温度250~300℃熔炼成熔融状态，步骤(3)所述的挤出造粒的挤出温度为180~240℃，转速50~200 r/min。
所述解聚-扩链-重缩聚工艺为：1)将造粒半成品原料经解聚，得解聚混合物；解聚混合物与乙二醇混合，混合质量比为1:1~3，进行酯交换和扩链反应，得到含对苯二甲酸乙二醇酯的反应混合物；2)将反应混合物通过减压蒸馏提纯，然后进行重聚合反应，得PET造粒原料
采用上述技术方案后，本发明具有如下特点和优点：1、生产工艺简单，能够根据需要生产多种款式的再生涤纶彩纱，并能满足产业化大规模的生产加工，满足生产加工的需要；2、使废旧涤纶单丝、废旧纺织物循环利用，无废水、废渣等排放；3、产品附加值高，具有工业应用价值，为废旧纺织品回收高质化循环利用提供了新的思路；4、实现了再生彩纱无需染色，不产生环境污染，只通过合理调整配方设计和制备工艺就可获得，色泽牢固性能好，综合性能优异，具有节能环保的优点。
具体实施方式
本发明下述实施例所采用的所述废弃涤纶纺织物，为回收固体废弃材料，材质为纯PET的涤纶，自身带有各种色泽，经分拣、破碎、水洗、真空干燥后再利用，无需进行脱色处理，直接熔炼成熔融状态后过滤去除无机杂质，得造粒半成品原料；半成品原料经解聚-扩链-酯交换-重聚工艺，得造粒原料；所述酯化物，为乙醇和羧酸的反应物，反应温度220~235℃。反应所得酯化物需与色母料、增艳剂按配方熔融混合造粒，得酯化物母料。以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
实施例1
一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱由：回收绦纶纺织物80份、酯化物8份、色母料5份、增艳剂5份、扩链剂2份组成。
制备方法，按以下的步骤进行：
(1) 将收集的废弃涤纶纺织物（主要成分是涤纶，为常规产品）进行分拣、破碎、水洗、真空干燥，形成泡料；泡料投入熔炉中进行熔炼成熔融状态后，过滤熔体除无机杂质，用负压将熔体中的气泡和低聚物抽出，得造粒半成品原料，投入反应釜进行解聚-扩链-酯交换重聚，得造粒原料；解聚-扩链-重缩聚工艺为：1)将熔炼过滤所得造粒半成品原料经190 ℃醇解温度，5 h醇解时间醇解解聚，得解聚混合物；解聚混合物与乙二醇质量比1:2混合，进行酯交换和扩链反应，反应温度控制在180～210 ℃范围内，重聚反应时间可控制在5～6h；得到含对苯二甲酸乙二醇酯的反应混合物；2)将反应混合物通过减压蒸馏提纯，然后进行重聚合反应，得PET造粒原料；
(2)将酯化物与色母料(PET基材，颜料为色素炭黑，常规产品；聚氧化乙烯作为分散剂)、荧光增白剂钛白粉作为增艳剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯作为扩链剂熔融共混挤出造粒，得酯化物母料；所述酯化物，为乙醇和羧酸的反应物，制备方法为：乙醇和羧酸的配比为1:1，在反应温度110℃下，酯化反应生成乙醇和羧酸的反应物；
(3)将PET造粒原料与酯化物母料一起加入螺杆挤出机，在200℃下熔融共混挤出造粒，得再生彩纱原料；
(4)将再生彩纱原料进行熔融纺丝，纺丝温度为275℃，液体冷却温度为65℃，拉伸倍率为4倍，拉伸温度为190℃，热定型温度为265℃；液体冷却的冷却液为2 wt%的NaCl水溶液。
实施例2
一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱由：回收绦纶纺织物85份、酯化物3份、色母料5份、增艳剂5份、扩链剂2份组成。
制备方法，按以下的步骤进行：
(1) 将收集的废弃涤纶纺织物（主要成分是涤纶，为常规产品）进行分拣、破碎、水洗、真空干燥，形成泡料；泡料投入熔炉中进行熔炼成熔融状态后，过滤熔体除无机杂质，用负压将熔体中的气泡和低聚物抽出，得造粒半成品原料，投入反应釜进行解聚-扩链-酯交换重聚，得造粒原料；解聚-扩链-重缩聚工艺为：1)将熔炼过滤所得半成品原料经200 ℃醇解温度，5 h醇解时间醇解解聚，得解聚混合物；解聚产物与乙二醇质量比1:2混合，进行酯交换和扩链反应，反应温度控制在180～210 ℃范围内，重聚反应时间可控制在5～6 h；得到含对苯二甲酸乙二醇酯的反应混合物；2)将反应混合物通过减压蒸馏提纯，然后进行重聚合反应，得PET造粒原料；
(2)将酯化物与色母料(PET基材；红色荧光颜料，常规产品；聚氧化乙烯作为分散剂)、荧光增白剂钛白粉作为增艳剂、丙烯酸酯ACR扩链剂熔融共混挤出造粒，得酯化物母料；所述酯化物，为乙醇和羧酸的反应物，制备方法为：乙醇和羧酸的配比为1:1.5，在反应温度110℃下，酯化反应生成乙醇和羧酸的反应物；
(3)将造粒原料与酯化物母料一起加入螺杆挤出机，在210℃下熔融共混挤出造粒，得再生彩纱原料；
(4)将再生彩纱原料进行熔融纺丝，纺丝温度为280℃，液体冷却温度为60℃，拉伸倍率为4倍，拉伸温度为190℃，热定型温度为265℃；液体冷却的冷却液为2 wt%的NaCl水溶液。
实施例3
一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱由：回收绦纶纺织物90份、酯化物2份、色母料5份、增艳剂2份、扩链剂1份。
制备方法，按以下的步骤进行：
(1) 将收集的废弃涤纶纺织物（主要成分是涤纶，为常规产品）进行分拣、破碎、水洗、真空干燥，形成泡料；泡料投入熔炉中进行熔炼成熔融状态后，过滤熔体除无机杂质，用负压将熔体中的气泡和低聚物抽出，得造粒半成品原料，投入反应釜进行解聚-扩链-酯交换重聚，得造粒原料；解聚-扩链-重缩聚工艺为：1)将熔炼过滤所得半成品原料经200 ℃醇解温度，6 h醇解时间醇解解聚，得解聚混合物；解聚产物与乙二醇质量比1:3混合，进行酯交换和扩链反应，反应温度控制在180～210 ℃范围内，重聚反应时间可控制在5～6 h；得到含对苯二甲酸乙二醇酯的反应混合物；2)将反应混合物通过减压蒸馏提纯，然后进行重聚合反应，得PET造粒原料；
(2)将酯化物与色母料(PET基材；珠光颜料，常规产品；聚氧化乙烯作为分散剂)、荧光增白剂钛白粉作为增艳剂、环氧聚合型扩链剂熔融共混挤出造粒，得酯化物母料；所述酯化物，为乙醇和羧酸的反应物，制备方法为：乙醇和羧酸的质量配比为1:1.7，在反应温度110℃下，酯化反应生成乙醇和羧酸的反应物；
(3)将造粒原料与酯化物母料一起加入螺杆挤出机，在220℃下熔融共混挤出造粒，得再生彩纱原料；
(4)将再生彩纱原料进行熔融纺丝，纺丝温度为275℃，液体冷却温度为60℃，拉伸倍率为4倍，拉伸温度为180℃，热定型温度为265℃；液体冷却的冷却液为2 wt%的NaCl水溶液。
实施例4
一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱由：回收绦纶纺织物90份、酯化物2份、色母料2份、增艳剂3份、扩链剂3份组成。
制备方法，按以下的步骤进行：
(1) 将收集的废弃涤纶纺织物（主要成分是涤纶，为常规产品）进行分拣、破碎、水洗、真空干燥，形成泡料；泡料投入熔炉中进行熔炼成熔融状态后，过滤熔体除无机杂质，用负压将熔体中的气泡和低聚物抽出，得造粒半成品原料，投入反应釜进行解聚-扩链-酯交换重聚，得造粒原料；解聚-扩链-重缩聚工艺为：1)将熔炼过滤所得半成品原料经200 ℃醇解温度，6 h醇解时间醇解解聚，得解聚混合物；解聚产物与乙二醇质量比1:1.5混合，进行酯交换和扩链反应，反应温度控制在180～210 ℃范围内，重聚反应时间可控制在5～6 h；得到含对苯二甲酸乙二醇酯的反应混合物；2)将反应混合物通过减压蒸馏提纯，然后进行重聚合反应，得PET造粒原料；
(2)将酯化物与色母料(PET基材；酒红色颜料，常规产品；聚氧化乙烯作为分散剂)、荧光增白剂钛白粉作为增艳剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯作为扩链剂熔融共混挤出造粒，得酯化物母料；所述酯化物，为乙醇和羧酸的反应物，制备方法为：乙醇和羧酸的质量配比为1:2，在反应温度110℃下，酯化反应生成乙醇和羧酸的反应物；(3)将造粒原料与酯化物母料一起加入螺杆挤出机，在230℃下熔融共混挤出造粒，得再生彩纱原料；
(4)将再生彩纱原料进行熔融纺丝，纺丝温度为270℃，液体冷却温度为65℃，拉伸倍率为4倍，拉伸温度为180℃，热定型温度为260℃；液体冷却的冷却液为2 wt%的NaCl水溶液。

Claims (7)

1.一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱，其特征在于，由下述重量配比的原料组成：
废弃涤纶纺织物80~95份
酯化物2~10份
色母料1~5份
增艳剂1~5份
扩链剂1~2%。
2.根据权利要求1所述的一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱，其特征在于，所述废弃绦纶纺织物，选自纯涤纶材质的废旧衣物、纺织边角料、残次品、废丝一种或几种，自身带有各种色泽，包含高中低黏度不同品种。
3.根据权利要求1所述的一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱，其特征在于，所述酯化物，为乙醇和羧酸的反应物，制备方法为：乙醇和羧酸的质量配比为1:1~2，在反应温度100~160℃下，酯化反应生成乙醇和羧酸的反应物。
4.根据权利要求1所述的一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱，其特征在于，所述色母料，选自深色或黑色色母料。
5.权利要求1-4任一所述的一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱的制备方法，包括如下步骤：
(1) 首先将收集的回收的废弃涤纶纺织物进行分拣、破碎、水洗、真空干燥，形成泡料；其次将泡料投入熔炉中进行熔炼成熔融状态后过滤，去除无机杂质，得造粒半成品原料；
(2)再次将造粒半成品原料投入反应釜中进行解聚-扩链-重缩聚，得造粒原料；
(3)将酯化物与色母料、增艳剂和扩链剂用反应型排气式螺杆机挤出造粒，得酯化物母料，再将步骤(2)制得的造粒原料与酯化物母料一起加入螺杆挤出机，在180~240℃下熔融共混挤出造粒，得再生彩纱原料；
(4)将再生彩纱原料进行熔融纺丝，纺丝温度为260~280℃，液体冷却温度为50~70℃，拉伸倍率为3~5倍，拉伸温度为160~180℃，热定型温度为250~260℃；液体冷却的冷却液为2wt%的NaCl水溶液。
6.根据权利要求5所述的一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱的制备方法，其特征在于，步骤(1) 所述的熔炼成熔融状态是在氮气气氛下，熔炼温度250~300℃熔炼成熔融状态，步骤(3)所述的挤出造粒的挤出温度为180~240℃，转速50~200 r/min。
7.根据权利要求5所述的一种废弃绦纶纺织物生产的再生彩纱的制备方法，其特征在于，所述解聚-扩链-重缩聚工艺为：1)将造粒半成品原料经解聚，得解聚混合物；解聚混合物与乙二醇混合，混合质量比为1:1~3，进行酯交换和扩链反应，得到含对苯二甲酸乙二醇酯的反应混合物；2)将反应混合物通过减压蒸馏提纯，然后进行重聚合反应，得PET造粒原料。
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