一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法技术

本申请涉及废聚酯、锦纶回收利用领域，尤其涉及一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法。该方法包括以下的步骤：1）将含锦纶废聚酯材料经预处理后，由热摩擦成型工艺制成泡料；2）泡料在螺杆挤出机中进行熔融再造粒，在螺杆挤出过程中同时加入物理或者化学发泡剂，制备成泡孔尺寸可控的含微孔粒料；3）先按比例将废聚酯与乙二醇一同加入到反应釜中在催化剂作用下进行聚酯解聚1‑3小时，解聚完成后对解聚液进行过滤，滤液为含BHET和齐聚物；4）再将过滤出的锦纶投入至解聚釜中，补加乙二醇对滤锦纶继续解聚，从而得到含低分子量聚酰胺的解聚产物；5）步骤3）获得的滤液和步骤4）获得解聚产物送至缩聚釜中在缩聚催化剂和稳定剂作用下经预缩聚和终缩聚，最后制备出再生共聚酯酰胺。

A method of depolymerization of waste polyester containing nylon to produce copolyester amide

【技术实现步骤摘要】
一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法
本申请涉及废聚酯、锦纶回收利用领域，尤其涉及一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇聚合而成。由于具有良好的物理化学稳定性、可加工性等，广泛应用于纺织服装、装饰、食品包装等领域。但是由于PET在自然条件下具有极强的化学惰性，难以被生物降解，大量的废弃聚酯给环境造成巨大的压力，因此，对废旧聚酯制品进行回收，实现资源的有效循环利用，减少环境污染，成为聚酯工业的重要课题。锦纶又称尼龙(Nylon)纤维，学名为聚酰胺(polyamide)纤维﹐聚酰胺纤维最突出的优点为耐磨性较其它纤维优越﹐其次为它的弹性佳﹐其弹性回复率可媲美羊毛﹐还有其质轻﹐比重为1.14﹐在已商业化之合成纤维中﹐其仅次于聚丙烯(丙纶﹐比重小于1)，而较聚酯纤维(比重1.38)轻﹐因此聚酰胺纤维可加工成细匀柔软且平滑之丝﹐供织造成美观耐用之织物﹐另其同聚酯纤维一样具耐腐性﹐不怕虫蛀﹐不怕发霉之优点。目前对聚酯废料回收利用主要有物理法和化学法。物理法主要是将废聚酯及其制品经过切断、粉碎、混合、造粒等过程制成再生切片后重新加以利用，但因再生切片的质量波动较大，对纤维的制备和品质会带来较大的影响。化学法主要是通过化学处理的方法，如水解法、甲醇醇解法、乙二醇醇解法等，将废聚酯解聚成生产聚酯的原料或中间体，并通过提纯、除杂等工序得到高品质的原料单体。目前解聚前的物料预处理主要有：将废丝、废旧纺织扯断或剪碎投入解聚釜，如公开号CN105690600A公开的“废旧纤维及制品的预处理系统”所述方法。但因废料的堆积密度小，不容易被溶剂浸润，造成液固比增大，造成能耗和物料消耗的增加。另外是将废丝、废旧纺织通过摩擦造粒方法制成泡料，再投入解聚釜解聚，如公开号CN105803585A公开的“含涤废旧纺织品回收利用工艺”所述方法。公开号CN108641120A公开了“一种废旧聚酯纺织品回收再利用的方法及其回收系统”，将废旧聚酯用乙二醇进行醇解、过滤、精制、缩聚后，得到再生聚酯。由于废聚酯中常含有一部分锦纶，特别是回收的涤锦面料、涤锦复合丝中含有大量的锦纶，而且因废锦纶也能在乙二醇中部分醇解，使其无法通过过滤的方法去除，影响再聚合过程及再生产品的质量。锦纶是目前第二大合成纤维，与涤纶一起被广泛应用于纺织服装、包装，汽车内饰等方面，和涤纶同样面临难以自然分解的困境，在废聚酯回收过程中经常夹杂着部分的锦纶，将其区分出来需耗费大量的人力、物力。在废聚酯解聚条件中下锦纶也有解聚效果，但由于废聚酯中锦纶含量不固定，无法对其有效利用，往往视作杂质过滤掉。公开号CN101906211B公开了“一种聚酯-聚酰胺共聚物及其合成制备方法”，是通过在聚酯聚合过程中添加相对粘度较低的尼龙，使聚酯预聚物与尼龙6发生共聚反应，制备出具有酰胺集团的聚酯共聚物。但目前对共聚酯酰胺的制备多是采用纯PET原料对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙反应，而本专利技术创造性的用废聚酯先解聚成对苯二甲酸乙二醇酯，再与尼龙共聚反应，制备共聚酯酰胺，是对废聚酯进行功能化利用。
技术实现思路
为了解决上述废聚酯中锦纶无法得到有效的利用的问题，本申请的目的是提供一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，该方法采用废聚酯先解聚成对苯二甲酸乙二醇酯，再与尼龙共聚反应，制备共聚酯酰胺，是对废聚酯进行功能化利用。为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，该方法包括以下的步骤：1）将含锦纶废聚酯材料经预处理后，由热摩擦成型工艺制成泡料；2）泡料在螺杆挤出机中进行熔融再造粒，在双螺杆挤出过程中同时加入物理或者化学发泡剂，制备成泡孔尺寸可控的含微孔粒料；3）先按比例将废聚酯与乙二醇一同加入到反应釜中在催化剂作用下进行聚酯解聚1-3小时，解聚完成后对解聚液进行过滤，滤液为含BHET和齐聚物；4）再将过滤出的锦纶投入至解聚釜中，补加乙二醇对滤锦纶继续解聚，从而得到含低分子量聚酰胺的解聚产物；5）步骤3）获得的滤液和步骤4）获得解聚产物送至缩聚釜中在缩聚催化剂和稳定剂作用下经预缩聚和终缩聚，最后制备出再生共聚酯酰胺。作为优选，步骤1）含锦纶废聚酯包括涤锦面料、涤锦复合丝、涤锦浆块、废涤纶纺织品、废锦纶纺织品、涤纶废丝和锦纶废丝中的一种或多种混合；优选，含锦纶废聚酯材料中锦纶的含量为15%-30%；优选，热摩擦成型工艺温度150～260℃，压力0.1～10MPa，时间5～15min。作为优选，所述的预处理包括对涤锦面料（地毯、窗帘）、涤锦复合丝、废涤纶（PET）纺织品（窗帘、服装等）、锦纶纺织品（服装、毛巾等）、涤纶废丝、锦纶废丝清洁、分拣、切断；对废涤纶（PET）纺织品（窗帘、服装等）、锦纶纺织品（服装、毛巾等）、涤纶废丝、锦纶废丝进行混合配料；对涤锦浆块进行打碎处理等。作为优选，步骤2）含微孔粒料的平均泡孔直径为30-200μm，相对密度0.3-0.7。作为优选，步骤2）物理发泡剂为氮气、二氧化碳及惰性气体等一种或多种组合，通入位置为螺杆第四加热区，造粒结束通过冷却水槽后微孔成型稳定；；化学发泡剂包括发泡剂AC（偶氮二甲酰胺）、发泡剂DPT（N，N-二亚硝基五次甲基四胺）、发泡剂ABIN、发泡剂OBSH(4，4-二磺酰肼二苯醚)、发泡剂NTA（N，N-二甲基-N，N-二亚对苯二甲酰胺）等中的一种或多种组合，使用化学发泡剂可在喂料口一同喂入，也可在螺杆第四加热区混入；优选，螺杆挤出机温度220-320℃，喂料百分比为5%-15%，螺杆转速40-80rpm，压力70-100Mpa；优选，气体通入量为0.05-0.3L/min，发泡剂与废聚酯料比例为1:100-500。作为优选，所述的步骤2）螺杆造粒机在模头前添加一个过滤装置，过滤装置规则在100-200目；步骤4）所述的解聚完成后解聚液过滤精度为150目-300目。作为优选，步骤3）所述的解聚反应，所述的聚酯解聚反应按废聚酯（指重复单元，下同）：乙二醇的摩尔百分比1:1～9（质量比1:0.33～3）的比例投入解聚釜，其中解聚釜中含有占投入废聚酯总量10～30%质量百分比的对苯二甲酸乙二醇酯及齐聚物，并添加解聚催化剂，所述的解聚催化剂为醋酸盐类中的一种或者几种，优选为醋酸锌；控制解聚反应温度190～210℃、反应时间30分钟～5小时，压力0.1-0.3Mpa；控制解聚反应温度190～210℃、压力0.05-0.5Mpa，反应时间30分钟～5小时，得到含对苯二甲酸乙二醇酯及齐聚物的解聚物，然后用精度为150-300目的过滤器过滤。作为优选，步骤4）所述的锦纶解聚反应补加乙二醇量根据锦纶：乙二醇质量比为1:3，控制温度升至230-270℃，压力0.05-0.5Mpa，继续反应30min-4小时，使锦纶部分解聚至相对粘度1.00-1.30，视为反应完成。作为优选，步骤5）所述的缩聚反应温度为220-250℃，真空度为200本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：/n1）将含锦纶废聚酯材料经预处理后，由热摩擦成型工艺制成泡料；/n2）泡料在螺杆挤出机中进行熔融再造粒，在双螺杆挤出过程中同时加入物理或者化学发泡剂，制备成泡孔尺寸可控的含微孔粒料；/n3）先按比例将废聚酯与乙二醇一同加入到反应釜中在催化剂作用下进行聚酯解聚1-3小时，解聚完成后对解聚液进行过滤，滤液为含BHET和齐聚物；/n4）再将过滤出的锦纶投入至解聚釜中，补加乙二醇对滤锦纶继续解聚，从而得到含低分子量聚酰胺的解聚产物；/n5）步骤3）获得的滤液和步骤4）获得解聚产物送至缩聚釜中在缩聚催化剂和稳定剂作用下经预缩聚和终缩聚，最后制备出再生共聚酯酰胺。/n

【技术特征摘要】
1.一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：
1）将含锦纶废聚酯材料经预处理后，由热摩擦成型工艺制成泡料；
2）泡料在螺杆挤出机中进行熔融再造粒，在双螺杆挤出过程中同时加入物理或者化学发泡剂，制备成泡孔尺寸可控的含微孔粒料；
3）先按比例将废聚酯与乙二醇一同加入到反应釜中在催化剂作用下进行聚酯解聚1-3小时，解聚完成后对解聚液进行过滤，滤液为含BHET和齐聚物；
4）再将过滤出的锦纶投入至解聚釜中，补加乙二醇对滤锦纶继续解聚，从而得到含低分子量聚酰胺的解聚产物；
5）步骤3）获得的滤液和步骤4）获得解聚产物送至缩聚釜中在缩聚催化剂和稳定剂作用下经预缩聚和终缩聚，最后制备出再生共聚酯酰胺。


2.根据权利要求1所述的一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，其特征在于，步骤1）含锦纶废聚酯包括涤锦面料、涤锦复合丝、涤锦浆块、废涤纶纺织品、锦纶纺织品、涤纶废丝和锦纶废丝中的一种或多种混合；优选，含锦纶废聚酯材料中锦纶的含量为15%-30%；优选，热摩擦成型工艺温度150～260℃，压力0.1～10MPa，时间5～15min。


3.根据权利要求1所述的一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，其特征在于，步骤2）含微孔粒料的平均泡孔直径为30-200μm，相对密度0.3-0.7。


4.根据权利要求1所述的一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，其特征在于，步骤2）物理发泡剂为氮气、二氧化碳及惰性气体等一种或多种组合，通入位置为螺杆第四加热区，造粒结束通过冷却水槽后微孔成型稳定；化学发泡剂为发泡剂AC、发泡剂DPT、发泡剂ABIN、发泡剂OBSH、发泡剂NTA中的一种或多种组合，使用化学发泡剂可在喂料口一同喂入，也可在螺杆第四加热区混入；优选，螺杆挤出机温度220-320℃，喂料百分比为5%-15%，螺杆转速40-80rpm，压力70-100Mpa；优选，气体通入量为0.05-0.3L/min，发泡剂与废聚酯料比例为1:100-500。


5.根据权利要求1所述的一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺的方法，其特征在于，所述的步骤2）螺杆造粒机在模头前添加一个过滤装置，过滤装置规则在100-200目；步骤4）所述的解聚完成后解聚液过滤精度为150目-300目。


6.根据权利要求1所述的一种解聚含锦纶废聚酯制备共聚酯酰胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀华，王勇，李新安，黄宜坤，郭静雯，李勇，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33