利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，包括步骤：(1)聚酯回收瓶片材料在有或没有增粘助剂的存在下，在双螺杆挤出机中熔融得到模头压力稳定的熔体；双螺杆挤出机采用双通道进料系统，其中一路为主进料，进料量占进料总量的90％以上，另一路为辅助进料，进料量占进料总量的10％以下；双通道进料系统根据模头熔体压力反馈调节进料量大小，确保模头熔体压力恒定在1.8

【技术实现步骤摘要】
利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺


[0001]本专利技术涉及聚酯材料循环利用领域，具体涉及一种利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺。

技术介绍

[0002]聚酯材料，主要指聚对苯二甲酸酯，包括PET和PBT材料。这些材料广泛应用于液体包装瓶领域，因此与液体产品的大量消耗相对应，产生了大量的聚酯废弃物。这些废弃物由于使用过程中受热、光等的作用，会发生一定程度降解，分子量减小粘度降低，不能再回收用于制造包装瓶。但根据其粘度特点，可以用于纺丝，制成纺织品。因此，聚酯回收瓶片材料大多用于纺丝而得以循环利用。而纺丝的应用包括制成短纤和长丝，短纤大多用作填充物价值较低，而长丝可以制作成纺织面料，因而具有更高的价值。而聚酯回收瓶片受限于原料物性差异大，不适合于纺长丝工艺，最主要的问题是容易出现断丝，导致长丝制备效率低，品质差，因此聚酯回收瓶片大多用于制备成短纤。
[0003]为了提高聚酯回收瓶片材料的回收利用价值，希望把聚酯瓶片材料制备成长丝，出现了一些新的回收工艺，主要包括：
[0004](1)先把回收瓶片造粒，然后再纺长丝；
[0005](2)在瓶片中加入一些增粘剂或扩链剂，在挤出机中熔融后再转移到反应釜或增粘釜中，通过在反应釜或增粘釜中进行扩链反应，提高熔体粘度，以实现制备涤纶长丝。
[0006]这两类工艺中，实际都没能实现一步法利用聚酯回收瓶片制备长丝，通过先造粒再纺丝的工艺，物料要经历两次热历史，一方面能耗较高，另一方面经历两次热历史会导致材料降解，所制备长丝力学性能较差。而在增粘釜中对熔体进行扩链增粘，由于需要一定的反应时间，因此在增粘釜中保持高温下较长的停留时间，会出现长丝发黄变色的情况，其次需配置增粘反应器，会增加投资。
[0007]因此有必要开发利用聚酯回收瓶片材料一步法直接纺长丝的工艺，既不需要造粒，也不需要配置增粘反应器。如果可以直接利用双螺杆挤出机和纺丝设备实现长丝制备，就可以简化工艺，减少投资，降低能耗，提升长丝品质，提高聚酯回收瓶片材料的回收利用价值。
[0008]公开号为CN101144191A的专利说明书公开了单螺杆熔融、过滤、纺丝的技术，但没有解决实际螺杆挤出过程中模头熔体压力变动大导致后续一步法直接纺丝时易断线的问题，断线会导致长丝的品质降低，良品率下降。

技术实现思路

[0009]针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，可以在不造粒和不配置增粘反应器的条件下，实现一步法制备涤纶长丝，提高聚酯回收瓶片材料的回收利用价值。
[0010]为了实现聚酯回收瓶片材料一步法制备涤纶长丝，本专利技术的专利技术人对聚酯回收瓶
片材料特点及涤纶长丝制备工艺进行了深入研究。工业领域涤纶长丝的制备工艺是使用新鲜的聚酯切片，在单螺杆挤出机中完成塑化，把熔体过滤后泵入纺丝箱体中，在高压下通过熔纺喷丝板形成长丝丝束。这里用的新鲜的聚酯切片，是颗粒尺寸规整均匀的粒子，在一定的进料速度下，可以得到熔体压力稳定的聚酯熔体，纺丝过程极少断丝，长丝的线径均匀，长丝性能稳定。纺丝过程中由于丝束数量较多，为了使熔体在喷丝板上均匀分布，一般希望熔体粘度低，但粘度低意味着聚酯的分子量较低，相对于丝束的力学性能会降低，因此为了兼顾丝束的力学性能和纺丝工艺，聚酯切片的特性粘度通常在0.65。用做液体包装材料的聚酯，就是通常的瓶级聚酯切片，由于其成型过程包括了注塑、拉伸和吹塑等过程，其熔体粘度通常比纺丝聚酯切片大，其特性粘度通常在0.80左右。而聚酯回收瓶片材料，是这些瓶级聚酯切片制备的液体包装瓶废弃后回收得到的聚酯材料，这些聚酯回收瓶片由于在聚酯瓶的使用过程中，受光、热和液体介质等的影响而发生降解，其粘度会发生下降，不能适应包装瓶的制备工艺，因此不能再用于制备包装瓶，但其粘度下降后接近纺丝聚酯切片的粘度，因此可用于纺丝。但直接用于纺丝主要面临以下两个问题：1)这些聚酯瓶片回收材料是通过破碎包装瓶得到，其尺寸大小不均匀，差异较大；而且来源广，包装瓶的厚度差异大，因此材料的堆积密度不均匀，难以计量准确；2)不同的瓶片材料由于使用时间不同，使用过程中经历的光、热和介质降解过程差异较大，导致材料的粘度差别较大。而聚酯回收瓶片材料存在的这两个问题，使得其不适合直接利用现有的长丝工艺和设备，因为单螺杆挤出机只有熔融功能，而不具有混合和均化功能，即便有文献报道可以利用单螺杆挤出机把聚酯回收瓶片材料加工成长丝，但由于断丝率高，长丝品质差，良品率低。为了克服材料的缺陷，很容易想到使用双螺杆挤出机，双螺杆挤出机不仅能熔融材料，而且可以通过特殊的螺杆组合，可以使材料更均匀。但是利用双螺杆挤出机在熔融过程中仍然存在熔体压力波动大的问题，有时波动范围超过设定压力的100％，这使得直接纺丝时仍然容易断丝，纺丝效率低，质量不稳定。因此利用双螺杆挤出机来处理聚酯回收瓶片材料，通常的工艺是先利用双螺杆挤出机对聚酯回收瓶片材料进行熔融造粒，制得聚酯切片，然后再在常规的基于单螺杆挤出机的纺丝设备中进行纺丝，这个工艺使得材料经历了熔融、冷却、再熔融的过程，不是一次性直接纺丝，由于两次的熔融加工会导致能量的浪费，其次两次高温熔融还会导致材料降解加剧，引起长丝的力学性能和外观颜色的恶化。为了避免两次熔融，实现一次熔融后直接纺丝，出现了改进工艺：在双螺杆挤出机和纺丝设备间增加一个增粘均化反应釜，但在增粘均化釜中对熔体进行扩链增粘和均化，由于需要一定的反应时间，因此在增粘釜中保持高温下较长的停留时间，会出现长丝发黄变色的情况，其次增粘反应器由于需要保持高温、高真空和配置搅拌设备，会大大增加投资。
[0011]针对这些问题，本专利技术的专利技术人通过大量研究，创造性地研发了一种利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺：在双螺杆挤出机中，利用熔体压力反馈控制双通道进料保持熔体压力稳定，并通过低转速、高扭矩、强摩擦、低加工温度的创新工艺，熔融聚酯回收瓶片材料，确保回收聚酯瓶片熔体几乎不降解和不变色，熔体经过过滤、增压，直接把熔体输送到纺丝设备制备涤纶长丝，可以实现从回收聚酯瓶片材料到制备涤纶长丝的一步法制作，包括实现长丝的色纺和功能纺。通过该技术，无须造粒，也不用配置增粘聚合釜，纺涤纶长丝断线率低，长丝颜色更白，具有投资省，成本低，效率高，品质好及节能等特点，大幅提升回收聚酯瓶片的利用价值。
[0012]一种利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，包括步骤：
[0013](1)聚酯回收瓶片材料在有或没有增粘助剂的存在下，在双螺杆挤出机中熔融得到模头压力稳定的熔体；
[0014]所述双螺杆挤出机采用双通道进料系统，其中一路为主进料，进料量占进料总量的90％以上，另一路为辅助进料，进料量占进料总量的10％以下；
[0015]所述双通道进料系统根据模头熔体压力反馈调节进料量大小，确保模头熔体压力恒定在1.8
‑
2.5MPa，波动范围不超过0.35MPa；
[0016](2)对步骤(1)得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，其特征在于，包括步骤：(1)聚酯回收瓶片材料在有或没有增粘助剂的存在下，在双螺杆挤出机中熔融得到模头压力稳定的熔体；所述双螺杆挤出机采用双通道进料系统，其中一路为主进料，进料量占进料总量的90％以上，另一路为辅助进料，进料量占进料总量的10％以下；所述双通道进料系统根据模头熔体压力反馈调节进料量大小，确保模头熔体压力恒定在1.8
‑
2.5MPa，波动范围不超过0.35MPa；(2)对步骤(1)得到的熔体利用熔体泵增压、进行精密过滤后输送至纺长丝设备中纺丝得到涤纶长丝。2.根据权利要求1所述的利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述聚酯回收瓶片材料通过聚酯瓶分选、破碎、清洗、脱水和干燥得到。3.根据权利要求1所述的利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述双通道进料系统的主进料量在运行过程中保持恒定或根据模头熔体压力反馈进行粗调控，辅助进料量在运行过程中根据模头熔体压力反馈进行精确调控。4.根据权利要求1所述的利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述双螺杆挤出机的螺杆转速低于250rpm。5.根据权利要求1所述的利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备涤纶长丝工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述双螺杆挤出机的最高加工温度不超过275℃。6.根据权利要求1所述的利用聚酯回收瓶片材料熔体恒压一步法制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷华，曹长兵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：