一种循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法技术

本发明专利技术提供了种循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法，包括原料清洗、醇解、酯交换、改性、缩聚等步骤；本发明专利技术使用三步醇解法来进行PET聚酯原料的醇解反应，减少了乙二醇处于高温高压状态的时间，降低了副反应的发生，提升了产品的纯度；利用螺杆挤出机工作时产生的挤压力和剪切力对内部的聚酯和乙二醇蒸气进行局部加压，提升第一步解聚过程中的反应程度；采用醇解母液作为第二醇解的溶剂，避免了乙二醇蒸汽和聚醚的产生。本发明专利技术采用DMT法先期配制抗起球剂预聚体粉剂，避免扛起球剂与系统生产的水接触，很好地解决了扛起球剂水解的问题。本发明专利技术可以采用自动控制连续生产，适用范围广泛，有利于工业化大规模生产。有利于工业化大规模生产。有利于工业化大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚酯合成
，尤其涉及一种循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法。

技术介绍

[0002]PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)以其优良的性能在服用纺织品、工业纺织品、工业薄膜、食品以及饮料包装方面获得了广泛的应用。随着聚酯产能和使用范围的扩大，废旧聚酯用品的处理成为重要难题。每年以聚酯为原料生产的纺织品和包装物被使用后被大量抛弃成为垃圾，进行处理还需消耗大量的能源并产生碳排放。
[0003]PET循环再生包括物理法和化学法。物理法通过对回收原料进行粉碎、清洗，熔融过滤造粒进行再生。该方法设备工艺简单，缺点是杂质含量高、品种单一，无法进行差别化改性。
[0004]化学法包括对回收原料进行清洗粉碎、解聚、改性和再聚合造粒的整个过程，解聚步骤是核心部分，采用的方法有醇解、酸解、水解、碱解和复合解聚法等。其中醇解是最主要的使用方法：即使用单醇或多元醇在高温下使PET分子发生酯基断裂，最终形成小分子的低聚物或者单体，以进行再次缩聚获得新的聚酯产品。目前的醇解方法主要包括甲醇醇解、乙二醇醇解、混合醇(甲醇+乙二醇)醇解，这三种方法各自都存在一定的缺陷。甲醇因其分子量小，沸点低，要达到醇解所需温度，需要保持系统较高的压力，而且甲醇挥发性强于乙二醇，因此醇解很难进行彻底；乙二醇醇解的方式中，因乙二醇本身在高温下容易发生各种副反应，且由于体系缩聚和醇解为互逆反应，非大摩尔比难以醇解彻底；甲醇和乙二醇共同醇解的方式是通过乙二醇醇解后再用甲醇进行酯交换，这方法解决单醇醇解的不足，但是过程复杂，能耗和消耗都高，且收率相对低。三种方法中，都需要添加大量的辅料，辅料最后全部留在产物中，严重降低最终产物的品质。
[0005]另外，抗起球切片的生产难点之一是作为抗起球剂的含硅添加剂存在水解问题。因此，真正的抗起球切片需要采用DMT(对苯二甲酸二甲酯)法，理论上，常规抗起球还可以通过PET直接醇解法。但是，阳离子可染聚酯生产中引入三单体SIPA(间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠)，系统会有水产生，从而促使抗起球剂的水解，因此，聚酯材料的阳离子可染性与抗起球功能难以有效结合。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种利用回收原料通过化学法生产循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法。既采用了回收聚酯原料进行化学再生，又引入了切片改性技术，本专利技术中采用三阶段醇解法克服传统方法中辅料使用多、副反应严重、切片质量不高、能耗高的问题，还解决了抗起球添加剂的水解问题。
[0007]根据本专利技术的实施例，一种循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1、对回收的PET聚酯材料进行标签摘除，然后使用粉碎机将其粉碎成0.5
‑
2.0cm见方小片，接着浸入热水中，并加入剥离剂和PET清洗剂进行搅拌清洗，随后用清水反复清洗至无到PET回收原料；
[0009]S2、醇解母液的制备：将处理好的PET回收原料、乙二醇、催化剂投入到醇解反应釜中，在氮气覆盖下升温到220℃，启动搅拌器并快速升温到255℃，保持温度5
‑
6小时，升温到260℃继续搅拌30
‑
60分钟，然后降温到220℃；
[0010]S3、将PET回收原料投入高速混料机中，加入PET回收原料质量5
‑
10％的乙二醇和稳定剂、抗氧剂并搅拌均匀，随后喂入螺杆挤出机中，使物料在270
‑
290℃和高压环境下通过螺杆挤出机熔融挤出，螺杆挤出机末端配置有滤网F0，挤出的熔体通过熔体管进入醇解反应釜中与醇解母液反应30
‑
60分钟，然后从醇解反应釜底部泵入PET回收原料质量 15
‑
35％的MEG，保持180
‑
220℃进一步醇解2
‑
4h后，达到所需的醇解度；
[0011]S4、通过高压氮气将S3的醇解产物压入过滤器F1，过滤后的醇解产物进入醇解液分流釜，然后将醇解液均分为两部分，一部分作为醇解母液返回至醇解反应釜中，另一部分进入改性反应釜进行改性：加入PET回收原料质量0
‑
10％的常温MEG进一步醇解30
‑
60 分钟，随后在氮气保护下通过多路加料管分别加入PET回收原料重量2.4
‑
3.3％的三单体和 PET回收原料重量0.5
‑
1.5％的四单体和滑爽剂，保持温度230
‑
240℃搅拌30分钟，得到改性后的酯化物；
[0012]S5、改性后的酯化物经高压氮气压入通过过滤器F2后进入缩聚釜，通过真空系统抽真空进行预聚反应，反应设定温度为260
‑
275℃，真空度为0.6
‑
2.0KPa；开启真空系统，逐渐建立真空，达到目标真空度以后，保持20
‑
40分钟，预聚反应结束，关闭真空系统；在氮气保护以及负压下，将配制好的抗起球剂粉末通过加料器加入缩聚釜中，搅拌混合5
‑
10 分钟，所述抗起球剂的加入量为PET回收原料重量的0.15
‑
0.25％；最后，在温度270
‑
285℃、压力40
‑
100Pa下进行终缩聚反应，终缩聚合反应完成后，出料切粒，得到循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片产品。
[0013]进一步的，所述步骤S2、S3、S4中还加入了稳定剂、抗氧剂和滑爽剂，所述稳定剂和抗氧剂的加入量均为再生回料重量的0.2
‑
0.8
‰
。
[0014]进一步的，所述步骤S2、S3、S4中所述抗氧剂均为受阻酚类抗氧剂，所述稳定剂为受阻胺类光稳定，所述滑爽剂为二氧化硅，优选粒径小于5μ的膜开口剂二氧化硅。
[0015]进一步的，所述步骤S5中抗起球剂粉末制备方法如下：向带有蒸馏塔和塔顶冷凝器的密闭反应釜中加按照3：1：4的比例投入MEG、二苯基二羟基硅烷(DHDPS)以及对苯二甲酸二甲酯(DMT)，升温至140℃后再加热，开动搅拌，3小时之内逐渐升温到220℃，待甲醇不再馏出后，升温至280℃，抽真空直到100Pa以下，反应60
‑
90分钟后出料、冷却、粉碎得到抗起球剂。
[0016]进一步的，所述所述步骤S4中三单体为间苯二甲酸二甲酯
‑5‑
磺酸钠(SIPM)或间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠(SIPA)，或者间苯二甲酸二乙二醇酯
‑5‑
磺酸钠(SSIPA)，所述加入重量均以SIPA折算。
[0017]进一步的，所述所述步骤S4中四单体为分子量在600
‑
4000之间的聚乙二醇(PEG)。
[0018]进一步的，所述所述步骤S4中四单体还可以是羟值在50
‑
110mgKOH/g己二酸乙二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、对回收的PET聚酯材料进行标签摘除，然后使用粉碎机将其粉碎成0.5
‑
2.0cm见方小片，接着浸入热水中，并加入剥离剂和PET清洗剂进行搅拌清洗，随后用清水反复清洗至无到PET回收原料；S2、醇解母液的制备：将处理好的PET回收原料、乙二醇、催化剂投入到醇解反应釜中，在氮气覆盖下升温到220℃，启动搅拌器并快速升温到255℃，保持温度5
‑
6小时，升温到260℃继续搅拌30
‑
60分钟，然后降温到220℃；S3、将PET回收原料投入高速混料机中，加入PET回收原料质量5
‑
10％的乙二醇和稳定剂、抗氧剂并搅拌均匀，随后喂入螺杆挤出机中，使物料在270
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290℃和高压环境下通过螺杆挤出机熔融挤出，螺杆挤出机末端配置有滤网F0，挤出的熔体通过熔体管进入醇解反应釜中与醇解母液反应30
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60分钟，然后从醇解反应釜底部泵入PET回收原料质量15
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35％的MEG，保持180
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220℃进一步醇解2
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4h后，达到所需的醇解度；S4、通过高压氮气将S3的醇解产物压入过滤器F1，过滤后的醇解产物进入醇解液分流釜，然后将醇解液均分为两部分，一部分作为醇解母液返回至醇解反应釜中，另一部分进入改性反应釜进行改性：加入PET回收原料质量0
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10％的常温MEG进一步醇解30
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60分钟，随后在氮气保护下通过多路加料管分别加入PET回收原料重量2.4
‑
3.3％的三单体和PET回收原料重量0.5
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1.5％的四单体和滑爽剂，保持温度230
‑
240℃搅拌30分钟，得到改性后的酯化物；S5、改性后的酯化物经高压氮气压入通过过滤器F2后进入缩聚釜，通过真空系统抽真空进行预聚反应，反应设定温度为260
‑
275℃，真空度为0.6
‑
2.0KPa；开启真空系统，逐渐建立真空，达到目标真空度以后，保持20
‑
40分钟，预聚反应结束，关闭真空系统；在氮气保护以及负压下，将配制好的抗起球剂粉末通过加料器加入缩聚釜中，搅拌混合5
‑
10分钟，所述抗起球剂的加入量为PET回收原料重量的0.15
‑
0.25％；最后，在温度270
‑
285℃、压力40
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100Pa下进行终缩聚反应，终缩聚合反应完成后，出料切粒，得到循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片产品。2.如权利要求1所述的一种循环再生抗起球阳离子可染聚酯切片的制备方法，其特征在于：所述步骤S2、S3、S4中还加入了稳定剂、抗氧剂和滑爽剂，所述稳定剂和抗氧剂的加入量均为再生回料重量的0.2
‑
0.8
‰
。3.如权利要求2所述的一种循环再生抗起...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧显康，王海波，孔德华，王启胜，赵刚，
申请(专利权)人：宜昌中盈科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：