CN102605454B - 由回收pet瓶片料规模化生产涤纶工业长丝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种由回收PET瓶片料规模化生产涤纶工业丝的方法，将回收的PET瓶粉碎成片状，清洗后烘干，然后送入结晶床体内，进行结晶，在瓶片料表面形成结晶层，然后将结晶的瓶片料送入干燥塔，在安装有一对螺旋搅拌器的干燥塔内进行干燥，干燥后的瓶片料进入螺杆挤压机进行熔融挤压，将所得的熔体送入由粗过滤器、精过滤器以及两者之间的加压泵组成的两级过滤装置进行过滤，经过两级过滤的熔体进入液相增粘釜，在液相增粘釜内进行缩聚反应，经过液相增粘后的熔体进入纺丝箱，采用高速纺丝工艺进行纺丝，制得涤纶工业丝。这种生产涤纶工业长丝的方法，在生产过程中增加了液相增粘步骤，解决了聚酯瓶片料熔体粘度低、稳定性差问题。
Description
技术领域
本发明提供了一种规模化生产涤纶工业长丝的方法，尤其是一种由PET回收瓶片料规模化生产涤纶工业长丝的方法。
背景技术
传统的生产涤纶工业长丝的方法以原生聚酯切片为原料。该原料的特点是纯度高、粘度稳定、含水少。因工业丝强度大，强度一般为7.00-8.20cN/dtex，所以要求熔体的粘度比生产纺织涤纶纤维要大，应为0.82-0.910±0.001dl/g，而原生聚酯切片的粘度一般为0.6dl/g，因此需对原生聚酯切片进行增粘，增大聚酯的分子量，即进行缩聚反应，由于是固相缩聚，所以称此过程为固相增粘。经过增粘后的原生聚酯切片才能生产涤纶工业长丝，否则生产的丝达不到强度要求。用增粘后的原生聚酯切片生产涤纶工业长丝过程为干燥-螺杆熔融挤压-一级过滤-纺丝。缺点是工序多、成本高、大量消耗石油资源。为此，人们积极寻找用其他原料如PET(聚酯)瓶片料生产涤纶工业长丝的方法。但由于回收聚酯瓶片料特性粘度变化大、质量不稳定、含水多、含杂质多、体积密度小，因此，这些方法仅限于一些低端产品或仅处于实验室阶段。例如中国专利公开号CN1683612公开了一种“由回收的聚酯瓶片料直接制造纤维的生产方法”，东华大学纤维材料改性国家重点实验室用聚酯瓶片回收料试纺涤纶长丝，浙江大发纺织有限公司用瓶片料和再生料生产中空和棉型短纤维等，但都没有规模化生产涤纶工业长丝的方法。这些方法中的干燥通常采用传统聚酯切片干燥设备，传统的干燥设备只适合加工原生聚酯切片，烘燥回收瓶片料效果不均匀，为后续加工带来麻烦。这些生产方法中的过滤装置采用单级过滤结构，无法适应瓶片料杂质多的特点，过滤组件频繁更换，生产成本高，甚至出现生产不正常，生产不稳定。因聚酯瓶片料特性粘度变化大、质量不均匀、形状不规则、体积密度小而造成的螺杆剪切力大、回流大、温度失控等问题，瓶片料中细小粉末的存在会引起熔体降解，造成熔体粘度下降，对纺丝不利。而聚酯瓶片料熔体的粘度低，粘度不稳定，以上原因造成不能实现由回收PET瓶片料规模化生产涤纶工业长丝。也不能利用申请人获得中国专利的公开号为CN101435113A的“由回收PET瓶片料规模化生产涤纶POY长丝的方法”，来实现由回收PET瓶片料规模化生产涤纶工业长丝。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种由回收PET瓶片料规模化生产涤纶工业长丝的方法，以实现以回收PET瓶片料为原料，规模化生产涤纶工业长丝产品。
本发明是这样实现的，由回收PET瓶片料规模化生产涤纶工业长丝的方法，将回收的PET瓶粉碎成片状，清洗后烘干，然后送入结晶床体内，在进入结晶床体的热风的作用下，进行结晶，在瓶片料表面形成结晶层，然后将结晶的瓶片料送入干燥塔，在安装有一对螺旋搅拌器的干燥塔内进行干燥，同时利用热旋风分离把瓶片料中的灰尘和细小瓶片粉末分离出来，干燥后的瓶片料进入螺杆挤压机进行熔融挤压，将所得的熔体送入由粗过滤器、精过滤器以及两者之间的加压泵组成的两级过滤装置进行过滤，除去熔体中的杂质和对纺丝有害的凝聚物，经过两级过滤的熔体进入液相增粘釜，在真空度为40-71Pa、温度为279-281℃的条件下并在搅拌下，在液相增粘釜内进行缩聚反应，使熔体的粘度数值增加至0.820±0.001dl/g，经过液相增粘后的熔体进入纺丝箱，采用高速纺丝工艺进行纺丝，制得涤纶工业长丝。
这种生产涤纶工业长丝的方法，采用了充填式干燥方式，保证了干燥均匀，与转鼓式干燥相比，解决了大规模生产过程中，鼓与鼓之间含水不一致的问题，且中间过程少，运行成本低；在干燥塔中设置了螺旋式搅拌器，解决了回收PET瓶片料因单位体积质量小且形状不规则，而容易在干燥过程中发生“架桥”的问题，采用旋风分离法把瓶片料中细小粉末分离出来，解决了由于瓶片料中细小粉末的提前熔化，引起熔体降解，造成熔体粘度下降或不稳定，对纺丝不利的问题；采用了两级过滤器进行过滤，分粗过滤和精过滤，粗过滤网目数较少，减轻过滤压力，精过滤网目数较多，保证了过滤质量，过滤效果好。在两级过滤器之间加装了加压泵，解决了由于瓶片料熔体特性粘度大、质量不均匀造成的熔体流动不均匀等问题；为了进一步提高熔体粘度数值及熔体粘度稳定性，减少熔体杂质，在生产过程中增加了液相增粘步骤，解决了聚酯瓶片料熔体粘度低、稳定性差问题，实现以回收PET瓶片料为原料，连续、规模化生产涤纶工业长丝产品。可实现日产量60吨、年产量18000吨及以上的规模。
具体实施方式
下面进一步说明本发明。
所述的缩聚反应的时间为0.9-1.1小时。
将瓶片料送入结晶床体内，在进入结晶床体的热风作用下进行结晶时，结晶温度为165-168℃，结晶时间为15-30分钟。送入干燥塔干燥时，干燥温度为170-175℃，干燥时间为3-4小时，使聚酯瓶片料含水率≤50ppm。干燥后的瓶片料进入螺杆挤压机进行熔融挤压时，螺杆挤压机冷却区的温度≤50℃，一区至六区的温度为278-289℃，逐区升高。将所得的熔体送入由粗过滤器、精过滤器以及两者之间的加压泵组成的两级过滤装置进行过滤时，粗过滤器的过滤精度为40μm，精过滤器的过滤精度为30μm。各过滤器内的温度为286℃。从过滤装置出来的熔体进入液相增粘釜进行缩聚反应时，反应时间为0.9-1.1小时，真空度为40-71Pa，采用鼠笼式搅拌器搅拌，最终使熔体的分子量增大、分布变窄，增粘后的熔体粘度为0.820±0.001dl/g。经过液相增粘后的熔体进入纺丝箱，采用高速纺丝工艺进行纺丝，纺丝箱箱体温度为293℃，计量泵转速30r/min，卷绕速度3600m/min，生产涤纶工业长丝。
液相增粘釜采用反应釜。增粘原理是：聚酯瓶片料熔体粘度低、稳定性差，生产的丝强力达不到工业丝要求。在液相增粘釜中，由于聚酯的生产过程是一可逆反应，在真空度为40-71Pa、温度为279-281℃的条件下，通过搅拌使刮起的熔体变薄，这样生成的乙二醇及凝聚物更易从粘稠的熔体中分离出来，由于减少了生成物乙二醇及凝聚物，使缩聚反应朝着生成聚酯的方向进行，经过缩聚反应，熔体的聚合度成倍变大，粘度数值增大，同时熔体的聚合度分布范围变窄，熔体的粘度数值波动明显变小，粘度更加稳定，实现了稳定纺丝。
本发明中的结晶、干燥和过滤所用装置的结构，与获得中国专利的公开号为CN101435113A的“由回收PET瓶片料规模化生产涤纶POY长丝的方法”中的相同。
在螺杆挤压机上，螺杆与螺套的配合间隙为0.20-0.30毫米。
如，在生产1500dtex/96F涤纶工业长丝时，主要生产工艺参数如下：
瓶片料的特性粘度IV＝0.74dl/g。
结晶温度165℃，结晶时间25分钟，结晶热风置换量每分钟2000立方米。
干燥温度175℃，干燥时间为3-4小时，含水率≤50ppm。
螺杆挤压机冷却区的温度≤50℃，一区至六区的温度为278-289℃，螺杆出口压力5MP。
粗过滤过滤精度40μm，精过滤过滤精度30μm，精过滤出口压力9MPa。
缩聚反应时温度为280℃，真空度为70Pa，反应时间为1小时，采用鼠笼式搅拌器搅拌，增粘后的熔体粘度0.820±0.001dl/g。
计量泵转速30r/min。
熔体纺丝温度283℃。
喷丝板径Φ100，96F，微孔孔径2.8μm。
侧吹风0.5m/s。
卷绕速度3600m/min。
涤纶工业长丝满卷重量10KG。
所生产的涤纶工业长丝产品各项指标符合国家标准。
Claims (1)
1.由回收PET瓶片料规模化生产涤纶工业长丝的方法，其特征在于，将回收的PET瓶粉碎成片状，清洗后烘干，然后送入结晶床体内，在进入结晶床体的热风的作用下，进行结晶，在瓶片料表面形成结晶层，然后将结晶的瓶片料送入干燥塔，在安装有一对螺旋搅拌器的干燥塔内进行干燥，同时利用热旋风分离把瓶片料中的灰尘和细小瓶片粉末分离出来，干燥后的瓶片料进入螺杆挤压机进行熔融挤压，将所得的熔体送入由粗过滤器、精过滤器以及两者之间的加压泵组成的两级过滤装置进行过滤，除去熔体中的杂质和对纺丝有害的凝聚物，经过两级过滤的熔体进入液相增粘釜，在真空度为40-71Pa、温度为279-281℃的条件下并在搅拌下，在液相增粘釜内进行缩聚反应，采用鼠笼式搅拌器搅拌，使熔体的粘度数值增加至0.820±0.001dl/g，经过液相增粘后的熔体进入纺丝箱，采用高速纺丝工艺进行纺丝，制得涤纶工业长丝；所述的缩聚反应的时间为0.9-1.1小时。
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Denomination of invention: Method for producing industrial polyester filament by recycled PET (Polyethylene Terephthalate) bottle chips on scale Effective date of registration: 20180903 Granted publication date: 20130306 Pledgee: Qi Shang bank, Limited by Share Ltd, Binzhou, Yangxin branch Pledgor: Longfu Recycling Energy Scientech Co., Ltd. Registration number: 2018370000157 |