CN102605455B - 由回收pet瓶片料规模化生产涤纶fdy长丝的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种由回收PET瓶片料规模化生产涤纶FDY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进行结晶，再进行干燥，干燥后的瓶片料进入螺杆挤压机进行熔融挤压，经过过滤的熔体进入均化釜，进行1.4-1.5小时的缩聚反应，使熔体在均化釜内均化，均化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FDY长丝。这种生产方法，增加了均化步骤，解决了聚酯瓶片料熔体粘度波动大、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FDY长丝产品。

Description

由回收PET瓶片料规模化生产涤纶FDY长丝的方法

技术领域

本发明提供了一种规模化生产涤纶FDY长丝的方法，尤其是一种由PET回收瓶片料规模化生产涤纶FDY长丝的方法。

背景技术

传统的生产涤纶FDY(fully drawn yarn的简称，即全拉伸丝)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。其生产工艺流程短，具体流程为干燥-螺杆熔融挤压-一级过滤-纺丝，缺点是成本高、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FDY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。例如用回收PET瓶片料(即回收的废弃聚酯瓶粉碎成的片料)制作短纤维，在实验室用小螺杆做生产长丝的实验。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FDY长丝的方法。这些方法中的干燥通常采用传统聚酯切片纺干燥设备，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。聚酯瓶片料特性粘度大、质量不均匀、形状不规则、体积密度小而造成螺杆剪切力大、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。同时涤纶FDY长丝的规模化生产对聚酯瓶片料熔体的粘度大小、稳定性要求高，而现有的回收的聚酯瓶的来源不同，回收聚酯瓶片的聚合度不同，造成熔体分子量分布范围大，熔体的粘度波动大，以上原因造成不能实现由回收PET瓶片料规模化生产涤纶FDY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FDY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FDY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FDY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FDY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，使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方式将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，经过过滤的熔体进入均化釜，在279-281℃温度下并在搅拌下，进行1.4-1.5小时的缩聚反应，使熔体在均化釜内均化，聚合度高的瓶片料形成的熔体的分子量变小，聚合度低的瓶片料形成的熔体的分子量变大，使熔体的分子量分布范围变窄，均化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FDY长丝。

这种生产涤纶FDY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；为提高熔体粘度的均匀性、稳定性，减少熔体杂质，在生产过程中增加了均化步骤，解决了聚酯瓶片料熔体粘度波动大、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FDY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。

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均化釜均化时，采用鼠笼式搅拌器搅拌，最终使熔体的分子量分布变窄，均化后的熔体粘度为0.715±0.001dl/g。经过均化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20r/min，卷绕速度3600m/min，生产涤纶FDY长丝。

均化釜采用反应釜。均化原理是：由于回收的聚酯瓶的来源不同，回收聚酯瓶片的聚合度不同，尤其造成的熔体分子量分布范围大，熔体的粘度波动大，造成不能纺丝。为了使熔体的粘度数值稳定，必须使熔体分子量分布范围变窄，利用聚酯的缩聚反应这一可逆反应，在279-281℃温度下，把聚酯瓶片分子量分布范围大的熔体，经过1.4-1.5小时的缩聚反应，使分子量小的变大、分子量大的变小，这样实现了聚酯瓶片熔体的分子量分布范围变窄，熔体的粘度数值波动变小，粘度更加稳定，实现了稳定纺丝。聚酯瓶片料熔体粘度波动范围变小、粘度数值更加稳定，熔体进入纺丝箱，采用高速纺丝工艺进行纺丝，制得涤纶FDY长丝。

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150dtex/48F涤纶FDY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。

熔体均化温度为280℃，均化时间为1.5小时，采用鼠笼式搅拌器搅拌，均化后的熔体粘度0.715±0.001dl/g。

计量泵转速20r/min。

熔体纺丝温度283℃。

喷丝板径Φ100，48F，微孔孔径2.8μm。

侧吹风0.5m/s。

卷绕速度3600m/min。

涤纶FDY长丝满卷重量10KG。

所生产的涤纶FDY长丝产品经山东省纤维检验局检验，各项指标符合国家标准，可在很多领域替代原生料产品。

Claims (1)

1.由回收PET瓶片料规模化生产涤纶FDY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，使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方式将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，经过过滤的熔体进入均化釜，在279-281℃温度下并在搅拌下，进行1.4-1.5小时的缩聚反应，使熔体在均化釜内均化，聚合度高的瓶片料形成的熔体的分子量变小，聚合度低的瓶片料形成的熔体的分子量变大，使熔体的分子量分布范围变窄，均化后的熔体粘度0.715±0.001dl/g，均化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FDY长丝。