CN103600437B - 干纺法氨纶废料的综合处理方法 - Google Patents

干纺法氨纶废料的综合处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种干纺法氨纶废料的综合处理方法。包括以下步骤：（1）破碎，（2）捏炼：将碎废丝、废胶块颗粒、废浆料、重钙、颜料和DMAC捏炼15—25分钟，得捏炼均匀的可塑性生胶；（3）挤出：将可塑性生胶挤出成型；（4）固化：生胶置入萃取槽中将生胶中的DMAC萃取出来，使胶料固化；（5）破碎：将固化好的胶料破碎，得到颗粒，（6）烘干：将步骤（5）得到的颗粒加入到烘干器中在100℃—105℃温度下烘干至含水率低于3%得到聚氨酯颗粒。本发明能够对三种干纺氨纶废料（包括氨纶废料丝、氨纶废浆和氨纶废胶块）进行综合处理，将各种干纺氨纶废料再生利用，变废为宝，减少对环境的污染，原材料成本低，具有很大的社会效益和经济效益。

Description

干纺法氨纶废料的综合处理方法
技术领域
本发明涉及一种干纺法氨纶废料（包括氨纶废料丝、氨纶废浆和氨纶废胶块）的综合处理方法。
背景技术
近年来，我国已成为世界上最大的干纺氨纶生产国，随之而来的干纺氨纶废料的处理也就成为一个大课题。每年生产的废料数以万吨计。原有的方法是环保部门强制运到指定地点深埋，氨纶厂家还须支付每吨数千元的处理费用。
干纺氨纶废料包括以下几种：①干纺法氨纶废料丝。②干纺法氨纶废浆。③干纺法氨纶废胶块（机头料）。日前国内尚未有将以上三种废料综合处理工艺介绍以及专业处理厂家。有的只是单一处理干纺氨纶废丝的介绍和生产，其处理方式主要是将废丝降解成聚四氢呋喃醚然后运用到弹性体的制造。由于其工艺和配方的局限性，所制得的聚四氢呋喃醚质量不稳定，始终无法成功地投入大规模生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种干纺法氨纶废料的综合处理方法，该方法能够对三种干纺氨纶废料（包括氨纶废料丝、氨纶废浆和氨纶废胶块）进行综合处理，解决了上述现有技术中存在的不足之处。
解决上述技术问题的技术方案是：一种干纺法氨纶废料的综合处理方法，所述的干纺法氨纶废料是指干纺法氨纶废丝、干纺法氨纶废浆料和干纺法氨纶废胶块，该干纺法氨纶废料的综合处理方法包括以下步骤：
（1）破碎：
①干纺法氨纶废丝的破碎：将废丝投入到破碎机中，得到长度为2—3cm的碎废丝备用；
②干纺法氨纶废胶块的破碎：先将废胶块内的DMAC置换出来，使废胶块内的DMAC质量浓度低于5%后，在100-105℃下烘干至含水率低于3%后，将废胶块投入到破碎机中破碎，得直径为1—3mm的废胶块颗粒备用；
（2）捏炼：将碎废丝、废胶块颗粒、干纺法氨纶废浆料、重钙、颜料和质量浓度大于98%的DMAC按如下比例投入到捏炼装置中在常温常压下捏炼15—25分钟，得捏炼均匀的可塑性生胶；
碎废丝12—18重量份
废胶块颗粒12—18重量份
干纺法氨纶废浆料40—50重量份
DMAC40—50重量份
重钙210—230重量份
颜料7—10重量份
（3）挤出：将可塑性生胶投入到挤出机中在常温下挤出成型；
（4）固化：将挤出成型的生胶置入萃取槽中将生胶中的DMAC萃取出来，要求萃取结束后，胶料中的DMAC质量浓度低于1%，使胶料固化；
（5）破碎：将固化好的胶料破碎，得到颗粒；
（6）烘干：将步骤（5）得到的颗粒加入到烘干器中在100℃—105℃温度下烘干至含水率低于3%得到聚氨酯颗粒。
步骤（4）具体操作为：将挤出成型的生胶依次置入8个不同萃取剂浓度的萃取槽中分别浸泡20—28h，将生胶中的DMAC萃取出来，从先到后依次进入的8个萃取槽中的萃取剂分别为：50—60%质量浓度的DMAC水溶液、40—45%质量浓度的DMAC水溶液、30—35%质量浓度的DMAC水溶液、23—27%质量浓度的DMAC水溶液、12—18%质量浓度的DMAC水溶液、4—9%质量浓度的DMAC水溶液、0—1%质量浓度的DMAC水溶液、水，萃取结束后，生胶中的DMAC质量浓度低于1%，使胶料固化。
本发明的进一步技术方案是：将步骤（4）中得到的DMAC质量含量60%以上的萃取液泵入精馏塔中进行精馏，在160—165℃处收集馏分，得到质量浓度大于98%的DMAC，循环到步骤（2）中使用。
步骤（2）中所述的捏炼装置为Z型桨叶捏合机，所述的捏炼装置的桨叶刀口处设置有其外端面为斜面的搓板。
所述的搓板斜面的倾斜角度α为5°—8°。
由于采用上述技术方案，本发明之干纺法氨纶废料的综合处理方法具有以下有益效果：
1、以干纺氨纶废丝及废浆料、废胶块为原料，采用湿法工艺制造跑道专用聚氨酯颗粒。
现有的制造跑道专用聚氨酯颗粒都是用聚氨酯生胶经过塑炼，混炼挤出成型在高温高压下硫化制得。能耗大，成本高。本发明能够将干纺法氨纶废料丝、干纺法氨纶废浆、干纺法氨纶废胶块（机头料）这三种废料综合处理，制备得到聚氨酯颗粒，得到的聚氨酯颗粒除了可以应用于塑胶跑道外，还可以作为各种弹性体的填料使用。本发明将各种干纺氨纶废料再生利用，变废为宝，减少对环境的污染，原材料成本低。由于本发明采用湿法萃取固化的制造工艺，不需要使用高温高压的硫化设备，大大地降低了能耗，降低了设备投资。本发明整个工艺没有废水、废气和废渣排放。
2、传统的捏合装置采用Sigma“Z”型窄口平面桨叶，这种设计只有剪切搅拌功能，捏合效果很差，无法捏合成团。本发明通过在桨叶刀口处增加宽面斜角的搓板，旋转时和中间定刀产生强烈的搓压，使物料得到充分搓压、捏合，达到所需要的要求。该项发明提高了生产效率，降低了能耗。
3、本发明原料来源广泛，投资小，具有很大的社会效益和经济效益。举例说明如下：若以投入100万元做设备计，可形成每日加工处理废丝1吨，废浆1吨，废胶块1吨的生产能力，则可制得塑胶跑到专用颗粒6吨，年产值可达到1仟万元，利税可达到500万元。
下面，结合附图和实施例对本发明之干纺法氨纶废料的综合处理方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：本发明捏炼装置的桨叶与搓板连接结构示意图。
图2-图3：搓板结构示意图。
图2：主视剖视图，图3：俯视图。
图中：1-桨叶，2-搓板。
图1中，箭头表示桨叶的旋转方向。
具体实施方式
一种干纺法氨纶废料的综合处理方法，所述的干纺法氨纶废料是指干纺法氨纶废丝、干纺法氨纶废浆料和干纺法氨纶废胶块，该干纺法氨纶废料的综合处理方法包括以下步骤：
（1）破碎：
①干纺法氨纶废丝的破碎：将废丝投入到破碎机中，得到长度为2—3cm的碎废丝备用。
②干纺法氨纶废胶块的破碎：先将废胶块内的DMAC(N,N—二甲基乙酰胺)置换出来（可将废胶块投入清水池或低浓度DMAC中浸泡），使废胶块内的DMAC质量浓度低于5%后，投入到旋转烘干器在100-105℃下烘干至含水率低于3%后，将废胶块投入到破碎机中破碎，得直径为1—3mm的废胶块颗粒备用。
（2）捏炼：将碎废丝、废胶块颗粒、干纺法氨纶废浆料、重钙、颜料和质量浓度大于98%的DMAC按如下比例投入到捏炼装置中在常温常压下捏炼15—25分钟，得捏炼均匀的可塑性生胶；
碎废丝15公斤
废胶块颗粒15公斤
干纺法氨纶废浆料45公斤
DMAC45公斤
重钙220公斤
颜料8公斤
所述的捏炼装置为Z型桨叶捏合机，所述的捏炼装置的桨叶1刀口处设置有其外端面为斜面的搓板2，所述的搓板的斜面的倾斜角度α为5°—8°。
（3）挤出：将可塑性生胶投入到挤出机中在常温下挤出成型。
（4）固化：将挤出成型的生胶依次置入8个不同萃取剂的萃取槽中分别浸泡24h，将生胶中的DMAC萃取出来，从先到后依次进入的8个萃取槽中的萃取剂分别为：55%质量浓度的DMAC水溶液、40%质量浓度的DMAC水溶液、30%质量浓度的DMAC水溶液、23%质量浓度的DMAC水溶液、12%质量浓度的DMAC水溶液、4%质量浓度的DMAC水溶液、0%质量浓度的DMAC水溶液、水，萃取结束后，生胶中的DMAC质量浓度低于1%，使胶料固化。
（5）破碎：将固化好的胶料破碎，得到颗粒。
（6）烘干：将步骤（5）得到的颗粒加入到烘干器中在100℃—105℃温度下烘干至含水率低于3%得到聚氨酯颗粒。
步骤（4）中使用的萃取液可以回收循环使用，具体操作为：将步骤（4）中得到的DMAC质量含量60%以上的萃取液泵入精馏塔中进行精馏，在163℃处收集馏分，得到质量浓度大于98%的DMAC，循环到步骤（2）中使用。
本实施例中，步骤（4）中，萃取槽的数量及萃取剂的浓度、浸泡时间可以根据实际情况更改，只要能够保证萃取结束后，生胶中的DMAC质量浓度低于1%即可。同样的道理，“干纺法氨纶废胶块的破碎”步骤中，先将废胶块内的DMAC(N,N—二甲基乙酰胺)置换出来，实际操作过程，可将废胶块投入清水池或低浓度DMAC中浸泡，可根据实际情况确定浸泡的批次及浸泡液体的浓度，只要保证置换结束后，废胶块内的DMAC质量浓度低于5%即可。

Claims (2)

1.一种干纺法氨纶废料的综合处理方法，所述的干纺法氨纶废料是指干纺法氨纶废丝、干纺法氨纶废浆料和干纺法氨纶废胶块，其特征在于：该干纺法氨纶废料的综合处理方法包括以下步骤：
（1）破碎：
①干纺法氨纶废丝的破碎：将废丝投入到破碎机中，得到长度为2—3cm的碎废丝备用；
②干纺法氨纶废胶块的破碎：先将废胶块内的DMAC置换出来，使废胶块内的DMAC质量浓度低于5%后，在100-105℃下烘干至含水率低于3%后，将废胶块投入到破碎机中破碎，得直径为1—3mm的废胶块颗粒备用；
（2）捏炼：将碎废丝、废胶块颗粒、干纺法氨纶废浆料、重钙、颜料和质量浓度大于98%的DMAC按如下比例投入到捏炼装置中在常温常压下捏炼15—25分钟，得捏炼均匀的可塑性生胶；
碎废丝12—18重量份
废胶块颗粒12—18重量份
干纺法氨纶废浆料40—50重量份
DMAC40—50重量份
重钙210—230重量份
颜料7—10重量份
（3）挤出：将可塑性生胶投入到挤出机中在常温下挤出成型；
（4）固化：将挤出成型的生胶置入萃取槽中将生胶中的DMAC萃取出来，要求萃取结束后，胶料中的DMAC质量浓度低于1%，使胶料固化；
（5）破碎：将固化好的胶料破碎，得到颗粒；
（6）烘干：将步骤（5）得到的颗粒加入到烘干器中在100℃—105℃温度下烘干至含水率低于3%得到聚氨酯颗粒；
步骤（4）具体操作为：将挤出成型的生胶依次置入8个不同萃取剂浓度的萃取槽中分别浸泡20—28h，将生胶中的DMAC萃取出来，从先到后依次进入的8个萃取槽中的萃取剂分别为：50—60%质量浓度的DMAC水溶液、40—45%质量浓度的DMAC水溶液、30—35%质量浓度的DMAC水溶液、23—27%质量浓度的DMAC水溶液、12—18%质量浓度的DMAC水溶液、4—9%质量浓度的DMAC水溶液、0—1%质量浓度的DMAC水溶液、水，萃取结束后，生胶中的DMAC质量浓度低于1%，使胶料固化；
步骤（2）中所述的捏炼装置为Z型桨叶捏合机，所述的捏炼装置的桨叶（1）刀口处设置有其外端面为斜面的搓板（2）；所述的搓板斜面的倾斜角度α为5°—8°。
2.根据权利要求1所述的干纺法氨纶废料的综合处理方法，其特征在于：将步骤（4）中得到的DMAC质量含量60%以上的萃取液泵入精馏塔中进行精馏，在160—165℃处收集馏分，得到质量浓度大于98%的DMAC，循环到步骤（2）中使用。
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