CN110205701A - 一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维及其制备方法 - Google Patents

一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维及其制备方法 Download PDF

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陈庆华
刘懿德
李红周
颜品萍
陈嘉炼
罗富彬
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Abstract

本发明公开了一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，包括以下按重量份的组分：废旧涤纶纺织物80～90份、扩链剂5～8份、增白剂0.1～0.2份、阻燃母粒5～15份、抗氧剂0.3～0.8份，本发明的有益效果是：1、通过添加适量的扩链剂大大提升了再生涤纶纤维的力学性能，韧性好，白度高，表面光泽度良好；2、阻燃效率高，凝聚相阻燃效果明显；3、实现资源化再利用，降低了生产成本，全生产过程中无其他污染产生。

Description

一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料领域，具体是一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维及其制备方法。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维自问世以来，因其具有优异的性能而得到迅猛地发展，其产量已经成为世界合成纤维之冠。涤纶纤维具有断裂强度高、弹性模量高、回弹性适中、热定型性能优异、耐热耐光性好以及耐酸耐碱耐腐蚀性好等一系列的优良性能，且由其制备的织物具有抗皱和挺括性好等优点，被广泛应用于纤维、瓶包装、薄膜和片材等领域，产量逐年递增，行业地位显著提升。但因其应用广泛，导致原料紧张，使用周期缩短，同时其回收再利用的效率极低，因此，造成了资源的极大浪费。
涤纶织物目前在废弃纺织品中占据了相当大的比重，废旧涤纶纺织品回收是一个不断壮大的产业领域，加强废旧涤纶纺织物的回收利用，变废为宝，不仅对弥补纺织原料的不足具有重要意义，而且也是一项成本低、效益高、资源再利用、节能环保的项目。而现有的涤纶废旧料大部分被当做垃圾进行掩埋和焚烧处理，对生态环境造成了严重破坏，因此，如何通过合理有效的方法将废旧涤纶织物进行再资源化利用成了我们急需解决的难题。本发明提出一种能将废旧涤纶纺织物回收后进行再加工，使其变成功能化再生涤纶纤维的废旧涤纶纺织物纺丝化纤工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维及其制备方法，以解决所述背景技术中提出的问题。
为实现所述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，包括以下按重量份的组分：废旧涤纶纺织物80～90份、扩链剂5～8份、增白剂0.1～0.2份、阻燃母粒5～15份、抗氧剂0.3～0.8份。
作为本发明再进一步的方案：所述废旧涤纶纺织物为回收的杂色涤纶纺织物，经去除杂质，分类获得。
作为本发明再进一步的方案：所述扩链剂为环氧扩链剂ADR4370S，ADR4370S的加入可以有效抑制聚酯在加工过程中降解，提高涤纶纤维的强度。
作为本发明再进一步的方案：所述增白剂为化纤专用增白剂OB-1，OB-1是恶唑类增白剂，性能稳定，具有良好的耐热、耐晒、耐氯漂和耐迁移等性能，在回收涤纶纤维中加入OB-1后会使回收料显得更白，使不同回收料中色度变得更加一致。
作为本发明再进一步的方案：所述阻燃母粒为聚对苯二甲酸乙二醇酯、二乙基次膦酸铝和三聚氰胺氰尿酸盐按照不同质量配比经同向双螺杆挤出制备的高性能阻燃母粒，该阻燃体系为氮磷协同阻燃体系，通过凝聚相和气相阻燃机理共同提高涤纶纤维的阻燃性。
作为本发明再进一步的方案：所述抗氧剂采用1010与抗氧剂168复配体系，上述抗氧剂1010作为主抗氧剂，终止自由基反应剂，抗氧剂168作为辅抗氧剂，抗氧剂1010和168分别分解生成的过氧化物具有良好的协同效应。
一种利用废旧涤纶纺织物制备高阻燃纤维的制备方法，包括以下的步骤：
(1)将废旧涤纶纺织物经分拣、清洗、破碎后得边长小于10mm的纺织物碎片置于鼓风干燥系统中，在110℃～120℃下干燥8～10h，控制含水量在0.1％以下，待用；
(2)将阻燃母粒在100℃～110℃下干燥8～9h，待用；
(3)将扩链剂、增白剂和抗氧剂配料在80℃～85℃下干燥60～120min，待用；
(4)将步骤(1)烘干去除水分的纺织物碎片和步骤(3)干燥后的扩链剂放入高速混合机混合搅拌，保持转速2000rpm，高速搅拌10min；再依次加入增白剂和抗氧剂，继续高混10min，混合均匀后出料获得共混物料；
(5)将共混物料喂入高温高压反应器，得到初生反应熔体，其中，反应器温度为260℃～285℃，压力为10MPa，再经过滤器过滤后得较纯净熔体，此时熔体特性粘度为0.63dL/g～0.76dL/g；
(6)将纯净熔体注入熔体管道混合器，同时将干燥后的5～15份阻燃母粒经同向双螺杆挤出设备喂入熔体管道混合器，与熔体进行充分混合，其中，双螺杆挤出机各段温度分别为：190、220、230、240、250、260、255、250、245℃，模头温度为240℃，主机转速230r/min；
(7)将步骤(6)充分混合后得到的熔体物料经熔体泵，输送到纺丝设备，纺丝工艺条件为：纺丝温度280℃，纺丝速度1100m/min，喷丝板孔数1800，吹风温度25℃，定型温度155℃，最终经缠绕设备收集制出再生高阻燃涤纶纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过添加适量的扩链剂大大提升了再生涤纶纤维的力学性能，韧性好，白度高，表面光泽度良好；2、阻燃效率高，凝聚相阻燃效果明显；3、实现资源化再利用，降低了生产成本，全生产过程中无其他污染产生。
附图说明
图1为高阻燃再生涤纶纤维制备路线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种利用废旧涤纶纺织物制备高阻燃纤维的方法，由：废旧涤纶纺织物85.4份、阻燃母粒(ADP:MCA＝2:5)9份、ADR4370S扩链剂5份、OB-1增白剂0.1份、复配抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168＝2:1)0.5份组成。
(1)回收涤纶织物，并通过分拣、清晰和破碎得到边长小于10mm的废旧纺织物碎片，将85.4份边长小于10mm的废旧纺织物碎片置于鼓风干燥系统中，在115℃下干燥10h，控制含水量在0.1％以下，待用；
(2)将9份阻燃母粒在100℃～110℃下干燥8h，待用；
(3)将5份ADR4370S扩链剂、0.1份OB-1增白剂和0.5份复配抗氧剂配料在80℃下干燥120min，待用；
(4)将烘干去除水分的85.4份纺织物碎片和干燥后的5份ADR4370S扩链剂放入高速混合机混合搅拌，保持转速2000rpm，高速搅拌10min；再依次加入0.1份OB-1增白剂和0.5份复配抗氧剂，继续高混10min，混合均匀后出料；
(5)将步骤(4)所得的共混物料喂入高温高压反应器，得到初生反应熔体，其中，反应器温度为260℃～285℃，压力为10MPa，再经过滤器过滤后得较纯净熔体，此时熔体特性粘度为0.63dL/g～0.76dL/g；
(6)将纯净熔体注入熔体管道混合器，同时将干燥后的9份阻燃母粒经同向双螺杆挤出设备喂入熔体管道混合器，与熔体进行充分混合，其中，双螺杆挤出机各段温度分别为：190、220、230、240、250、260、255、250、245℃，模头温度为240℃，主机转速230r/min；
(7)将步骤(6)充分混合后得到的熔体物料经熔体泵，输送到纺丝设备，纺丝工艺条件为：纺丝温度280℃，纺丝速度1100m/min，喷丝板孔数1800，吹风温度25℃，定型温度155℃，最终经缠绕设备收集制出再生高阻燃涤纶纤维。
实施例2：
一种利用废旧涤纶纺织物制备高阻燃纤维的方法，由：废旧涤纶纺织物80份、阻燃母粒(ADP:MCA＝2:5)14份、ADR4370S扩链剂6份、OB-1增白剂0.2份、复配抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168＝2:1)0.8份组成。
(1)将80份边长小于10mm的废旧纺织物碎片置于鼓风干燥系统中，在115℃下干燥10h，控制含水量在0.1％以下，待用；
(2)将14份阻燃母粒在100℃～110℃下干燥8h，待用；
(3)将5份ADR4370S扩链剂、0.2份OB-1增白剂和0.8份复配抗氧剂配料在80℃下干燥120min，待用；
(4)将烘干去除水分的80份纺织物碎片和干燥后的5份ADR4370S扩链剂放入高速混合机混合搅拌，保持转速2000rpm，高速搅拌10min；再依次加入0.2份OB-1增白剂和0.8份复配抗氧剂，继续高混10min，混合均匀后出料；
(5)将步骤(4)所得的共混物料喂入高温高压反应器，得到初生反应熔体，其中，反应器温度为260℃～285℃，压力为10MPa，再经过滤器过滤后得较纯净熔体，此时熔体特性粘度为0.63dL/g～0.76dL/g；
(6)将纯净熔体注入熔体管道混合器，同时将干燥后的14份阻燃母粒经同向双螺杆挤出设备喂入熔体管道混合器，与熔体进行充分混合，其中，双螺杆挤出机各段温度分别为：190、220、230、240、250、260、255、250、245℃，模头温度为240℃，主机转速230r/min；
(7)将步骤(6)充分混合后得到的熔体物料经熔体泵，输送到纺丝设备，纺丝工艺条件为：纺丝温度280℃，纺丝速度1100m/min，喷丝板孔数1800，吹风温度25℃，定型温度155℃，最终经缠绕设备收集制出再生高阻燃涤纶纤维。
实施例3：
一种利用废旧涤纶纺织物制备高阻燃纤维的方法，由：废旧涤纶纺织物88.6份、阻燃母粒(ADP:MCA＝2:5)5份、ADR4370S扩链剂8份、OB-1增白剂0.1份、复配抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168＝2:1)0.3份组成。
(1)将88.6份边长小于10mm的废旧纺织物碎片置于鼓风干燥系统中，在115℃下干燥10h，控制含水量在0.1％以下，待用；
(2)将5份阻燃母粒在100℃～110℃下干燥8h，待用；
(3)将5份ADR4370S扩链剂、0.1份OB-1增白剂和0.3份复配抗氧剂配料在80℃下干燥120min，待用；
(4)将烘干去除水分的88.6份纺织物碎片和干燥后的5份ADR4370S扩链剂放入高速混合机混合搅拌，保持转速2000rpm，高速搅拌10min；再依次加入0.1份OB-1增白剂和0.3份复配抗氧剂，继续高混10min，混合均匀后出料；
(5)将步骤(4)所得的共混物料喂入高温高压反应器，得到初生反应熔体，其中，反应器温度为260℃～285℃，压力为10MPa，再经过滤器过滤后得较纯净熔体，此时熔体特性粘度为0.63dL/g～0.76dL/g；
(6)将纯净熔体注入熔体管道混合器，同时将干燥后的5份阻燃母粒经同向双螺杆挤出设备喂入熔体管道混合器，与熔体进行充分混合，其中，双螺杆挤出机各段温度分别为：190、220、230、240、250、260、255、250、245℃，模头温度为240℃，主机转速230r/min；
(7)将步骤(6)充分混合后得到的熔体物料经熔体泵，输送到纺丝设备，纺丝工艺条件为：纺丝温度280℃，纺丝速度1100m/min，喷丝板孔数1800，吹风温度25℃，定型温度155℃，最终经缠绕设备收集制出再生高阻燃涤纶纤维。
对比例1：
一种利用废旧涤纶纺织物制备高阻燃纤维的方法，由：废旧涤纶纺织物84份、阻燃母粒(ADP:MCA＝2:7)10份、ADR4370S扩链剂5份、OB-1增白剂0.2份、复配抗氧剂(抗氧剂1010：抗氧剂168＝3:1)0.8份组成。
(1)将84份边长小于10mm的废旧纺织物碎片置于鼓风干燥系统中，在120℃下干燥10h，控制含水量在0.1％以下，待用；
(2)将10份阻燃母粒在100℃～110℃下干燥8h，待用；
(3)将5份ADR4370S扩链剂、0.2份OB-1增白剂和0.8份复配抗氧剂配料在80℃下干燥120min，待用；
(4)将烘干去除水分的84份纺织物碎片和干燥后的5份ADR4370S扩链剂放入高速混合机混合搅拌，保持转速2000rpm，高速搅拌10min；再依次加入0.2份OB-1增白剂和0.8份复配抗氧剂，继续高混10min，混合均匀后出料；
(5)将步骤(4)所得的共混物料喂入高温高压反应器，得到初生反应熔体，其中，反应器温度为260℃～285℃，压力为10MPa，再经过滤器过滤后得较纯净熔体，此时熔体特性粘度为0.63dL/g～0.76dL/g；
(6)将纯净熔体注入熔体管道混合器，同时将干燥后的10份阻燃母粒经同向双螺杆挤出设备喂入熔体管道混合器，与熔体进行充分混合，其中，双螺杆挤出机各段温度分别为：190、220、230、240、250、260、255、250、245℃，模头温度为240℃，主机转速230r/min；
(7)将步骤(6)充分混合后得到的熔体物料经熔体泵，输送到纺丝设备，纺丝工艺条件为：纺丝温度280℃，纺丝速度1100m/min，喷丝板孔数1800，吹风温度25℃，定型温度155℃，最终经缠绕设备收集制出再生高阻燃涤纶纤维。
上述几种实施例和对比例的最终性能比对结果如表1所示：
表1：高阻燃再生涤纶纤维主要性能表。
项目 断裂强度 断裂伸长率 LOI 熔点
实施例1 6.5CN/dtex 25％ 26 254℃
实施例2 6.8CN/dtex 28％ 28 261℃
实施例3 6.9CN/dtex 26％ 27 257℃
对比例1 6.7CN/dtex 29％ 29 259℃
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，其特征在于，包括以下按重量份的组分：废旧涤纶纺织物80～90份、扩链剂5～8份、增白剂0.1～0.2份、阻燃母粒5～15份、抗氧剂0.3～0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，其特征在于，所述废旧涤纶纺织物为回收的杂色涤纶纺织物。
3.根据权利要求2所述的一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，其特征在于，所述扩链剂为环氧扩链剂ADR4370S。
4.根据权利要求1所述的一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，其特征在于，所述增白剂为化纤专用增白剂OB-1。
5.根据权利要求1所述的一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，其特征在于，所述阻燃母粒为聚对苯二甲酸乙二醇酯、二乙基次膦酸铝和三聚氰胺氰尿酸盐按照不同质量配比经同向双螺杆挤出制备的高性能阻燃母粒。
6.根据权利要求1所述的一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168中的一种或两种混合物。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种利用废旧涤纶纺织物制备的高阻燃纤维的制备方法，其特征在于，包括以下的步骤：
将废旧涤纶纺织物经分拣、清洗、破碎后得边长小于10 mm的纺织物碎片置于鼓风干燥系统中，在110℃～120℃下干燥8～10 h，控制含水量在0.1％以下，待用；
将阻燃母粒在100℃～110℃下干燥8～9 h，待用；
将扩链剂、增白剂和抗氧剂配料在80℃～85℃下干燥60～120 min，待用；
将步骤（1）烘干去除水分的纺织物碎片和步骤（3）干燥后的扩链剂放入高速混合机混合搅拌，保持转速2000 rpm，高速搅拌10 min；再依次加入增白剂和抗氧剂，继续高混10min，混合均匀后出料获得共混物料；
将共混物料喂入高温高压反应器，得到初生反应熔体，其中，反应器温度为260℃～285℃，压力为10 MPa，再经过滤器过滤后得较纯净熔体，此时熔体特性粘度为0 .63 dL/g～0.76 dL/g；
将纯净熔体注入熔体管道混合器，同时将干燥后的5～15份阻燃母粒经同向双螺杆挤出设备喂入熔体管道混合器，与熔体进行充分混合，其中，双螺杆挤出机各段温度分别为：190、220、230、240、250、260、255、250、245℃，模头温度为240℃，主机转速230 r/min；
将步骤（6）充分混合后得到的熔体物料经熔体泵，输送到纺丝设备，纺丝工艺条件为：纺丝温度280℃，纺丝速度1100 m/min，喷丝板孔数1800，吹风温度25℃，定型温度155℃，最终经缠绕设备收集制出再生高阻燃涤纶纤维。
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