CN114574985B - 一种再生丙纶短纤维的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种再生丙纶短纤维的生产工艺，包括以下步骤：S1：选用不同颜色的废旧PP塑料再生颗粒作为生产丙纶短纤维的原料；S2：分别测定每种颜色的废旧PP塑料再生颗粒的熔指和灰分；S3：混合配料；S4：混合物料加热；S5：将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机；S6：通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经过滤器过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；S7：冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断以及打包工序。本发明通过采用不同颜色的废旧PP塑料的搭配组合，利用优化改进后的生产工艺，生产出不同种类的产品，实现废旧PP塑料回收再利用，降低了生产成本，同时提高了产品附加值。
Description
技术领域
本发明涉及废旧塑料回收利用技术领域，尤其是涉及一种再生丙纶短纤维的生产工艺。
背景技术
丙纶因其原料来源丰富、生产工艺简单、产品价格相对比其他合成纤维低廉，同时还具有强度高、比重小、耐磨损、耐腐蚀等特点，被广泛应用于民用领域和工业领域。
丙纶的品种有长丝、短纤维、鬃丝、膜裂纤维、中空纤维、 异形纤维、各种复合纤维和无纺织布等，主要用途是制作地毯、装饰布、家具布、被絮、保暖填料、汽车内饰、高强土工布、环保生态袋、各种绳索、条带、渔网、吸油毡、建筑增强材料、包装材料和工业用布，如滤布、袋布等，此外在衣着方面应用也日趋广泛，可与多种纤维混纺制成不同类型的混纺织物，经过针织加工后可以制成 衬衣、外衣、运动衣、袜子等。
丙纶产品在民用领域和工业领域应用时，往往需要各种颜色的产品来满足使用需要，但是丙纶在大分子结构上不含有能与染料结合的化学基团，所以染色比较困难。通常采用熔体着色法，将颜料制剂和聚丙烯聚合体在螺杆挤压机中均匀地混和，经过熔纺得到有色纤维色牢度很高，就需要在生产丙纶的过程中，先行进行配色处理。
废旧聚丙烯塑料（PP塑料）通常以填埋或焚烧的方式处理：
填埋的方式是为了使废旧PP塑料自然降解，但是填埋会占用较大空间，塑料自然降解时间会非常漫长，而且降解过程中会析出添加剂污染土壤和地下水等；
焚烧的方式简单有效，但是会产生大量有毒气体造成二次污染；
废旧PP塑料处理技术的发展趋势是回收再利用，近几年兴起了将废旧PP塑料作为再生原料进行丙纶纤维生产，即能解决废旧PP塑料回收处理难的问题，又带来了可观的经济价值，实现了废物利用的良性循环。
目前，丙纶短纤维生产主要采用全新PP树脂进行熔融纺丝，后经过冷却，上油，牵伸，卷曲，热定型，切断，打包等生产工序。而利用废旧PP塑料在现有设备上无法直接进行纺丝，主要存在以下问题：
1、由于废旧PP塑料来源比较广泛，颜色、熔指不同，所含有水分、灰分也不同，直接进行纺丝会出现产品颜色不均匀、熔指波动范围较大和产品品种单一的问题，同时有水分则会出现气泡，导致无法正常纺丝。公告号CN102154718B的一种再生丙纶直纺工艺，实现了废旧PP塑料回收再利用进行丙纶长丝的生产，同时省去了废旧PP塑料投料前的造粒，简化了工艺，通过脱水和抽真空管处理，排除了废旧PP塑料中含有的水分，然后直接投料进行熔融纺丝的连续化生产，但是该生产工艺只能生产单一品种的丙纶长丝—黑色丙纶长丝，无法满足丙纶在应用中对种类和色彩的需求，虽然可以通过增加大量的目标色母粒原料来实现染色需求，但是成本较高，有悖于降低成本的初衷，鉴于该技术方案的原料供应量需大于丙纶长丝产出量，不能精确控制原料供给，多出来的原料又被重新造粒，尤其对于多余部分含有的色母粒来说，相当于经过了一轮回炉，未带来任何价值提升，可能还带来了一定程度的贬值；
2、利用废旧PP塑料在现有设备上直接进行纺丝，会导致现有挤出机单网过滤的滤网堵塞，需要频繁的更换，使用周期短，不能实现连续化生产，主要原因在于：作为再生料的废旧PP塑料里面含有较多灰分，传统挤出机的滤网一般采用的目数为单网250目，导致生产过程中会再生料里面的绝大部分灰分无法通过滤网，使得滤网频繁，而实际上，我们采用再生料进行纺丝时，采用过滤器过滤，取代传统的过滤网，增加过滤面积，达到纺丝效果。
发明内容
本发明的目的就是针对上述缺陷提供一种再生丙纶短纤维的生产工艺，有效提高纤维的断裂强度和可纺性能。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种再生丙纶短纤维的生产工艺，包括如下步骤：
S1：选用不同颜色的废旧PP塑料再生颗粒作为生产丙纶短纤维的原料，一般通过市购的方式选购废旧PP塑料再生颗粒，或者自行造粒，但从节约成本考虑，自行造粒需增添造粒设备、额外投入大量人力物力，而废旧PP塑料再生颗粒属于废物利用原料，本身价值较低，以5年的投入来计算，直接采购废旧PP塑料再生颗粒的成本投入较小；
S2：分别测定每种颜色的废旧PP塑料再生颗粒的熔指和灰分，做好记录，便于生产时配料；
S3：依据产品种类选用不同颜色组合的废旧PP塑料再生颗粒，与相应的色母粒进行混合配料，其中，
产品种类是按照颜色来进行分类，主要分为白色丙纶短纤维、黑色丙纶短纤维、墨绿色丙纶短纤维和棕色丙纶短纤维等；
配料时，每种颜色的产品具有各自的配方，主要是依据各颜色废旧PP塑料再生颗粒的熔指以及灰分，来对每种颜色的产品制定废旧PP塑料再生颗粒的颜色组合以及重量配比；
加入对应颜色色母粒的目的是为了增加颜色的浓度，保证颜色的一致性，因此，对应颜色的色母粒不是主要原料，加入量为0.5%-1%；
S4：将配好的混合物料加入到加热混合装置内，于105-120℃的温度下进行加热搅拌至少30min，加热混合的目的是为了使物料混合均匀，减少熔指波动，并除去水分；
S5：将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道，其中，过滤器配置的滤网目数为180-220目，熔体管道温度为240±10℃，将现有挤出机采用的单层过滤网改造成过滤器，目的是为了滤掉混合物料中的灰分及杂质，即保证了组件不会频繁阻塞影响连续化生产，并且不会影响到产品的品质；
S6：通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经180-220目的过滤网过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；
S7：冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断、打包工序。
优选的是，按照白、灰、绿、蓝、黄、红、黑、杂色的颜色分类选用废旧PP塑料再生颗粒。
优选的是，S4中配好的混合物料内还加入有自制的功能强化助剂，所述功能强化助剂包括质量比为4:（0.5-0.6）:（0.8-1.4）:（2.6-3.5）的对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂；
所述功能强化助剂的制备方法为：将对叔丁基苯基缩水甘油醚和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂混合搅拌并加热至60-70℃，然后依次加入焦磷酸钠和苯甲酸钠直至混合均匀形成浅黄色透明流体，即制得所述功能强化助剂。
优选的是，S3中根据白色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
白色废旧PP塑料 96.9份
增白母粒 1份
功能强化助剂 2-3份。
优选的是，S3根据墨绿色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
绿色废旧PP塑料 62份
蓝色废旧PP塑料 20份
黄色废旧PP塑料 10份
黑色废旧PP塑料 5份
绿色母粒 0.9份
功能强化助剂 3-4份。
优选的是，S3根据棕色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
红色废旧PP塑料 10份
黄色废旧PP塑料 84.3份
灰色废旧PP塑料 3份
棕色母粒 0.6份
功能强化助剂 2-3份。
优选的是，S3根据黑色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
杂色废旧PP塑料 93.9份
黑色废旧PP塑料 3份
功能强化助剂 3-4份。
优选的是，S3中混合配料后的混合物的熔指为20-30g/10min、灰分＜5%。
优选的是，S5中螺杆熔融的螺杆温度为240℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明再生丙纶短纤维的生产工艺，通过采用不同颜色的废旧PP塑料的搭配组合，利用优化改进后的生产工艺，生产出不同种类的产品，实现废旧PP塑料回收再利用，降低了生产成本，同时提高了产品附加值；
2、在进行加热熔融之前，通过增加了加热混合的步骤，除去水分的同时，能够减少熔指波动，使得纺丝颜色均匀，保证产品的一致性；
3、通过将现有挤出机的250目单网过滤改进为180-220目的过滤器过滤，有效解决了利用废旧PP塑料在现有设备上直接进行纺丝出现的滤网堵塞频繁的问题，实现连续化生产。
4、通过自制的功能强化助剂，将对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂复配，加入到混合原料中，能有效提高再生丙纶短纤维的断裂强度和可纺性能。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
图2为实施例4的产品图。
具体实施方式
以下将对发明的优选实例进行详细描述。所举实例是为了更好地对发明内容进行，并不是发明内容仅限于实例。根据发明内容对实施方案的非本质的改进和调整，仍属于发明范畴。
一种再生丙纶短纤维的生产工艺，包括以下步骤：
S1：选用不同颜色的废旧PP塑料再生颗粒作为生产丙纶短纤维的原料；
S2：分别测定每种颜色的废旧PP塑料再生颗粒的熔指和灰分，做好记录；
S3：依据产品种类选用不同颜色组合的废旧PP塑料再生颗粒，与对应颜色的色母粒进行混合配料；
S4：将配好的混合物料加入到加热混合装置内，于105-120℃的温度下进行加热搅拌至少30min；
S5：将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道，其中，过滤器配置的滤网目数为180-220目，熔体管道温度为240±10℃；
S6：通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经180-220目的过滤器过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；
S7：冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断以及打包工序，即制得再生丙纶短纤维。
按照白、灰、绿、蓝、黄、红、黑、杂色的颜色分类选用废旧PP塑料再生颗粒。
S4中配好的混合物料内还加入有自制的功能强化助剂，所述功能强化助剂包括质量比为4:（0.5-0.6）:（0.8-1.4）:（2.6-3.5）的对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂；所述功能强化助剂的制备方法为：将对叔丁基苯基缩水甘油醚和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂混合搅拌并加热至60-70℃，然后依次加入焦磷酸钠和苯甲酸钠直至混合均匀形成浅黄色透明流体，即制得所述功能强化助剂。
<实施例1>
称取白色废旧PP塑料96.9kg
增白母粒 1kg
功能强化助剂 2.5kg，功能强化助剂包括质量比为4:0.5:0.8:2.6的对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂；
然后混合，混合物料的熔指为20～30g/10min，灰分为0.47%；
将上述混合物料加入到加热混合装置内，于105℃的温度下进行加热搅拌30min；
将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道，其中，过滤器配置的滤网目数为180目，滤网过缓周期6h，螺杆熔融的螺杆温度为240℃，熔体管道温度为235℃～240℃；
通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经180目的过滤器过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；
冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断、打包工序；
最终得到白色丙纶短纤维产品。
<实施例2>
称取绿色废旧PP塑料62 kg
蓝色废旧PP塑料20 kg
黄色废旧PP塑料10 kg
黑色废旧PP塑料5 kg
绿色母粒0.9 kg
功能强化助剂3.2 kg，功能强化助剂包括质量比为4:0.6:1.4:3.5的对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂；
然后混合，混合物料的熔指为20～30g/10min，灰分为0.56%；
将上述混合物料加入到加热混合装置内，于120℃的温度下进行加热搅拌35min；
将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道，其中，过滤器配置的滤网目数为190目，滤网过缓周期6h，螺杆熔融的螺杆温度为240℃，熔体管道温度为235℃～240℃；
通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经190目的过滤器过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；
冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断、打包工序；
最终得到墨绿色丙纶短纤维产品。
<实施例3>
称取红色废旧PP塑料10 kg
黄色废旧PP塑料84.3 kg
灰色废旧PP塑料3 kg
棕色母粒0.6 kg
功能强化助剂2.6 kg，功能强化助剂包括质量比为4:0.5: 1.2:3.0的对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂；
然后混合，混合物料的熔指为20～30g/10min，灰分为0.5%；
将上述混合物料加入到加热混合装置内，于115℃的温度下进行加热搅拌40min；
将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道，其中，过滤器配置的滤网目数为200目，滤网过缓周期6h，螺杆熔融的螺杆温度为235℃，熔体管道温度为235℃～240℃；
通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经200目的过滤器过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；
冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断、打包工序；
最终得到棕色丙纶短纤维产品。
<实施例4>
称取杂色废旧PP塑料93.9kg
黑色母粒3 kg
功能强化助剂3 kg，功能强化助剂包括质量比为4:0.6:1.2:3.2的对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂；
然后混合，混合物料的熔指为20～30g/10min，灰分为0.3%；
将上述混合物料加入到加热混合装置内，于115℃的温度下进行加热搅拌40min；
将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道，其中，过滤器配置的滤网目数为220目，滤网过缓周期4h，螺杆熔融的螺杆温度为240℃，熔体管道温度为235℃～240℃；
通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经220目的过滤器过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；
冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断、打包工序；
最终得到黑色丙纶短纤维产品。
<对比例1>
称取白色废旧PP塑料96.9kg
增白母粒 1kg
除不添加功能强化助剂外，其余步骤与实施例1相同，最终得到白色丙纶短纤维产品。
<对比例2>
称取绿色废旧PP塑料62 kg
蓝色废旧PP塑料20 kg
黄色废旧PP塑料10 kg
黑色废旧PP塑料5 kg
绿色母粒0.9 kg
除不添加功能强化助剂外，其余步骤与实施例2相同，最终得到墨绿色丙纶短纤维产品。
<对比例3>
称取红色废旧PP塑料10 kg
黄色废旧PP塑料84.3 kg
灰色废旧PP塑料3 kg
棕色母粒0.6 kg
除不添加功能强化助剂外，其余步骤与实施例3相同，最终得到棕色丙纶短纤维产品。
<对比例4>
称取杂色废旧PP塑料93.9kg
黑色母粒3 kg
除不添加功能强化助剂外，其余步骤与实施例4相同，最终得到黑色丙纶短纤维产品。
<检测实验>
以6DX65MM非织造丙纶产品为例，各实施例和对比例对应的产品检测数据对比，如下表所示：
上述实施案例只为说明本发明的技术方案及特点，其目的在于更好的让熟悉该技术的人士予以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，均在本发明保护范围之内，其中未详细说明的为现有技术。
Claims (7)
1.一种再生丙纶短纤维的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
S1：选用不同颜色的废旧PP塑料再生颗粒作为生产丙纶短纤维的原料；
S2：分别测定每种颜色的废旧PP塑料再生颗粒的熔指和灰分，做好记录；
S3：依据产品种类选用不同颜色组合的废旧PP塑料再生颗粒，与对应颜色的色母粒进行混合配料；
S4：将配好的混合物料加入到加热混合装置内，于105-120℃的温度下进行加热搅拌至少30min；
S5：将加热混合后的物料输送至螺杆挤出机，经过压实塑化、螺杆熔融、过滤器过滤后进入熔体管道，其中，过滤器配置的滤网目数为180-220目，熔体管道温度为240±10℃；
S6：通过计量泵将熔体输送至纺丝组件，经180-220目的过滤器过滤后通过喷丝板孔挤出纺丝并冷却成型；
S7：冷却成型后的丝束依次经过上油、牵伸、卷曲、热定型、切断以及打包工序，即制得再生丙纶短纤维;
S3中混合配料后的混合物的熔指为20-30g/10min、灰分＜5%；
S4中配好的混合物料内还加入有自制的功能强化助剂，所述功能强化助剂包括质量比为4:（0.5-0.6）:（0.8-1.4）:（2.6-3.5）的对叔丁基苯基缩水甘油醚、苯甲酸钠、焦磷酸钠和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂；
所述功能强化助剂的制备方法为：将对叔丁基苯基缩水甘油醚和聚酰胺聚环氧氯丙烷树脂混合搅拌并加热至60-70℃，然后依次加入焦磷酸钠和苯甲酸钠直至混合均匀形成浅黄色透明流体，即制得所述功能强化助剂。
2.根据权利要求1所述的一种再生丙纶短纤维的生产工艺，其特征在于按照白、灰、绿、蓝、黄、红、黑、杂色的颜色分类选用废旧PP塑料再生颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种再生丙纶短纤维的生产工艺，其特征在于S3中根据白色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
白色废旧PP塑料 96.9份
增白母粒 1份
功能强化助剂 2-3份。
4.根据权利要求1所述的一种再生丙纶短纤维的生产工艺，其特征在于S3根据墨绿色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
绿色废旧PP塑料 62份
蓝色废旧PP塑料 20份
黄色废旧PP塑料 10份
黑色废旧PP塑料 5份
绿色母粒 0.9份
功能强化助剂 3-4份。
5.根据权利要求1所述的一种再生丙纶短纤维的生产工艺，其特征在于S3根据棕色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
红色废旧PP塑料 10份
黄色废旧PP塑料 84.3份
灰色废旧PP塑料 3份
棕色母粒 0.6份
功能强化助剂 2-3份。
6.根据权利要求1所述的一种再生丙纶短纤维的生产工艺，其特征在于S3根据黑色再生丙纶短纤产品进行配料，以重量份计：
杂色废旧PP塑料 93.9份
黑色废旧PP塑料 3份
功能强化助剂 3-4份。
7.根据权利要求1所述的一种再生丙纶短纤维的生产工艺，其特征在于S5中螺杆熔融的螺杆温度为240℃。
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