一種含微孔的廢聚酯顆粒及其制備方法和應用技術

本申請涉及聚酯再生回收利用領域，尤其涉及一種含微孔的廢聚酯顆粒及其制備方法和應用。一種含微孔的廢聚酯顆粒，該廢聚酯顆粒平均泡孔直徑為30?200μm，相對密度0.3?0.7。該廢聚酯顆粒含有大量的微孔結構，具有較高的堆積密度，增大溶劑與固體顆粒的接觸面，提高解聚效率。

A kind of waste polyester particles with micropores and its preparation and Application

【技術實現步驟摘要】
一種含微孔的廢聚酯顆粒及其制備方法和應用
本申請涉及廢聚酯再生回收利用領域，尤其涉及一種含微孔的廢聚酯顆粒及其制備方法和應用。
技術介紹
聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）是由對苯二甲酸或對苯二甲酸二甲酯與乙二醇聚合而成。由于具有良好的物理化學穩定性、可加工性等，廣泛應用于紡織服裝、裝飾、食品包裝等領域。但是由于PET在自然條件下具有極強的化學惰性，難以被生物降解，大量的廢棄聚酯給環境造成巨大的壓力，因此，對廢舊聚酯制品進行回收，實現資源的有效循環利用，減少環境污染，成為聚酯工業的重要課題。目前對聚酯廢料回收利用主要有物理法和化學法。物理法主要是將廢聚酯及其制品經過切斷、粉碎、混合、造粒等過程制成再生切片后重新加以利用，但因再生切片的質量波動較大，對纖維的制備和品質會帶來較大的影響?；瘜W法主要是通過化學處理的方法，如水解法、甲醇醇解法、乙二醇醇解法等，將廢聚酯解聚成生產聚酯的原料或中間體，并通過提純、除雜等工序得到高品質的原料單體。目前解聚前的物料預處理主要有：將廢絲、廢舊紡織扯斷或剪碎投入解聚釜，如公開號CN105690600A公開的“廢舊纖維及制品的預處理系統”所述方法。但因廢料的堆積密度小，不容易被溶劑浸潤，造成液固比增大，使能耗和物料消耗增加。另外是將廢絲、廢舊紡織通過摩擦造粒方法制成泡料，再投入解聚釜解聚，如公開號CN105803585A公開的“含滌廢舊紡織品回收利用工藝”所述方法。但因泡料顆粒較大，造成解聚速率明顯下降。另外，寧波大發化纖有限公司申請的中國專利技術專利（如公開號：CN106283227A、CN106283226A、CN106279757A等）公開了一種以廢聚酯紡織品為原料制備高品質熔體的方法，該方法在原料加入原料質量1~8%醇進入螺桿擠出機共混熔融擠出，螺桿擠出機出來的熔體的熔融粘度為0.40~0.50dl/g，然后物料進入調質調粘裝置，調質調粘裝置出來的熔體的熔融粘度為0.620dl/g～0.685dl/g。這些申請中通過添加適量的乙二醇在提高熔體粘度的同時還有效解決了過濾器周期短、真空系統維護量大的問題，在降低生產成本的同時還能提高產品的附加值。這些專利中依然沒有解決泡料顆粒較大，造成解聚速率明顯下降的技術問題。
技術實現思路
如何克服廢聚酯解聚過程中存在的上述問題，實現既能提高廢料的堆積密度，又能增大溶劑與固體顆粒的接觸面，提高解聚效率是本申請的重點。為此，本申請的第一個目的是提供一種含微孔的廢聚酯顆粒，該廢聚酯顆粒含有大量的微孔結構，具有較高的堆積密度，增大溶劑與固體顆粒的接觸面，提高解聚效率。為了實現上述的第一個目的，本申請采用了以下的技術方案：一種含微孔的廢聚酯顆粒，該廢聚酯顆粒平均泡孔直徑為30-200μm，相對密度0.3-0.7。作為優選，該廢聚酯顆粒平均泡孔直徑為50-100μm，相對密度0.35-0.68。作為優選，本申請的再生聚酯選自回收的聚酯瓶片、聚酯漿塊、聚酯纖維制品和聚酯廢絲中的一種或多種。另外，本申請還提供上述的廢聚酯顆粒的制備方法，該方法包括以下步驟：1）回收的廢聚酯按顏色、質量、形態進行分類；2）在雙螺桿擠出機中進行熔融造粒，在造粒過程中添加化學發泡劑，冷卻后在廢聚酯顆粒表面及內部形成微型孔洞。作為進一步改進，所述的步驟2）先通過熱摩擦成型工藝進行致密化處理制成泡料；優選，熱摩擦成型工藝溫度150～260℃，壓力0.1～10MPa，時間5～15min。作為進一步改進，所述的步驟2）發泡劑種類為發泡劑AC、發泡劑DPT、發泡劑ABIN、發泡劑OBSH、發泡劑NTA中的一種或多種組合。作為進一步改進，所述的步驟2）所述的雙螺桿擠出機分為七個區域，各區域溫度為220-320℃，雙螺桿擠出機喂料百分比為15%-45%，螺桿轉速40-80rpm，壓力2-10Mpa。作為進一步改進，所述的步驟2）所述的發泡劑可由再生聚酯料一同添加混入，也可在螺桿第四加熱區混入；發泡劑與廢聚酯料比例為1:100-500。作為進一步改進，所述的步驟2）雙螺桿擠出機在模頭前添加一個100-200目的過濾裝置，除去再生聚酯熔體中的難熔大顆粒雜質。另外，本申請還提供上述的廢聚酯顆粒的用于再生聚酯解聚制備對苯二甲酸、乙二醇、對苯二甲酸乙二醇酯和對苯二甲酸二甲酯或齊聚物。本申請由于采用了上述的技術方案，具有以下的特點：1）所述的廢聚酯顆粒含有大量的微孔結構，具有較高的堆積密度，與乙二醇的接觸面增大，從而加速解聚反應速率，提高解聚產物的得率，減少能耗及生產成本；2）含微孔的廢聚酯粒料所具有的高比表面積，有利于殘余發泡劑和所含氨綸、錦綸等的溶出；3）可以實現對解聚液進行不同工藝段的梯度鏈解，能進一步減少解聚產物中的雜質含量。附圖說明圖1為實施例1制備得到的含微孔的廢聚酯粒的微孔效果圖。具體實施方式實施例1將回收分類好的聚酯（PET）瓶片、聚酯（PET）漿塊清洗干燥后，在雙螺桿擠出機進行熔融造粒。雙螺桿擠出機各區加熱溫度分別為250℃、260℃、270℃、280℃、275℃、275℃、270℃，螺桿喂料百分比為15%，轉速為50rpm，壓力為3Mpa，微孔形成物選擇添加發泡劑AC，發泡劑與廢聚酯質量比為1:200，通入位置為螺桿第四加熱區，造粒結束通過冷卻水槽后微孔成型穩定。經上述微孔廢聚酯造粒步驟制備的含微孔的廢聚酯粒的平均泡孔直徑為85μm，相對密度0.35。平均泡孔直徑測試，采用光學顯微鏡連續測量100個平均泡孔直徑的平均值作為泡孔的直徑。微孔廢聚酯相對密度測試方法參照GB1033-86塑料密度和相對密度試驗方法。將含微孔的廢聚酯（PET）粒料投入到含N-N二甲基甲酰胺、甲酸比例1:1溶解劑中，升溫至120℃，充分浸漬保持20min后進行固液分離，將此含微孔的廢聚酯（PET）粒料進入純凈水清洗池進行漂洗，最后在150℃下干燥，制得待醇解的含微孔廢聚酯粒料。將制備好的含微孔的廢聚酯（重復單元）粒料與乙二醇按摩爾百分比1:3的比例投入至解聚反應釜，在196℃、0.2MPa和0.2%w的醋酸鋅催化作用下進行1.5小時的解聚反應，制備出含對苯二甲酸乙二醇酯的解聚物。制備的解聚液通過100目的過濾裝置，初步過濾出解聚液中的雜質和不熔物。得到高純度的解聚液。經上述解聚除雜步驟后的解聚液中，錦綸含量小于0.03%，氨綸含量小于0.05%，PET的醇解率為99.2%。將除雜后的解聚液和穩定劑一同投入至預縮聚釜中，在負壓條件下開始兩次低真空預縮聚反應。第一預縮聚由常壓平穩抽至絕對壓強24Kpa左右，溫度控制在270℃，反應時間為30min；在第一預縮聚完成后用規格為150目的濾網進行過濾；濾液進行第二預縮聚反應，使反應壓力降至絕對壓強4Kpa，反應溫度控制在275℃，反應時間為30min；然后繼續抽真空，進行高真空階段的縮聚反應，使反應壓強降至絕對壓強0.2Kpa，反應溫度控制在28本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種含微孔的廢聚酯顆粒，其特征在于，該廢聚酯顆粒的平均泡孔直徑為30-200μm，相對密度0.3-0.7。/n

【技術特征摘要】
1.一種含微孔的廢聚酯顆粒，其特征在于，該廢聚酯顆粒的平均泡孔直徑為30-200μm，相對密度0.3-0.7。


2.根據權利要求1所述的一種含微孔的廢聚酯顆粒，其特征在于，該廢聚酯顆粒平均泡孔直徑為50-100μm，相對密度0.35-0.68。


3.根據權利要求1所述的一種含微孔的廢聚酯顆粒，其特征在于，再生聚酯選自回收的聚酯瓶片、聚酯漿塊、聚酯纖維制品和聚酯廢絲中的一種或多種。


4.權利要求1所述的廢聚酯顆粒的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：
1）回收的廢聚酯按顏色、質量、形態進行分類；
2）在雙螺桿擠出機中進行熔融造粒，在造粒過程中添加化學發泡劑，冷卻后在廢聚酯顆粒表面及內部形成微型孔洞。


5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟2）先通過熱摩擦成型工藝進行致密化處理制成泡料；優選，熱摩擦成型工藝溫度150～260℃，壓力0.1～10MPa，時間5～15min。

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢軍，杜芳，邢喜全，錢仁飛，王秀華，王勇，
申請(專利權)人：寧波大發化纖有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33