本发明属于织物回收利用,具体涉及一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法。
背景技术:
1、氨纶是一种高弹性特种化学纤维,具有断裂强度高、断裂伸长高和弹性回复好等诸多优点,被广泛应用于高档内衣、休闲运动服、袜子及医用绷带等领域。当前我国已成为世界上最大的氨纶生产和消费国,随之而来的就是产生大量含氨纶废旧纺织品,尤其是涤纶-氨纶废旧织物,对于这类废旧织物的回收再利用一直是难题,普遍是回收织物中的涤纶材料,而对于织物中氨纶的回收再利用难度较大。
2、当前,基本都是针对消费前的氨纶废丝或废液进行回收再利用:专利cn113699618a公开了利用氨纶废丝制备高回弹氨纶的方法,具体包括氨纶废丝低温粉碎、表面清洗、醇解剂解聚、纺丝原液制备、干法纺丝等步骤。专利cn102965758a同样公开了一种利用氨纶废丝制备高回弹氨纶的方法,包括以下工艺过程:首先,在一定的温度条件下,将有机溶剂与氨纶废丝交替地、分批投入到废丝溶解罐中,开启溶解罐上的搅拌装置,对废丝进行搅拌溶解;然后,再加入三胺类交联剂,经搅拌混合、储存熟化,得到纺丝原液;最后,借助干法纺丝系统将原液纺丝成型,便得到具有高回弹性能的氨纶产品。cn104073904a公开了一种利用氨纶废丝制备卫生材料用粗旦氨纶纤维的方法,其步骤也是包括:(1)、预处理;(2)、预聚合;(3)、聚合;(4)、纺丝,其中预处理分别采用助溶剂、脱硅油助剂和催化剂进行处理。
3、虽然,上述这些专利都报道了对氨纶废丝进行回收再利用,但都是针对消费前的氨纶废丝,消费前的废丝为纯氨纶废丝,无需特殊手段进行分离处理,而且氨纶未经过织造和染色等后处理,回收过程相对简单。但是回收废旧织物中的氨纶难度更大:一是涤氨织物中氨纶的含量相对较少,如何高效的将其中的氨纶组分分离出来;二是消费后的涤氨织物在制成成品的过程中,经过多道工序进行加工处理,比如高温染色处理等,氨纶丝的性能相较于消费前的氨纶丝已经明显降低;三是消费后的涤氨织物在制成成品后,成品颜色多样,要对成品进行脱色几乎不现实。当前还未见相关技术对消费后的氨纶织物进行回收再利用的报道。
技术实现思路
1、技术问题:本发明的目的在于解决目前现有技术的不足,提供了一种织物回收制备再生黑氨纶的方法,采用该方法可以对不同颜色、不同品种的涤纶-氨纶废旧织物进行无差别的回收再利用,制备的再生黑氨纶与常规非再生氨纶产品相比,性能基本保持一致,具有显著的经济效益和环保意义。
2、技术方案:本发明的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法包括如下步骤:
3、步骤1:将粉碎处理的涤氨织物通过在碱溶液中进行碱解处理,分解织物中涤纶组分后,分离得到氨纶组分;
4、步骤2:采用有机溶剂溶解从织物中回收得到的氨纶组分,得到回收原液,将包括回收原液与聚氨酯预聚体充分混合后,添加混合胺进行反应,得到再生原液;
5、步骤3:将再生原液中添加黑颜料混合并进行熟化,以包括所述的熟化再生原液为原料通过干法纺丝技术得到再生黑氨纶。
6、步骤1中,所述的碱溶液包括氢氧化钾和/或氢氧化钠的水溶液,溶质的质量浓度在18%~25%之间,基于碱溶液的总质量来计算;所述的碱解处理温度为70℃~95℃。
7、步骤2中,所述的聚氨酯预聚体通过包括聚醚多元醇和多异氰酸酯反应得到。
8、所述的预聚体的nco端基质量含量在2.50%~2.90%之间,所述的聚醚多元醇包括聚四亚甲基醚多元醇,数均分子量为1500~2500g/mol;所述的多异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯。
9、步骤2中,所述的混合胺包括一元胺和二元胺,所述的一元胺包括二乙胺、二丙胺、正己胺中的一种以上;所述的二元胺包括链状二元胺和环状二元胺;所述的二元胺和一元胺的摩尔比为8:1~20:1。
10、优选的,所述的链状二元胺包括乙二胺,丙二胺,2-甲基-1,5-戊二胺中的一种以上,所述的环状二元胺包括环己烷二胺,二氨基甲基环己烷,3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷中的一种以上;
11、所述的链状二元胺与环状二元胺的摩尔比为2:1~12:1。
12、进一步优选的,所述的混合胺还包括多元胺,所述的多元胺包括三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种。
13、所述的二元胺与多元胺的摩尔比为300:1~500:1。
14、所述的黑颜料包括炭黑,所述的黑颜料的添加量基于得到再生黑氨纶的质量来计算为1%~2.5%;
15、优选的,所述的炭黑通过炭黑和有机溶剂形成浆料的形式添加,浆料中炭黑的质量浓度在20%~35%之间,基于浆料的总质量来计算;炭黑粒径d90在1~10um之间;
16、所述的有机溶剂为n,n-二甲基乙酰胺dmac或n,n-二甲基甲酰胺dmf。
17、所述的回收原液中氨纶组分与聚氨酯预聚体的质量比为1.5:1~1:2;
18、所述的再生原液中溶质的质量占比为30~40%,所述的熟化后再生原液粘度为3500~5000泊(40℃)。
19、有益效果:本发明的织物回收制备再生黑氨纶的方法,首先通过碱处理回收得到织物中的氨纶组分,基本可100%回收织物中的氨纶组分,回收氨纶组分溶解后与常规聚氨酯预聚体进行混合后,采用特定的混合胺再进行二次扩链反应,可提高回收后氨纶产品的模量及回弹性,保持回收后制备的再生氨纶性能与常规产品一致,通过添加黑颜料将回收的产品做成黑色氨纶,可对染色后不同颜色的织物进行无差别回收,避免采用脱色剂处理回收氨纶造成再生氨纶性能劣化的问题。
1.一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,该方法包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的碱溶液包括氢氧化钾和/或氢氧化钠的水溶液,其中溶质的质量浓度在18%~25%之间,基于碱溶液的总质量来计算;所述的碱解处理温度为70℃~95℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的聚氨酯预聚体通过包括聚醚多元醇和多异氰酸酯反应得到。
4.根据权利要求3所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述聚氨酯预聚体的nco端基质量含量在2.50%~2.90%之间,所述的聚醚多元醇包括聚四亚甲基醚多元醇,数均分子量为1500~2500g/mol;所述的多异氰酸酯包括二苯甲烷二异氰酸酯。
5.根据权利要求1所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的混合胺包括一元胺和二元胺,所述的一元胺包括二乙胺、二丙胺、正己胺中的一种以上;所述的二元胺包括链状二元胺和环状二元胺;所述的二元胺和一元胺的摩尔比为8:1~20:1。
6.根据权利要求5所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的链状二元胺包括乙二胺,丙二胺,2-甲基-1,5-戊二胺中的一种以上,所述的环状二元胺包括环己烷二胺,二氨基甲基环己烷,3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷中的一种以上;所述的链状二元胺与环状二元胺的摩尔比为2:1~12:1。
7.根据权利要求6所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的混合胺还包括多元胺,所述的多元胺包括三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一种。
8.根据权利要求7所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的二元胺与多元胺的摩尔比为300:1~500:1。
9.根据权利要求1所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的黑颜料包括炭黑,所述的黑颜料的添加量基于得到再生黑氨纶的质量来计算为1%~2.5%;
10.根据权利要求1所述的一种利用消费后涤氨织物回收制备再生黑氨纶的方法,其特征在于,所述的回收原液中氨纶组分与聚氨酯预聚体的质量比为1.5:1~1:2;