一种利用废旧涤纶布料制备再生涤纶切片的方法及再生涤纶切片与流程

本发明涉及再生聚酯，具体涉及一种利用废旧涤纶布料制备再生涤纶切片的方法及再生涤纶切片。

背景技术：

1、涤纶纤维具有多种优异性能，是纺织品的主要原料之一，广泛用于制作各种服饰；然而，随着涤纶纺织品行业的迅速发展，废旧涤纶布料的产生量逐年递增；目前，废旧涤纶布料的回收方法包括填埋法，能源回收法、物理回收法及化学回收法。利用填埋法处理废旧涤纶布料占用大量土地空间，且涤纶纤维在自然环境中很难被降解；能源回收法通过将回收废旧涤纶布料进行焚烧，虽然能产生热能，但焚烧过程中会生成有害气体；物理回收法是指通过物理手段将废旧涤纶布料再加工成二次原材料或产品的过程，但物理回收法对回收废旧涤纶布料的成分和纯度要求较高，不适用于大多数成分混杂的有色废旧涤纶布料的回收。化学回收法是指通过各类化学反应使涤纶纤维的高分子解聚成单体，再经过分离提纯、再聚合形成再生聚酯材料，具有回收率高，产品纯度高的特点，实现了废旧涤纶布料的循环利用。

2、现有技术如中国专利申请cn116284710a公开了一种废旧聚酯涤纶纤维化学循环利用制备聚酯切片的方法，通过将废旧聚酯涤纶纤维预处理得到聚酯回收料，将其解聚后冷却结晶，固液分离得到聚酯单体bhet颗粒，再将其经过升华凝华，去除聚酯单体bhet中的重金属离子，色素和杂质，有利于提高再生聚酯切片的品质和性能。但其制备的再生聚酯切片阻燃性仍未得到改善，限制了材料的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用废旧涤纶布料制备再生涤纶切片的方法及再生涤纶切片，该再生涤纶切片具有优异的阻燃性，可制备阻燃性好的涤纶纤维制品。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种利用废旧涤纶布料制备再生涤纶切片的方法，包括以下步骤：

3、步骤一、将废旧涤纶布料与氢氧化钠水溶液混合清洗，洗净后取出，干燥，得到预处理后的废旧涤纶布料；将预处理后的废旧涤纶布料、乙二醇、碳酸钾混合，反应，反应结束后，过滤，取滤液，冷却结晶，抽滤，取滤饼，得到再生对苯二甲酸乙二醇酯粗产物；将再生对苯二甲酸乙二醇酯粗产物与水混合溶解，加入酸化活性炭，脱色，脱色完毕后，抽滤，取滤液，冷却结晶，过滤，取滤饼，干燥，得到再生对苯二甲酸乙二醇酯；其中，酸化活性炭包括以下步骤制备而成：将活性炭与硝酸水溶液混合，反应，反应结束后，过滤，取滤饼，洗涤，干燥，得到酸化活性炭；

4、步骤二、将阻燃型单体、再生对苯二甲酸乙二醇酯、乙二醇锑混合，预缩聚反应，反应结束后，终缩聚反应，反应结束后，得到阻燃型聚对苯二甲酸乙二醇酯；其中，阻燃型单体包括以下步骤制备而成：步骤（1）、将苯甲醛与乙醇混合，加入5-氨基-间苯二甲酸二甲酯，反应，反应结束后，冷却至室温，过滤，取滤饼，重结晶，干燥，得到反应产物；将反应产物、1,4-丁二醇、钛酸四丙酯混合，反应，反应结束后，得到共聚单体；步骤（2）、将共聚单体、dopo（9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物）、甲醇混合，反应，反应结束后，抽滤，取滤饼，洗涤，干燥，得到阻燃型单体；

5、步骤三、将阻燃型聚对苯二甲酸乙二醇酯与阻燃剂熔融共混，熔融挤出，冷却切粒，得到再生涤纶切片；其中，阻燃剂包括以下步骤制备而成：步骤（1）、将γ-氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氢氧化镁、乙醇、水混合，超声分散，反应，反应结束后，过滤，取滤饼，洗涤，干燥，得到氨基化氢氧化镁；步骤（2）、将六氯环三磷腈与四氢呋喃混合溶解，加入苯酚和无水碳酸钾，反应，反应结束后，加入对羟基苯甲醛，继续反应，反应结束后，纯化，干燥，得到醛基化环三磷腈；步骤（3）、将醛基化环三磷腈、氨基化氢氧化镁、乙醇混合，反应，反应结束后，过滤，取滤饼，洗涤，干燥，得到阻燃剂。

6、优选地，所述步骤一中：废旧涤纶布料与氢氧化钠水溶液的固液比为1:(40-50)，氢氧化钠水溶液为1g/l的氢氧化钠水溶液；预处理后的废旧涤纶布料、乙二醇、碳酸钾的质量比为10:(60-70):(0.2-0.25)；反应条件为：在氮气氛围中、转速100-200r/min、230-240℃温度下反应5-6h。

7、优选地，所述步骤一中：再生对苯二甲酸乙二醇酯粗产物、酸化活性炭、水的质量比为10:(10-12):(30-40)；脱色条件为：在90-95℃温度下脱色2-3h。

8、优选地，所述步骤一酸化活性炭的制备中：活性炭与硝酸水溶液的质量比为1:(10-15)，硝酸水溶液为10mol/l的硝酸水溶液；反应条件为：在30-40℃温度下反应2-3h。

9、优选地，所述步骤二中：阻燃型单体、再生对苯二甲酸乙二醇酯、乙二醇锑的质量比为(10-12):(88-90):0.4；预缩聚反应条件为：在真空度10-11kpa、230-245℃温度下预缩聚反应0.8-1h；终缩聚反应条件为：在真空度40-50pa、270-280℃温度下终缩聚反应0.8-1h。

10、优选地，所述步骤二阻燃型单体的制备中，步骤（1）中：苯甲醛、乙醇、5-氨基-间苯二甲酸二甲酯的质量比为(6-6.3):(25-35):(12-12.5)；制备反应产物时，反应条件为：在氮气氛围中、75-85℃温度下反应6-8h；反应产物、1,4-丁二醇、钛酸四丙酯的质量比为530:(180-190):(3-4)；制备共聚单体时，反应条件为：在氮气氛围中、180-200℃温度下反应至甲醇馏出量为理论量的90-95％。

11、优选地，重结晶操作中所用溶剂包括乙醇。

12、优选地，所述步骤二阻燃型单体的制备中，步骤（2）中：共聚单体、dopo、甲醇的质量比为30:(23-25):(65-75)；反应条件为：在氮气氛围中、65-70℃温度下回流反应7-8h。

13、优选地，所述步骤三中：阻燃型聚对苯二甲酸乙二醇酯与阻燃剂的质量比为100:(3-5)；熔融共混条件为：在230-240℃温度下熔融共混；熔融挤出条件为：通过双螺杆挤出机在转速180-200r/min、250-255℃温度下熔融挤出。

14、优选地，所述步骤三阻燃剂的制备中，步骤（1）中：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、纳米氢氧化镁、乙醇、水的质量比为(0.5-0.8):4:(30-35):(1-2)；反应条件为：在85-95℃温度下反应12-16h。

15、优选地，所述步骤三阻燃剂的制备中，步骤（2）中：六氯环三磷腈、四氢呋喃、苯酚、无水碳酸钾、对羟基苯甲醛的质量比为1:(20-30):(2-3):(8-10):(3-4)；反应条件为：在55-60℃温度下反应24-26h；继续反应条件为：在55-60℃温度下继续反应12-16h。

16、优选地，纯化操作包括：在反应结束后得到反应产物中加入反应产物质量2-3倍的去离子水沉淀，过滤，取滤饼，加入滤饼质量5-8倍的乙酸乙酯溶解，重复一次沉淀过滤的操作。

17、优选地，所述步骤三阻燃剂的制备中，步骤（3）中：醛基化环三磷腈、氨基化氢氧化镁、乙醇的质量比为1:(3-4):(250-300)；反应条件为：在75-85℃温度下反应8-10h。

18、优选地，一种采用如上所述的利用废旧涤纶布料制备再生涤纶切片的方法制备得到的再生涤纶切片。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将废旧涤纶布料预处理后，通过乙二醇醇解法醇解，再经过酸化活性炭脱色，得到再生对苯二甲酸乙二醇酯；在再生对苯二甲酸乙二醇酯中添加阻燃型单体，在催化剂作用下发生缩聚反应，得到的阻燃型再生聚对苯二甲酸乙二醇酯与阻燃剂熔融共混，挤出切粒，制得的再生涤纶切片具有优异的阻燃性，可以制备阻燃性好的涤纶纤维制品。

20、乙二醇醇解法是涤纶化学回收的重要工艺之一，解聚剂为乙二醇，产物主要是对苯二甲酸乙二醇酯（bhet），乙二醇醇解法的反应条件温和，乙二醇不易挥发并且易于回收，产物对苯二甲酸乙二醇酯可以作为缩聚单体直接用于聚酯生产；本发明将废旧涤纶布料经过碱液预处理除去表面杂质后，通过乙二醇醇解法进行醇解，得到再生对苯二甲酸乙二醇酯粗产物；由于在醇解时，废旧涤纶布料中含有的染料会残留在再生对苯二甲酸乙二醇酯粗产品晶体中，所以本发明采用酸化活性炭进行脱色处理，实现对再生对苯二甲酸乙二醇酯粗产品的有效脱色；其中，酸化活性炭是由活性炭经过硝酸水溶液酸化后制得的，活性炭经过酸化后引入了羧基等大量含氧基团，使染料与酸化活性炭之间具有更好的结合力，所以酸化活性炭可以更有效的对再生对苯二甲酸乙二醇酯粗产品进行脱色；本发明将5-氨基-间苯二甲酸二甲酯与苯甲醛混合，通过氨基与醛基发生席夫碱反应，生成席夫碱动态共价键，得到的反应产物再与1,4-丁二醇发生酯交换反应，生成双端羟乙酯基团的共聚单体，通过dopo与共聚单体中的侧基席夫碱键发生膦氢化反应，得到含有dopo阻燃基团和双端羟乙酯基团的阻燃型单体；将脱色处理后得到的再生对苯二甲酸乙二醇酯作为缩聚单体，与阻燃型单体在催化剂条件下发生缩聚反应，使阻燃型单体共聚在聚对苯二甲酸乙二醇酯主链中，提高了聚对苯二甲酸乙二醇酯的阻燃性，并且由于dopo阻燃基团接枝在聚合物侧链，在燃烧过程中即使含磷基团dopo发生分解，也不会影响到聚合物主链结构的完整性，使聚合物的抗熔滴性能得到提升，同时阻燃型单体中苯环结构也可以进一步提高阻燃型再生聚对苯二甲酸乙二醇酯的热氧化性能和热稳定性能；本发明将六氯环三磷腈与苯酚和对羟基苯甲醛反应，得到接枝苯环和醛基的醛基化环三磷腈，通过醛基化环三磷腈的醛基与经过氨基硅烷偶联剂表面改性的氨基化氢氧化镁发生席夫碱反应，使有机阻燃基团环三磷腈与氢氧化镁通过席夫碱键相连，不仅可以改善纳米氢氧化镁在聚合物基体中分散性，使其不易团聚，还可以改善有机阻燃基团环三磷腈的稳定性，得到的阻燃剂热稳定性与阻燃性更佳；将阻燃型再生聚对苯二甲酸乙二醇酯与阻燃剂熔融共混，挤出切粒，制得再生涤纶切片；其中，阻燃剂表面未反应完全的氨基与阻燃型再生聚对苯二甲酸乙二醇酯分子链在熔融态下的末端羧基发生酰胺化反应，将阻燃剂接枝到阻燃型再生聚对苯二甲酸乙二醇酯的链段上，使阻燃剂具有更好的分散性和相容性，进一步提高了再生涤纶切片的阻燃性能。