CN101905493A

CN101905493A - 一种功能性尼龙6切片的生产装置

Info

Publication number: CN101905493A
Application number: CN 201010230199
Authority: CN
Inventors: 梁伟东; 宋明; 简锦炽; 陈欣; 谌继宗; 黄健华
Original assignee: GUANGDONG XINHUI MEIDA NYLON CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG XINHUI MEIDA NYLON CO Ltd
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2010-12-08

Abstract

本发明涉及一种功能性尼龙6切片的生产装置，包括聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置，所述聚合塔的底部连接有熔体泵，熔体泵连接一双螺杆挤出机的进料口，双螺杆挤出机将熔体输送至切粒机，所述双螺杆挤出机还设有第二进料口，该第二进料口连接计量输送装置，计量输送装置连接原料配制系统，本装置在生产时能灵活切换品种、生产过程中添加剂的分散性好、质量稳定、生产成本低、生产控制方便。

Description

一种功能性尼龙6切片的生产装置

技术领域

本发明涉及一种尼龙6切片的生产装置，特别适用于功能性尼龙6切片的生产装置。

背景技术

目前很多尼龙6下游产品，包括丝、薄膜及塑料等，都能利用添加功能性成份实现功能化，如抗菌性、抗静电性、远红外发射、抗紫外、着色等，最常见的方法是先制将部分尼龙6树脂制成母粒，在成型时（纺丝、注塑、挤出）时加入混合而成，采用这种方式添加的主要有抗菌剂、远红粉等，还有就是在聚合前添加，典型的添加剂有作为消光剂使用的二氧化钛。某些品种如织物还可以进行表面处理（包括染色）的方式来附加功能性。

母粒法有简单、方便、易更换，易清洁、分散性较好的优点，但在成型添加时特别是纤维生产中需要价格昂贵的精度计量设备，而且聚合物制成母粒，仍需至少再经过一次热过程，会发生部分降解。而且实际操作中，多数母粒生产商基础树脂依靠采购，由于树脂来源不同，状态不同（如聚酰胺含水量不同）造成母粒质量的波动。而且母粒制作过程中，也要求原料具有良好的相容性，一般无机粉体均需要增加相容性的表面处理，特别是纳米级的添加剂，若不进行相应处理，在螺杆中是不能分散到纳米级的。在下游的使用中，若采用母粒，特别是要求较高的纤维生产中，往往需要对常规的生产装置进行改装，加装较为昂贵的计量注射装置。如果采用母粒和切片共混，会有混合不匀，分层等缺点。

目前使用的尼龙6连续聚合装置是由聚合塔，切粒机，萃取塔，干燥塔顺序联接组成，单体、添加剂由均只能由聚合前加入。而聚合添加的方法生产出的功能性切片，添加剂易分散均匀，而且不需要经螺杆再加工，但其局限性较大，此时添加对原料的要求极高，要求此时添加的原料要经受至少270℃左右的高温，水解的环境，还要求对聚合反应不会有和催化副反应的生成。较长的聚合反应时间还要求有反应物是十分稳定的悬浮液，否则将发生团聚和沉降，因此可用的添加剂很少，并且目前的连续生产装置产能巨大，原料和熔体管道众多，若更换品种，需要长时间的过渡清洗，耗费大量原材料，极大增加成本，因此实际生产的产品也仅全消光、半消光、有光切片品种，对品种多样，需求量相对较小的功能性切片来说几乎不可能生产。

中国专利CN200680033892.9 描述了在聚合物的生产中，特别是在PET的生产中，从熔体中分流一部分与添加剂混合，再将这部分混合的熔体回流到上流，以此完成添加剂的添加。CN200610039098.7描述了一种抗菌性聚酯的方法和设备，将经气流粉碎的抗菌剂与一部分聚酯混合，再将混合物与聚合好的熔体混合，其中之前的那一部分聚酯可以是由切片经再熔融，也可以是由聚合的熔体分流一部分而来。而在CN200610146010.1中描述了在连续聚合产生的工程塑料基础树脂，特别指尼龙66，熔体经过双螺杆，同时添加助剂，挤出切粒，得工程塑料。而在尼龙6生产中，从聚合塔排出的熔体中还有10%左右的单体和低聚体，若直接在聚合管出口处添加粉末状添加助剂，高温下易挥发的单体和低聚体将会给添加带来较大的麻烦。且以上专利均是以聚合物熔体与添加剂直接混合，分散性较差，对分散要求要高的领域，如纺丝、拉膜等应用，不易达到要求，因此并不适用于水解开环聚合的尼龙6生产过程。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能灵活切换产品的生产品种、添加剂分散性好、质量稳定、生产成本低、生产控制方便的功能性尼龙6切片生产装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种功能性尼龙6切片的生产装置，包括聚合塔、切粒机、萃取装置和干燥装置，所述聚合塔的底部连接有熔体泵，熔体泵连接一双螺杆挤出机的进料口，双螺杆挤出机将熔体输送至切粒机，所述双螺杆挤出机还设有第二进料口，该第二进料口连接计量输送装置，计量输送装置连接原料配制系统。

本发明的进一步改进，所述原料配制系统包括通过管道依次连接的投料斗、带搅拌装置的配料罐、螺杆挤出机、搅拌研磨机和带搅拌装置的贮存罐，贮存罐底部连接计量输送装置，所述配料罐还设有液体进料管，在配料时用于加入液态的己内酰胺。

本发明的进一步改进，所述搅拌研磨机出口通过三通阀连接有两个带搅拌装置的贮存罐，贮存罐出口再通过另一三通阀连接计量输送装置。

本发明的进一步改进，所述原料配制系统的设备及管道均由夹套包围。

本发明的进一步改进，所述双螺杆挤出机与切粒机之间依次设置有熔体泵和熔体过滤器。

本发明的进一步改进，所述计量输送装置为柱塞泵。

夹套能保持原料配制系统中的己内酰胺呈液态，配料罐中投入功能性添加剂后，加入液态的己内酰胺，配料罐的搅拌装置对其进行预分散，然后挤入搅拌研磨机将预分散物继续进行分散，通过研磨搅拌，能有效细化原粉体粒径，分散团聚物。使其分散后的功能性粉体平均粒径达到1um以下，其分散后的产物为悬浮液。另己内酰胺和助剂在聚合前加入，经过水解开环聚合法聚合，将配制好的悬浮液用柱塞泵计量并输送至双螺杆挤出机，熔体和悬浮液经双螺杆挤出机混合均化，并进一步分散，后挤出至切粒机、萃取装置，将聚合剩余的己内酰胺、低聚物和挤出机处添加的己内酰胺萃取出来。

本发明的有益效果是：

添加剂进料口选在聚合完成处，避免功能性添加剂与其它助剂如分子量调节剂等提前发生反应、或出现催化聚合副反应等，又减少添加剂在聚合过程中团聚、沉降等现像的发生。而且转换品种时只需清洗双螺杆挤出机即可，而双螺杆挤出机有自洁性，清洗十分容易，因而在切换品种时也十分方便，便于调整生产计划。

通过带夹套的原料配制系统，可将功能性添加剂分散于液态的己内酰胺中，通过搅拌研磨机的分散作用，可将功能性添加剂分散更好，粒径更细。

双螺杆挤出机能将熔体和功能性添加剂分散液混合均匀，实现更好的分布混合。且停流时间短，增加的己内酰胺不足以影响聚合反应的平衡，不会改变分子量。

由于双螺杆挤出机处添加了作为溶剂使用己内酰胺，己内酰胺的量相对于低聚物提高，由于低聚物特别是环状二聚体在己内酰胺中的溶解度远大于在水中的溶解度，因此在萃取时低聚物更易被萃取出，达到更低的含量。以至于萃取液在浓缩过程也有更好的表现，能有效减少低聚物在萃取过程中的析出。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

参照图1所示，尼龙6切片的生产装置产能为500公斤/天，聚合塔1出口通过熔体泵2连接有一台双螺杆挤出机9，双螺杆挤出机9的螺杆直径为20mm，长径比为36：1。功能性添加剂通过投料斗3投入配料罐4，配料罐容积为50L，带搅拌机，通过螺杆挤出机5，连接搅拌研磨机6，通过三通联接两个50L带搅拌装置的贮存罐7，在生产时，当一个贮罐装满后，测定其精确浓度，根据浓度调整精确进料量，此时研磨出的物料排往另一贮罐，通过一台柱塞泵8计量输入至双螺杆挤出机9，双螺杆挤出加压输送至切粒机20，再经萃取和干燥。

实施例二

参照图2所示，尼龙6切片的生产装置产能为15吨/天，聚合塔1出口通过熔体泵2连接一台双螺杆挤出机9，双螺杆挤出机9的螺杆直径为75mm，长径比为36：1，最高转速为800转/分钟，物料通过投料斗3投入配料罐4，配料罐容积为3 m³，带搅拌机，最高转速为1000转/分钟，通过螺杆挤出机5，连接搅拌研磨机6，通过三通联接两个3 m³带搅拌装置的贮存罐7，通过一台柱塞泵8计量输入至双螺杆挤出机9，双螺杆挤出机9出口通过熔体泵2’加压通过熔体过滤器10稳定输送至切粒机20，再经萃取和干燥。

当然，本发明并不限于上述的实施例，与本发明等同或类似的技术方案也应当属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种功能性尼龙6切片的生产装置，包括聚合塔（1）、切粒机（20）、萃取装置和干燥装置，其特征在于：所述聚合塔（1）的底部连接有熔体泵（2），熔体泵（2）连接一双螺杆挤出机（9）的进料口（91），双螺杆挤出机（9）将熔体输送至切粒机，所述双螺杆挤出机（9）还设有第二进料口（92），该第二进料口（92）连接计量输送装置（8），计量输送装置（8）连接原料配制系统。

2.根据权利要求1所述的一种功能性尼龙6切片的生产装置，其特征在于：所述原料配制系统包括通过管道依次连接的投料斗（3）、带搅拌装置的配料罐（4）、螺杆挤出机（5）、搅拌研磨机（6）和带搅拌装置的贮存罐（7），贮存罐（7）底部连接计量输送装置（8），所述配料罐（4）还设有液体进料管（41）。

3.根据权利要求2所述的一种功能性尼龙6切片的生产装置，其特征在于：所述搅拌研磨机（6）出口通过三通阀连接有两个带搅拌装置的贮存罐（7），贮存罐（7）出口再通过另一三通阀连接计量输送装置（8）。

4.根据权利要求1、2或者3所述的一种功能性尼龙6切片的生产装置，其特征在于：所述原料配制系统的设备及管道均由夹套包围。

5.根据权利要求1、2或者3所述的一种功能性尼龙6切片的生产装置，其特征在于：所述双螺杆挤出机（9）与切粒机(20)之间依次设置有熔体泵（2’）和熔体过滤器(10)。

6.根据权利要求4所述的一种功能性尼龙6切片的生产装置，其特征在于：所述双螺杆挤出机（9）与切粒机(20)之间依次设置有熔体泵（2’）和熔体过滤器(10)。

7.根据权利要求1所述的一种功能性尼龙6切片的生产装置，其特征在于：所述计量输送装置（8）为柱塞泵。