CN102675608A

CN102675608A - Pbt光纤松套管专用料的制备方法

Info

Publication number: CN102675608A
Application number: CN2011100578569A
Authority: CN
Inventors: 李仁海; 沙广超; 马健; 黄娟; 杨诚; 耿昌东; 张军; 巢平
Original assignee: China Petrochemical Corp
Current assignee: China Petrochemical Corp
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: CN102675608B

Abstract

本发明提供了一种PBT光纤松套管专用料的制备方法。将生产PBT光纤松套管所需要的固态添加剂与1，4-丁二醇混合均匀，通过齿轮泵输送和计量，按比例添加至浆料配制槽，与由1，4-丁二醇与对苯二甲酸配成的浆料一起进入酯化反应釜，经由直接酯化、连续缩合生产工艺，得到光纤松套管PBT基料；该PBT基料经计量连续进入固相系统，经过预热结晶，然后进入固相反应器进行增粘，反应温度梯度为170℃～210℃，反应停留时间为15～20小时，增粘后的产品经过冷却、除尘、输送和包装，即可获得PBT光纤松套管专用料。本发明能有效控制产品色值，使得专用添加剂在产品中混合均匀，光纤松套管PBT产品质量更加稳定，满足松套管加工过程的高速化发展趋势。

Description

PBT光纤松套管专用料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种PBT光纤松套管专用料的制备方法，属于化工生产技术领域。

背景技术

目前全球PBT光纤松套管专用产品生产方式有连续聚合法、固相连续增粘法、转鼓增粘法等，国内生产方式主要为转鼓增粘法。

所谓的转鼓增粘法是采用中低粘度的PBT树脂，与专用母粒或添加剂一起在转鼓的真空状态下经升温、增粘后制得专用产品。这种方式生产规模小，且批次之间稳定性差。司树华在“光缆用PBT材料的成型加工研究”中有简单描述。

固相连续增粘法是将中低粘度的PBT树脂，经流化预结晶、结晶增粘、再与专用母粒混合均匀、冷却除尘后，输送至料仓。整个生产过程连续、自动化程度高，但存在着母粒不易混合均匀，影响产品稳定性等问题。李民在专利“利用合成聚对苯二甲酸丁二醇酯的现有设备生产光缆级产品的方法”(200810203401.1)中介绍了在固相聚合阶段向高粘度PBT产品中添加功能母粒生产光缆料的方法。

随着光纤通讯行业的迅猛发展，光纤松套管加工呈现高速、规模化发展的趋势。以上两种方式生产的专用产品均很难满足高速化生产对质量的要求。通过查阅国内外文献，目前国内外有Zimmer Corporation在标题为“PBT Polybutylene Terephthalate Process”中关于采用对苯二甲酸和1，4-丁二醇进行酯化、聚合制得需要分子量的PBT以及通过固相聚合装置生产高分子量PBT的报导，该文中也涉及了添加各种助剂改善产品性能的内容，但没有具体阐述添加剂的添加方式和位置，没有涉及到生产光缆料的相关内容。贺德文在专利“光缆光纤松套管专用料”(99114057.5)中介绍了采用对苯二甲酸和1，4-丁二醇进行酯化、缩聚和固相缩聚反应，制得光纤松套管专用料的报导，但未描述添加添加剂来获得专有特性。还有一些通过螺杆扩链增粘等方法生产光纤松套管PBT产品的报导，但未发现与本发明制备方法类似的描述。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的产品质量不均匀、不稳定等问题，提供一种直接酯化法连续生产PBT光纤松套管专用产品的制备方法，使得专用添加剂在产品中混合均匀，光纤松套管PBT产品质量更加稳定，满足松套管加工过程的高速化生产趋势的要求。

本发明的技术解决方案是：

PBT光纤松套管专用料的制备方法，包括如下步骤：

(一)配料

将1，4-丁二醇和对苯二甲酸这两种原料按比例在浆料配制槽中混合均匀，配制成浆料；

生产PBT光纤松套管所需要的固态添加剂与1，4-丁二醇混合均匀，通过齿轮泵输送和计量，按比例添加至浆料配制槽，与浆料进一步混合。

(二)反应

混合后的浆料与聚合催化剂一起进入到酯化反应釜中进行酯化反应，酯化温度为200～270℃，酯化反应压力为10kPa～500kPa；

酯化反应后的物料进入预缩聚反应釜进行缩聚反应，反应压力控制为100Pa～20kPa，反应温度为200℃～260℃；

预缩聚反应釜的出料进入终缩聚反应釜进一步进行缩聚反应，反应温度为200℃～260℃，反应压力为10Pa～1000Pa。

(三)造粒和增粘

终缩聚反应釜的出料进入造粒设备造粒，得到光纤松套管PBT基料；

基料经计量连续进入固相系统，经过预热结晶，然后进入固相反应器进行增粘，反应温度梯度为170℃～210℃，反应停留时间为15～20小时；

增粘后的产品经过冷却、除尘、输送和包装，即可获得PBT光纤松套管专用料。

进一步地，上述的PBT光纤松套管专用料的制备方法，其中：所述配料过程当中，1，4-丁二醇与对苯二甲酸的摩尔用料比例为1.0～1.6∶1；进行酯化反应之前，加入的聚合催化剂是指钛、锡、锑等化合物中的一种或一种以上混合物；造粒之后得到的PBT基料打包贮存，或直接输送至固相增粘反应的原料料仓。

更进一步地，上述的PBT光纤松套管专用料的制备方法，其中：固相增粘过程中，使用惰性气体对装置进行连续保护和置换，脱去反应生成的低聚物和小分子物质，且惰性气体经净化处理循环使用。

本发明技术方案的优点主要体现在以下几方面：

1)专用添加剂在直接酯化反应的聚合阶段加入，混合更加均匀稳定，最终的PBT光纤松套管专用产品的质量更加稳定，有助于实现松套管加工过程的高速化、规模化发展趋势。

2)专用添加剂在直接酯化反应的聚合阶段加入，混合更加均匀稳定，减少了添加剂的加入量，节省成本。

3)省略了母粒的制造过程，一方面减少了产品的二次包装和中途运输，省时省力，大大降低了产品的制造成本，另一方面可更好地实现产品的质量控制，能有效控制产品色值。

4)与转鼓增粘法相比，无需二次包装和中途运输，适合于大规模工业化连续生产，具有可观的经济效益和社会意义，有助于光纤松套管行业的发展。

附图说明

图1：本发明制备方法中的添加剂配制及添加系统示意图；

图2：本发明制备方法工艺流程图。

其中：

1添加剂配制槽 2添加剂槽 3浆料配制槽

4酯化反应釜 5预缩聚反应釜 6物料罐

7跨接管线 8齿轮泵 9自循环管线

10终缩聚反应釜 11切粒机 12预热结晶器

13固相反应器 14冷却除尘器

具体实施方式

图1为添加剂配制及添加系统示意图。如图1所示，生产PBT光纤松套管所需要的固态添加剂，经过添加剂槽2进入添加剂配制槽1进行配制和储存。配制过程中，视情况还可以加入其它添加剂，它们与液态的新鲜的1，4-丁二醇(BDO)一起在该罐中进行搅拌配制。

为避免固态添加剂的分层，在添加剂配制槽1与三台出料泵进口之间有跨接管线7，BDO和添加剂混合物可不经过物料槽6直接进入齿轮泵8。利用三台齿轮泵8作为添加剂加入动力，在泵出口位置增加至浆料配制槽3、酯化反应釜4、预缩聚反应釜5的进口管线，以及回到添加剂配制槽1的自循环管线9，保证配制均匀反、进口无死角，同时，添加剂可以有选择地加入到浆料配制槽3、酯化反应釜4、预缩聚反应釜5。加入过程中，利用标定齿轮泵8的输送能力以及添加剂配制槽1的液位下降速度实现对添加剂加入量的连续计量。

添加剂配制完成之后，供直接酯化法连续生产PBT光纤松套管专用料工艺过程使用，以下结合图2通过具体实例作进一步描述。

实施例1

直接酯化聚合装置生产负荷为30吨/天，固相增粘装置生产负荷为20吨/天。1，4-丁二醇、对苯二甲酸按1.5∶1比例制备成浆料混合物，生产PBT光纤松套管所需要的固态添加剂与BDO按前述方法配制，然后按照最终产品中含有该添加剂约为0.5Wt％的比例，通过齿轮泵8添加至浆料配制槽3，与浆料混合后进入酯化反应釜4。催化剂钛酸四丁酯按一定浓度加入到酯化反应釜4中。酯化反应温度255℃左右，压力控制在200kPa(绝对压力，下同)左右。酯化反应釜4中物料进入到预缩聚反应釜5中进行缩聚反应，温度控制在250℃左右，反应压力控制在10kPa左右。预缩聚反应釜5中的物料进入到终缩聚反应釜10中，终缩聚反应温度控制在250℃左右，压力控制在500Pa左右。终缩聚反应釜10出来的物料进入到造粒设备即切粒机11造粒得到所需的基料。上述样品测得特性粘度值在1.000dl/g左右。

基料经计量后按连续稳定地进入固相系统，在预热结晶器12中经预热结晶，进入固相反应器13进行增粘，反应温度梯度为170℃～210℃，反应停留时间为15～20小时。增粘过程中，使用惰性气体对整个装置进行连续保护和置换，脱去反应生成的低聚物、小分子物质等，惰性气体经净化系统处理可循环使用。增粘后的产品经通过冷却除尘器14冷却、除尘、输送、包装。经取样测定，最终产品的特性粘度值在1.200dl/g左右，添加剂在产品中均匀分布。

实施例2

直接酯化聚合装置生产负荷为45吨/天。固相增粘装置生产负荷为20吨/天。1，4-丁二醇、对苯二甲酸按1.5∶1比例制备成浆料混合物，生产PBT光纤松套管所需要的固态添加剂与BDO按前述方法配制，然后按照最终产品中含有该添加剂约为1Wt％的比例，通过齿轮泵8添加至浆料配制槽3，与浆料混合后进入酯化反应釜4。催化剂钛酸四丁酯按一定浓度加入到酯化反应釜4中。酯化反应温度260℃左右，压力控制在200kPa左右。酯化反应釜4中物料进入到预缩聚反应釜5中进行缩聚反应，缩聚反应温度控制在250℃左右，反应压力控制10kPa左右。预缩聚反应釜5中的物料进入到终缩聚反应釜10中，终缩聚反应温度控制在250℃左右，压力控制在400Pa左右。终缩聚反应釜10出来的物料进入到造粒设备即切粒机11造粒得到所需的基料。上述样品测得特性粘度值在1.000dl/g左右。

实施例3

直接酯化聚合装置生产负荷为60吨/天。固相增粘装置生产负荷为20吨/天。1，4-丁二醇、对苯二甲酸按1.5∶1比例制备成浆料混合物，生产PBT光纤松套管所需要的固态添加剂与BDO按前述方法配制，然后按照最终产品中含有该添加剂约为1Wt％的比例，通过齿轮泵8添加至浆料配制槽3，与浆料混合后进入酯化反应釜4。催化剂钛酸四丁酯按一定浓度加入到酯化反应釜4中。酯化反应温度260℃左右，压力控制在200kPa左右。酯化反应釜4中物料进入到预缩聚反应釜5，缩聚反应温度控制在250℃左右，反应压力控制10kPa左右。预缩聚反应釜5中的物料进入到终缩聚反应釜10中，终缩聚反应温度控制在250℃左右，压力控制在200Pa左右。终缩聚反应釜10出来的物料进入到造粒设备即切粒机11中造粒得到所需的基料，取样测得其特性粘度值在1.000dl/g左右。

Claims

1.PBT光纤松套管专用料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(一)配料

生产PBT光纤松套管所需要的固态添加剂与1，4-丁二醇混合均匀，通过齿轮泵输送和计量，按比例添加至浆料配制槽，与浆料进一步混合；

(二)反应

预缩聚反应釜的出料进入终缩聚反应釜进一步进行缩聚反应，反应温度为200℃～260℃，反应压力为10Pa～1000Pa；

(三)造粒和增粘

2.根据权利要求1所述的PBT光纤松套管专用料的制备方法，其特征在于：所述配料过程当中，1，4-丁二醇与对苯二甲酸的摩尔用料比例为1.0～1.6∶1。

3.根据权利要求1所述的PBT光纤松套管专用料的制备方法，其特征在于：进行酯化反应之前，加入的聚合催化剂是指钛、锡、锑等化合物中的一种或一种以上混合物。

4.根据权利要求1所述的PBT光纤松套管专用料的制备方法，其特征在于：造粒之后得到的PBT基料打包贮存，或直接输送至固相增粘反应的原料料仓。

5.根据权利要求1所述的PBT光纤松套管专用料的制备方法，其特征在于：固相增粘过程中，使用惰性气体对装置进行连续保护和置换，脱去反应生成的低聚物和小分子物质，且惰性气体经净化处理循环使用。