CN111778583B - 一种抗菌涤纶dty母丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，包括如下步骤：1)酯化打浆工艺；2)酯化反应:在酯化打浆完成后，把酯化打浆液通过导流软管导入到打浆酯化釜的下酯化釜中，期间使用冷水冷却上打浆罐，在氦气保护下，期间下降上打浆罐至底端，并控制酯化反应温度为235～245℃，酯化反应压力为0.18～0.20MPa，酯化反应时间为2.0～2.4h，反应结束后得到酯化物，其中在酯化反应的结束前的40‑50min向上打浆罐中；3)缩聚反应；4）终缩聚反应；5）制备涤纶DTY分纤母丝。本发明通过采用下酯化罐和插入下酯化罐的上打浆罐，利用下酯化罐的热量，加热上打浆罐，提高了能源利用率，同时利用下酯化罐用于压缩下酯化罐，使得下酯化罐内维持较高的压力（0.18‑0.2Mpa），减少了氦气的使用。

Description

一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法
技术领域
本发明涉及纺织生产技术领域，特别涉及一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法。
背景技术
纺织工业发展的关键在于新产品开发。采用新工艺、新设备、新技术具有多用途、高性能、高附加值的产品将成为新的发展趋势。越来越多的公司开始加入到开发新型高技术、差别化功能性化纤产品行列。
单丝纤度为10-30D的涤纶长丝，被广泛应用于民用如婚纱、晚礼服、经编面料等以及工业上的印刷丝网、织带等方面。传统的单丝生产，是通过UDY-DT工艺完成。该生产工艺无法满足市场需求。导致国内涤纶单丝市 场供不应求，主要依靠进口的紧张局面。现有的抗菌涤纶DTY母丝的制备方法中其打浆工序和酯化工序分别通过打浆罐和酯化罐进行，其能源利用率低，且需要充入大量的保护气体。
发明内容
本发明提供抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，使得现有的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法解决了现有一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，能源利用率低，且需要充入大量保护气体的缺陷。
为解决上述问题，本发明公开了一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，包括如下步骤：
1)酯化打浆工艺:将对苯二甲酸、乙二醇、防醚剂、催化剂和热稳定剂加入到打浆酯化釜的上打浆罐中，在70～80℃条件下进行打浆40-50min得到酯化打浆液；
2)酯化反应:在酯化打浆完成后，把酯化打浆液通过导流软管导入到打浆酯化釜的下酯化罐中，期间使用冷水冷却上打浆罐，在氦气保护下，期间下降上打浆罐至底端，并控制酯化反应温度为235～245℃，酯化反应压力为0.18～0.20MPa，酯化反应时间为2.0～2.4h，反应结束后得到酯化物；
3)缩聚反应：将步骤2）得到酯化物通过聚合管道导入到缩聚釜中，在常压条件下，反应温度为245～255℃，反应时间为1.5～2.0h，反应结束后得到聚酯低聚物；
4）终缩聚反应：将步骤3）得到的聚酯低聚物通过聚合管道导入到终缩聚反应釜中，然后再在终缩聚反应釜中加入抗菌剂，然后进行终缩聚制备得到抗菌聚酯熔体；
5）制备涤纶DTY分纤母丝：将抗菌聚酯熔体采用熔体直纺管道添加的方式加入到常规的聚酯熔体管道中，通过熔体管道中的静态混合器进行混合，再经过熔融纺丝、冷却、牵伸和热定型以及卷绕工艺后得到涤纶DTY分纤母丝；
其中步骤1）和步骤2）中打浆酯化釜包括上打浆罐、上端设有开口的下酯化罐和贯通上打浆罐和下酯化罐用于通入氦气中空的搅拌轴，所述上打浆罐固定连接升降机，所述升降机用于驱动上打浆罐上升或下降；所述上打浆罐上插入有抽液管，所述抽液管外接导流软管，所述导流软管的末端连通下酯化罐的上部，所述导流软管上装有抽油泵；所述搅拌轴通过换接头外接外部气源，所述搅拌轴顶部装有被动轮，所述上打浆罐插入下酯化罐的上端开口中，并使得下酯化罐形成密封的罐体，所述下酯化罐顶部设有隔热板，所述上打浆罐位于隔热板上部还设有冷却水盘管，所述冷却水盘管一端为进水管，另一端为出水管，所述下酯化罐的侧壁设有电热丝；所述上打浆罐上固定有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴通过皮带驱动被动轮转动，所述搅拌轴上装有位于上打浆罐中的第一搅拌叶和位于下酯化罐中的第二搅拌叶组；所述下酯化罐的上部设有出气管，所述下酯化罐底部设有排料管。本发明通过采用下酯化罐和插入下酯化罐的上打浆罐，利用下酯化罐的热量，加热上打浆罐，提高了能源利用率，同时利用下酯化罐用于压缩下酯化罐，使得下酯化罐内维持较高的压力（0.18-0.2Mpa），减少了氦气的使用，也可以在需要行更大量的酯化反应时，提升上打浆罐，增加下酯化罐的容量。本发明采用氦气，其排出氦气一方面用于搅拌物料，驱使物料上下翻滚，同时将底部的热量带入上部，更重要的是氦气作为小分子（分子量仅高于氢气），其非常容易从高粘度的溶液中逃逸，不容易形成泡沫，影响酯化反应速率。
可选的，所述抗菌剂采用钝化纳米氧化亚铜抗菌剂。
可选的，所述催化剂采用正丁基锡。
可选的，所述步骤5）中纺丝温度为290℃，牵伸温度为95℃，牵伸倍数为1.8～2.0倍，热定型温度为150℃。
可选的，所述步骤5）中抗菌聚酯熔体与常规的聚酯熔体的质量比为1:10～1:12。
可选的，所述防醚剂为醋酸镁。
可选的，所述热稳定剂为磷酸三苯酯。
可选的，所述上打浆罐的外侧壁上固定有多个插杆，所述下酯化罐的上端的侧壁内部设有多个与插杆相适配的滑槽。本发明采用插杆，其使得上打浆罐相对下酯化罐的移动更加稳定。
可选的，所述出水管通过出水软管外接热水存储罐，所述出水软管上装有抽水泵，所述上打浆罐顶部设有装料口。本发明的热水存储罐
可选的，所述第二搅拌叶组包括一对水平对称布置在搅拌轴两侧的搅拌杆体，所述搅拌杆体上端通过多对伸缩杆固定连接搅拌轴，所述搅拌杆体下方设有弧形的搅拌部，一对搅拌杆体的搅拌部通过矩形的伸缩折叠弹片相连接，所述伸缩折叠弹片在自然状态自动收叠；所述伸缩杆包括连接搅拌杆体的内杆和外固定筒，所述内杆插入外固定筒中并与外固定筒形成密封的内腔，所述内腔内设有压缩氮气，内腔温度升高，使得伸缩杆伸展；所述内杆的末端通过拉伸弹簧连接搅拌轴，所述搅拌轴上底部设有透气阻液阀，便于氦气排出，排出氦气一方面用于搅拌物料，驱使物料上下翻滚，同时将底部的热量带入上部。本发明的搅拌轴同时搅拌上打浆罐和下酯化罐，当下酯化罐内气温上升，使得伸缩杆伸展，并拉伸伸缩折叠弹片，增大搅拌面积，提高了搅拌效果，同时伸缩杆本身也具有更大搅拌面积。
可选的，所述内杆靠近搅拌杆体的一端还设有倾斜的搅拌碎叶。本发明的搅拌碎叶用于打碎上升的氦气，提高换热效率，使得气体充分释放。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
1、本发明通过采用下酯化罐和插入下酯化罐的上打浆罐，利用下酯化罐的热量，加热上打浆罐，提高了能源利用率，同时利用下酯化罐用于压缩下酯化罐，使得下酯化罐内维持较高的压力（0.18-0.2Mpa），减少了氦气的使用，也可以在需要行更大量的酯化反应时，提升上打浆罐，增加下酯化罐的容量。本发明采用氦气，其排出氦气一方面用于搅拌物料，驱使物料上下翻滚，同时将底部的热量带入上部，更重要的是氦气作为小分子（分子量仅高于氢气），其非常容易从高粘度的溶液中逃逸，不容易形成泡沫，影响酯化反应速率。
2、本发明的搅拌轴同时搅拌上打浆罐和下酯化罐，当下酯化罐内气温上升，使得伸缩杆伸展，并拉伸伸缩折叠弹片，增大搅拌面积，提高了搅拌效果，同时伸缩杆本身也具有更大搅拌面积。
3、本发明的搅拌碎叶用于打碎上升的氦气，提高换热效率，使得气体充分释放。
附图说明
图1是本发明一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法的实施例二的打浆酯化釜结构示意图；
图2是本发明一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法的实施例二的打浆酯化釜第二搅拌叶组结构示意图；
图3是本发明一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法实施例二的伸缩折叠弹片的结构图。
上打浆罐-1、下酯化罐-2、搅拌轴-3、升降机-4、插杆-5、滑槽-6、抽液管-7、导流软管-8、抽油泵-9、换接头-10、被动轮-11、隔热板-12、皮带-13、冷却水盘管-14、进水管-15、出水管-16、电热丝-17、搅拌电机-18、第一搅拌叶-19、第二搅拌叶组-20、出气管-21、排料管-22、出水软管-23、热水存储罐-24、抽水泵-25、装料口-26、搅拌杆体-27、伸缩杆-28、搅拌部-29、伸缩折叠弹片-30、内杆-31、外固定筒-32、拉伸弹簧-33、透气阻液阀-34、搅拌碎叶-35。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一：
一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，包括如下步骤：
1)酯化打浆工艺:将对苯二甲酸、乙二醇、防醚剂、催化剂和热稳定剂加入到打浆酯化釜的上打浆罐中，在70～80℃条件下进行打浆40-50min得到酯化打浆液；
2)酯化反应:在酯化打浆完成后，把酯化打浆液通过导流软管导入到打浆酯化釜的下酯化罐中，期间使用冷水冷却上打浆罐，在氦气保护下，期间下降上打浆罐至底端，并控制酯化反应温度为235～245℃，酯化反应压力为0.18～0.20MPa，酯化反应时间为2.0～2.4h，反应结束后得到酯化物；
3)缩聚反应，将步骤2）得到酯化物通过聚合管道导入到缩聚釜中，在常压条件下，反应温度为245～255℃，反应时间为1.5～2.0h，反应结束后得到聚酯低聚物；
4）终缩聚反应，将步骤3）得到的聚酯低聚物通过聚合管道导入到终缩聚反应釜中，然后再在终缩聚反应釜中加入抗菌剂，然后进行终缩聚制备得到抗菌聚酯熔体；
5）制备涤纶DTY分纤母丝：将抗菌聚酯熔体采用熔体直纺管道添加的方式加入到常规的聚酯熔体管道中，通过熔体管道中的静态混合器进行混合，再经过熔融纺丝、冷却、牵伸和热定型以及卷绕工艺后得到涤纶DTY分纤母丝；其纺丝温度为290℃，牵伸温度为95℃，牵伸倍数为1.8～2.0倍，热定型温度为150℃。抗菌聚酯熔体与常规的聚酯熔体的质量比为1:10～1:12。
本发明的各种原材料、防醚剂、热稳定剂和催化剂等均为市面上可以采购得到。
其中，所述抗菌剂采用钝化纳米氧化亚铜抗菌剂。所述催化剂采用正丁基锡，所述防醚剂为醋酸镁。所述热稳定剂为磷酸三苯酯。
实施例二
本发明公开了一种打浆酯化釜（见附图1、2、3），包括：上打浆罐1、上端设有开口的下酯化罐2和贯通上打浆罐和下酯化罐用于通入氦气中空的搅拌轴3，所述上打浆罐固定连接升降机4，所述升降机用于驱动上打浆罐上升或下降；所述上打浆罐的外侧壁上固定有多个插杆5，所述下酯化罐的上端的侧壁内部设有多个与插杆相适配的滑槽6。所述上打浆罐上插入有抽液管7，所述抽液管外接导流软管8，所述导流软管的末端连通下酯化罐的上部，所述导流软管上装有抽油泵9；所述搅拌轴通过换接头10外接外部气源，所述搅拌轴顶部装有被动轮11，所述上打浆罐插入下酯化罐的上端开口中，并使得下酯化罐形成密封的罐体，所述下酯化罐顶部设有隔热板12，所述上打浆罐位于隔热板上部还设有冷却水盘管14，所述冷却水盘管一端为进水管15，另一端为出水管16，所述下酯化罐的侧壁设有电热丝17；所述上打浆罐上固定有搅拌电机18，所述搅拌电机的输出轴通过皮带13驱动被动轮转动，所述搅拌轴上装有位于上打浆罐中的第一搅拌叶19和位于下酯化罐中的第二搅拌叶组20；所述下酯化罐的上部设有出气管21，所述下酯化罐底部设有排料管22。所述出水管通过出水软管23外接热水存储罐24，所述出水软管上装有抽水泵25，所述上打浆罐顶部设有装料口26。
所述第二搅拌叶组包括一对水平对称布置在搅拌轴两侧的搅拌杆体27，所述搅拌杆体上端通过多对伸缩杆28固定连接搅拌轴，所述搅拌杆体下方设有弧形的搅拌部29，一对搅拌杆体的搅拌部通过矩形的伸缩折叠弹片30相连接，所述伸缩折叠弹片在自然状态自动收叠；所述伸缩杆包括连接搅拌杆体的内杆31和外固定筒32，所述内杆插入外固定筒中并与外固定筒形成密封的内腔，所述内腔内设有压缩氮气，内腔温度升高，使得伸缩杆伸展；所述内杆的末端通过拉伸弹簧33连接搅拌轴，所述搅拌轴上底部设有透气阻液阀34，便于氦气排出，排出氦气一方面用于搅拌物料，驱使物料上下翻滚，同时将底部的热量带入上部。所述内杆靠近搅拌杆体的一端还设有倾斜的搅拌碎叶35。本发明的电热丝外接外部电源。
本发明的实施例实施时，通过升降机带动上打浆罐上升或下降；其中搅拌电机通过皮带带动搅拌轴转动，进而带动第一搅拌叶和第二搅拌叶组转动，搅拌碎叶搅拌后打碎上升的氦气，提高换热效率，使得气体充分释放当，下酯化罐的热量，加热上打浆罐，提高了能源利用率，同时利用下酯化罐用于压缩下酯化罐，使得下酯化罐内维持较高的压力（0.18-0.2Mpa），减少了氦气的使用，也可以在需要行更大量的酯化反应时，提升上打浆罐，增加下酯化罐的容量；其中冷却水存储于热水存储罐，在反应结束用于清洗罐体。当下酯化罐内气温上升，内腔的压缩氮气使得伸缩杆伸展，并拉伸伸缩折叠弹片，增大搅拌面积，提高了搅拌效果，同时伸缩杆本身也具有更大搅拌面积。
实施例三
本发明公开了一种打浆酯化釜，包括：上打浆罐、上端设有开口的下酯化罐和贯通上打浆罐和下酯化罐用于通入氦气中空的搅拌轴，所述上打浆罐固定连接升降机，所述升降机用于驱动上打浆罐上升或下降；所述上打浆罐上插入有抽液管，所述抽液管外接导流软管，所述导流软管的末端连通下酯化罐的上部，所述导流软管上装有抽油泵；所述搅拌轴通过换接头外接外部气源，所述搅拌轴顶部装有被动轮，所述上打浆罐插入下酯化罐的上端开口中，并使得下酯化罐形成密封的罐体，所述下酯化罐顶部设有隔热板，所述上打浆罐位于隔热板上部还设有冷却水盘管，所述冷却水盘管一端为进水管，另一端为出水管，所述下酯化罐的侧壁设有电热丝；所述上打浆罐上固定有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴通过皮带驱动被动轮转动，所述搅拌轴上装有位于上打浆罐中的第一搅拌叶和位于下酯化罐中的第二搅拌叶组；所述下酯化罐的上部设有出气管，所述下酯化罐底部设有排料管。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)酯化打浆工艺:将对苯二甲酸、乙二醇、防醚剂、催化剂和热稳定剂加入到打浆酯化釜的上打浆罐中，在70～80℃条件下进行打浆40-50min得到酯化打浆液；
2)酯化反应:在酯化打浆完成后，把酯化打浆液通过导流软管导入到打浆酯化釜的下酯化罐中，期间使用冷水冷却上打浆罐，在氦气保护下，期间下降上打浆罐至底端，并控制酯化反应温度为235～245℃，酯化反应压力为0.18～0.20MPa，酯化反应时间为2.0～2.4h，反应结束后得到酯化物；
3)缩聚反应：将步骤2）得到酯化物通过聚合管道导入到缩聚釜中，在常压条件下，反应温度为245～255℃，反应时间为1.5～2.0h，反应结束后得到聚酯低聚物；
4）终缩聚反应：将步骤3）得到的聚酯低聚物通过聚合管道导入到终缩聚反应釜中，然后再在终缩聚反应釜中加入抗菌剂，然后进行终缩聚制备得到抗菌聚酯熔体；
5）制备涤纶DTY分纤母丝：将抗菌聚酯熔体采用熔体直纺管道添加的方式加入到常规的聚酯熔体管道中，通过熔体管道中的静态混合器进行混合，再经过熔融纺丝、冷却、牵伸和热定型以及卷绕工艺后得到涤纶DTY分纤母丝；
其中步骤1）和步骤2）中打浆酯化釜包括上打浆罐、上端设有开口的下酯化罐和贯通上打浆罐和下酯化罐用于通入氦气中空的搅拌轴，所述上打浆罐固定连接升降机，所述升降机用于驱动上打浆罐上升或下降；所述上打浆罐上插入有抽液管，所述抽液管外接导流软管，所述导流软管的末端连通下酯化罐的上部，所述导流软管上装有抽油泵；所述搅拌轴通过换接头外接外部气源，所述搅拌轴顶部装有被动轮，所述上打浆罐插入下酯化罐的上端开口中，并使得下酯化罐形成密封的罐体，所述下酯化罐顶部设有隔热板，所述上打浆罐位于隔热板上部还设有冷却水盘管，所述冷却水盘管一端为进水管，另一端为出水管，所述下酯化罐的侧壁设有电热丝；所述上打浆罐上固定有搅拌电机，所述搅拌电机的输出轴通过皮带驱动被动轮转动，所述搅拌轴上装有位于上打浆罐中的第一搅拌叶和位于下酯化罐中的第二搅拌叶组；所述下酯化罐的上部设有出气管，所述下酯化罐底部设有排料管；所述第二搅拌叶组包括一对水平对称布置在搅拌轴两侧的搅拌杆体，所述搅拌杆体上端通过多对伸缩杆固定连接搅拌轴，所述搅拌杆体下方设有弧形的搅拌部，一对搅拌杆体的搅拌部通过矩形的伸缩折叠弹片相连接，所述伸缩折叠弹片在自然状态自动收叠；所述伸缩杆包括连接搅拌杆体的内杆和外固定筒，所述内杆插入外固定筒中并与外固定筒形成密封的内腔，所述内腔内设有压缩氮气，内腔温度升高，使得伸缩杆伸展；所述内杆的末端通过拉伸弹簧连接搅拌轴，所述搅拌轴上底部设有透气阻液阀，便于氦气排出，排出氦气一方面用于搅拌物料，驱使物料上下翻滚，同时将底部的热量带入上部。
2.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，所述抗菌剂采用钝化纳米氧化亚铜抗菌剂。
3.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，所述催化剂采用正丁基锡。
4.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，步骤5）中纺丝温度为290℃，牵伸温度为95℃，牵伸倍数为1.8～2.0倍，热定型温度为150℃。
5.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，步骤5）中抗菌聚酯熔体与常规的聚酯熔体的质量比为1:10～1:12。
6.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，所述防醚剂为醋酸镁。
7.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，所述热稳定剂为磷酸三苯酯。
8.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，所述上打浆罐的外侧壁上固定有多个插杆，所述下酯化罐的上端的侧壁内部设有多个与插杆相适配的滑槽。
9.如权利要求1所述的一种抗菌涤纶DTY母丝的制备方法，其特征在于，所述出水管通过出水软管外接热水存储罐，所述出水软管上装有抽水泵，所述上打浆罐顶部设有装料口。
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