專利名稱:一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,特別適用于功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置。
背景技術:
目前很多尼龍6下游產(chǎn)品,包括絲、薄膜及塑料等,都能利用添加功能性成份實現(xiàn) 功能化,如抗菌性、抗靜電性、遠紅外發(fā)射、抗紫外、著色等,最常見的方法是先制將部分尼 龍6樹脂制成母粒,在成型時(紡絲、注塑、擠出)時加入混合而成,采用這種方式添加的主 要有抗菌劑、遠紅粉等,還有就是在聚合前添加,典型的添加劑有作為消光劑使用的二氧化 鈦。某些品種如織物還可以進行表面處理(包括染色)的方式來附加功能性。母粒法有簡單、方便、易更換,易清潔、分散性較好的優(yōu)點,但在成型添加時特別是 纖維生產(chǎn)中需要價格昂貴的精度計量設備,而且聚合物制成母粒,仍需至少再經(jīng)過一次熱 過程,會發(fā)生部分降解。而且實際操作中,多數(shù)母粒生產(chǎn)商基礎樹脂依靠采購,由于樹脂來 源不同,狀態(tài)不同(如聚酰胺含水量不同)造成母粒質量的波動。而且母粒制作過程中,也要 求原料具有良好的相容性,一般無機粉體均需要增加相容性的表面處理,特別是納米級的 添加劑,若不進行相應處理,在螺桿中是不能分散到納米級的。在下游的使用中,若采用母 粒,特別是要求較高的纖維生產(chǎn)中,往往需要對常規(guī)的生產(chǎn)裝置進行改裝,加裝較為昂貴的 計量注射裝置。如果采用母粒和切片共混,會有混合不勻,分層等缺點。目前使用的尼龍6連續(xù)聚合裝置是由聚合塔,切粒機,萃取塔,干燥塔順序聯(lián)接組 成,單體、添加劑由均只能由聚合前加入。而聚合添加的方法生產(chǎn)出的功能性切片,添加劑 易分散均勻,而且不需要經(jīng)螺桿再加工,但其局限性較大,此時添加對原料的要求極高,要 求此時添加的原料要經(jīng)受至少270°C左右的高溫,水解的環(huán)境,還要求對聚合反應不會有和 催化副反應的生成。較長的聚合反應時間還要求有反應物是十分穩(wěn)定的懸浮液,否則將發(fā) 生團聚和沉降,因此可用的添加劑很少,并且目前的連續(xù)生產(chǎn)裝置產(chǎn)能巨大,原料和熔體管 道眾多,若更換品種,需要長時間的過渡清洗,耗費大量原材料,極大增加成本,因此實際生 產(chǎn)的產(chǎn)品也僅全消光、半消光、有光切片品種,對品種多樣,需求量相對較小的功能性切片 來說幾乎不可能生產(chǎn)。中國專利CN200680033892. 9描述了在聚合物的生產(chǎn)中,特別是在PET的生產(chǎn)中, 從熔體中分流一部分與添加劑混合,再將這部分混合的熔體回流到上流,以此完成添加劑 的添加。CN200610039098. 7描述了一種抗菌性聚酯的方法和設備,將經(jīng)氣流粉碎的抗菌劑 與一部分聚酯混合,再將混合物與聚合好的熔體混合,其中之前的那一部分聚酯可以是由 切片經(jīng)再熔融,也可以是由聚合的熔體分流一部分而來。而在CN200610146010. 1中描述了 在連續(xù)聚合產(chǎn)生的工程塑料基礎樹脂,特別指尼龍66,熔體經(jīng)過雙螺桿,同時添加助劑,擠 出切粒,得工程塑料。而在尼龍6生產(chǎn)中,從聚合塔排出的熔體中還有10%左右的單體和低 聚體,若直接在聚合管出口處添加粉末狀添加助劑,高溫下易揮發(fā)的單體和低聚體將會給 添加帶來較大的麻煩。且以上專利均是以聚合物熔體與添加劑直接混合,分散性較差,對分
3散要求要高的領域,如紡絲、拉膜等應用,不易達到要求,因此并不適用于水解開環(huán)聚合的 尼龍6生產(chǎn)過程。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明提供一種能靈活切換產(chǎn)品的生產(chǎn)品種、添加劑 分散性好、質量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)控制方便的功能性尼龍6切片生產(chǎn)裝置。本發(fā)明所采用的技術方案是一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,包括聚合塔、切粒機、萃取裝置和干燥裝置, 所述聚合塔的底部連接有熔體泵,熔體泵連接一雙螺桿擠出機的進料口,雙螺桿擠出機將 熔體輸送至切粒機,所述雙螺桿擠出機還設有第二進料口,該第二進料口連接計量輸送裝 置,計量輸送裝置連接原料配制系統(tǒng)。本發(fā)明的進一步改進,所述原料配制系統(tǒng)包括通過管道依次連接的投料斗、帶攪 拌裝置的配料罐、螺桿擠出機、攪拌研磨機和帶攪拌裝置的貯存罐,貯存罐底部連接計量輸 送裝置,所述配料罐還設有液體進料管,在配料時用于加入液態(tài)的己內(nèi)酰胺。本發(fā)明的進一步改進,所述攪拌研磨機出口通過三通閥連接有兩個帶攪拌裝置的 貯存罐,貯存罐出口再通過另一三通閥連接計量輸送裝置。本發(fā)明的進一步改進,所述原料配制系統(tǒng)的設備及管道均由夾套包圍。本發(fā)明的進一步改進,所述雙螺桿擠出機與切粒機之間依次設置有熔體泵和熔體 過濾器O本發(fā)明的進一步改進,所述計量輸送裝置為柱塞泵。夾套能保持原料配制系統(tǒng)中的己內(nèi)酰胺呈液態(tài),配料罐中投入功能性添加劑后, 加入液態(tài)的己內(nèi)酰胺,配料罐的攪拌裝置對其進行預分散,然后擠入攪拌研磨機將預分散 物繼續(xù)進行分散,通過研磨攪拌,能有效細化原粉體粒徑,分散團聚物。使其分散后的功能 性粉體平均粒徑達到Ium以下,其分散后的產(chǎn)物為懸浮液。另己內(nèi)酰胺和助劑在聚合前加 入,經(jīng)過水解開環(huán)聚合法聚合,將配制好的懸浮液用柱塞泵計量并輸送至雙螺桿擠出機,熔 體和懸浮液經(jīng)雙螺桿擠出機混合均化,并進一步分散,后擠出至切粒機、萃取裝置,將聚合 剩余的己內(nèi)酰胺、低聚物和擠出機處添加的己內(nèi)酰胺萃取出來。本發(fā)明的有益效果是添加劑進料口選在聚合完成處,避免功能性添加劑與其它助劑如分子量調節(jié)劑等 提前發(fā)生反應、或出現(xiàn)催化聚合副反應等,又減少添加劑在聚合過程中團聚、沉降等現(xiàn)像的 發(fā)生。而且轉換品種時只需清洗雙螺桿擠出機即可,而雙螺桿擠出機有自潔性,清洗十分容 易,因而在切換品種時也十分方便,便于調整生產(chǎn)計劃。通過帶夾套的原料配制系統(tǒng),可將功能性添加劑分散于液態(tài)的己內(nèi)酰胺中,通過 攪拌研磨機的分散作用,可將功能性添加劑分散更好,粒徑更細。雙螺桿擠出機能將熔體和功能性添加劑分散液混合均勻,實現(xiàn)更好的分布混合。 且停流時間短,增加的己內(nèi)酰胺不足以影響聚合反應的平衡,不會改變分子量。由于雙螺桿擠出機處添加了作為溶劑使用己內(nèi)酰胺,己內(nèi)酰胺的量相對于低聚物 提高,由于低聚物特別是環(huán)狀二聚體在己內(nèi)酰胺中的溶解度遠大于在水中的溶解度,因此 在萃取時低聚物更易被萃取出,達到更低的含量。以至于萃取液在濃縮過程也有更好的表現(xiàn),能有效減少低聚物在萃取過程中的析出。以下結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明實施例一的結構示意圖;圖2是本發(fā)明實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
實施例一參照
圖1所示,尼龍6切片的生產(chǎn)裝置產(chǎn)能為500公斤/天,聚合塔1出口通過熔 體泵2連接有一臺雙螺桿擠出機9,雙螺桿擠出機9的螺桿直徑為20mm,長徑比為36 :1。功 能性添加劑通過投料斗3投入配料罐4,配料罐容積為50L,帶攪拌機,通過螺桿擠出機5, 連接攪拌研磨機6,通過三通聯(lián)接兩個50L帶攪拌裝置的貯存罐7,在生產(chǎn)時,當一個貯罐裝 滿后,測定其精確濃度,根據(jù)濃度調整精確進料量,此時研磨出的物料排往另一貯罐,通過 一臺柱塞泵8計量輸入至雙螺桿擠出機9,雙螺桿擠出加壓輸送至切粒機20,再經(jīng)萃取和干燥。實施例二參照圖2所示,尼龍6切片的生產(chǎn)裝置產(chǎn)能為15噸/天,聚合塔1出口通過熔體 泵2連接一臺雙螺桿擠出機9,雙螺桿擠出機9的螺桿直徑為75mm,長徑比為36 :1,最高轉 速為800轉/分鐘,物料通過投料斗3投入配料罐4,配料罐容積為3 m3,帶攪拌機,最高轉 速為1000轉/分鐘,通過螺桿擠出機5,連接攪拌研磨機6,通過三通聯(lián)接兩個3 m3帶攪拌 裝置的貯存罐7,通過一臺柱塞泵8計量輸入至雙螺桿擠出機9,雙螺桿擠出機9出口通過 熔體泵2’加壓通過熔體過濾器10穩(wěn)定輸送至切粒機20,再經(jīng)萃取和干燥。當然,本發(fā)明并不限于上述的實施例,與本發(fā)明等同或類似的技術方案也應當屬 于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,包括聚合塔(1)、切粒機(20)、萃取裝置和干燥裝置,其特征在于所述聚合塔(1)的底部連接有熔體泵(2),熔體泵(2)連接一雙螺桿擠出機(9)的進料口(91),雙螺桿擠出機(9)將熔體輸送至切粒機,所述雙螺桿擠出機(9)還設有第二進料口(92),該第二進料口(92)連接計量輸送裝置(8),計量輸送裝置(8)連接原料配制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,其特征在于所述原料 配制系統(tǒng)包括通過管道依次連接的投料斗(3)、帶攪拌裝置的配料罐(4)、螺桿擠出機(5)、 攪拌研磨機(6 )和帶攪拌裝置的貯存罐(7 ),貯存罐(7 )底部連接計量輸送裝置(8 ),所述配 料罐(4 )還設有液體進料管(41)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,其特征在于所述攪拌 研磨機(6 )出口通過三通閥連接有兩個帶攪拌裝置的貯存罐(7 ),貯存罐(7 )出口再通過另 一三通閥連接計量輸送裝置(8 )。
4.根據(jù)權利要求1、2或者3所述的一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,其特征在于 所述原料配制系統(tǒng)的設備及管道均由夾套包圍。
5.根據(jù)權利要求1、2或者3所述的一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,其特征在于 所述雙螺桿擠出機(9)與切粒機(20)之間依次設置有熔體泵(2’)和熔體過濾器(10)。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,其特征在于所述雙螺 桿擠出機(9)與切粒機(20)之間依次設置有熔體泵(2’)和熔體過濾器(10)。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,其特征在于所述計量 輸送裝置(8)為柱塞泵。
專利摘要本實用新型涉及一種功能性尼龍6切片的生產(chǎn)裝置,包括聚合塔、切粒機、萃取裝置和干燥裝置,所述聚合塔的底部連接有熔體泵,熔體泵連接一雙螺桿擠出機的進料口,雙螺桿擠出機將熔體輸送至切粒機,所述雙螺桿擠出機還設有第二進料口,該第二進料口連接計量輸送裝置,計量輸送裝置連接原料配制系統(tǒng),本裝置在生產(chǎn)時能靈活切換品種、生產(chǎn)過程中添加劑的分散性好、質量穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)控制方便。
文檔編號B29K77/00GK201745107SQ201020262869
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權日2010年7月19日
發(fā)明者宋明, 梁偉東, 簡錦熾, 諶繼宗, 陳欣, 黃健華 申請人:廣東新會美達錦綸股份有限公司