专利名称：一种超高粘度尼龙6工程塑料的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种超高粘度尼龙6工程塑料的生产方法目前尼龙6工程塑料的生产，无论是连续法还是间断法，在配方和工艺上还存在着一定的问题，聚合物的相对粘度一直没有实质性的突破，徘徊于4．0左右，最高仅达到4．2。
由于相对粘度比较低，各项物理性能达不到一定的要求，直接影响到它的应用和发展，如铁路系统本是应用尼龙6工程塑料的大户，由于相对粘度低，时至今日，在铁路系统尚未得到普及和推广。
由于存在上述问题，迫使很多科研单位和生产厂家，都把提高聚合物的相对粘度作为重要课题进行研究和攻关，但是一直没有实质性的突破。
如上海料十八厂，是我国较早开发尼龙6工程料的生产厂家，但聚合物的相对粘度还只停留在3．0左右。
四川成都有机硅研究中心，曾在聚合过程中加入一定量的增粘剂，把聚合物的相对粘度提高到4．2，但聚合物的平均分子量并未得到提高，各项物理性能没有显著变化。
还有南京石油化工公司研究院塑料中试基地，曾以己内酰胺为原料，采用双螺杆挤出机制得的尼龙6切片，相对粘度曾达到4．2通过了省级鉴定。
此外，岳阳石油化工总厂化工研究院，曾以己内酰胺低聚物为原料，采用一种由磷酸脂，氨基酸，己内酰胺钠盐等组成的复合催化剂，低聚物经水解开环，常压聚合和减压聚合，制得相对粘度为2．5～3．0的切片，其申请号为据说，目前国际上，德国生产的尼龙6工程塑料相对粘度最高可达到4．5。
综上所述，目前尼龙6工程塑料的生产，之所以进展缓慢，还是受到原有配方和工艺的影响，还没有实质性的进展。
本发明的目的是提供一种超高粘度尼龙6工程塑料的生产方法。本发明是这样实现的1．助剂配方首先在塑料桶中加入计算量的蒸馏水(原料∶水=100∶3～4，重量比，以下同)，再在水中加入计算量的85％的磷酸(原料85％的磷酸=100∶0．1～0．2)，如果原料含碱，则在水中还要加入把碱中和到PH=7时所需要的磷酸量。2．投料置换首先把原料全部投入聚合釜中，倒入按配方准备好的助剂，关紧加料孔，用99．9％氮气充压0．2Mpa，打开排气阀使釜压降至0Mpa(再重复做一次)，关紧排气阀，开始加热升温。3．水解开环待物料全部熔化后(己内酰胺80℃～90℃，低聚物140℃～160℃)启动搅拌，温度、釜压不断上升，严格控制釜压在0．8～1．0Mpa之间(若压力过高，可通过排气阀进行调节)，当物料温度上升到250℃～290℃时，停止外界加热，把釜压缓慢卸掉(至0MPa)。4．真空聚合釜压卸完后开启真空泵进行真空聚合(如果物料温度低于250℃可适当加热)，在聚合过程中物料温度不得超过290℃，抽真空时间一般为1-3小时，真空度控制在-0．5～-0．9Mpa之间。5．静止平衡抽完真空后，停止搅拌，用99．9％的氮气充压使釜内压力升至0Mpa，物料在静止状态下平衡1～2个小时，然后出料。6．本发明所用原材料规格如下(1)原料适用于己内酰胺、己内酰胺低聚物或其两者的混合物(若己内酰胺低聚物中含碱，要求每釜原料中碱的含量≤1．5％)(1)助剂水要求用蒸馏水中和用酸可用盐酸、硫酸、磷酸等，最好用磷酸(分析纯)。
催化剂浓度为85％的分析纯的磷酸(纯度高、产品质量好)。本发明的积极效果在于1．聚合物的相对粘度突破性地提高(≥5．0)，平均分子量和各项物理性能均提高到前所未有的新水平。
2．聚合时间短，降低了生产成本和能耗。
3．本发明可用己内酰胺低聚物进行生产，因此减少了环境污染，属环保项目。
4．由于聚合物的相对粘度很高，平均分子量(≥30000)和各项物理性能均提高到一个新的水平，因此用途十分广泛，它在机械、电子、电器、纺织、汽车和船舶制造，航空，航天等部门起着十分重要的作用，尤其是铁路系统，起着不可替代的作用。
实施例1在300立升聚合釜中，用纯己内酰胺低聚物进行生产，投料量170公斤。
经现场随机取样分析，原料含碱0．5％，经计算采用如下配方蒸馏水5．1公斤85％的磷酸1．0公斤加完料用氮气置换后开始加热升温，物料温度上升到160℃时经手动盘车无阻启动搅拌，当物料温度上升到250℃时釜压上升到0．8Mpa，此后通过排气阀把釜压控制在0．8～0．85Mpa之间。当物料温度上升到260℃时，通过视镜观察物料水解已完全，且有物料增粘现象，停止加热开始卸压，15分钟釜压卸完，开始抽真空。真空度上升至-0．6Mpa时，(己抽2．5个小时)停止抽真空，停搅拌，用99．9％的氮气充压消除真空(至0MPa)，让物料静止平衡2小时，于245℃出料，经取样分析聚合物相对粘度为4．27，分子量为25000。实施例2在300立升聚合釜中用己内酰胺125公斤，己内酰胺低聚集物26公斤混合物料进行生产。
经现场随机取样分析，己内酰胺低聚物含碱1．6％(一为1．58％，一为1．62％，平均取1．60％)经计算采用如下配方蒸馏水5．5公斤85％磷酸340毫升1．首先将准备好的原料(151公斤)投入聚合釜中，再加入配好的助剂。关紧加料孔用99．9％的氮气充压0．2Mpa进行置换。
2．加热升温，160℃时开始搅拌。
3．物料温度上升到260℃时，釜压上升到0．8MPa，(此后通过排气阀严格控制在0．8MPa)。当物料温度上升到275℃时停止加热开始卸压，一小时后釜压全部卸完，此时物料温度降至264℃。
4．卸完压后开始抽真空，抽真空一小时零三分钟，真空度达到220mmHg，此后搅拌间歇开停延续2小时，真空度上升到270mmHg，停搅拌，用99．9％的氮气充压消除真空(至0MPa)，275℃(注带头温度)时出料。
5．取样分析，相对粘度5．3，分子量为30791。
权利要求
1.一种超高粘度尼龙6工程塑料的生产方法，其特征在于包括以下过程(1)配制助剂原料∶蒸馏水=100∶3～4(重量比，以下同)，在蒸馏水中加入计算量的85％的磷酸，原料∶85％的磷酸=100∶0．1～0．2，在常温常压下混合，然后(2)投料置换将原料和按配比准备好的助剂置入聚合釜中，用纯度为99．9％的氮气充压0．2Mpa，再将压力卸掉(至0Mpa)，加热升温，然后(3)水解开环待聚合釜中的物料全部熔化(己内酰胺80℃～90℃，己内酰胺低聚物140℃-160℃)后，启动搅拌，控制聚合釜内压力为0．8～1．0Mpa，物料温度为250℃～290℃，停止加热，缓慢卸掉釜内压力(至0Mpa)，然后(4)真空聚合釜压卸完后，物料保持在250℃～290℃下进行真空聚合，真空度为-0．5～-0．9Mpa，真空聚合时间60-180分钟，然后(5)静止平衡停止搅拌，用纯度为99．9％的氮气充压，使釜压达到0Mpa，物料静止平衡时间为60～120分钟。
2.根据权利要求1所述的一种超高粘度尼龙6工程塑料的生产方法，其特征在于，每釜聚合物料中的碱含量≤1．5％。
3.根据权利要求1所述的一种超高粘度尼龙6工程塑料的生产方法，其特征在于，所用原料可以是己内酰胺，也可是己内酰胺低聚物，或其两者的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种超高粘度尼龙6工程塑料的生产方法,其特征是:首先配制好助剂,然后投料置换,水解开环,釜压为0.8—1.0MPa,物料温度为250℃—290℃,再在－0.5—0.9MPa真空度下维持聚合60—180分钟,最后静止平衡60—120分钟。制得相对粘度大于5.0的尼龙6工程塑料。本发明方法适用于己内酰胺或己内酰胺低聚物或其两者的混合物为原料生产超高粘度尼龙6工程塑料。
文档编号C08G69/14GK1282747SQ0011344
公开日2001年2月7日 申请日期2000年5月22日 优先权日2000年5月22日
发明者夏焕文 申请人:夏焕文