专利名称:超高粘度尼龙6工程塑料的间断聚合、连续生产方法
技术领域:
本发明涉及一种超高粘度尼龙6工程塑料的间断聚合、连续生产方法。
背景技术:
在申请号为《01106918·X》的发明专利申请中详述了超高粘度尼龙6工程塑料的间断聚合、间断生产方法,该法虽能把聚合物的相对粘度提高到5.0以上,但其缺陷亦十分明显,主要表现在以下两个方面1、由于聚合生产是间断进行的,所以每釜生产出的产品相对粘度不均一、产品质量不稳定。
2、由于每次出料时总有少许废料排出,所以收率比较低,成本比较高,操作比较麻烦。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高粘度尼龙6工程塑料的间断聚合、连续生产方法。
本发明是通过以下步骤实现的1、配方(1)按原料∶蒸馏水∶85%磷酸∶氢氧化钠=100∶3~5∶0.15~0.25∶0.08~0.13(重量比)和每釜投料量准确称取各种助剂。
(2)往容器中依次加入称取好的蒸馏水、氢氧化钠,冷却后再加入称取好的85%的磷酸。
(3)若原料为己内酰胺低聚物,且含碱(碱的含量不得大于1.5%,否则产品质量不好),则需用酸(盐酸、硫酸,最好是磷酸)将碱中和到PH=7,这时配方按下式计算原料∶蒸馏水∶85%磷酸=100∶3~5∶0.03~0.06(中和碱所用的酸不在计算配方之内)。
2、投料置换首先将准备好的原料全部投入熔融釜中,倒入按配方要求配制好的助剂,关紧加料盖,用纯度为99.9%的氮气充压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。然后3、升温熔化当物料全部熔化后(原料是己内酰胺时为60℃~80℃,原料是己内酰胺低聚物时为140℃~产断℃)启动搅拌,当物料温度上升到170℃~180℃时,暂停搅拌,让物料静止10~15分钟,先打开排气阀将釜内压力降至0Mpa,关紧排气阀,再打开釜底排料阀,将沉积于釜底的机械杂质排放掉,关紧排料阀,(若原料不是己内酰胺低聚物则无须排放杂质),然后打开釜底旁路阀将物料排入保温(250℃~280℃)的聚合釜中。然后4、水解开环物料排入聚合釜中后,在搅拌下继续加热升温,当物料温度上升到260℃~280℃(在升温过程中通过排气阀把釜内压力控制在0.6~1.0Mpa之间)时,停止外界加热,打开排气阀将釜内压力卸至0Mpa。然后5、真空聚合釜压卸完后,在搅拌下开始抽真空,在确保上浮物料不冲顶的情况下,真空度尽可能的大(要求达到-0.07~-0.09Mpa),物料液面尽可能的高(离釜顶约400mm~450mm左右),真空聚合时间一般控制在2~3小时,在抽真空过程中,物料中心温度要求不超过280℃。然后6、平衡降温出料物料聚合好后,用纯度为99.9%的氮气充压至0.5~0.8Mpa,把物料经出料阀压入平衡罐(此时平衡罐的温度为265℃~275℃,压力为0.3~0.5Mpa,此时罐内还有半罐料正在罐底连续出料)中,与原物料混合,这时大小分子间进行分子量的调节,使其逐步趋于一致,在新的状态下建立一个新的动态平衡。二个真空聚合釜各自交替独立操作,聚合好的物料均打入平衡罐中,物料在平衡罐中停留时间由出料速度控制,为2~3小时,罐底物料经出料阀、高粘泵或螺杆挤出机挤出注带,入水槽冷却定型后进行切粒。
7、本发明所用原材料及规格如下(1)原料适用于己内酰胺、己内酰胺低聚物或两者按不同比例的混合物(若己内酰胺低聚物中含碱,要求每釜投入的物料中碱的总含量<1.5%)。
(2)助剂水蒸馏水85%磷酸分析纯氢氧化钠分析纯中和用酸可用盐酸(分析纯)、硫酸(分析纯),最好用磷酸(分析纯)。
本发明的积极效果在于(1)在原间断聚合的基础上,增加一个平衡罐,把平衡过程从聚合体系中分离开来,达到连续生产的目的。
(2)和原间断法相比,增加了收率,降低了成本,提高了产量。
(3)聚合物的相对粘度同样可以达到5.0以上,而且产品的相对粘度均一,质量稳定。
(4)可用己内酰胺低聚物进行生产,减少了对环境的污染,因此该项成果属环保项目。
(5)由于聚合物的相对粘度很高,产品的各项理化性能好,因此用途十分广泛,它不但在机械、电子、电器、纺织等部门起着十分重要的作用,尤其在中、高档汽车、船舶制造、铁路运输系统、军工、宇航等特种工业部门是不可缺少的,甚至起着不可替代的作用。
具体实施例方式实施例1,在200立升的熔融釜中加入123kg己内酰胺,经计算采用如下配方蒸馏水5kg85%H3PO40.23kg(分析纯)NaoH0.12kg(分析纯)首先加入5kg蒸馏水,再加入0.12kg氢氧化钠,冷却后,最后加入0.23kg磷酸,用99.9%的氮气置换后加热升温,当物料温度上升到80℃时启动搅拌,当物料温度上升到180℃时,停止搅料15分钟,此时釜内压力0.25Mpa,打开釜底旁路阀,把物料压入保温(250℃)的聚合釜中,关紧旁路阀(熔融釜再重新配方加料),继续升温至260℃,在升温过程中通过排气阀把水解压力控制在0.8-0.9Mpa之间,在此压力下,当物料温度上升到270℃时,水解已完全,停止加热,开始卸压,30分钟后压力卸至0Mpa,立即开启真空泵抽真空2.5小时,真空度达到-0.09Mpa、物料温度上升到283℃,停止抽真空,用纯度99.9%的氮气将物料压入保温(265℃)的平衡罐中,此时罐内还有半罐物料正以每分钟1kg的速度连续出料,经高粘泵或螺杆挤出机挤出注带,入水槽冷却定型后切粒。经取样分析,聚合物的相对粘度为5.316,萃取后为5.60。
实施例2在200立升的熔融釜中加入己内酰胺低聚物123Kg,经现场取样分析,己内酰胺低聚合物含碱0.42%,经计算采用如下配方蒸馏水5kg85%磷酸0.58kg(包括中和用酸)首先把准备好的原料助剂投入熔融釜中,关紧加料孔用纯度为99.9%的氮气置换2次,然后升温至160℃,开始搅拌,物料温度上升到180℃时,停止搅拌10分钟,先打开釜底阀排出沉积于釜低的杂物,关紧排料阀,打开釜底旁路阀把物料压入聚合釜中,以后操作和控制同实施例1经取样分析聚合物的相对粘度为4.72。
权利要求
1.超高粘度尼龙6工程塑料的间断聚合、连续生产方法,其特征在于包括以下过程(1)配制助剂按原料∶蒸馏水∶85%磷酸∶氢氧化钠=100∶3~5∶0.15~0.25∶0.06~0.13(重量比)和每釜投料量准确称取各种助剂的量,在一容器中依次加入称取好的蒸馏水、氢氧化钠,待冷至室温后再加入称取好的85%的磷酸,然后(2)投料置换将原料和按配比准备好的助剂加入熔融釜中,用纯度为99.9%的氮气置换后加热升温,待物料全部熔化(己内酰胺为60℃~80℃,己内酰胺低聚物为140℃~170℃),后排入保温的聚合釜中,然后(3)升温熔化当物料全部熔化后(原料是己内酰胺时为60℃~80℃,原料是己内酰胺低聚物时为140℃~170℃)启动搅拌,当物料温度上升到170℃~180℃时,暂停搅拌,让物料静止10~15分钟,先打开排气阀将釜内压力降至0Mpa,关紧排气阀,再打开釜底排料阀,将沉积于釜底的机械杂质排放掉,关紧排料阀,(若原料不是己内酰胺低聚物则无须排放杂质),然后打开釜底旁路阀将物料排入保温(250℃~280℃)的聚合釜中,然后(4)水解开环在搅拌下继续加热升温,控制聚合符内压力为0.8~1.0Mpa,当物料温度上升到250℃~290℃时,停止加热,缓慢卸掉釜内压力(至0Mpa),然后(5)真空聚合釜压卸完后开始抽真空,真空度为-0.05~-0.09Mpa,物料温度保持在250℃~290℃,真空聚合时间为60~180分钟,然后(6)平衡降温出料物料聚合好后停止搅拌,用纯度为99.9%的氮气充压,消除真空,并充压至0.5~0.8Mpa,打开釜底阀门将物料压入保温(265℃~275℃)的平衡罐中,(罐内压力为0.3~0.5Mpa),用罐底物料的出料速度控制物料在罐内的停留时间为2~3小时,罐内至少保持半罐物料以实现连续化生产。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于适用于用己内酰胺、己内酰胺低聚物以及二者按不同比例的混合物为原料生产超高粘度尼龙6工程塑料。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于在配料中加一定比例氢氧化钠,适用于间断法和连续法生产超高粘度尼龙6工程塑料。
全文摘要
本发明涉及一种超高粘度尼龙6工程塑料的间断聚合、连续生产方法,其特征是首先配制好助剂,然后投料置换,升温熔化、水解开环,釜压为0.8~1.0MPa,物料温度为250℃~290℃,卸掉釜内压力(至0MPa),在真空下维持聚合60~180分钟,然后,把物料压入平衡罐中,罐内压力为0.3~0.5MPa,在物料温度为265℃~275℃下,由底部定量、连续出料,得到相对粘度为5.0以上的尼龙6工程塑料。本发明方法适用于用己内酰胺及其低聚物生产超高粘度尼龙6工程塑料。
文档编号C08G69/00GK1408745SQ01128620
公开日2003年4月9日 申请日期2001年9月26日 优先权日2001年9月26日
发明者夏焕文 申请人:夏焕文