专利名称：连续湿磨工艺的制作方法
技术领域：
本发明公开一种连续湿磨的工艺及其相关设备，以及一种含有经过连续湿磨的高质量无机填料
的聚酯。
(二)
背景技术：
湿磨用于粉碎液体中的固体物资，在化工生产中得到广泛运用，特别是砂磨和珠磨。目前湿磨 系统的工艺流程大多是批式生产， 一台密封或不密封的湿磨机前面安装一台容积式泵如齿轮泵或隔膜 泵控制流量，湿磨机出料之后有一个开口容器。物料从容积式泵进入湿磨机，研磨后进入开口容器。 这种工艺流程适用于小批量多品种的产品例如油漆和油墨。
与一次研磨物料在湿磨机内停留长时间相比，多次研磨每次物料停留短时间的产品质量较好， 粒径分布均匀。因此多台湿磨机串连的研磨效果比较好。
对于化纤行业所需要的大批量的无机填料的研磨，连续生产可以节省人力和物力，减少清洗设 备造成的环境污染。在现有工艺中，在多台湿磨机串连时，每台湿磨机的出料需要一个开口的缓冲罐 或称拉缸，拉缸之后物料经过控制流量的容积式泵进入下一台湿磨机。操作人员需要经常观察拉缸里 面的物料，防止液面太低或者液面太高而溢出。
湿磨机之间没有开口容器的多台湿磨机串连的连续研磨系统不需要操作人员经常观察拉缸里 面的物料，有利于连续生产。如果每台湿磨机之前都安装一台容积式泵如螺杆泵或齿轮泵或隔膜泵， 研磨系统很难平稳运行，控制十分困难。即使每台容积式泵的转速相同，流量也不会一样，因为研磨 前后物料的粘度，温度等都有变化。
美国专利5,080,293和5,199,656公开了一种连续湿磨系统，只有一个研磨缸而不是多台湿磨机 串连。这种系统不适合于需要研磨大量高质量无机填料桨料的化纤工业。
因此急需一套连续湿磨工艺，其连续湿磨系统运行平稳，流量控制容易，产品质量好。
(三)发明的目的
本发明所要解决的技术问题是在连续湿磨工艺中的工艺及设备问题。连续湿磨工艺对于需要大 量高质量无机填料的聚酯工业尤其重要。
发明内容
本发明公开一种连续湿磨工艺，其连续湿磨系统由一条或者多条连续湿磨线组成，所述连续湿磨线由(l)串连的二台或更多台密封湿磨机系列，(2)所述密封湿磨机之间没有相连的非密封容器，(3) 所述串连湿磨机系列中第一台湿磨机之前相连的提供进料及物料流动所需压力并调整流量的容积式 泵，(4)所述串连湿磨机系列中除了第一台湿磨机之外的其他湿磨机之前相连的只提供压力但不改变流 量的非容积泵组成。物料的流量由第一台密封湿磨机前的容积式泵的速度调整。后面密封湿磨机的非 容积泵不改变物料流量。
密封湿磨机的例子包括但不限于密封砂磨机，密封珠磨机，或者密封砾磨机，密封球磨机，和 密封磨碎机。广泛使用的密封湿磨机是密封砂磨机和密封珠磨机。所述密封湿磨机可以是立式或者卧 式。湿磨机上可以有冷却系统。如果工艺上必要的话，可以用冷冻水冷却，在串连的湿磨机之间还可 以安装热交换器冷却物料。
研磨珠的例子包括但不限于玻璃珠，石英砂，硅酸锆珠，氧化锆珠，钢珠等等。研磨珠大小为 0.1 mm至iJ10mm，更常用的是0.6mm至U 3 mm，最常用的是0.8 mm到2mm。
所加工的物料中固体含量是1%到90%，更好是10%到70%，最好是20%到50%。液体可以 是水，乙二醇，或者其他有机或无机溶剂。
湿磨系统之前可以有混合罐及进料罐等装置，研磨系统之后可以有稀释，过滤等装置。物料由 进料罐进入湿磨系统，研磨后进入稀释以及过滤等装置，经质量检验合格后进入成品罐。
容积式泵的例子包括但不限于计量泵，往复泵，活塞泵，柱塞泵，隔膜泵，转子泵，齿轮泵， 螺杆泵，滑片泵，罗茨泵，凸轮泵，蠕动泵，或者是其中两种或更多的组合。广泛使用的容积式泵是 隔膜泵，齿轮泵，或者螺杆泵。
非容积泵的例子包括但不限于动力学泵，离心泵，磁力驱动离心泵，径向离心泵，混流离心泵， 屏蔽泵，管道泵，自吸泵，无堵塞泵，轴流泵，部分流泵，高速泵，旋涡泵，涡流泵，砂浆泵，或者 是其中两种或更多的组合。最广泛使用的非容积泵是离心泵。如果要求无泄漏，优选的非容积泵是磁 力驱动离心泵。如果物料中固含量较高，离心泵的叶轮可以选用敞式或半蔽式，避免流道堵塞。
所述连续研磨系统每天可以连续运转1到24小时，更好是每天连续运转10到20小时，最好 是每天连续运转12到18小时，使生产装置既有较高效率又有足够的弹性，便于必要的维修。
本发明的密封湿磨机和容积式泵以及非容积泵可以使用任何满足物料以及工艺条件的金属或 非金属材质，例如轴承钢，碳钢，不锈钢，钛及钛合金，聚氨酯，陶瓷例如氧化锆，工程塑料等。多 次热加工可以提高钢材的硬度提高耐磨性能。
本发明的密封湿磨机和容积式泵以及非容积泵可以由熟悉机械制造业的人员用任何所了解的方法制造，例如焊接，锻压，铸造，注模等。
本发明进一步公开一种连续湿磨工艺，其连续湿磨系统由一条或者多条连续湿磨线组成，所述 连续湿磨线由(l)串连的三台或更多台密封湿磨机系列，(2)密封湿磨机之间没有相连的非密封容器，(3) 所述串连湿磨机系列中第一台湿磨机之前相连的提供进料及物料流动所需压力并调整流量的容积式泵 组成。
密封湿磨机的例子包括但不限于密封砂磨机，密封珠磨机，密封砾磨机，密封球磨机，和密封 磨碎机。广泛使用的密封湿磨机是密封砂磨机和密封珠磨机。所述密封湿磨机可以是立式或者卧式。 湿磨机上可以有冷却系统。如果工艺上必要的话，可以用冷冻水冷却湿磨机，在串连的湿磨机之间还 可以安装热交换器冷却物料。
容积式泵的例子包括但不限于计量泵，往复泵，活塞泵，柱塞泵，隔膜泵，转子泵，齿轮泵， 螺杆泵，滑片泵，罗茨泵，凸轮泵，蠕动泵，或者是其中两种或更多的组合。广泛使用的容积式泵是 隔膜泵，齿轮泵和螺杆泵。
所述串连湿磨机系列中除了第一 台密封湿磨机之外的其他一 台或多台密封湿磨机之前可选择 与只提供压力但不改变流量的一台或多台非容积泵相连；
非容积泵的例子包括但不限于动力学泵，离心泵，磁力驱动离心泵，径向离心泵，混流离心泵， 屏蔽泵，管道泵，自吸泵，无堵塞泵，轴流泵，部分流泵，高速泵，旋涡泵，涡流泵，砂浆泵，或者 是其中两种或更多的组合。最广泛使用的非容积泵是离心泵。如果要求无泄漏，优选的非容积泵是磁 力驱动离心泵。如果物料中固含量较高，离心泵的叶轮可以选用敞式或半蔽式，避免流道堵塞。
在串连湿磨机系列中，除了第一台密封湿磨机需要容积式泵之外，后面的密封湿磨机并不是每 台都需要与非容积泵相连。我发现后面的湿磨机所连接的非容积泵较少时，前面的砂磨机内压力较高， 因此湿磨能量密度更高，研磨效率更高。但如果去掉后面所有湿磨机所连接的非容积泵，前面的湿磨 机内压力可能太高造成泄漏，除非经过特殊设计使其能够承受更高压力。
本发明还公开一种聚酯，其由羰基化合物或其齐聚物和二醇所衍生的重复单元以及无机填料 组成，所述羰基化合物是HO-R-COOH或R， OOCACOOR', 其中A是有2到30个碳原子的亚 烷基、亚芳基、亚烯基，或者两者以上的组合，每个R或者R，独立地选自于(i)氢，(ii)有羧基 在终端的氢羧基团，或者(iii)含有1到30个碳原子的烃基；所述齐聚物有1至U 100个重复单元；
所述无机填料用一种连续湿磨工艺生产，其连续湿磨系统由一条或多条连续湿磨线组成，所述 连续湿磨线由(l)串连的2台或更多台密封湿磨机系列，(2)密封湿磨机之间没有连接非密封容器，(3)所述串连湿磨机系列中第一台密封湿磨机之前相连的提供进料及物料流动所需压力并调整流量的容积 式泵，(4)所述串连湿磨机系列中除了第一台密封湿磨机之外的其他一台或多台密封湿磨机之前可选择 相连的只提供压力但不改变流量的一台或多台非容积泵组成；所述无机填料是所述聚酯的0.01%到 10%。
羰基化合物的例子包括但不限于对苯二甲酸，间苯二甲酸，萘二甲酸，对苯二甲酸二甲酯，间
苯二甲酸二甲酯，萘二甲酸二甲酯，己二酸；二醇的例子包括但不限于乙二醇，1,2-丙二醇，1，3-丙二
醇，1，4-丁二醇，1，4-环己垸二甲醇，二甘醇，聚乙二醇，或者其中两种或更多以上化合物的组合。
无机填料的例子包括但不限于碳黑，二氧化钛，硫酸钡，二氧化硅。在连续砂磨系统中生产的 无机填料浆料粒径分布窄，粗粒子较少，在聚酯中分散均匀，纺丝或者拉膜时断头率低。高质量的无 机填料浆料在325x2300目的真空过滤中应该达到500到5000毫升(不锈钢滤网的直径是57毫米)。
加入碳黑后聚酯纤维不必染色，免去了染色过程造成的环境污染，所述碳黑是所述聚酯的0.3%
到3%。
二氧化钛可以作为聚酯纤维的消光剂，加入二氧化钛0.2%到0.5%的聚酯纤维是半消光纤维， 加入二氧化钛1%到3%的聚酯纤维是全消光纤维。
含硫酸钡或二氧化硅0.1%到1%的聚酯有更好的可纺性和其它性能。
具体实施例方式
下列实例进一步阐释本发明的具体实施方式
，而不应被用于不适当地限制本发明的范围。 实例1
一套连续湿磨装置有三条并联的连续砂磨线，每条砂磨线由三台250L密封卧式砂磨机串连组 成。每条砂磨线的第一台砂磨机的进料泵是隔膜泵，用于提供压力并调整流量。第二台和第三台砂磨 机的进料泵是离心泵，只提供压力而不改变流量。砂磨机之间除了泵和管道之外，没有拉缸或其他非 密封容器。每台砂磨机有冷却系统。研磨珠是1.0-1.2 mm硅酸锆珠(含Zr02 64%, Si02 33%),填充 量为砂磨机有效容积的80%。
研磨物料是碳黑浆料，按重量含碳黑25%,溶剂乙二醇和分散剂75%。在容积9.1立方米的 混合罐中加入乙二醇和分散剂3000kg,然后在搅拌条件下加入碳黑粉体1000 kg，混合后继续搅拌1 小时。该浆料用泵送入13.3立方米的进料罐，然后用隔膜泵送入第一台砂磨机，隔膜泵的速度控制 浆料的流量，每小时480kg。第一台砂磨机的出料经离心泵进入第二台砂磨机，第二台砂磨机的出料 经离心泵进入第三台砂磨机。第三台砂磨机的出料进入容积9.1立方米的中间罐。浆料然后进入容积9.1立方米的稀释罐，加入乙二醇稀释到20%，经过滤器进入30立方米的成品罐。
连续湿磨系统所生产的含碳黑20%的碳黑浆料然后加入聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚合过程日 产黑色聚酯纤维300吨。日产灰色聚酯300吨时(含二氧化钛0.3%和碳黑0.6%)，碳黑砂磨装置每天连 续运转5小时。日产黑色聚酯300吨时(含碳黑2%)，碳黑砂磨装置每天连续运转16.6小时。
实例2
一套与实例1相似的连续砂磨装置，不同之处是只有一条连续砂磨生产线，三台250L密封卧 式砂磨机串连。物料是二氧化钛55%浆料溶剂为乙二醇，砂磨机中的流量是每小时1500 kg。砂磨之 后二氧化钛浆料稀释到20%。
连续湿磨所得二氧化钛20%浆料加入日产600吨聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚合过程。日产半 消光聚酯纤维600吨时(含二氧化钛0.3%)， 二氧化钛砂磨系统每天连续运转2小时10分钟。日产全消 光聚酯纤维600吨时(含二氧化钛2.5%)， 二氧化钛砂磨系统每天连续运转18小时。
实例3
一套连续湿磨装置有二条并联的连续砂磨线，每条砂磨线由三台250L密封卧式砂磨机串连组 成。每条砂磨线的第一台砂磨机的进料泵是螺杆泵，用于提供压力并调整流量。第二台，第三台和第 四台砂磨机的进料泵是磁力驱动离心泵，只提供压力而不改变流量，每台离心泵有旁通管道和阀门。 砂磨机之间除了泵和管道之外，没有拉缸或其他非密封容器。每台砂磨机有冷却系统。所用研磨珠是 1.0-1.2 mm硅酸锆珠(含Zr02 64%, Si02 33%)，填充量为砂磨机有效容积的80%。
物料是碳黑浆料，按重量含碳黑25%，溶剂乙二醇和分散剂75%。在容积9.1立方米的混合 罐中加入乙二醇和分散剂3000kg，然后在搅拌条件下加入碳黑粉体1000 kg，混合后继续搅拌l小 时。该浆料用泵送入13.3立方米的进料罐，然后用螺杆泵送入第一台砂磨机，螺杆泵的速度控制浆 料的流量，每小时640kg。第一台砂磨机的出料经离心泵进入第二台砂磨机，第二台砂磨机的出料经 离心泵进入第三台砂磨机。第三台砂磨机的出料经离心泵进入第四台砂磨机。四台砂磨机内的压力大 约是0.05MPa。第四台砂磨机的出料进入容积9.1立方米的中间罐。浆料然后进入容积9.1立方米的稀 释罐，加入乙二醇稀释到20%，经过滤器进入30立方米的成品罐。
砂磨后用真空过滤检査碳黑浆料质量。直径57mm的不锈钢过滤网是325x2300目。600毫升 碳黑浆料通过不锈钢滤网。
实例4
一套连续砂磨装置与实例3相同，有二条并联的连续砂磨线，每条砂磨线由四台250L密封卧
8式砂磨机串连组成。不同之处是第一台砂磨机的出料不经离心泵从旁通直接进入第二台砂磨机，第二 台砂磨机的出料经离心泵进入第三台砂磨机，第三台砂磨机的出料不经离心泵从旁通直接进入第四台 砂磨机。第一台和第三台密封砂磨机内的压力大约是0.1MPa，第二台和第四台密封砂磨机内的压力大 约是0.05MPa。
砂磨后用真空过滤检査浆料质量。直径57mm的不锈钢过滤网是325x2300目。800毫升碳黑 浆料通过不锈钢滤网。
权利要求
1.一种连续湿磨工艺，其连续湿磨系统由一条或者多条连续湿磨线组成，所述连续湿磨线由(1)串连的二台或更多台密封湿磨机系列，(2)密封湿磨机之间没有相连的非密封容器，(3)所述串连湿磨机系列中第一台湿磨机之前相连的提供进料及物料流动所需压力并调整流量的容积式泵，(4)所述串连湿磨机系列中除了第一台湿磨机之外的其他湿磨机之前相连的只提供压力但不改变流量的非容积泵组成。
2. 如权利要求1所述的连续研磨工艺，所述密封湿磨机是密封砂磨机，密封珠磨机，密封砾磨机， 密封球磨机，或密封磨碎机；所述容积式泵是计量泵，往复泵，活塞泵，柱塞泵，隔膜泵，转子泵，齿轮泵，螺杆泵，滑片泵， 罗茨泵，凸轮泵，蠕动泵，或者是其中两种或更多的组合；所述非容积泵是动力学泵，离心泵，磁力驱动离心泵，径向离心泵，混流离心泵，屏蔽泵，管道泵， 自吸泵，无堵塞泵，轴流泵，部分流泵，高速泵，旋涡泵，涡流泵，砂浆泵，电磁泵，或者是其中两种或 更多的组合。
3. 如权利要求2所述的连续研磨工艺，其中所述密封湿磨机是密封砂磨机或密封珠磨机；所述容 积式泵是隔膜泵，齿轮泵，或者螺杆泵；所述非容积泵是离心泵或者磁力驱动离心泵。
4. 一种连续湿磨工艺，其连续湿磨系统由一条或者多条连续湿磨线组成，所述连续湿磨线由(l)串 连的三台或更多台密封湿磨机系列，(2)密封湿磨机之间没有相连的非密封容器，(3)所述串连湿磨机系列中第一台密封湿磨机之前相连的提供进料及物料流动所需压力并调整流量的容积式泵组成。
5. 如权利要求4所述的连续研磨工艺，所述密封湿磨机是密封砂磨机，密封珠磨机，密封砾磨机， 密封球磨机，或密封磨碎机；所述容积式泵是计量泵，往复泵，活塞泵，柱塞泵，隔膜泵，转子泵，齿轮泵，螺杆泵，滑片泵，罗茨泵，凸轮泵，蠕动泵，或者是其中两种或更多的组合。
6. 如权利要求5所述的连续研磨工艺，其中所述密封湿磨机是密封砂磨机或密封珠磨机；所述容 积式泵是隔膜泵，齿轮泵，或者螺杆泵。
7. 如权利要求4所述的连续研磨工艺，所述串连湿磨机系列中除了第一 台密封湿磨机之外的其他 一台或多台密封湿磨机之前可选择与只提供压力但不改变流量的一台或多台非容积泵相连；所述非容积泵是动力学泵，离心泵，磁力驱动离心泵，径向离心泵，混流离心泵，.屏蔽泵，管道泵， 自吸泵，无堵塞泵，轴流泵，部分流泵，高速泵，旋涡泵，涡流泵，砂桨泵，电磁泵，或者是其中两种或 更多的组合。
8. 如权利要求7所述的连续研磨工艺，其中所述非容积泵是离心泵或磁力驱动离心泵。
9. 一种聚酯，其由羰基化合物或其齐聚物和二醇所衍生的重复单元以及无机填料组成，所述羰基 化合物是HO-R-COOH或R， OOCACOOR，，其中A是有2到30个碳原子的亚烷基.、亚芳基、亚烯基，或者两者以上的组合，每个R或者R'独立地选自于(i)氢，(ii)有羧基在终端的氢羧基团，或 者(iii)含有1到30个碳原子的烃基；所述齐聚物有1到100个重复单元；所述无机填料用一种连续湿磨工艺生产，其连续湿磨系统由一条或多条连续湿磨线组成，所述连续 湿磨线由(l)串连的2台或更多台密封湿磨机系列，(2)密封湿磨机之间没有非密封容器，(3)所述串连湿磨 机系列中第一台密封湿磨机之前相连的提供进料及物料流动所需压力并调整流量的容积式泵，(4)所述串连 湿磨机系列中除了第一台密封湿磨机之外的其他一台或多台密封湿磨机之前可选择相连的只提供压力但 不改变流量的一台或多台非容积泵组成；所述无机填料是所述聚酯的0.01%到10%。
10.如权利要求9所述的聚酯，其中所述羰基化合物是对苯二甲酸，间苯二甲酸，萘二甲酸，对 苯二甲酸二甲酯，间苯二甲酸二甲酯，萘二甲酸二甲酯，己二酸；所述二醇是乙二醇，1,2-丙二醇，1,3-丙二醇，1,4-丁二醇，1,4-环己烷二甲醇，二甘醇，聚乙二醇，或者是其中两种或更多以上化合物的组合；所述无机填料是碳黑或二氧化钛。
全文摘要
本发明公开了一种连续湿磨的工艺及其相关设备。其连续湿磨系统由一条或者多条连续湿磨线组成，所述连续湿磨线由(a)串连的2台或者更多台密封湿磨机，(b)密封湿磨机之间没有相连的非密封容器，(c)所述串连湿磨机系列中第一台湿磨机之前相连的提供进料及物料流动所需压力并调整流量的容积式泵，(d)所述串连湿磨机系列中除了第一台湿磨机之外的其他一台或多台湿磨机之前可选择相连的只提供压力但不改变流量的一台或多台非容积泵组成。本发明还公开一种含有无机填料的聚酯，用所述连续湿磨工艺生产的无机填料粒径分布窄，粗颗粒少，纺丝时断头率低。无机填料例如碳黑需要在聚酯中均匀分散，纤维可纺性才会好。
文档编号C08K3/00GK101590440SQ200810098790
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月29日 优先权日2008年5月29日
发明者段吉文 申请人:段吉文