连续生产功能性聚酯的方法和设备技术

本发明专利技术提供了一种连续生产功能性聚酯的方法和设备，包括将聚合设备中聚合成的聚酯熔体通过主管道输入共混合装置、将功能粒子先加入助剂在气流粉碎机中进行粉碎和分散处理，然后与聚酯在混合器中混合、将得到的混合物加入共混合装置中共混处理，得功能性聚酯。设备有粒子微加工设备与混合器连接，混合器和共混合装置连接，混合器通过主管道与连续聚合设备连接。本发明专利技术方法简单，设备结构合理，易操作，功能粒子成分分散均一，品种稳定，生产的功能聚酯质量好，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续生产功能性聚酯的方法及设备。
技术介绍
据知，作为聚酯生产方法有两种一种是釜式聚合，另外一种是连续聚合。釜式聚合可以生产出多品种聚酯品，但是成本比较高并且聚合物品质不稳定。为了降低生产成本稳定聚合物品质，越来越多的厂家采用连续聚合的制造方法。但是，连续聚合方法所得聚酯品种比较单一，这样大大限制了聚酯品种多样性的开发。为了得到附加值高的功能性聚酯，人们采用了聚酯共混技术。现有生产聚酯共混物技术中，聚酯都以固体形式送到生产共混物的现场。在所述送料之前该聚酯的生产一般发生在距共混物生产现场很远的地方，过程涉及将单体结构单元以化学键连接成一体。以固体形式将聚酯送到共混物生产现场要求聚酯在生产装置中冷却，随后任选地造粒已达到固化，此种常用的传统方式带来以下缺点冷却，固化、造粒、储藏、运输和熔融等所述步骤成本高昂，手续繁多。况且，所要求的能耗必然导致对环境的影响。共混组分在混炼设备中的熔融构成该聚酯在高温下的额外暴露，这会造成降解以及因此生产的共混物品质的恶化。这对于热敏性聚酯来说尤其严重。最后，对共混物生产现场使用的聚酯在熔融前进行干燥可能证明是必须的，倘若运输和储藏期间所吸收的任何湿气会造成熔体中的聚酯降解。另一方面，聚酯融体中直接添加功能粒子共混的方法存在功能性粒子分散性差的缺陷，不适用于纤维和薄膜产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种方法简单、易操作、连续生产质量好的连续生产功能性聚酯的方法和设备。本专利技术的技术解决方案是一种连续生产功能性聚酯的方法，其特征是包括下列步骤①将聚合设备中聚合成的聚酯熔体通过主管道输入共混合装置；②将功能粒子先加入分散剂在气流粉碎机中进行粉碎和分散处理，然后与聚酯在混合器中混合；③将步骤②得到的混合物加入步骤①中的共混合装置中共混处理，得功能性聚酯。步骤②中的聚酯是直接加入混合器中的聚酯切片或是从聚合设备经过支管进入混合器中的熔融态聚酯。聚酯、功能粒子和分散剂三种组份的原料用量按重量百分比计为聚酯48％～99.4％，功能粒子0.2％～50％，分散剂0.1％～5％；聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯；分散剂为聚乙二醇、三羟甲基乙烷、硬脂酸金属盐、聚乙烯吡咯烷酮或铝钛复合型偶联剂。在步骤②混合器中，还加有抗氧剂，是受阻酚类抗氧剂(如抗氧剂IR1010、抗氧剂1076)和亚磷酸酯类抗氧剂(如抗氧剂TNP、168)，抗氧剂的用量为聚酯总重量的0.01～0.5％。功能粒子是有机或无机的抗紫外线粒子、阻燃粒子、吸湿粒子、导电粒子、抗菌粒子、红外线粒子或蓄热材料粒子等，其中粒径为纳米级到微米级分布。步骤②中粉碎用的气流压力5～15Kgf/cm2；粉碎后的微粉体被气流导入中心随气流排出收集，粗大粒子被再次粉碎，此方法处理能力是0.5Kg/hr～1200 Kg/hr。一种连续生产功能性聚酯的设备，其特征是有粒子微加工设备与混合器连接，混合器和共混合装置连接，混合器通过主管道与连续聚合设备连接。混合器通过支管与连续聚合设备相连接。有多余聚酯输出管与主管连接。功能粒子与聚酯的混合器为螺杆式混合器。共混合装置及功能粒子与聚酯的混合器，它们的混合长度与混合直径的比值为20～601，其中直径为20～100厘米，优选30～70厘米。熔融态聚酯的温度为220～320℃，优选240～300℃。本专利技术方法简单，设备结构合理，易操作，改性剂成分分散均一，品种稳定，生产的功能性聚酯质量好，生产成本低。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例1的设备结构示图。图2是本专利技术实施例8的设备结构示图。图3是本专利技术实施例9的设备结构示图。具体实施例方式实施例1以对苯二甲酸和乙二醇为原料在200～260℃温度下进行酯化反应，然后在280～300℃温度、低于300Pa真空下进行重缩聚反应，连续生产粘度达到0.655的聚对苯二甲酸乙二醇酯(简写为PET)熔体。连续聚合设备1中的聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体在温度为220～300℃(例220℃、240℃、280℃、300℃)下，以1000kg/h速度通过主管道2输入共混合装置3，同时支管4将聚对苯二甲酸乙二醇酯输入螺杆式混合器5，供给量为2.5kg/h；SH-D2抗静电粉体(功能粒子)(南通双华化学新材料有限公司生产)先加入分散剂在微粉碎机12中粉碎，气流压力是6Kgf/cm2，处理量是2.5kg/h，然后通过管道加入到螺杆式混合器5中，混合物进一步进入共混合装置3中共混处理，得功能性聚酯。共混合装置3中的共混温度为290℃。SH-D2抗静电粉体在制得功能性聚对苯二甲酸乙二醇酯中含量为0.25％。分散剂为聚乙二醇(或三羟甲基乙烷、硬脂酸金属盐、聚乙烯吡咯烷酮、铝钛复合型偶联剂)，分散剂的用量为聚酯、功能粉体(SH-D2抗静电粉体)和分散剂三种原料总用量(重量)的0.1～5％(例0.1％、2％、5％)。然后采用普通纺丝机进行常规纺丝及牵伸工艺制成抗静电纤维。纤维体积电阻率为4.5*103Ω·cm。上述共混合装置3及功能粒子与聚酯的螺杆式混合器5，它们的混合长度与混合直径的比值均为20～60，其中直径为20～100厘米。实施例2～7的制备工艺如同实施例1。其试验结果如下所示 实施例8以对苯二甲酸和乙二醇为原料在200～260℃温度下进行酯化反应，然后在280～320℃温度、低于300Pa真空下进行重缩聚反应，连续生产粘度达到0.655的聚对苯二甲酸乙二醇酯(简写为PET)熔体。聚对苯二甲酸乙二醇酯熔体在温度为220～320℃(例220℃、240℃、280℃、300℃、320℃)下，以1000kg/h速度从连续聚合设备6通过主管道7供给进入共混合装置8。另一方面，粘度为0.655的聚对苯二甲酸乙二醇酯切片与在先加入分散剂、并在微粉碎机13中粉碎后的SH-D2抗静电粉体在螺杆式混合器9中混合，在混合器中，还加有抗氧剂IR1010(或抗氧剂1076、抗氧剂TNP、168)，其中SH-D2抗静电粉体相对于混合物的重量份为50％，混合物以190.5kg/h向共混合装置8供给。分散剂为聚乙二醇(或三羟甲基乙烷、硬脂酸金属盐、聚乙烯吡咯烷酮、铝钛复合型偶联剂)，分散剂的用量为聚酯、功能粉体(SH-D2抗静电粉体)和分散剂三种原料总用量的0.1～5％(例0.1％、2％、5％)。抗氧剂的用量为聚酯总重量的0.01～0.5％(例0.01％、0.2％、0.5％)。然后采用普通纺丝机进行常规纺丝及牵伸工艺制成抗静电纤维。体积电阻率为2.9*103Ω·cm。上述共混合装置8及改性剂与聚酯的螺杆式混合器9，它们的混合长度与混合直径的比值均为20～60，其中直径为20～100厘米。实施例9有多余聚酯输出管10与主管11连接，其余同实施例1。这些分流出的多余聚酯，可以直接用于纺丝、成膜加工或制成聚酯切片。实施例10螺杆式混合器5中功能粒子和聚酯的用量比按重量计为15～60∶40～85(例15∶85、40∶60、60∶40)；整个流程中聚酯、功能性粉体和分散剂三种组份的原料总用量按重量计为聚酯48％～99.4％(例48％、70％、99％)，功能粒子0.2％～50％(例50％、29％、0.2％)，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续生产功能性聚酯的方法，其特征是：包括下列步骤：①将聚合设备中聚合成的聚酯熔体通过主管道输入共混合装置；②将功能粒子先加入分散剂在气流粉碎机中进行粉碎和分散处理，然后与聚酯在混合器中混合；③将步骤②得到的混合物 加入步骤①中的共混合装置中共混处理，得功能性聚酯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晓秀，本田圭介，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]