一种用于制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎方法。按比例加入去离子水和己内酰胺进行循环搅拌并将温度冷却至25～35℃，再按比例加入颜料分散剂、包覆剂、湿润剂继续循环搅拌，加入颜料后进行预分散；对得到的预分散混合液利用迷宫式冲击粉碎机进行二次冲击粉碎，对得到的物料进行聚合反应。采用本发明专利技术提供的超高压冲击粉碎方法制备低含量高着色色浆，所需的研磨时间短，可节约研磨时间50%以上；采用季铵盐阳离子Gemini表面活性剂为分散剂，能有效阻止纳米颜料的再团聚。本发明专利技术提供的技术方案，颜料研磨流程简单，设备简化，维修率低，降低生产成本；研磨效率高，产品质量好，更能满足产业化生产的要求。更能满足产业化生产的要求。更能满足产业化生产的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎方法


[0001]本专利技术涉及色浆的粉碎纳米化处理
，具体涉及一种用于制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎方法。

技术介绍

[0002]在原液着色技术中，由于颜料粉体的超细化处理很困难，一般采用先做色浆再干燥成粉体颗粒的方法，这种方法会存在以下问题：1.在双螺杆生产母粒时，只能达到微米级水平，要纺制细旦有色纤维时，必须增大母粒的加入量，使丝条中色粉含量较高，有的甚至要达3.0%，这样才能使细旦色丝的着色深度达到要求，加入颗粒较大含量较高的着色剂必然会导致纺丝困难和颜料成本增高。2.现有技术1次、2次研磨达不到纳米级要求，需要不断的进行重复研磨8～10次才能达到，如果算时间的话，8吨色浆现有技术同流量的机型研磨需要24小时左右，研磨时间长 流程复杂，设备投资大。3.现有技术与本技术相比需要多配1～2个配制罐以及相应的研磨设备，才能满足工业化生产的需要；从现有技术研磨设备的使用情况来看，故障率偏高，每次维修处理时现场残留色浆严重，影响环境。4.所采用的分散剂无法有效防止纳米级颜料颗粒的团聚，研磨效率和产品质量受到影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术制备细旦色丝中加入颗粒较大的着色剂会导致纺丝困难和颜料成本增高的问题，提供一种研磨流程简单、时间短、设备简化的用于制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎的方法，并使得到的纳米级颜料颗粒具有良好的分散性，有效提高研磨效率和产品质量。
[0004]实现本专利技术目的的技术方案是提供一种用于制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎方法，包括以下步骤：步骤一：按比例将去离子水和己内酰胺加入到第一配制罐中，启动第一配制罐的乳化均质搅拌器，同时启动螺杆泵循环，混合均匀；步骤二：向第一配制罐内加入颜料分散剂、包覆剂、湿润剂，循环搅拌处理1～4小时；按质量计，颜料分散剂为颜料加入量的1%～10%，包覆剂为颜料加入量的0.05%～0.2%，湿润剂为颜料加入量的0.1%～1.0%；所述的颜料分散剂为季铵盐阳离子 Gemini 表面活性剂；步骤三：将称量的颜料加入到第一配制罐内，通过第一配制罐的乳化均质搅拌器和螺杆泵对混合液进行预分散处理2～4小时；所述的颜料其分子表面官能团中含有羟基－OH；步骤四：预分散结束后，通过螺杆泵管路将物料输送至迷宫式冲击粉碎机，同时启动迷宫式冲击粉碎机，将迷宫式冲击粉碎机出口管路切换至第二配制罐，同时启动第二配制罐的乳化均质搅拌器和螺杆泵，待色浆溶液全部经过迷宫式冲击粉碎机冲击粉碎进入第二配制罐后，再通过螺杆泵管路将物料输送至迷宫式冲击粉碎机，并将迷宫式冲击粉碎机
出口管路切换至储存罐，全部色浆溶液经二次冲击粉碎后打入储存罐内，同时开启储存罐的乳化均质搅拌器；预分散结束后，通过螺杆泵管路将物料输送至迷宫式冲击粉碎机，同时启动迷宫式冲击粉碎机，将迷宫式冲击粉碎机出口管路切换至第二配制罐，同时启动第二配制罐的乳化均质搅拌器和螺杆泵，待色浆溶液全部经过迷宫式冲击粉碎机冲击粉碎进入第二配制罐后，再通过螺杆泵管路将物料输送至迷宫式冲击粉碎机，并将迷宫式冲击粉碎机出口管路切换至储存罐，全部色浆溶液经二次冲击粉碎后打入储存罐内，同时开启储存罐的乳化均质搅拌器；所述第一配制罐、第二配制罐和储存罐的罐体均设有冷却夹套，运行时保持罐体温度为25～35℃；步骤五：通过进料泵将物料打入前聚合器，再通过齿轮泵将物料打入后聚合器进行聚合反应。
[0005]本专利技术技术方案中，步骤一中去离子水和己内酰胺的比例，己内酰胺的质量浓度为70%～85%。所述的颜料为碳黑。步骤三中颜料加入量为混合液量的8%～25%。
[0006]本专利技术所述的迷宫式冲击粉碎机包括超高压柱塞泵、主交互容腔、副交互容腔及辅助设备，主、副交互容腔内为折线通道，主交互容腔通道材质为金刚石、副交互容腔材质为陶瓷。
[0007]在本专利技术技术方案中，迷宫式冲击粉碎机的高压微射流体迷宫式反复冲击和撞击的液体压力为207～275MPa。
[0008]本专利技术以季铵盐阳离子 Gemini 表面活性剂为分散剂，采用高压微射流体迷宫式反复冲击和撞击技术，制备具有纳米化且分散性好的色浆，其专利技术原理是：采用的Gemini 表面活性剂分子结构中含两条疏水链和两个亲水头基，联结基将两个亲水基紧密相连，削弱了亲水头基之间的静电斥力与水化层之间的相互作用力，同时增强了疏水链之间的相互排斥作用，使表面活性剂分子在水溶液中的排列更加密集，分子之间更容易在体相内部聚集形成胶束或者胶团，进而更容易降低溶液的表面张力，同时，Gemini 表面活性剂高分子链上的－CH2－与颜料分子表面官能团中的羟基－OH结合，使Gemini 表面活性剂更好的包裹于颜料分子，有效防止了经迷宫式冲击粉碎后的纳米级颜料颗粒的团聚。
[0009]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：1.本专利技术采用200MPa以上的高压微射流体迷宫式反复冲击和撞击技术，将颜料颗粒处理至近乎原生粒径的水平，使得颜料的着色表面积增大了许多倍，因此只需少量的颜料就可达到很高的着色力，颜料的添加量只需要母粒法的一半左右，就可纺制高黑度的细旦或超细旦锦纶长丝。
[0010]2.本专利技术采用具有高分子链、水溶性优良的Gemini 表面活性剂，在高度分散的颜料色浆水溶液中，经过迷宫式冲击粉碎机研磨后，Gemini 表面活性剂高分子链上的－CH2－与颜料分子表面官能团中的羟基－OH结合，使Gemini 表面活性剂更好的包裹于颜料分子，从而阻止颜料的再团聚。
[0011]3.现有技术利用的机器需要不断的进行重复研磨8～10次，若8吨色浆研磨大约需要24小时左右。本专利技术利用迷宫式冲击粉碎机，所有色浆溶液只需要经过二次冲击粉碎即可达到纳米级，8吨色浆研磨大约需要12小时左右，同样重量的物料，本专利技术技术方案可节约50%的研磨时间，且流程简单，设备投资小。
[0012]4.现有技术一般为3～4个配制罐以及相应的研磨设备，易发生故障且研磨时间较长，而本专利技术只需要两个配制罐，缩短了研磨时间且发生故障率较低，能更好的应对一些突发事件，更好的满足产业化生产的要求。另外本专利技术研磨的色浆粒径的整体分布比现有技术好，产品质量更高。
[0013]5. 采用本专利技术技术方案，颜料色浆经过超高压冲击粉碎撞击处理，能够得到更好的纳米化粒径，其表面附着的功能性基团能够更好的参与聚合反应，生产的产品质量更好；颜料色浆经过更好的处理后，其粒径小，大小更均一，与PA6在聚合反应釜中，能够更好的形成层流，进行均一化聚合反应，提高聚合物的分子量分布，从而提高产品的可纺性。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎方法的工艺流程图；图2为本专利技术实施例提供的制备迷宫式冲击粉碎机容腔结构示意图；图3为本专利技术实施例未经过迷宫式冲击粉碎机二次冲击粉碎时颜料溶液粒径的分布曲线图；图4为本专利技术未经过迷宫式冲击粉碎机二次冲击粉碎时颜料溶液粒径检测的显微镜下的照片；图5为本专利技术实施例经过迷宫式冲击粉碎机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备低含量高着色色浆的超高压冲击粉碎方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：向第一配制罐中按比例加入去离子水和己内酰胺，启动第一配制罐的乳化均质搅拌器，同时启动螺杆泵循环，混合均匀；步骤二：向第一配制罐内加入颜料分散剂、包覆剂、湿润剂，循环搅拌处理1～4小时；按质量计，颜料分散剂为颜料加入量的1%～10%，包覆剂为颜料加入量的0.05%～0.2%，湿润剂为颜料加入量的0.1%～1.0%；所述的颜料分散剂为季铵盐阳离子 Gemini 表面活性剂；步骤三：将称量的颜料加入到第一配制罐内，通过第一配制罐的乳化均质搅拌器和螺杆泵对混合液进行预分散处理2～4小时；所述的颜料其分子表面官能团中含有羟基－OH；步骤四：预分散结束后，通过螺杆泵管路将物料输送至迷宫式冲击粉碎机，同时启动迷宫式冲击粉碎机，将迷宫式冲击粉碎机出口管路切换至第二配制罐，同时启动第二配制罐的乳化均质搅拌器和螺杆泵，待色浆溶液全部经过迷宫式冲击粉碎机冲击粉碎进入第二配制罐后，再通过螺杆泵管路将物料输送至迷宫式冲击粉碎机，并将迷宫式冲击粉碎机出口管路切换至储存罐，全部色浆溶液经二次冲击粉碎后打入储存罐内，同时开启储存罐的...

【专利技术属性】
技术研发人员：封其都，陈建新，陈亮，吉增明，陈国强，
申请(专利权)人：海阳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：