[發(fā)明專利]一種連續(xù)制備聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體的裝置和它的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110107400.9
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102206339A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉岳新;周文奎;金偉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海舟漢纖維材料科技有限公司
• 主分類號: C08G69/32
• 分類號: C08G69/32;D01F6/60
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 周濂堂

技術(shù)領(lǐng)域

屬高分子材料領(lǐng)域，是涉及聚合物材料制造技術(shù)。確切地說是涉及一種適用于工業(yè)化連續(xù)制備聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體的裝置和它的制備方法。

背景技術(shù)

聚對苯二甲酰對苯二胺纖維也稱對位芳綸纖維，對位芳綸纖維是目前世界上高性能纖維中用途最廣、需求量最大的纖維，是制造高強度輕質(zhì)裝甲和特種防護(hù)材料的首選，被廣泛應(yīng)用于航天、航空、軍工、機電、建筑、汽車、體育用品等領(lǐng)域。

高質(zhì)量的聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體是制備高質(zhì)量聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的重要前提，本發(fā)明所說的聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：

目前連續(xù)聚合制備聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體的情況如下：

美國專利USP3850888和USP3884881公開了一種連續(xù)化制備聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體的方法。該方法是先將對苯二胺粉末完全溶解在六甲基磷酰三胺溶劑中，然后與對苯二甲酰氯熔體同時加入到噴射混合器中混合，再進(jìn)入雙螺桿反應(yīng)器中反應(yīng)一段時間，得到聚合體混合物，該混合物經(jīng)洗滌、脫水、干燥后得到聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體。該方法的優(yōu)點在于六甲基磷酰三胺溶劑極性很強，溶劑中不需要加入助溶劑就可以制備出高比濃對數(shù)粘度的聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體，且聚合體灰分也很少，但由于六甲基磷酰三胺溶劑有致癌作用，目前工業(yè)化生產(chǎn)聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體中，已經(jīng)明確禁止使用該溶劑。

中國專利CN?1687186A公開了一種連續(xù)化制備聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體的方法。該方法是先將對苯二胺粉末完全溶解在含助溶劑的溶劑中，然后按對苯二胺固體與對苯二甲酰氯粉末以1∶1～1∶1.01的比例加入擠出機，在反應(yīng)溫度-20～5℃下，停留2～25分鐘，擠出的聚合體經(jīng)靜置、洗滌、脫水、干燥后，得到淡黃色聚合體粉末。該方法制得的樹脂在濃硫酸中的溶解性能良好，可紡性好，纖維色澤好，性能穩(wěn)定，樹脂的可紡性好，所紡纖維色澤好，強度高，性能穩(wěn)定。但是，該方法先將對苯二胺粉末完全溶解在含助溶劑的溶劑中，工業(yè)化生產(chǎn)后，由于對苯二胺長時間停留在含助溶劑的溶劑中，助溶劑的活化作用會使對苯二胺顏色變深、反應(yīng)活性降低，從而影響到聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體及纖維的色澤，也影響反應(yīng)過程中于對苯二甲酰氯的配比；該方法中只采用一臺雙螺桿反應(yīng)器，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)速固定，不能滿足縮聚反應(yīng)過程中不同階段的混合要求；該方法制備的聚合體比濃對數(shù)粘度最高為5.65dl/g，不適合制備高強聚對苯二甲酰對苯二胺纖維。

中國專利CN?101550231A公開了一種連續(xù)制備高粘度聚對苯二甲酰對苯二胺樹脂的工業(yè)方法及縮聚反應(yīng)器。該方法是先將助溶劑配成水溶液，再與溶劑精餾除掉水分，對苯二胺粉末完全溶解在含助溶劑的溶劑中，然后在預(yù)縮聚釜中加入部分對苯二甲酰氯進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)制得預(yù)聚體，預(yù)聚體再與剩余對苯二甲酰氯熔體連續(xù)按比例加入到雙軸捏合機中，反應(yīng)一段時間制得聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體混合物，該混合物經(jīng)粉碎、中和、洗滌、脫水、干燥后，得到淡黃色聚合體粉末。該方法克服了天氣、操作對聚合溶劑體系水分的不利影響，實現(xiàn)了連續(xù)、密閉、潔凈化生產(chǎn)，但是該方法先將對苯二胺粉末完全溶解在含助溶劑的溶劑中，工業(yè)化生產(chǎn)后，由于對苯二胺長時間停留在含助溶劑的溶劑中，助溶劑的活化作用會使對苯二胺顏色變深、反應(yīng)活性降低，從而影響到聚對苯二甲酰對苯二胺聚合體及纖維的色澤，也影響反應(yīng)過程中于對苯二甲酰氯的配比；該方法將聚合反應(yīng)分成兩個階段，第一階段為間歇式預(yù)縮聚階段，由于是間歇式聚合，將會不可避免地產(chǎn)生批差，同時形成的預(yù)聚體有較高的表觀粘度，影響第二階段連續(xù)聚合的精密計量與混合；該方法中所使用的雙軸捏合機反應(yīng)器沒有自清潔功能，產(chǎn)生的積料將影響第二階段的連續(xù)聚合反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供克服現(xiàn)有技術(shù)不足的一種連續(xù)制備聚對苯二甲酰對二胺聚合體的裝置和它的制備方法。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案：