[發(fā)明專利]一種連續(xù)化尼龍聚合工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010732970.6
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN112062950B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洋
• 申請（專利權(quán)）人: 成都肆零壹科技有限公司
• 主分類號: C08G69/28
• 分類號: C08G69/28;C08G69/26
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本發(fā)明提供了一種連續(xù)化尼龍聚合工藝，聚合原料按質(zhì)量計(jì)，包括聚合單體二元酸和/或二元酸酯5?60份、二元胺3?50份和反應(yīng)性分散介質(zhì)聚酰胺10?90份；通過重量計(jì)量或者體積計(jì)量的方式將原料連續(xù)加入螺桿擠出裝置，使得聚合單體在熔融的分散介質(zhì)中反應(yīng)混合均勻，然后進(jìn)入后續(xù)聚合裝置中繼續(xù)聚合至尼龍樹脂達(dá)到所需分子量。在螺桿擠出裝置中完成原料的熔融反應(yīng)混合，利用螺桿擠出裝置散熱和混合效率高的優(yōu)勢，能夠解決熔融聚合生產(chǎn)效率的瓶頸，是一種高效、綠色環(huán)保的尼龍聚合工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程塑料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)化尼龍聚合工藝。

背景技術(shù)

尼龍?jiān)跈C(jī)械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等性能和成本方面的綜合優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、纖維、汽車等各個領(lǐng)域。由于各個行業(yè)對輕量化、環(huán)保的追求，以塑代鋼、以塑代木已經(jīng)成為設(shè)計(jì)選材方面的大趨勢。尼龍作為當(dāng)今塑料工業(yè)領(lǐng)域中增長最快的部分之一，生產(chǎn)工藝的改進(jìn)一直是研究的熱點(diǎn)。

目前最常用的尼龍聚合工藝包括尼龍鹽工藝和熔融聚合工藝兩種。尼龍鹽工藝一般首先在水或者強(qiáng)極性有機(jī)溶劑中制備尼龍鹽，然后在一定溫度下熔融縮聚得到最終的聚酰胺。例如直到2018年發(fā)表的專利CN109180931A中還是通過首先在水溶液中成鹽，然后熔融縮聚的方法來制備聚酰胺1313。熔融縮聚的初期，還會加入大量水作為分散劑來保證最終產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，該工藝存在以下問題：

1）需要經(jīng)過反應(yīng)釜制備尼龍鹽的步驟，過程繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。

2）需要消耗大量的水作為分散體系，造成浪費(fèi)。

3）加入的水會在縮聚過程中汽化后揮發(fā)掉，會消耗大量的能源。

熔融聚合工藝雖然不需要加入水作溶劑，但仍存在以下問題：

1）通常在反應(yīng)釜中進(jìn)行，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。

2）熔融聚合需要在二元酸熔融的狀態(tài)下加入二元胺，工藝過程要先將二元酸熔融，再進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)效率低。

3）為了避免二元胺和二元酸結(jié)合過程中劇烈放熱導(dǎo)致的沸點(diǎn)較低的二元胺的大量損失，通常使用沸點(diǎn)較高的二元胺。

4）為了避免加料過程二元酸和二元胺結(jié)合時大量集中放熱，使得溫度過高導(dǎo)致分解，需要緩慢的加入二元胺，這個加入過程就可能長達(dá)數(shù)小時，這樣極大地限制了熔融聚合工藝生產(chǎn)尼龍的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有尼龍鹽工藝能耗大和效率低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種連續(xù)化尼龍聚合工藝，即在原料體系中加入一定量的聚酰胺樹脂作為分散介質(zhì)，使得各個組分能夠均勻穩(wěn)定的分散到體系中，然后在螺桿擠出裝置中完成原料的混合，利用螺桿擠出裝置散熱和混合效率高的優(yōu)勢，能夠解決熔融聚合生產(chǎn)效率的瓶頸，并可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的完全連續(xù)化，是一種高效、綠色環(huán)保的尼龍聚合工藝。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種連續(xù)化尼龍聚合工藝，聚合原料按質(zhì)量計(jì)，包括聚合單體二元酸和/或二元酸酯5-60份、二元胺3-50份和反應(yīng)性分散介質(zhì)聚酰胺10-90份；通過重量計(jì)量或者體積計(jì)量的方式將原料連續(xù)加入螺桿擠出裝置，使得聚合單體在熔融的分散介質(zhì)中反應(yīng)混合均勻，然后進(jìn)入后續(xù)聚合裝置中繼續(xù)聚合至尼龍樹脂達(dá)到所需分子量。

最常用的螺桿擠出裝置為同向雙螺桿擠出裝置，其他具有類似分散功能的螺桿擠出裝置都可以應(yīng)用于本發(fā)明。

本發(fā)明的聚酰胺原料作為反應(yīng)性分散介質(zhì)，需要在熔融的單體酸和胺相遇反應(yīng)前熔融，從而作為分散介質(zhì)，因此優(yōu)選在物料熔融前從螺桿擠出裝置的前端加入。