連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統包括連續聚酯生產線，所述連續聚酯生產線包括依次相連的漿料調配槽、第一酯化反應器、第二酯化反應器、預縮聚反應器和后縮聚反應器，還包括用于制備抗靜電劑分散液的抗靜電劑研磨分散系統，所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口通過抗靜電劑管道與所述第二酯化反應器的抗靜電劑入口連接，或者所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口與所述第二酯化系統的酯化出口處的管線連接。本實用新型實現了共聚型抗靜電聚酯的連續生產并能直接紡纖維。
【專利說明】連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種連續聚酯生產系統，尤其涉及一種連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統。
【背景技術】
[0002]抗靜電聚酯是重要的功能性聚酯，隨著靜電放電引起爆炸、電子器件損壞等靜電危害越來越大，抗靜電聚酯的需求將急劇增大。抗靜電聚酯的制備方法主要有共混、共聚和后整理等，表面處理法生產成本低廉，但抗靜電效果難以長久保存，耐洗滌性能差，且在低濕度環境中不顯示抗靜電性能；共混法生產的抗靜電纖維抗靜電性相對持久，可選擇的具有導電性能的無機或有機材料種類較多，但與共聚法相比抗靜電劑的用量較大，還會影響材料本體和表面性能；但目前國內外連續工業化生產的很少，基本上以間歇聚合或半連續小聚合和切片紡絲的工藝流程為主，生產能力小，原材料及能量消耗大，產品成本高，產品質量不穩定。抗靜電聚酯的這種生產技術現狀使其本應具有的廣泛應用受到了很大的限制。
實用新型內容
[0003]為了解決現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，可以實現共聚型抗靜電聚酯的連續生產并能直接紡纖維。
[0004]本實用新型的技術方案:
[0005]一種連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，包括連續聚酯生產線，所述連續聚酯生產線至少包括依次相連的第一酯化反應器和第二酯化反應器，還包括用于制備抗靜電劑分散液的抗靜電劑研磨分散系統，所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口通過抗靜電劑管道與所述第二酯化反應器的抗靜電劑入口連接，或者所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口與所述第二酯化系統的酯化出口處的管線連接。
[0006]通常，所述抗靜電劑出口與所述第二酯化系統的抗靜電劑入口或所述第二酯化系統的酯化出口處的管線之間的抗靜電劑管道上可以安裝有供料泵。
[0007]優選的，所述抗靜電劑研磨分散系統包括依次連接的抗靜電劑分散槽、研磨系統、抗靜電劑稀釋槽、離心機和抗靜電劑分散液供料槽，所述抗靜電劑分散槽上設有原料入口，所述抗靜電劑分散液供料槽上設有抗靜電劑出口，其作為所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口。
[0008]進一步的，所述研磨系統包括研磨機和抗靜電劑循環槽，所述研磨機的循環出口可以與所述抗靜電劑循環槽的循環入口連接，所述抗靜電劑循環槽的循環出口可以與所述研磨機的循環入口連接。
[0009]通常，所述研磨機和/或所述抗靜電劑循環槽可以設有研磨系統入口，所述抗靜電劑分散槽可以設有抗靜電劑分散出口，所述抗靜電劑分散出口可以與所述研磨系統入口連接。[0010]通常，所述研磨機和/或所述抗靜電劑循環槽可以設有研磨系統出口，所述抗靜電劑稀釋槽可以設有抗靜電劑稀釋入口，所述研磨系統出口可以與所述抗靜電劑稀釋入口連接。
[0011]優選的，所述連續聚酯生產線還包括預縮聚反應器和后縮聚反應器，所述預縮聚反應器的酯化入口與所述第二酯化反應器的酯化出口連接，所述預縮聚反應器的酯化出口與所述后縮聚反應器的酯化入口連接。
[0012]通常，所述預縮聚反應器上可以設有控制所述預縮聚反應器內部真空度和溫度的預縮聚真空系統和預縮聚溫控系統。
[0013]通常，所述后縮聚反應器上可以設有控制所述后縮聚反應器內部真空度和溫度的后縮聚真空系統和后縮聚溫控系統。
[0014]通常，所述后縮聚反應器的聚酯出口通過出口管道可以連接切片系統和/或紡絲系統。
[0015]本實用新型的有益效果:
[0016]本實用新型將由抗靜電劑研磨分散系統制備的抗靜電劑分散液引入第二酯化反應器，結合連續常規聚酯生產技術和連續式直紡技術，實現了連續生產共聚型抗靜電聚酯熔體/切片和熔體直紡，簡化工藝過程的同時，提高了生產效率和效益，降低了生產成本，穩定了產品質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的流程圖；
[0018]圖2是抗靜電劑研磨分散系統流程圖；
[0019]圖3是本實用新型的一種實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]參見圖1和圖3，本實用新型涉及一種連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統包括連續聚酯生產線，所述連續聚酯生產線包括依次相連的漿料調配槽1、第一酯化反應器2、第二酯化反應器3、預縮聚反應器4和后縮聚反應器5，所述第二酯化反應器的抗靜電劑入口可以連接有抗靜電劑研磨分散系統6。
[0021 ] 在漿料調配槽中將原料PTA和EG按工藝比例計量混合制成懸浮液(原料計量)，同時將制備好的縮聚催化劑乙二醇溶液加入漿料調配槽中。經充分混合的PTA/EG/催化劑混合物漿料通過螺桿泵定量送入第一酯化反應器。在此過程中的催化劑并不限定乙二醇一種，可按實際需要添加其他種類的催化劑。
[0022]送入第一酯化反應器的混合物漿料于一定的溫度、壓力、液位下充分反應，使其酯化率達90%以上，然后送往第二酯化反應器進一步進行酯化反應。在實際過程中并不限定只采用兩個酯化反應器，可按照實際需求設置多個酯化反應器以實現更多布的酯化。
[0023]在第二酯化反應器內進行酯化反應的過程中，抗靜電劑研磨分散系統可以向第二酯化反應器內通入抗靜電劑分散液，在此過程中也可向第二酯化反應器內通入其他添加劑(如:二氧化鈦)。當然抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口還可與第二酯化系統的酯化出口處的管線連接，即可在所述第二酯化系統與所述預縮聚反應器之間的管線上設置三通閥，抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口通過抗靜電劑管道與所述三通閥連接。
[0024]通常，所述抗靜電劑出口與所述第二酯化系統的抗靜電劑入口或所述第二酯化系統的酯化出口處的管線之間的抗靜電劑管道上可以安裝有供料泵。
[0025]抗靜電劑分散液的制備:
[0026]參見圖2，所述抗靜電劑研磨分散系統至少包括研磨機和離心機。可將納米金屬氧化物抗靜電劑(納米銻摻雜氧化錫ΑΤ0)、分散劑聚乙二醇和乙二醇混合攪拌直接送入研磨機進行球磨，再送入離心機分離，將分離得到的粒徑較小的抗靜電劑送入第二酯化反應器或者第二酯化反應器出口酯化物管線上。
[0027]此外，所述抗靜電劑研磨分散系統也可包括依次連接的抗靜電劑分散槽、研磨系統、抗靜電劑稀釋槽、離心機和抗靜電劑分散液供料槽，所述抗靜電劑分散槽上設有原料入口，所述抗靜電劑分散液供料槽上設有抗靜電劑出口，其作為所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口。將納米金屬氧化物抗靜電劑(納米銻摻雜氧化錫ΑΤ0)、分散劑聚乙二醇和乙二醇在抗靜電劑分散槽中混合攪拌，攪拌后的抗靜電劑混合物送入研磨系統進行球磨、在將球磨后的抗靜電劑混合物送入抗靜電劑稀釋槽進行稀釋，再將稀釋后的混合物送入離心機離心分離、過濾，分離得到的具有粒徑較小抗靜電劑的抗靜電劑分散液，并將其送入第二酯化反應器或者第二酯化反應器出口酯化物管線上。
[0028]所述研磨系統包括研磨機和抗靜電劑循環槽，所述研磨機的循環出口可以與所述抗靜電劑循環槽的循環入口連接，所述抗靜電劑循環槽的循環出口可以與所述研磨機的循環入口連接。抗靜電劑混合物在研磨系統進行球磨的次數優選為1-2次，在研磨次數為2次時，抗靜電劑混合物進入研磨機進行第一次研磨，完成后送入抗靜電劑循環槽，經過抗靜電劑循環槽再次進入研磨機中進行第二次研磨。所述研磨的次數可根據實際情況進行調整。
[0029]在上述抗靜電劑分散液的制備過程中，其中抗靜電劑分散槽中攪拌后的抗靜電劑混合物送入研磨系統的流量和流速是可人為調節的；經研磨后的抗靜電劑混合物進入抗靜電劑稀釋槽的過程中的流量和流速也是可人為調節的；所述抗靜電劑稀釋槽還配有流量計為其補充稀釋液，稀釋液優選乙二醇。
[0030]所述研磨機可選用凸塊式砂磨機，凸塊式砂磨機研磨后的粒徑較小，效果較好，工作效率高。
[0031]可通過調節研磨單次時間和次數來控制抗靜電劑在抗靜電劑分散液中的分散程度，抗靜電劑分散液中的納米金屬氧化物抗靜電劑(納米摻銻二氧化錫ΑΤ0)與乙二醇質量比控制范圍可以為1:2-1:10，納米金屬氧化物抗靜電劑與分散劑聚乙二醇的質量比控制范圍可以為1:0.5-1:3，抗靜電分散液中納米摻銻二氧化錫ATO的濃度可以為5-20%，操作壓力范圍為O-1OkPa(G)，操作溫度范圍可以為10-100°C。在此反應條件下抗靜電劑穩定性較高，納米金屬氧化物分散較為均勻，且粒徑較小，有利于進一步酯化和縮聚生產抗靜電聚酯產品，優化了酯化工藝中各成分和各反應步驟，為抗靜電聚酯的連續生產和直紡提供了條件，有利于提高產品中抗靜電劑(納米銻摻雜氧化錫ΑΤ0)的均勻性，提高抗靜電性能。
[0032]所述研磨機和/或所述抗靜電劑循環槽可以設有研磨系統入口，所述抗靜電劑分散槽可以設有抗靜電劑分散出口，所述抗靜電劑分散出口可以與所述研磨系統入口連接。抗靜電劑分散槽可同時與研磨機和抗靜電劑循環槽連接，在其中一個連接通道堵塞或損壞的情況下，依然能夠保證抗靜電劑研磨分散系統的正常工作。[0033]所述研磨機和/或所述抗靜電劑循環槽可以設有研磨系統出口，所述抗靜電劑稀釋槽可以設有抗靜電劑稀釋入口，所述研磨系統出口可以與所述抗靜電劑稀釋入口連接。抗靜電劑稀釋槽可同時與研磨機和抗靜電劑循環槽連接，在其中一個連接通道堵塞或損壞的情況下，依然能夠保證抗靜電劑研磨分散系統的正常工作。
[0034]在第二酯化反應器進行酯化反應時。其內部的操作壓力范圍可以為0_20kPa(G)，如 O kPa(G)、5 kPa(G)、10 kPa(G)、15 kPa(G)或 20 kPa (G)，操作溫度范圍可以為250-270 V，如 250 V、255 V、260 V、265 V、270 V，反應停留時間范圍可以為 70-115min，比如 70 min、80 min、90 min、100 min、110 min 或者 115 min。
[0035]通常，所述預縮聚反應器上可以設有控制所述預縮聚反應器內部真空度和溫度的預縮聚真空系統7和預縮聚溫控系統。其操作溫度通常控制在260-280°C，如260°C、265°C、270°C、275°C或280°C，絕對操作壓力控制在l_15kPa(A)。
[0036]通常，所述后縮聚反應器上可以設有控制所述后縮聚反應器內部真空度和溫度的后縮聚真空系統8和后縮聚溫控系統。其溫度通常控制在265-285°C，如265°C、270°C、275°C、280°C或285°C，調節真空系統后的絕對壓力不大于0.3 kPa(A)。
[0037]所述后縮聚反應器的物料出口可以通過管道連接切片系統和/或紡絲系統，所述管道上可以設有齒輪泵和過濾器，使達到理想粘度的熔體可以經所述齒輪泵增壓和過濾器過濾后由分配閥切換和分配，送至切片系統9和/或紡絲系統10。
[0038]本實用新型在上述獨特的工藝參數和特定的設備結構條件下，實現了共聚型抗靜電聚酯的連續生產，生產的抗靜電聚酯抗靜電劑質量含量范圍為0.3-1.5%，其纖維體積比電阻≤IO8 Ω cm，熔點≤250°C，粘度波動范圍可控制在±0.01dl/g，所生產的聚酯抗靜電性能優異，且耐洗滌。
【權利要求】
1.一種連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，包括連續聚酯生產線，所述連續聚酯生產線至少包括依次相連的第一酯化反應器和第二酯化反應器，其特征在于還包括用于制備抗靜電劑分散液的抗靜電劑研磨分散系統，所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口通過抗靜電劑管道與所述第二酯化反應器的抗靜電劑入口連接，或者所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口與所述第二酯化系統的酯化出口處的管線連接。
2.根據權利要求1所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述抗靜電劑出口與所述第二酯化系統的抗靜電劑入口或所述第二酯化系統的酯化出口處的管線之間的抗靜電劑管道上安裝有供料泵。
3.根據權利要求1所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述抗靜電劑研磨分散系統包括依次連接的抗靜電劑分散槽、研磨系統、抗靜電劑稀釋槽、離心機和抗靜電劑分散液供料槽，所述抗靜電劑分散槽上設有原料入口，所述抗靜電劑分散液供料槽上設有抗靜電劑出口，其作為所述抗靜電劑研磨分散系統的抗靜電劑出口。
4.根據權利要求3所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述研磨系統包括研磨機和抗靜電劑循環槽，所述研磨機的循環出口與所述抗靜電劑循環槽的循環入口連接，所述抗靜電劑循環槽的循環出口與所述研磨機的循環入口連接。
5.根據權利要求4所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述研磨機和/或所述抗靜電劑循環槽設有研磨系統入口，所述抗靜電劑分散槽設有抗靜電劑分散出口，所述抗靜電劑分散出口與所述研磨系統入口連接。
6.根據權利要求4所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述研磨機和/或所述抗靜電劑循環槽設有研磨系統出口，所述抗靜電劑稀釋槽設有抗靜電劑稀釋入口，所述研磨系統出口與所述抗靜電劑稀釋入口連接。
7.根據權利要求1-6任一項所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述連續聚酯生產線還包括預縮聚反應器和后縮聚反應器，所述預縮聚反應器的酯化入口與所述第二酯化反應器的酯化出口連接，所述預縮聚反應器的酯化出口與所述后縮聚反應器的酯化入口連接。
8.根據權利要求7所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述預縮聚反應器上設有控制所述預縮聚反應器內部真空度和溫度的預縮聚真空系統和預縮聚溫控系統。
9.根據權利要求7所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述后縮聚反應器上設有控制所述后縮聚反應器內部真空度和溫度的后縮聚真空系統和后縮聚溫控系統。
10.根據權利要求7所述的連續生產直紡共聚型抗靜電聚酯的生產系統，其特征在于所述后縮聚反應器的聚酯出口通過出口管道連接切片系統和/或紡絲系統。
【文檔編號】D01F6/92GK203794818SQ201420056098
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年1月29日 優先權日:2014年1月29日
【發明者】周華堂, 顧愛軍, 許賢文, 王銳, 周帆, 曾文兵, 張宇航, 賈志軒 申請人:中國昆侖工程公司, 中國紡織工業設計院