一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置。它包括順序連接的炭黑研磨系統(tǒng)、漿料反應(yīng)系統(tǒng)、漿料供應(yīng)系統(tǒng)、漿料在線添加系統(tǒng)，還包括順序連接的低聚物輸送管道、均化系統(tǒng)、縮聚系統(tǒng)、紡絲系統(tǒng)；其中，漿料在線添加系統(tǒng)的輸出口位于低聚物輸送管道上。該裝置還包括一個(gè)炭黑回收系統(tǒng)，其輸入口與縮聚系統(tǒng)連接，其輸出口與炭黑研磨系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型的生產(chǎn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對聚酯纖維進(jìn)行原液著色，制備出黑色聚酯纖維。該裝置生產(chǎn)的黑色漿料常溫下穩(wěn)定，與聚酯相容性好；顏料均勻地分散在聚合體系中，熔體經(jīng)紡絲成形后著色劑即被固著在纖維中，產(chǎn)品色牢度高；批間與批內(nèi)基本無色差；對提高我國目前聚酯差別化率水平有重要作用。
【專利說明】一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于聚酯纖維生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著人們生活水平的提高，人們對高質(zhì)量黑色面料的需求量逐年增大。雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，我國迅速成為世界第一化纖生產(chǎn)大國，但主要是以常規(guī)聚酯產(chǎn)量擴(kuò)張為主，常規(guī)化、同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，在產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新方面存在嚴(yán)重不足，產(chǎn)品差別化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。因此尋找合適的方法連續(xù)生產(chǎn)高質(zhì)量的黑色聚酯纖維意義重大，既有助于實(shí)現(xiàn)黑色聚酯纖維的產(chǎn)業(yè)化，又有助于提高聚酯行業(yè)的差別化水平。
[0003]黑色纖維生產(chǎn)方法包括:浴染法、聚合過程著色法、切片干法著色法、染料與原料切片共混紡絲法、色母粒與原料切片共混紡絲法等，通常用的是浴染法、聚合過程著色法和色母粒與原料切片共混紡絲法。
[0004]浴染法較成熟，但產(chǎn)品色牢度低，批次之間質(zhì)量不穩(wěn)定，批間與批內(nèi)存在一定程度上的色差，只適合小批量的生產(chǎn)，而且加工過程長、成本高，并產(chǎn)生大量的污水，對環(huán)境污染嚴(yán)重。母粒著色法缺點(diǎn)是母粒需要提前干燥，釋放顏色慢，易發(fā)生與熔體混合不勻造成的色差問題。聚合過程著色法把顏(染)料的漿料與低聚物一起加入聚合體系中，直接制備有色纖維，顏(染)料均勻地分散在聚合體系中，經(jīng)紡絲成形后著色劑即被固著在纖維中，產(chǎn)品色牢度高；批間與批內(nèi)基本無色差，特別適合大批量連續(xù)化生產(chǎn)。
[0005]傳統(tǒng)的聚合過程著色法，著色劑漿料的制備多用物理方法制備，將顏(染)料、分散劑、載體混合研磨，以改善顏料和聚酯的相容性；聚酯聚合及紡絲在溫度280-290°C下進(jìn)行，要求分散劑耐高溫，且在高溫下和顏(染)料結(jié)合力較強(qiáng)，而物理改性后的顏(染)料和分散劑的結(jié)合為物理作用，作用力較弱，高溫下顏(染)料容易團(tuán)聚。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可使顏料在聚酯中均勻分散的原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置，它包括順序連接的炭黑研磨系統(tǒng)、漿料反應(yīng)系統(tǒng)、漿料供應(yīng)系統(tǒng)、漿料在線添加系統(tǒng)，還包括順序連接的低聚物輸送管道、均化系統(tǒng)、縮聚系統(tǒng)、紡絲系統(tǒng)；其中，漿料在線添加系統(tǒng)的輸出口位于低聚物輸送管道上。
[0009]上述裝置還包括一個(gè)炭黑回收系統(tǒng)，其輸入口與縮聚系統(tǒng)的輕餾分輸出口連接，其輸出口與炭黑研磨系統(tǒng)連接。即縮聚系統(tǒng)配備了餾分中炭黑回收系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)通過回收餾分達(dá)到回收炭黑的目的。
[0010]利用上述裝置進(jìn)行原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)方法如下:將定量炭黑和分散劑加入炭黑研磨系統(tǒng)，經(jīng)過研磨后，通過管道移入漿料反應(yīng)系統(tǒng)中，加入催化劑和接枝化合物進(jìn)行接枝化學(xué)反應(yīng)后得到均勻分散的黑色漿料；均勻分散的黑色漿料經(jīng)管道輸送至漿料供應(yīng)系統(tǒng)，再通過漿料在線添加系統(tǒng)，注射添加到低聚物輸送管道中，經(jīng)均化系統(tǒng)充分混勻后，進(jìn)入縮聚系統(tǒng)得到聚酯熔體，再進(jìn)入紡絲系統(tǒng)進(jìn)行直紡得到目標(biāo)產(chǎn)品黑色聚酯纖維?？s聚系統(tǒng)脫出的輕餾分進(jìn)入炭黑回收系統(tǒng)，回收的炭黑輸送到炭黑研磨系統(tǒng)進(jìn)行再利用。
[0011]本實(shí)用新型中所述的聚酯為:聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯中的一種。
[0012]本實(shí)用新型中黑色漿料與聚酯的相容性好。該黑色漿料是通過對黑色顏料炭黑進(jìn)行研磨處理，然后在催化劑作用下通過接枝與炭黑表面結(jié)構(gòu)相類似的化合物，即接枝能與炭黑表面基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化合物，得到的均勻分散的黑色漿料。在顏料(炭黑)表面接枝能與顏料表面基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化合物，可改善顏料與分散介質(zhì)以及聚酯的相容性。
[0013]本實(shí)用新型在漿料的加入位置上進(jìn)行了優(yōu)選:將炭黑漿料加入到酯化后預(yù)縮聚前的低聚物輸送管道中，低聚物粘度低，炭黑漿料易和低聚物混合均勻，炭黑受熱時(shí)間較短，隨炭黑加入的分散介質(zhì)很大一部分被預(yù)縮聚真空系統(tǒng)抽出，減小了終縮聚真空系統(tǒng)的負(fù)荷，容易得到粘度較高、炭黑分散均勻的產(chǎn)品。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:
[0015]本實(shí)用新型的原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對聚酯纖維進(jìn)行原液著色，制備出黑色聚酯纖維。該裝置生產(chǎn)的黑色漿料常溫下穩(wěn)定，與聚酯相容性好；顏料均勻地分散在聚合體系中，熔體經(jīng)紡絲成形后著色劑即被固著在纖維中，產(chǎn)品色牢度高；批間與批內(nèi)基本無色差；對提高我國目前聚酯差別化率水平以及解決纖維后染帶來的污染問題都具有重要作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0018]實(shí)施例1
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置，它包括順序連接的炭黑研磨系統(tǒng)、漿料反應(yīng)系統(tǒng)、漿料供應(yīng)系統(tǒng)、漿料在線添加系統(tǒng)，還包括順序連接的低聚物輸送管道、均化系統(tǒng)、縮聚系統(tǒng)、紡絲系統(tǒng)；其中，漿料在線添加系統(tǒng)的輸出口位于低聚物輸送管道上。漿料反應(yīng)系統(tǒng)包括一個(gè)特制的反應(yīng)釜?？s聚系統(tǒng)包括順序連接的預(yù)縮聚釜和終縮聚釜。該裝置還包括一個(gè)炭黑回收系統(tǒng)，其輸入口與縮聚系統(tǒng)連接，其輸出口與炭黑研磨系統(tǒng)連接。
[0020]利用上述裝置進(jìn)行原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)方法如下:炭黑和分散介質(zhì)水在炭黑研磨系統(tǒng)進(jìn)行充分研磨后，移至漿料反應(yīng)系統(tǒng)的特制反應(yīng)釜中，緩慢加熱至沸騰，再加入能與炭黑表面基團(tuán)發(fā)生接枝化學(xué)反應(yīng)的化合物(即接枝化合物，如:含酯基的聚合物)，同時(shí)加入適量催化劑(乙二醇鈦、鈦酸四乙酯、乙二醇銻等)，在溫度230?250°C和不斷攪拌的條件下充分反應(yīng)，得到均勻分散的炭黑漿料；黑色漿料經(jīng)管道輸送至漿料供應(yīng)系統(tǒng)，再通過漿料在線添加系統(tǒng)，注射添加到低聚物輸送管道中，然后經(jīng)過均化系統(tǒng)進(jìn)行充分混勻，以提高漿料與低聚物的混合效率；混合均勻的漿料和聚酯低聚物的混合物經(jīng)過縮聚系統(tǒng)完成縮聚反應(yīng)(先在預(yù)縮聚釜進(jìn)行預(yù)縮聚反應(yīng)，再在終縮聚釜進(jìn)行終縮聚反應(yīng))，得到聚酯熔體后直接進(jìn)入紡絲系統(tǒng)采用現(xiàn)有的常規(guī)熔體直紡工藝進(jìn)行紡絲，即得到目標(biāo)產(chǎn)品黑色聚酯纖維?？s聚系統(tǒng)脫出的輕餾分進(jìn)入炭黑回收系統(tǒng)，回收的炭黑輸送到炭黑研磨系統(tǒng)進(jìn)行再利用。
[0021]實(shí)施例2
[0022]3kg橡膠炭黑NllO中加入1kg水作為分散介質(zhì)，在炭黑研磨系統(tǒng)進(jìn)行充分研磨后，移至漿料反應(yīng)系統(tǒng)的特制反應(yīng)釜中，緩慢加熱至沸騰，再加入接枝化合物對苯二甲酸乙二醇酯同時(shí)加入適量催化劑乙二醇鈦，在溫度為250°C和不斷攪拌的條件下充分反應(yīng)，得到均勻分散的低粘度的炭黑漿料；將炭黑漿料通過漿料在線添加系統(tǒng)在線計(jì)量加入到聚對苯二甲酸乙二醇酯低聚物輸送管道中，經(jīng)過均化系統(tǒng)混合均勻后，分別進(jìn)入預(yù)縮聚釜、終縮聚釜反應(yīng)獲得特性粘度為0.68dl/g的黑色聚酯熔體(炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5% )，黑色聚酯熔體經(jīng)過熔體管道后被送入紡絲箱體進(jìn)行紡絲得到強(qiáng)度為3.5cN/dteX，伸長率為25%的PET纖維，耐光色牢度>4級。
[0023]實(shí)施例3
[0024]5kg色素炭黑R330中加入12kg水作為分散介質(zhì)，在炭黑研磨系統(tǒng)進(jìn)行充分研磨后，移至漿料反應(yīng)系統(tǒng)的特制反應(yīng)釜中，緩慢加熱至沸騰，再加入接枝化合物對苯二甲酸丙二醇酯，同時(shí)加入適量催化劑鈦酸四乙酯，在溫度為240°C和不斷攪拌的條件下充分反應(yīng)，得到均勻分散的低粘度的炭黑漿料；將炭黑漿料通過漿料添加系統(tǒng)在線計(jì)量加入到聚對苯二甲酸丙二醇酯低聚物輸送管道中，經(jīng)過均化系統(tǒng)混合均勻后，分別進(jìn)入預(yù)縮聚釜、終縮聚釜反應(yīng)獲得特性粘度為0.93dl/g的黑色聚酯熔體(炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2% )，黑色聚酯熔體經(jīng)過熔體管道后被送入紡絲箱體進(jìn)行紡絲得到強(qiáng)度為2.7cN/dteX，伸長率為35%的聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維，耐光色牢度>4級。
[0025]實(shí)施例4
[0026]5kg橡膠炭黑N332中加入70kg水作為分散介質(zhì)，在炭黑研磨系統(tǒng)進(jìn)行充分研磨后，移至漿料反應(yīng)系統(tǒng)的特制反應(yīng)釜中，緩慢加熱至沸騰，再加入接枝化合物對苯二甲酸丁二醇酯，同時(shí)加入適量催化劑鈦酸四丙酯，在溫度為230°C和不斷攪拌的條件下充分反應(yīng)，得到均勻分散的低粘度的炭黑漿料；將炭黑漿料通過漿料添加系統(tǒng)在線計(jì)量加入到聚對苯二甲酸丁二醇酯低聚物輸送管道中，經(jīng)過均化系統(tǒng)混合均勻后，分別進(jìn)入預(yù)縮聚釜、終縮聚釜反應(yīng)獲得特性粘度為1.2dl/g的黑色聚酯熔體(炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6%)，黑色聚酯熔體經(jīng)過熔體管道后被送入紡絲箱體進(jìn)行紡絲得到強(qiáng)度為3.2cN/dteX，伸長率為35%的聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維，耐光色牢度>4級。
【權(quán)利要求】
1.一種原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置，其特征在于，它包括順序連接的炭黑研磨系統(tǒng)、漿料反應(yīng)系統(tǒng)、漿料供應(yīng)系統(tǒng)、漿料在線添加系統(tǒng)，還包括順序連接的低聚物輸送管道、均化系統(tǒng)、縮聚系統(tǒng)、紡絲系統(tǒng)；其中，漿料在線添加系統(tǒng)的輸出口位于低聚物輸送管道上。
2.如權(quán)利要求1所述的原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述縮聚系統(tǒng)包括順序連接的預(yù)縮聚釜和終縮聚釜。
3.如權(quán)利要求1所述的原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述漿料反應(yīng)系統(tǒng)包括一個(gè)反應(yīng)Il。
4.如權(quán)利要求1所述的原液著色制備黑色聚酯纖維的生產(chǎn)裝置，其特征在于，該裝置還包括一個(gè)炭黑回收系統(tǒng)，其輸入口與縮聚系統(tǒng)的輕餾分輸出口連接，其輸出口與炭黑研磨系統(tǒng)連接。
【文檔編號】D01D13/00GK204237904SQ201420735798
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】汪少朋, 甘勝華, 李紅彬, 盧儼儼, 張學(xué)斌, 吳寶宅 申請人:上海聚友化工有限公司