專利名稱：一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬高分子材料領(lǐng)域，是涉及高分子材料制備技術(shù)。確切地說是涉及一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維也稱對(duì)位芳綸纖維，對(duì)位芳綸是當(dāng)今世界三大高性能纖維中用途最廣、需求量最大的有機(jī)纖維，對(duì)位芳綸被材料界稱為“百變金剛”，其用途非常廣泛，是制造高強(qiáng)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(jī)電、建筑、汽車、體育用品等領(lǐng)域。聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維的質(zhì)量與聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的質(zhì)量有很大相關(guān)性，只有比濃對(duì)數(shù)粘度高、分子量分布均勻及灰分低的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂才 能穩(wěn)定地制備出高質(zhì)量的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維。美國(guó)專利USP3850888、USP3884881,中國(guó)專利 CN 1687186A、CN10155023A 公開了連續(xù)制備聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的方法，但均未公開其生產(chǎn)裝置；中國(guó)專利CN102206339A公開了連續(xù)制備聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的方法，同時(shí)也公開了其生產(chǎn)裝置，但該裝置在對(duì)苯二胺加料時(shí)，采用粉末狀對(duì)苯二胺加料方式，計(jì)量誤差較大，且與對(duì)苯二甲酰氯混合時(shí)很難達(dá)到瞬間混合均勻的效果，另外，該裝置在第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器和第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器之間設(shè)置一個(gè)混合槽，增加了物料停留時(shí)間的控制難度，一旦物料停留時(shí)間控制不準(zhǔn)，物料就會(huì)在混合槽內(nèi)凝固，堵塞管路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的
連續(xù)生產(chǎn)裝置。本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下
一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其裝置的連接關(guān)系是在CaCl2-NMP溶劑存儲(chǔ)槽的輸出端與混合器的溶劑輸入端之間聯(lián)接著溶劑輸送泵和溶劑流量計(jì)；在PPD熔融存儲(chǔ)槽的輸出端與混合器的pro輸入端之間聯(lián)接著pro輸送泵和pro流量計(jì)；在混合器的輸出端與配料混合器的pro溶液輸入端之間聯(lián)接著換熱器；在TPC熔融存儲(chǔ)槽的輸出端與配料混合器的TPC輸入端之間聯(lián)接著TPC輸送泵和TPC流量計(jì)；配料混合器的輸出端直接聯(lián)接在預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器的輸入端上；預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器的輸出端聯(lián)接著縮聚雙螺桿反應(yīng)器的輸入端；在存料罐的輸入端與縮聚雙螺桿反應(yīng)器的輸出端之間聯(lián)接著水洗機(jī)。本發(fā)明的積極效果是
(O適用于工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)制備聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂；
(2)對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯均采用熔體加料方式，降低了連續(xù)計(jì)量誤差；
(3)CaCl2-NMP溶劑濃度和流量的波動(dòng)不會(huì)影響對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯的摩爾配比；
(4)所得聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂質(zhì)量穩(wěn)定、分子量分布窄、灰分低。


圖I為本發(fā)明生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明。一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其裝置的連接關(guān)系是在CaCl2-NMP溶劑存儲(chǔ)槽(I)的輸出端與混合器(7)的溶劑輸入端之間聯(lián)接著溶劑輸送泵(3)和溶劑流量計(jì)(5);在PH)熔融存儲(chǔ)槽(2)的輸出端與混合器(7)的PH)輸入端之間聯(lián)接著PPD輸送泵(4)和pro流量計(jì)(6);在混合器(7)的輸出端與配料混合器(12)的PTO溶液輸 入端之間聯(lián)接著換熱器(8);在TPC熔融存儲(chǔ)槽(9)的輸出端與配料混合器(12)的TPC輸入端之間聯(lián)接著TPC輸送泵(10)和TPC流量計(jì)(11);配料混合器(12)的輸出端直接聯(lián)接在預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)的輸入端上；預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)的輸出端聯(lián)接著縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)的輸入端；在存料罐(16)的輸入端與縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)的輸出端之間聯(lián)接著水洗機(jī)(15)。所述的溶劑輸送泵(3)采用離心泵或齒輪泵，優(yōu)先選擇齒輪泵。所述的pro輸送泵(4)和TPC輸送泵(10)采用齒輪泵。所述的溶劑流量計(jì)(5 )采用體積流量計(jì)或質(zhì)量流量計(jì)，優(yōu)先選擇質(zhì)量流量計(jì)。所述的pro流量計(jì)(6)和TPC流量計(jì)(11)采用質(zhì)量流量計(jì)。所述的混合器(7)采用靜態(tài)混合器。所述的換熱器(8)采用板式換熱器。所述的預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)直徑為110 130mm，長(zhǎng)徑比6 8，轉(zhuǎn)速為200 400rpm，優(yōu)先選擇預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)直徑為125mm，長(zhǎng)徑比7. 2，轉(zhuǎn)速為250 350rpmo所述的縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)為組合式二階雙螺桿反應(yīng)器，第一階雙螺桿反應(yīng)器直徑為110 130mm，長(zhǎng)徑比6 8，轉(zhuǎn)速為200 400rpm，第二階雙螺桿反應(yīng)器直徑為380 420mm，長(zhǎng)徑比為9 11，轉(zhuǎn)速為20 80rpm，優(yōu)先選擇縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)的第一階雙螺桿反應(yīng)器直徑為125mm，長(zhǎng)徑比7. 2，轉(zhuǎn)速為250 350rpm，第二階雙螺桿反應(yīng)器直徑為400mm,長(zhǎng)徑比為10,轉(zhuǎn)速為30 60rpm。所述的水洗機(jī)(15)采用離心式過濾機(jī)或水平帶式真空過濾機(jī)，優(yōu)先選擇水平帶式真空過濾機(jī)。實(shí)施案例。實(shí)施例I :
存儲(chǔ)槽(I)中的CaCl2-NMP溶劑與pro熔融存儲(chǔ)槽(2)中的PH)熔體，分別在齒輪式溶劑輸送泵(3)和pro輸送泵(4)的輸送下，經(jīng)質(zhì)量式溶劑流量計(jì)(5)和pro流量計(jì)(6)的計(jì)量下，以1050. O質(zhì)量份/小時(shí)和60. 2質(zhì)量份/小時(shí)的速度，同時(shí)連續(xù)加入到混合器
(7)中混合，混合液經(jīng)換熱器(8)后，溫度降低至O°C以下，與113. 02質(zhì)量份/小的TPC熔體，同時(shí)連續(xù)加入到配料混合器(12)中混合，然后流入直徑為125mm、長(zhǎng)徑比為7. 2、轉(zhuǎn)速為300rpm、夾套溫度為O°C的預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中反應(yīng)8s后流入縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)，縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)為組合式二階雙螺桿反應(yīng)器，第一階雙螺桿反應(yīng)器直徑為125mm，長(zhǎng)徑比7. 2，轉(zhuǎn)速為300rpm，第二階雙螺桿反應(yīng)器直徑為400mm，長(zhǎng)徑比為10，轉(zhuǎn)速為60rpm，物料在縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)中反應(yīng)Smin后，擠出淡黃色面包屑狀聚合體混合物，該混合物經(jīng)水洗機(jī)(15)水洗后得到含水的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺聚合體，該聚合體經(jīng)干燥后得到適合紡絲用的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂。實(shí)施例2
存儲(chǔ)槽(I)中的CaCl2-NMP溶劑與PTO熔融存儲(chǔ)槽(2)中的PTO熔體，分別在齒輪式溶劑輸送泵(3)和PH)輸送泵(4)的輸送下，經(jīng)質(zhì)量式溶劑流量計(jì)(5)和PH)流量計(jì)(6)的計(jì)量下，以1000. O質(zhì)量份/小時(shí)和58. O質(zhì)量份/小時(shí)的速度，同時(shí)連續(xù)加入到混合器(7)中混合，混合液經(jīng)換熱器(8)后，溫度降低至(TC以下，與108. 9質(zhì)量份/小的TPC熔體，同時(shí)連續(xù)加入到配料混合器(12)中混合，然后流入直徑為125mm、長(zhǎng)徑比為7. 2、轉(zhuǎn)速為250rpm、夾套 溫度為0°C的預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中反應(yīng)IOs后流入縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)，縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)為組合式二階雙螺桿反應(yīng)器，第一階雙螺桿反應(yīng)器直徑為125mm，長(zhǎng)徑比7. 2，轉(zhuǎn)速為250rpm，第二階雙螺桿反應(yīng)器直徑為400mm，長(zhǎng)徑比為10，轉(zhuǎn)速為50rpm，物料在縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)中反應(yīng)IOmin后，擠出淡黃色面包屑狀聚合體混合物，該混合物經(jīng)水洗機(jī)(15 )水洗后得到含水的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺聚合體，該聚合體經(jīng)干燥后得到適合紡絲用的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂。實(shí)施例3
存儲(chǔ)槽(I)中的CaCl2-NMP溶劑與PTO熔融存儲(chǔ)槽(2)中的PTO熔體，分別在齒輪式溶劑輸送泵(3)和PH)輸送泵(4)的輸送下，經(jīng)質(zhì)量式溶劑流量計(jì)(5)和PH)流量計(jì)(6)的計(jì)量下，以950. O質(zhì)量份/小時(shí)和50. O質(zhì)量份/小時(shí)的速度，同時(shí)連續(xù)加入到混合器(7)中混合，混合液經(jīng)換熱器(8)后，溫度降低至0°C以下，與93. 7質(zhì)量份/小的TPC熔體，同時(shí)連續(xù)加入到配料混合器(12)中混合，然后流入直徑為125mm、長(zhǎng)徑比為7. 2、轉(zhuǎn)速為200rpm、夾套溫度為0°C的預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器，在該反應(yīng)器中反應(yīng)12s后流入縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)，縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)為組合式二階雙螺桿反應(yīng)器，第一階雙螺桿反應(yīng)器直徑為125_，長(zhǎng)徑比7. 2，轉(zhuǎn)速為200rpm，第二階雙螺桿反應(yīng)器直徑為400mm，長(zhǎng)徑比為10，轉(zhuǎn)速為50rpm，物料在縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)中反應(yīng)12min后，擠出淡黃色面包屑狀聚合體混合物，該混合物經(jīng)水洗機(jī)(15 )水洗后得到含水的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺聚合體，該聚合體經(jīng)干燥后得到適合紡絲用的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂。
權(quán)利要求
1.一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其裝置的連接關(guān)系是在CaCl2-NMP溶劑存儲(chǔ)槽(I)的輸出端與混合器(7)的溶劑輸入端之間聯(lián)接著溶劑輸送泵(3)和溶劑流量計(jì)(5);在PH)熔融存儲(chǔ)槽(2)的輸出端與混合器(7)的PH)輸入端之間聯(lián)接著PPD輸送泵(4)和pro流量計(jì)(6);在混合器(7)的輸出端與配料混合器(12)的PTO溶液輸入端之間聯(lián)接著換熱器(8);在TPC熔融存儲(chǔ)槽(9)的輸出端與配料混合器(12)的TPC輸入端之間聯(lián)接著TPC輸送泵(10)和TPC流量計(jì)(11);配料混合器(12)的輸出端直接聯(lián)接在預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)的輸入端上；預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)的輸出端聯(lián)接著縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)的輸入端；在存料罐(16)的輸入端與縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)的輸出端之間聯(lián)接著水洗機(jī)(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的溶劑輸送泵(3)采用離心泵或齒輪泵，優(yōu)先選擇齒輪泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的pro輸送泵(4)和TPC輸送泵( ο)采用齒輪泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的溶劑流量計(jì)(5)采用體積流量計(jì)或質(zhì)量流量計(jì)，優(yōu)先選擇質(zhì)量流量計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的pro流量計(jì)(6)和TPC流量計(jì)(Ii)采用質(zhì)量流量計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的混合器(7)采用靜態(tài)混合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的換熱器(8)采用板式換熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)直徑為110 130mm，長(zhǎng)徑比6 8，轉(zhuǎn)速為200 400rpm,優(yōu)先選擇預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器(13)直徑為125mm，長(zhǎng)徑比7. 2，轉(zhuǎn)速為250 350rpmo
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)為組合式二階雙螺桿反應(yīng)器，第一階雙螺桿反應(yīng)器直徑為110 130mm，長(zhǎng)徑比6 8，轉(zhuǎn)速為200 400rpm，第二階雙螺桿反應(yīng)器直徑為380 420mm，長(zhǎng)徑比為9 11，轉(zhuǎn)速為20 80rpm，優(yōu)先選擇縮聚雙螺桿反應(yīng)器(14)的第一階雙螺桿反應(yīng)器直徑為125mm，長(zhǎng)徑比7. 2，轉(zhuǎn)速為250 350rpm，第二階雙螺桿反應(yīng)器直徑為400mm,長(zhǎng)徑比為10,轉(zhuǎn)速為30 60rpm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征是所述的水洗機(jī)(15)采用離心式過濾機(jī)或水平帶式真空過濾機(jī)，優(yōu)先選擇水平帶式真空過濾機(jī)。
全文摘要
一種聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂的連續(xù)生產(chǎn)裝置，屬高分子材料領(lǐng)域，是涉及高分子材料制造技術(shù)。其特征是該裝置包含對(duì)苯二胺熔體與溶劑混合及冷卻裝置，預(yù)縮聚雙螺桿反應(yīng)器、組合式二階縮聚雙螺桿反應(yīng)器和水洗裝置。采用該裝置后，對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯均以熔體進(jìn)料，降低了連續(xù)計(jì)量誤差，降低了溶劑濃度和流量波動(dòng)對(duì)對(duì)苯二胺和對(duì)苯二甲酰氯兩者摩爾配比的影響程度，所得到的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂質(zhì)量穩(wěn)定、分子量分布窄、灰分低，適用于工業(yè)化大規(guī)模連續(xù)制備聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺樹脂。
文檔編號(hào)C08G69/32GK102838744SQ20121037382
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月3日
發(fā)明者劉岳新, 羅丹, 劉成明, 羅谷田, 王秋娥, 王翠平 申請(qǐng)人:上海會(huì)博新材料科技有限公司