混合用于聚酰胺合成的側(cè)流的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及混合用于聚酰胺合成的側(cè)流。側(cè)流混合單元連接至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)并配置為將聚酰胺從所述生產(chǎn)系統(tǒng)分流，將添加劑與聚酰胺混合，并且之后將聚酰胺-添加劑混合物返回至所述生產(chǎn)系統(tǒng)中的聚酰胺的主流。
【專利說明】混合用于聚酰胺合成的側(cè)流
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年5月I日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/818，201的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其公開通過引用以其全部內(nèi)容結(jié)合在此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請(qǐng)涉及混合用于聚酰胺合成的側(cè)流。

【背景技術(shù)】
[0004]連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)方法中向聚酰胺中的添加劑加入是有問題的。如果在聚合過程中的早期將添加劑與反應(yīng)物混合物混合，處理設(shè)備可以變得被添加劑和添加劑的降解產(chǎn)物垢化。如果將添加劑與基本上聚合的聚酰胺混合，混合均勻是困難的，因?yàn)榫埘０肥鞘终车摹４送?，添加劑溶劑可以擾亂聚合反應(yīng)，尤其是，例如，如果溶劑是水。水是聚合反應(yīng)的產(chǎn)物。大量的水可以在相反方向上驅(qū)動(dòng)聚合反應(yīng)或?qū)е赂狈磻?yīng)。
[0005]雜質(zhì)可以或者由添加劑混合物或者作為聚合混合物的組分和添加劑或其溶劑之間的反應(yīng)的結(jié)果引入至聚酰胺中。聚合反應(yīng)混合物是熔融形式。當(dāng)引入添加劑時(shí)，加熱可以促進(jìn)副產(chǎn)物形成。聚合混合物通常經(jīng)歷減壓以有助于驅(qū)動(dòng)聚合反應(yīng)向前。聚合混合物的粘度通常使得需要泵送或其他力以移動(dòng)聚合物通過生產(chǎn)系統(tǒng)。添加劑溶液與聚合混合物之間的壓力差可以導(dǎo)致回流(blow back)至添加劑入口中和添加劑進(jìn)料裝置的結(jié)垢。
[0006]可以將添加劑與聚合物載體(也稱為稀釋劑)預(yù)混合。該預(yù)混合的添加劑和聚合物通常被稱為“母料”。雖然母料的使用可以克服在該方法中較早引入添加劑伴隨的一些問題，注入載體聚合物自身可以帶來問題(如果它與所進(jìn)行的聚合反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物不是完全相同)。如果載體聚合物與反應(yīng)產(chǎn)物不同，那么載體聚合物在產(chǎn)物中成為雜質(zhì)。即使載體聚合物具有與產(chǎn)物基本上相似的化學(xué)式，載體聚合物可以在聚合度(如通過分子量反映的)上不同。因此將需要提供一種用于以完全利用母料操作的混合益處而不將不希望的雜質(zhì)引入至產(chǎn)物流中的方式引入添加劑的方法和裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文描述了用以將添加劑混合至聚酰胺聚合物流中的系統(tǒng)和方法，其可以解決不充分混合、污染物引入、副產(chǎn)物形成和設(shè)備結(jié)垢的問題。
[0008]該系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是一種連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0009]側(cè)流混合單元，所述側(cè)流混合單元具有至少一個(gè)上游入口、至少一個(gè)混合室和至少一個(gè)下游出口；
[0010]其中側(cè)流單元平行于連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主聚酰胺流管線安置；
[0011]其中所述至少一個(gè)混合室配置為將添加劑與通過所述上游入口中的至少一個(gè)分流的基本上聚合的聚酰胺混合；并且
[0012]其中每個(gè)所述下游出口安置在聚酰胺擠出機(jī)或聚酰胺線料形成單元的上游。
[0013]側(cè)流混合單元可以還包括至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器、至少一個(gè)泵、至少一個(gè)葉輪、至少一個(gè)混合器、至少一個(gè)流量計(jì)、一個(gè)或多個(gè)排放口(vent),或它們的組合。
[0014]連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)可以包括反應(yīng)物儲(chǔ)器、蒸發(fā)器、聚合反應(yīng)器、間歇反應(yīng)器閃蒸器、后縮聚器(finisher)、聚酰胺線料形成單元、擠出機(jī)，以及它們的組合。
[0015]本文還描述的是使用具有這種側(cè)流混合單元的這種系統(tǒng)的方法。例如，一種用于將添加劑混合至聚酰胺聚合物流中的方法包括:
[0016](a)將基本上聚合的聚酰胺從連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的上游管線分流以產(chǎn)生聚酰胺側(cè)流；
[0017](b)將添加劑混合至聚酰胺側(cè)流中以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑側(cè)混合物；和
[0018](C)使聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至系統(tǒng)中的下游管線以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑主流；
[0019]其中，當(dāng)分流時(shí)，來自上游管線的基本上聚合的聚酰胺具有約0.1% -3重量％的水含量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是示例本文描述的側(cè)流混合單元中可以包括的示例性特征的示意圖，其是連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分。

【具體實(shí)施方式】
[0021]如本文描述的，添加劑至聚酰胺聚合混合物的加入可以是有問題的，因?yàn)檫@種加入可以導(dǎo)致污染物和側(cè)產(chǎn)物形成，以及設(shè)備結(jié)垢。當(dāng)聚酰胺聚合混合物變得粘時(shí)，添加劑至混合物中的均勻混合是有問題的。沒有雜質(zhì)、副產(chǎn)物和凝膠(例如，可以包括氧化或熱降解產(chǎn)物的無序固體材料)的所需的均勻地混合的聚酰胺-添加劑產(chǎn)物可以通過使用本文描述的方法和側(cè)流混合單元獲得。聚酰胺可以是任意合適的聚酰胺，如尼龍6、尼龍7、尼龍11、尼龍12、尼龍6，6、尼龍6，9 ;尼龍6，10、尼龍6，12，或它們的共聚物。
[0022]本文描述的側(cè)流混合單元可以在將聚酰胺基本上聚合的位置配置在連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)。例如，分流至側(cè)流混合單元中的基本上聚合的聚酰胺可以具有少于5重量％，或少于2重量％，或少于1.5重量％的水含量?？梢詫⑷我夂线m的量的主流分流至側(cè)流混合單元中，如約0.01重量％至約99.9重量％，約I重量％至約80重量％，約I重量％至約30 重量％，約 0.01 重量％或更少，0.1 重量％、1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、99.9 重量％或約 99.99 重量％或更多。從其取出分流流的主流可以具有任意合適的流速，如約IL/分鐘至約1，000，000L/分鐘，或約1L/分鐘至約100，000L/分鐘，或約IL/分鐘或更低，1L/分鐘、20、30、40、50、60、70、80、90、100、125、150、175、200、225、250、275、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1，000、2，500,5, 000、10，000,50, 000、100，000,500, 000 或約 I, 000，000L/ 分鐘或更高。
[0023]這種安置避免在聚合方法的早期過程中采用的設(shè)備的結(jié)垢(例如，由添加劑、污染物和添加劑-聚合副產(chǎn)物結(jié)垢)。因此，用以減少反應(yīng)物的水含量的設(shè)備如蒸發(fā)器，用以促進(jìn)反應(yīng)物的聚合的反應(yīng)器，以及用以增加聚合物的分子量的閃蒸器單元保持為沒有污染物、添加劑和副產(chǎn)物積累，這可以由添加劑至聚合方法的早期引入產(chǎn)生。污染物、添加劑和副產(chǎn)物可以積累在設(shè)備上，例如，在加熱表面上，在設(shè)備表面不規(guī)則處，以及在聚合混合物的流動(dòng)中出現(xiàn)旋渦的位置。這種積聚可以導(dǎo)致其他有問題的材料如凝膠的形成和積累。
[0024]本文描述的側(cè)流混合單元在聚酰胺基本上聚合的位置配置在連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)。然而，本文描述的側(cè)流混合單元也在聚合的聚酰胺產(chǎn)物的擠出之前的位置配置在連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)。擠出過程中添加劑的加入可以引入溶劑和其他的材料，其可以不利地影響聚酰胺產(chǎn)物的品質(zhì)。在聚合的聚酰胺產(chǎn)物的擠出之前的位置配置在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的側(cè)流混合單元允許添加劑溶劑的進(jìn)一步處理、混合和移除。
[0025]例如，在連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)，側(cè)流混合單元可以安置在后縮聚器單元正前方或后縮聚器單元正后方。
[0026]在生產(chǎn)系統(tǒng)中的該點(diǎn)，聚合混合物是基本上聚合的。與在系統(tǒng)的早期階段的聚合混合物比較，混合物的水含量顯著減少。例如，當(dāng)分流至側(cè)流混合單元中時(shí)基本上聚合的聚酰胺的水含量可以是約2重量％以下。水含量可以低至約I重量％或者甚至低達(dá)約0.1重量％。例如，當(dāng)分流至側(cè)流混合單元中時(shí)基本上聚合的聚酰胺的水含量可以少于0.9%、少于0.7%、少于0.6%、少于0.5%、少于0.4%、少于0.3%或少于0.2%。
[0027]基本上聚合的聚酰胺，當(dāng)分流至側(cè)流混合單元中時(shí)，是粘性的。例如，基本上聚合的聚酰胺可以具有約2.3至100，或9-20，或30-100的相對(duì)粘度，如通過本文描述的方法測(cè)量的?；旧暇酆系木埘０返南鄬?duì)粘度可以比在聚合之前的子單元的原始混合物的相對(duì)粘度至少大約0.4。
[0028]通常，側(cè)流混合單元配置為從連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的上游管線接收基本上聚合的聚酰胺以產(chǎn)生聚酰胺側(cè)流。側(cè)流混合單元之后將添加劑與聚酰胺側(cè)流混合以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑側(cè)混合物，并且將聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的下游管線以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑主流?？梢詫⒕埘０?添加劑主流混合以產(chǎn)生基本上均勻的聚酰胺-添加劑產(chǎn)物。聚酰胺-添加劑主流的這種混合可以出現(xiàn)在下游管線內(nèi)或連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的分離室中。
[0029]添加劑可以是任意合適的添加劑。例如，添加劑可以是聚合催化劑、封端劑(例如，以終止聚合)、熱穩(wěn)定劑(例如，有助于減少或防止聚合物的熱誘導(dǎo)的氧化)、光穩(wěn)定劑(例如，有助于減少或防止聚合物的光氧化)、潤滑劑(例如，減少粘性、增加可加工性)、抗微生物劑、著色劑、增強(qiáng)劑(例如，對(duì)聚合物增加強(qiáng)度或硬度)、填充劑(例如，降低聚合物的成本或改善聚合物的性質(zhì)如強(qiáng)度或硬度)、阻燃劑、氟聚合物(例如，韌化、相容化、促進(jìn)粘附或增加柔韌性)、三氧化銻(例如，阻燃劑)、聚己內(nèi)酯(例如，增加可處理性或提高產(chǎn)物聚合物的耐沖擊性)、消光劑、二氧化鈦(例如，銳鈦礦或金紅石型，0.0001重量％至約0.05重量％或約0.01重量％的消光劑,約0.05重量％至約5重量％或約0.1重量％至約I重量％或約0.1重量％至約0.3重量％的增白著色劑)、硫化鋅(例如，消光劑)，或它們的組合。添加劑可以是染料、顏料、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維、石膏纖維、硅酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、硅灰石、滑石、白堊、磷酸酯、磷酸、亞磷酸酯、次膦酸酯、亞磷酸酯、有機(jī)氧化膦、次磷酸鈉、乙酸、丙酸、苯甲酸、琥珀酸、偏二氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基全氟乙烯醚或它們的組合。添加劑可以在聚合物中以任意合適的濃度出現(xiàn)，如 0.000，001g/L 或更低，0.000，005g/L、0.000，01,0.000，05,0.000，1、0.000，5、0.001,0.005,0.01,0.05,0.1、0.5、1、2、3、4、5、10、15、20、30、35、40、45、50、75 或約 10g/L或更高，或約0.000, 001重量％或更低，或約0.000, 005重量％，0.000, 01,0.000, 05、0.000，1,0.000，5,0.001,0.005,0.01,0.05,0.1,0.5、1、2、3、4、5、10、15，或約 20 重量％ 或更高?？梢詫⑻砑觿┮约儍粜问郊尤胫林髁鳎蛳♂屧诤线m的載體材料，如溶劑(例如，水或有機(jī)溶劑)或如聚合物載體，如具有與主聚合物流基本上相同的組成的聚合物載體?？梢詫⑻砑觿┮砸韵卤壤尤胫林髁?0.000, OOlg添加劑/L載體流或更低，或0.000, 005g/L、0.000，0U0.000，05、0.000，1、0.000，5、0.001、0.005、0.ΟΚΟ.05、0.1、0.5、1、2、3、4、5、
10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、100、150、200、250、300、350、400、450g/L，或約 500g/L或更高，或約0.001-20重量％，或約0.01-15重量％，或約0.01-10重量％，或約0.1-10重量％，或約0.1-9重量％ ,或約0.01-8重量％ ,或約0.01-7重量％ ,或約0.01-6重量％ ,或約0.01-5重量％，或約0.1-3重量％。
[0030]側(cè)流混合單元可以包括一定數(shù)目的特征或部件。例如，側(cè)流混合單元可以包括至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器、至少一個(gè)混合室、一個(gè)或多個(gè)混合器、一個(gè)或多個(gè)加熱單元、一個(gè)或多個(gè)冷卻單元、一個(gè)或多個(gè)泵、一個(gè)或多個(gè)閥、一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器、一個(gè)或多個(gè)排放口，以及一個(gè)或多個(gè)連接管線，其用于促進(jìn)材料在至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器，至少一個(gè)混合室，以及連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)之間的移動(dòng)。
[0031]側(cè)流混合單元可以包括一個(gè)混合室，或多于一個(gè)混合室。當(dāng)存在多于一個(gè)混合室時(shí)，混合室可以串聯(lián)或并聯(lián)配置。例如，串聯(lián)配置的混合室可以允許將增加量的基本上聚合的聚酰胺或添加劑順序地引入至含有不同的聚酰胺與添加劑的比例的一系列室中。一個(gè)室可以接收或含有熔融聚酰胺與添加劑的選定比例，并且在將聚酰胺和添加劑混合之后，可以將該混合物移動(dòng)至第二室，其中將更多基本上聚合的聚酰胺或添加劑引入。在混合之后，聚酰胺-添加劑混合物可以移動(dòng)至第三室，其中引入更多基本上聚合的聚酰胺或添加劑等。這種逐漸加入可以促進(jìn)均勻聚酰胺-添加劑側(cè)混合物的產(chǎn)生，其具有優(yōu)化的添加劑與聚酰胺的比例，同時(shí)避免不僅是聚酰胺-添加劑側(cè)混合物的，也在最終的聚酰胺-添加劑產(chǎn)物中的副反應(yīng)、聚合物降解、凝膠形成和物理和化學(xué)性質(zhì)上的不一致性。
[0032]因此，側(cè)流混合單元可以包括，并且本文描述的方法可以包括，串聯(lián)保持的一定數(shù)目的混合室，例如，一系列2-10個(gè)混合室。一個(gè)添加劑儲(chǔ)器可以可操作地連接至該串中的第一混合室。備選地，每個(gè)混合室可以獨(dú)立地連接至母料添加劑儲(chǔ)器或連接至分離的，單獨(dú)的添加劑儲(chǔ)器。側(cè)流混合單元的結(jié)構(gòu)也可以變化以使得一些混合室可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)添加劑儲(chǔ)器，而其他的混合室不連接。
[0033]側(cè)流混合單元可以還包括多于一個(gè)混合室，其中混合室并聯(lián)配置。例如，不同的混合室可以單獨(dú)地可操作地連接至不同的添加劑儲(chǔ)器。在不同類型的添加劑至每個(gè)混合室的加入和混合之后，不同的混合室的內(nèi)含物可以獨(dú)立地清空至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中主聚酰胺流管線的不同的下游位置。備選地，可以將并聯(lián)排列的不同的混合室的內(nèi)含物清空至更大的母料混合室中，之后將其排空至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中主聚酰胺流管線的下游位置中?；旌鲜业倪@種并聯(lián)排列允許在將不同的添加劑合并至聚酰胺聚合反應(yīng)的主流的不同的位置上的靈活性。例如，可以將在濃縮形式下可以彼此相互作用的添加劑分開處理并且之后以更稀的形式合并至主聚酰胺流中。
[0034] 側(cè)流混合單元因此可以包括，并且本文描述的方法可以包括，并聯(lián)保持的一定數(shù)目的混合室，例如，并聯(lián)排列的約2-10個(gè)混合室。并聯(lián)配置的一個(gè)或多個(gè)混合室可以可操作地連接至至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器。
[0035]一個(gè)或多個(gè)混合室可以各自具有至少一個(gè)混合器。可以采用多種混合器如槳式混合器、帶式混合器、螺旋混合器、雙軸混合器、軌道混合器、雙軌道混合器、高速分散器、捏合機(jī)、雙捏合機(jī)等。
[0036]一個(gè)或多個(gè)混合室可以具有排放口以允許將揮發(fā)物組分(例如，水或添加劑溶劑)移除。這種排放口還可以在一個(gè)或多個(gè)添加劑儲(chǔ)器中存在。
[0037]一個(gè)或多個(gè)混合室還可以配置為將混合物保持在減壓下。
[0038]側(cè)流混合單元可以可操作地連接至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的主聚酰胺流管線以從系統(tǒng)中的上游位置接收基本上聚合的聚酰胺并將聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至系統(tǒng)中的下游位置。
[0039]側(cè)流混合單元可以經(jīng)由流管線和閥可操作地連接至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的主聚酰胺流管線。至少一個(gè)入口閥可以安置在主聚酰胺流管線中的上游位置以控制基本上聚合的聚酰胺至側(cè)流混合單元中的分流。這種一個(gè)或多個(gè)入口閥可以安置至接近于聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主流管線與清空注入側(cè)流混合單元的混合室的分流流管線之間的連接處。這種構(gòu)造可以減少主流管線中的流動(dòng)湍流并避免聚酰胺的停滯側(cè)袋的建立(其可以膠凝并堵塞入口閥或單元或系統(tǒng)的其他的部分)。
[0040]在多個(gè)實(shí)施方案中，側(cè)流混合單元可以具有拋光的內(nèi)部，以有助于防止凝膠在其中的形成或粘附?？梢詫?cè)流混合單元和所連接的傳遞管線和閥內(nèi)部任意合適的部分拋光至任意合適的程度，以使得凝膠形成或粘附至側(cè)流混合單元的一個(gè)或多個(gè)部分的內(nèi)部減少。術(shù)語“平均粗糙度”(Ra)是那些不規(guī)則處的表面峰和谷的測(cè)量平均值，并且以微米(μπι)和以微英寸(yin)表達(dá)。表面質(zhì)地測(cè)量是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并且采用表面外形裝置。已知的表面外形裝置可得自TAYL0R-H0BS0N，公司AMETEK，INC.，IlOOCassattRoad, P.0.Boxl764, Berwyn,賓夕法尼亞，19312USA。在一些實(shí)例中，側(cè)水蒸氣混合單元的內(nèi)部的拋光表面可以是任意合適的平均表面粗糙度，如不大于約6.00 μ m,約1.00 μ m至約
6.00 μ m,約0.90 μ m至約1.50 μ m,約0.60 μ m至約1.00 μ m,不大于約0.5 μ m,不大于約0.10 μ m,約0.10 μ m至約0.80 μ m,或約0.90 μ m至約1.50 μ m的平均表面粗糙度。
[0041]另外的入口閥可以安置在側(cè)流混合單元的一個(gè)或多個(gè)混合室的入口處以控制或調(diào)芐基本上聚合的聚酰胺至一個(gè)或多個(gè)室中的流。
[0042]一個(gè)或多個(gè)出口閥可以安置在主聚酰胺流管線中的下游位置以控制一個(gè)或多個(gè)混合室的排空和聚酰胺-添加劑側(cè)混合物至聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主流管線中的進(jìn)入。至少一個(gè)出口閥可以安置至接近于聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主流管線的下游位置與排空側(cè)流混合單元的混合室的流管線之間的連接處。這種出口閥可以配置為減少主流管線中的流動(dòng)湍流并避免聚酰胺的停滯側(cè)袋的建立(其可以膠凝并堵塞下游系統(tǒng)的部分)。
[0043]入口和出口閥可以可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器。例如，入口或出口閥可以可操作地連接至流量檢測(cè)器以允許流動(dòng)通過閥的材料的體積或量的監(jiān)測(cè)。因此，例如，檢測(cè)器可以可操作地連接至入口閥以使得檢測(cè)器可以監(jiān)測(cè)或調(diào)節(jié)當(dāng)將其分流至側(cè)流混合單元中時(shí)流動(dòng)通過閥的基本上聚合的聚酰胺的體積。當(dāng)單元包括這種流量檢測(cè)器-入口閥時(shí)，閥可以程序化為當(dāng)將選定體積的基本上聚合的聚酰胺分流至側(cè)流混合單元時(shí)關(guān)閉。
[0044]入口閥可以交替地或分開地可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)混合室中的檢測(cè)器。例如，這種混合室檢測(cè)器可以檢測(cè)在混合室中何時(shí)存在選定量或體積的添加劑。當(dāng)這種混合室檢測(cè)器可操作地連接至入口閥時(shí)，入口閥可以由檢測(cè)器激活以打開并將基本上聚合的聚酰胺分流至混合室中。備選地，混合室檢測(cè)器可以檢測(cè)混合室中何時(shí)存在選定量或體積的基本上聚合的聚酰胺。當(dāng)這種混合室檢測(cè)器可操作地連接至入口閥時(shí)，混合室檢測(cè)器可以激活入口閥關(guān)閉以使得可以將選定體積的基本上聚合的聚酰胺保持在混合室中并與添加劑混合。因此可以使用檢測(cè)器的組合以控制何時(shí)打開和關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)入口閥。
[0045]一個(gè)或多個(gè)出口閥可以安置在從側(cè)流混合單元的一個(gè)或多個(gè)混合室引出的一個(gè)或多個(gè)離開管線以調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)混合室的排空。類似地，出口閥可以安置在聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主流管線的下游位置與排空側(cè)流混合單元的混合室的流管線之間的接合處。
[0046]出口閥可以可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器。例如，檢測(cè)器可以安置在混合室內(nèi)以監(jiān)測(cè)混合室中材料的溫度、壓力或組成。在另一個(gè)實(shí)例中，檢測(cè)器可以安置在來自混合室的離開管線中或在排空混合室的流管線與聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主流管線之間的接合處?；旌鲜抑械臋z測(cè)器可以，例如，檢測(cè)何時(shí)添加劑和基本上聚合的聚酰胺混合，或何時(shí)混合室中材料的組合物具有選定的組成、溫度或壓力。混合室檢測(cè)器可以可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)出口閥。一個(gè)或多個(gè)出口閥可以當(dāng)由混合室中的檢測(cè)器檢測(cè)到選定組成、水含量、組成均勻性，溫度或壓力時(shí)打開。如果混合室中材料的組成、溫度或壓力偏離選定的組成、水含量、組成均勻性、溫度或壓力，混合室檢測(cè)器也可以可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)出口閥以關(guān)閉該閥。
[0047]一個(gè)或多個(gè)流量監(jiān)測(cè)檢測(cè)器也可以安置在從混合室引出的離開管線中，或清空混合室的流管線與聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主流管線的接合處。這種流量監(jiān)測(cè)檢測(cè)器可以可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)出口閥以調(diào)節(jié)聚酰胺-添加劑側(cè)混合物至聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的下游管線中的流。例如，這種流量監(jiān)測(cè)檢測(cè)器可以激活一個(gè)或多個(gè)出口閥以減少或增加至聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的下游管線中的聚酰胺-添加劑側(cè)混合物的體積。出口閥的調(diào)節(jié)可以從而由檢測(cè)聚酰胺-添加劑側(cè)混合物的體積、組成、溫度或壓力的檢測(cè)器介導(dǎo)。
[0048]一個(gè)或多個(gè)添加劑閥可以安置在添加劑儲(chǔ)器與側(cè)流混合單元的混合室之間。這種添加劑閥可以開口和關(guān)閉以允許添加劑流動(dòng)至選定的混合室中。一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器可以可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)添加劑閥。例如，可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)添加劑閥的檢測(cè)器可以檢測(cè)添加劑的體積、組成、溫度或壓力并且激活一個(gè)或多個(gè)添加劑閥的打開和關(guān)閉。因此，例如，當(dāng)合適的添加劑體積流動(dòng)至混合室中時(shí)，流量檢測(cè)器可以激活一個(gè)或多個(gè)添加劑閥的關(guān)閉。當(dāng)添加劑的溫度、組成或壓力在選定的范圍內(nèi)或當(dāng)測(cè)量參數(shù)跨越閾值時(shí)，添加劑閥可以打開以將添加劑釋放至混合室中。類似地，當(dāng)添加劑的溫度、組成或壓力在選定范圍之外時(shí)，添加劑閥可以關(guān)閉或保持關(guān)閉。
[0049]一個(gè)或多個(gè)添加劑閥也可以可操作地連接至混合室中的一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器?；旌鲜抑械臋z測(cè)器可以檢測(cè)混合室中材料的組成、溫度或壓力，如上面所說明的。當(dāng)混合室檢測(cè)器檢測(cè)選擇組成、溫度或壓力范圍時(shí)，混合室檢測(cè)器可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)添加劑閥打開并釋放添加劑至混合室中。如果混合室中材料的組成、溫度或壓力偏離選定的組成、溫度或壓力，一個(gè)或多個(gè)混合室檢測(cè)器還可以可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)添加劑閥以關(guān)閉閥。
[0050]側(cè)流混合單元可以配置為將材料在混合室中混合任意合適的時(shí)間期間，以使得出現(xiàn)足夠的混合以產(chǎn)生準(zhǔn)備返回至主流管線的基本上均勻的混合物。例如，基本上聚合的聚酰胺在返回至下游管線之前在混合室中花費(fèi)的平均時(shí)間可以是約0.000, Is至約lh，或約0.0Ols至約30分鐘，或約0.01s至約20分鐘，或約0.000，Is或更少，或約0.0Ols,0.01s,0.1s,0.5s、ls、2s、3s、4s、5s、10s、15s、20s、30s、40s、50s、l 分鐘、1.5 分鐘、2 分鐘、3 分鐘、4分鐘、5分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、25分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘或約Ih或更多。
[0051]一個(gè)或多個(gè)加熱單元可以配置為保持側(cè)流混合單元內(nèi)材料的溫度。例如，整個(gè)側(cè)流混合單元可以封入熱調(diào)節(jié)的室內(nèi)。備選地，一個(gè)或多個(gè)添加劑儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)混合室、一個(gè)或多個(gè)閥和側(cè)流混合單元的多個(gè)管線的溫度可以通過單獨(dú)的加熱單元分別調(diào)節(jié)。
[0052]側(cè)流混合單元的不同部件的溫度的分開調(diào)節(jié)具有一些益處。例如，可以將混合室加熱至高于添加劑儲(chǔ)器以保持混合室中的基本上聚合的聚酰胺處于熔融狀態(tài)，同時(shí)避免熱敏感的添加劑的熱分解。如果添加劑是熱敏感的，例如，可以將它保持在較低溫度直至剛好進(jìn)入至混合室中之前。例如，可以通過將添加劑在從添加劑儲(chǔ)器延伸至混合室的管線中加熱將添加劑加熱至選定溫度。也可以將混合室加熱至高于或低于添加劑儲(chǔ)器的溫度以促進(jìn)材料在單元的這些部件中的混合或反應(yīng)。
[0053]因此，側(cè)流混合單元可以包括一個(gè)或多個(gè)流管線加熱單元、一個(gè)或多個(gè)混合室加熱單元、一個(gè)或多個(gè)添加劑儲(chǔ)器加熱單元，以及一個(gè)或多個(gè)閥加熱單元。
[0054]加熱單元可以分別可操作地連接至恒溫器或其他的器件，其可以開始或終止熱輸出以調(diào)節(jié)側(cè)流混合單元中部件(例如，流管線、混合室、添加劑儲(chǔ)器或閥)的溫度。
[0055]一個(gè)或多個(gè)冷卻單元也可以可操作地連接至側(cè)流混合單元的部件。這種冷卻單元還可以可操作地連接至恒溫器以開始或終止側(cè)流混合單元的部件的冷卻。例如，冷卻單元可以配置為冷卻添加劑儲(chǔ)器，或促進(jìn)添加劑儲(chǔ)器中溫度的調(diào)節(jié)。雖然混合室、閥和流管線可能僅偶爾需要冷卻，冷卻單元也同樣可以可操作地連接至這些部件，例如，以使得將每個(gè)部件的溫度保持在指定范圍內(nèi)。
[0056]一個(gè)或多個(gè)混合器可以設(shè)置在混合室或添加劑儲(chǔ)器內(nèi)以混合其中的材料。混合器可以促進(jìn)材料混合至均勻?；旌掀骺梢酝ㄟ^一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器調(diào)節(jié)從而以選定速度或在選定的時(shí)間期間內(nèi)開始材料的混合。例如，如果添加劑水含量顯著不同于基本上聚合的聚酰胺的水含量，檢測(cè)器混合器可以被驅(qū)動(dòng)以開始更粘的基本上聚合的聚酰胺以合適的速度的混合并且速度可以隨著更多的添加劑引入而變化。
[0057]一個(gè)或多個(gè)泵可以整合至多個(gè)流管線和側(cè)流混合單元的其他的部件中。例如，一個(gè)或多個(gè)泵可以可操作地整合至從連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的上游管線引出并進(jìn)入至一個(gè)或多個(gè)混合室中的一個(gè)或多個(gè)流管線中。一個(gè)或多個(gè)泵還可以可操作地整合至從添加劑儲(chǔ)器引出并進(jìn)入至一個(gè)或多個(gè)混合室中的一個(gè)或多個(gè)流管線中。類似地，一個(gè)或多個(gè)泵可以可操作地整合至從一個(gè)或多個(gè)混合室引出并進(jìn)入至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的下游管線中的一個(gè)或多個(gè)流管線中。一個(gè)或多個(gè)泵還可以可操作地安置在混合室之間。
[0058]因此，側(cè)流混合單元可以包括一定數(shù)目的部件，包括至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器、至少一個(gè)混合室、一個(gè)或多個(gè)混合器、一個(gè)或多個(gè)加熱單元、一個(gè)或多個(gè)冷卻單元、一個(gè)或多個(gè)泵、一個(gè)或多個(gè)閥、一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器、一個(gè)或多個(gè)排放口以及一個(gè)或多個(gè)連接管線，其用于促進(jìn)材料在至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器、至少一個(gè)混合室和連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)之間的移動(dòng)。
[0059]連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的下游管線還可以具有一個(gè)或多個(gè)混合器如一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)混合器(在線)、槳式混合器、帶式混合器、捏合機(jī)、螺旋混合器、雙軸混合器、軌道混合器、雙軌道混合器、高或低速度分散器、雙捏合機(jī)等。參見，例如，Perry的ChemicalEngineering Handbook,第5版,第19-22頁。連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的下游管線還可以具有一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的混合室以促進(jìn)含有添加劑的聚合物混合物(‘母料’)與聚合物在下游管線中的混合。這種下游混合室還可以具有一個(gè)或多個(gè)混合器，如本文描述的那些中的任一個(gè)，或本領(lǐng)域技術(shù)人員可得的任意混合器。
[0060]側(cè)流混合單元和使用這種單元的方法提供均勻的添加劑混合，減少污染物引入，避免副產(chǎn)物形成，并且不導(dǎo)致設(shè)備結(jié)垢。避免凝膠形成。凝膠可以在停滯袋形區(qū)以及不規(guī)則處或通過系統(tǒng)的聚合物流中的旋渦中形成。側(cè)流混合單元，以及使用這種單元的方法，促進(jìn)流和添加劑混合至聚酰胺中。側(cè)流混合單元還可以減少或避免生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的凝膠形成。
[0061]示例側(cè)流混合單元
[0062]圖1是示例側(cè)流混合單元的一個(gè)實(shí)例的示意圖。例如，通過連接至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的主聚酰胺流管線的分流流管線20和出口流管線50，側(cè)流混合單元可操作地連接至連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)。側(cè)流混合單元可以在連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的部件10下游。例如，部件10可以是連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的閃蒸單元或后縮聚單元。從而可以將沒有添加劑60的基本上聚合的聚酰胺分流至側(cè)流混合單元中，并且可以將具有添加劑70的基本上聚合的聚酰胺從側(cè)流混合單元移除或流出。閥如閥15、25、35和45可以調(diào)節(jié)材料(例如，添加劑或基本上聚合的聚酰胺)從側(cè)流混合單元的一個(gè)區(qū)域或部件至另一個(gè)的流動(dòng)。例如，可以將基本上聚合的聚酰胺通過分流流管線20分流至混合室30中。添加劑也可以從添加劑儲(chǔ)器40流動(dòng)至其中可以出現(xiàn)混合的混合室30中。側(cè)流混合單元可以因此產(chǎn)生具有添加劑70的基本上聚合的聚酰胺。
[0063]聚酰胺生產(chǎn)
[0064]術(shù)語"聚酰胺"意指含有多個(gè)酰胺鍵的聚合物。聚酰胺，例如，在重復(fù)酰胺單元之間具有至少8 5%脂族鍵的脂族聚酰胺也被稱為尼龍。術(shù)語“直鏈”意指聚酰胺可得自雙官能化反應(yīng)物，其中結(jié)構(gòu)單元以尾對(duì)尾并且以鏈狀方式連接。像這樣，該術(shù)語意在排除得自三胺或得自三元酸的聚合物中可能存在的三維聚合結(jié)構(gòu)。
[0065]脂族聚酰胺當(dāng)與伯或仲胺反應(yīng)時(shí)可以得自二元羧酸和其他的二元羧酸的酰胺形成衍生物如酸酐、酰胺、酰齒、半酯和二酯。基本上全部脂族聚酰胺聚合物從由二羧酸和二胺構(gòu)成的單體的形成可以通過伯或仲二胺(具有至少一個(gè)連接至每個(gè)氮的氫的二胺)與二羧酸或二元羧酸的酰胺-形成衍生物的反應(yīng)完成。
[0066]H00C-R-C00H+H2N-R’ -NH2 — -[NH-R，-NH-C0-R-C0]m-+nH20 其中 R 和 R’ 表示二價(jià)烴基。
[0067]所產(chǎn)生的產(chǎn)物由從由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成的一系列相同單元建立的長鏈構(gòu)成:
[0068]-NH-R' -NH-C0-R-C0—
[0069]其中水是聚合物形成的唯一副產(chǎn)物。
[0070]Carothers引入了用于二胺和二酸聚酰胺的命名慣例，其已被采納。作為結(jié)果，將得自各一分子的二酸和二胺的聚合物的“結(jié)構(gòu)單元”以各自的基團(tuán)R和R’中碳原子的數(shù)目命名。將由六亞甲基-1，6-二胺和己二酸提供的聚酰胺命名為“尼龍6，6”(聚己二酰己二胺)是這種慣例的結(jié)果。
[0071]用于制備聚酰胺的商業(yè)方法可以包括使二胺-二元羧酸鹽的水溶液在超大氣壓力下連續(xù)地通過連續(xù)反應(yīng)區(qū)。參見，例如，Taylor的美國專利號(hào)2，361，717 ；Heckert的美國專利號(hào)2,689,839。
[0072]聚酰胺可以通過將基本上等摩爾量的二胺和二羧酸或二元羧酸的形成酰胺的衍生物在縮聚條件下加熱制備。這種縮聚條件一般包括約180°C至300°C的溫度。
[0073]例如，在尼龍6，6方法中，可以向連續(xù)聚合反應(yīng)器進(jìn)料六亞甲基二銨己二酸鹽(尼龍6，6鹽)的水溶液，其具有35至65重量％的范圍內(nèi)的濃度。六亞甲基二銨己二酸鹽的濃度在反應(yīng)器上游的任選蒸發(fā)器中可調(diào)節(jié)。來自閃蒸器級(jí)(也稱為次要反應(yīng)器)的流出物包括聚酰胺預(yù)聚合物，其典型地具有約9-20的相對(duì)粘度。將該流進(jìn)料至后縮聚(finishing)裝置中。后縮聚裝置中的控制變量可以包括溫度、壓力和停留量。這些控制變量可調(diào)節(jié)以使得獲得典型地在30至100的范圍內(nèi)的所需相對(duì)粘度的最終聚合物。將后縮聚裝置中的溫度保持在270°至290°C的范圍內(nèi)。將壓力保持在250至640毫巴。停留量為大約20至40分鐘。
[0074]當(dāng)獲得足夠高分子量時(shí)產(chǎn)物具有成纖性質(zhì)。例如，當(dāng)聚酰胺具有如在間-甲酚溶液中測(cè)量的約0.5和2.0的范圍內(nèi)的固有粘度時(shí)，這種成纖出現(xiàn)。
[0075]當(dāng)獲得所需的聚合度時(shí)聚合完成。聚合度以聚合物粘度間接表達(dá)。聚合度，通常作為相對(duì)粘度或RV測(cè)量，是對(duì)粘度并且進(jìn)而分子量的替代測(cè)量。
[0076]在高溫，聚合度是所存在的水的量的函數(shù)并由其限定。在聚合物一方面與水之間，并且另一方面，與解聚的聚合物(或者甚至反應(yīng)物)之間存在動(dòng)態(tài)平衡。具有比通過在大氣壓與水蒸氣平衡可獲得的RV顯著更高的RV的聚酰胺通常是適宜的。
[0077]給定聚酰胺的性質(zhì)可以變化，尤其是隨著聚酰胺的分子量變化。聚酰胺性質(zhì)也受到其端基的性質(zhì)影響，其進(jìn)而依賴于何種反應(yīng)物過量使用，二胺還是二酸。
[0078]聚酰胺的平均分子量可以是難以確定的，但對(duì)于大部分目的，平均分子量的準(zhǔn)確認(rèn)知一般是不重要的。人們認(rèn)為大概存在聚合的兩個(gè)階段或程度:其分子量很可能安置在1000至4000附近的低聚物，以及其分子量很可能高于約至少7000的成纖聚酰胺。低聚物與高聚物或“超聚物”之間的區(qū)別是前者當(dāng)熔融時(shí)粘性相對(duì)較低。高聚物是非常粘的，即使在高于它們的熔點(diǎn)的25°C溫度。
[0079]與低聚物相反，聚酰胺的高聚物容易地紡為強(qiáng)的、連續(xù)的、柔韌的、永久定向的纖維。然而，低聚物，例如具有小于約9的單元長度的那些，可以通過連續(xù)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化為高聚物。
[0080]成纖聚酰胺一般具有高熔點(diǎn)和低溶解度。得自更簡單的類型的胺和酸的那些一般是不透明固體，其在相當(dāng)確定的溫度熔融或變得透明。低于它們的熔點(diǎn)，成纖聚酰胺一般展現(xiàn)尖銳的X射線晶體粉末衍射圖案，這是它們的晶體結(jié)構(gòu)的證據(jù)。這些聚酰胺的密度一般安置在1.0至1.2之間。尼龍6，6的密度通常被認(rèn)為是1.14克/立方厘米。
[0081]聚酰胺可以具有相似結(jié)構(gòu)的單獨(dú)單元。對(duì)這些單獨(dú)單元的平均尺寸，聚合物的平均分子量，在特定的范圍內(nèi)進(jìn)行慎重控制。聚合反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，平均分子量(和固有粘度)將更高。如果在聚合過程中以精確地等摩爾量使用反應(yīng)物，并且加熱在允許揮發(fā)物產(chǎn)物的逸出的條件下長時(shí)間繼續(xù)，獲得非常高分子量的聚酰胺。然而，如果過量使用任一種反應(yīng)物，聚合可以進(jìn)行至特定點(diǎn)并且之后基本停止。聚合停止的點(diǎn)依賴于過量使用的二胺或二元酸(或衍生物)的量。
[0082]制備聚酰胺的便利方法可以包括通過將大約化學(xué)相等的量的二胺和二羧酸在液體中混合制備鹽。液體可以是所得到的鹽的不良溶劑。之后可以將從液體分離的鹽提純，如果需要，通過從合適的溶劑結(jié)晶。這些二胺-二羧酸鹽是晶體并且具有確定的熔點(diǎn)。它們?cè)谒锌扇懿⑶铱梢詮奶囟ǖ拇己痛?水混合物結(jié)晶。
[0083]成纖聚酰胺由二胺-二羧酸鹽的制備可以以數(shù)種方式進(jìn)行?？梢詫Ⅺ}在不存在溶劑或稀釋劑的情況下在允許在反應(yīng)中形成的水的移除的條件下加熱至反應(yīng)溫度(180。。-300 0C )。
[0084]聚酰胺聚合反應(yīng)可以經(jīng)歷減壓，例如，等于50至300mm萊柱(67至400毫巴)的絕對(duì)壓力以促進(jìn)基本上完成聚合。例如，可以將其中制備聚酰胺的反應(yīng)容器抽真空，之后允許聚合物固化。
[0085]通常，在上面描述的聚酰胺形成的方法中不需要加入催化劑。然而，特定含磷材料可以發(fā)揮一定程度的催化功能。含磷材料可以包括金屬膦酸鹽。附加催化劑的使用可以促進(jìn)高分子量材料的生產(chǎn)。
[0086]測(cè)試方法
[0087]熱降解指數(shù)(TDI)是與聚合物的熱史相關(guān)的量度。較低的TDI是指在生產(chǎn)過程中較不劇烈的溫度歷史。本領(lǐng)域技術(shù)人員可得的TDI測(cè)定方法測(cè)量聚合物在90%甲酸中的1% (以重量計(jì))溶液在292nm的波長的吸光度。
[0088]氧化降解指數(shù)(ODI)是與聚合物在其高溫生產(chǎn)過程中暴露至氧化條件相關(guān)的量度。較低的ODI是指在生產(chǎn)過程中較不嚴(yán)重的降解。其通過測(cè)量聚合物在90%甲酸中的1% (以重量計(jì))溶液在260nm的波長的吸光度確定。
[0089]相對(duì)粘度(RV)是指在毛細(xì)管粘度計(jì)中在25°C測(cè)量的溶液和溶劑粘度的比例。通過ASTM D789-06測(cè)量的RV是該測(cè)試程序的基礎(chǔ)并且是聚酰胺在90%甲酸(90重量％甲酸和10重量％的水)中的8.4重量％溶液在25°C的粘度(以厘泊計(jì))與90%甲酸自身在25°C的粘度(以厘泊計(jì))的比例。
[0090]定義
[0091]如本文所使用的術(shù)語“約”可以允許值或范圍的一定可變程度，例如，在所述的值或所述的范圍界限的10%內(nèi)，5%內(nèi)，或1%內(nèi)。
[0092]如本文所使用的術(shù)語“基本上”是指大部分，或主要地，如至少約50%、60%、70%、80%,90%,95%,96%,97%,98%,99%,99.5%,99.9%,99.99%或至少約 99.999% 以上。
[0093]如本文所使用的術(shù)語“溶劑”是指可以溶解固體、液體或氣體的液體。溶劑的非限制性實(shí)例是硅氧烷、有機(jī)化合物、水、醇、離子液體和超臨界流體。
[0094]如本文所使用的術(shù)語“空氣”是指具有與一般地在地面水平從大氣取得的氣體的天然組成大約相同的組成的氣體的混合物。在一些實(shí)例中，空氣取自周圍環(huán)境?？諝饩哂邪ù蠹s78%氮、21%氧、I %氬和0.04%二氧化碳，以及小量的其他的氣體的組成。
[0095]以范圍格式表達(dá)的值應(yīng)當(dāng)以靈活方式解釋以不僅包括作為范圍的界限明確敘述的數(shù)值，而且包括該范圍內(nèi)包括的所有的單獨(dú)數(shù)值或子范圍，如同將每個(gè)數(shù)值和子范圍明確地陳述一樣。例如，“約0.1 %至約5% ”或“約0.1 %至5% ”的范圍應(yīng)當(dāng)解釋為不僅包括約0.1 %至約5%，而且包括所指出的范圍內(nèi)的單獨(dú)的值(例如，1%、2%、3%和4% )和子范圍(例如，0.1 %至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指出，陳述“約X至Y”具有與“約X至約Y”相同的含義。同樣，除非另外指出，陳述“約x、Y或約Ζ”具有與“約X、約Y或約Ζ”相同的含義。
[0096]在本文中，除非上下文另外清楚地指出，使用術(shù)語“一個(gè)”、“一種”或“所述”以包括一個(gè)或多于一個(gè)。除非另外指出，使用術(shù)語“或”指代非排除性的“或”。此外，應(yīng)當(dāng)明白的是本文采用的并且未不同地定義的措辭或術(shù)語僅用于說明的目的并且是非限制性的。任何段落標(biāo)題的使用預(yù)期為幫助文章的理解并且不被解釋為限定；與段落標(biāo)題相關(guān)的信息可以在特別的段落之內(nèi)或之外出現(xiàn)。
[0097]通過以下實(shí)施例示例聚酰胺側(cè)流單元和使用這種單元制備聚酰胺的方法，其意圖純粹是示例并且不限制本發(fā)明。
[0098]實(shí)施例
[0099]連續(xù)聚合方法。在實(shí)施例中講行以下方法。在連續(xù)尼龍6，6生產(chǎn)方法中，將己二酸和六亞甲基二胺在鹽池中以大約等摩爾比混合在水中，以形成含有尼龍6，6鹽、具有約50重量％水的含水混合物。將鹽水溶液傳遞至蒸發(fā)器。蒸發(fā)器將鹽水溶液加熱至約125-135°C (130°C )并且將水從加熱的鹽水溶液移除，使得水濃度升高至約30重量％。將具有約1.4-1.9(1.6)的相對(duì)粘度的蒸發(fā)的鹽混合物傳遞至反應(yīng)器。反應(yīng)器將蒸發(fā)的鹽混合物的溫度達(dá)到約218-250°C (235°C )，允許反應(yīng)器將水從加熱的蒸發(fā)的鹽混合物以進(jìn)一步移除，使得水濃度達(dá)到至約10重量％，并且使得鹽進(jìn)一步聚合。將反應(yīng)的混合物傳遞至閃蒸器。閃蒸器將反應(yīng)的混合物加熱至約270-290°C (280°C)，允許閃蒸器從反應(yīng)混合物進(jìn)一步移除水，使得水濃度達(dá)到約0.5重量％，并且使得反應(yīng)的混合物進(jìn)一步聚合。將具有約9至20(13)的相對(duì)粘度的閃蒸的混合物傳遞至后縮聚器。后縮聚器使聚合混合物經(jīng)受真空以進(jìn)一步移除水，使得水濃度達(dá)到約0.1重量％，以使得聚酰胺獲得合適的最終范圍的聚合度，之后將后縮聚過的聚合混合物傳遞至擠出機(jī)和造粒機(jī)。
[0100]實(shí)施例1a:添加劑至部分地聚合的尼龍的加入
[0101]將預(yù)熱至130°C的二氧化鈦銳鈦礦型添加劑的10%水懸浮液泵送至離開蒸發(fā)器的部分地形成的聚酰胺溶液，從加熱至注入的時(shí)間間隔不大于30秒。離開蒸發(fā)器的聚酰胺流具有約75L/分鐘的流速，10%添加劑流(steam)具有約1.7L/分鐘的流速。這些合并的流流動(dòng)至反應(yīng)器中。以59L/分鐘離開后縮聚器的聚合物具有0.9的固有粘度并含有0.3重量％的添加劑。
[0102]在運(yùn)行12周之后將系統(tǒng)關(guān)閉。在閃蒸器和其他的下游部件中觀察到顯著的添加劑沉積。二氧化鈦試劑涂覆在熱傳遞表面上，具有約0.2mm的平均厚度，減少該方法中熱傳遞的效率。
[0103]實(shí)施例1b:在擠出機(jī)中添加劑至部分地聚合的尼龍的加入
[0104]側(cè)流添加劑單元安置在閃蒸器下游。將入口閥打開以將約5重量％的基本上聚合尼龍從尼龍的主流分流至側(cè)流添加劑單元的混合室中。將混合室均勻地加熱至與主流中基本上聚合的尼龍相等的溫度(約280°C )?；旌鲜覍⒍趸佷J鈦礦型添加劑與所分流的基本上聚合的尼龍混合以形成具有約0.1-0.2重量％的水含量和約280°C的溫度的均勻的添加劑流。聚合物混合物以約3L/分鐘流動(dòng)通過混合室，具有約10分鐘的在混合室中的平均總停留時(shí)間，并且獲得約6重量％的二氧化鈦濃度。均勻的尼龍-添加劑流通過出口閥以重新加入聚酰胺擠出機(jī)中的主流，所述聚酰胺擠出機(jī)將聚酰胺擠出為線料。進(jìn)入混合室的材料的壓力由離開閃蒸器的材料的壓力影響，并且離開混合室的材料的壓力由擠出機(jī)中材料的壓力影響。從閃蒸器離開的材料與擠出機(jī)中的材料之間壓力上小的變化導(dǎo)致混合室中的壓力變化，使得難以一貫地保持添加劑從添加劑室的向前流動(dòng)。出現(xiàn)聚合物混合物至添加劑入口中的逆流，使得添加劑進(jìn)料裝置因聚合物混合物結(jié)垢，這要求添加劑系統(tǒng)離線用于清潔。最終的產(chǎn)物具有約0.3重量％的二氧化鈦的平均濃度；然而，歸因于添加劑加入至擠出過程的接近性，主流中添加劑的混合是不徹底并一致的，給出具有變化的添加劑濃度的粒料，以及相應(yīng)地降低產(chǎn)物品質(zhì)。
[0105]實(shí)施例1c:添加劑至部分地聚合的尼龍的加入，使用預(yù)制尼龍6，6載體流
[0106]側(cè)流添加劑單元安置在閃蒸器下游。添加劑單元將二氧化鈦銳鈦礦型添加劑與預(yù)制尼龍6，6聚合物載體流混合用于加入至主流。將添加劑單元的混合室均勻地加熱至與主流中基本上聚合的尼龍相等的溫度(約280°C )?；旌鲜耶a(chǎn)生具有約0.1-0.2重量％的水含量和約280°C的溫度的均勻的添加劑流?；旌鲜抑械木酆衔锘旌衔锞哂屑s6重量％的二氧化鈦濃度。聚合物混合物從混合室流動(dòng)離開添加劑單元，并且以約3L/分鐘進(jìn)入擠出機(jī)上游的主流中。聚合物混合物在混合室中具有約10分鐘的平均總停留時(shí)間。最終的產(chǎn)物具有約0.3重量％的二氧化鈦的濃度。尼龍6，6載體流的聚合度不是在所有的時(shí)間與主流中尼龍6，6的聚合度完美匹配。將添加劑在預(yù)制尼龍6，6載體流中加入至主流導(dǎo)致尼龍6，6產(chǎn)物的聚合度上的變化，降低產(chǎn)物品質(zhì)。
[0107]實(shí)施例1d:添加劑至部分地聚合的尼龍的加入，使用尼龍6載體流
[0108]側(cè)流添加劑單元安置在閃蒸器下游。添加劑單元將二氧化鈦銳鈦礦型添加劑與預(yù)制尼龍6聚合物載體流混合用于加入至主流。將添加劑單元的混合室均勻地加熱以與主流中基本上聚合的尼龍相等的溫度(約280°C )?；旌鲜耶a(chǎn)生具有約0.1-0.2重量％的水含量和約280°C的溫度的均勻的添加劑流?；旌鲜揖哂屑s10分鐘的在混合室中的平均總停留時(shí)間并且具有約6重量％的二氧化鈦濃度。聚合物混合物從混合室流動(dòng)離開添加劑單元，并且以約3L/分鐘進(jìn)入至擠出機(jī)上游的主流中。最終的產(chǎn)物具有約0.3重量％的二氧化鈦的濃度。 尼龍6載體流是與尼龍6，6主流不同的聚合物。將添加劑在尼龍6中加入至主流將尼龍6雜質(zhì)加入至尼龍6，6產(chǎn)物，降低產(chǎn)物品質(zhì)。
[0109]實(shí)施例2:用于添加劑至基本上聚合的尼龍的加入的改進(jìn)的方法
[0110]側(cè)流添加劑單元安置在閃蒸器下游。將入口閥打開以將約5重量％的基本上聚合尼龍從尼龍的主流分流至側(cè)流添加劑單元的混合室中。將混合室均勻地加熱至與主流中基本上聚合的尼龍相等的溫度(約280°C )?；旌鲜野ㄓ糜趯⒍趸伵c基本上聚合尼龍混合以形成具有約0.1-0.2重量％的水含量和約280°C的溫度的均勻尼龍-添加劑流的裝置。聚合物混合物以約3L/分鐘流動(dòng)通過混合室，具有約10分鐘的在混合室中的平均總停留時(shí)間，并且獲得約6重量％的二氧化鈦濃度。均勻尼龍-添加劑流通過出口閥以在擠出機(jī)的上游重新結(jié)合至主流。最終的產(chǎn)物具有約0.3重量％的二氧化鈦的濃度。
[0111]在運(yùn)行12周之后，將系統(tǒng)關(guān)閉。在擠出機(jī)上游沒有觀察到添加劑沉積。熱傳遞表面沒有添加劑并且在實(shí)施例1a中描述的方法中添加劑積累的位置觀察到較少的凝膠形成。在混合室的入口與混合室的出口之間出現(xiàn)小的壓力變化，使得添加劑至混合室中的向前流動(dòng)容易保持，避免聚合物回流至添加劑入口中，這與實(shí)施例1b形成對(duì)比。因?yàn)橛糜谔砑觿┑妮d體流取自主尼龍6，6流，聚合度準(zhǔn)確匹配，不導(dǎo)致產(chǎn)物品質(zhì)上的降低，這與實(shí)施例Ic和Id形成對(duì)比。
[0112]本文引用或提及的所有的專利和公開是本發(fā)明的主題所屬領(lǐng)域技術(shù)人員的水平的指示，并且每個(gè)這種所引用的專利或公開因此通過引用具體地結(jié)合至與單獨(dú)地通過引用以其全部結(jié)合或在本文給出其全部內(nèi)容相同的程度。 申請(qǐng)人:保留將來自任何這種引用的專利或公開的任意和所有的材料和信息物理地結(jié)合至本說明書中的權(quán)利。
[0113]本文描述的具體的方法、器件和組合物是優(yōu)選的實(shí)施方案的代表并且是示例并且不預(yù)期作為對(duì)本發(fā)明的主題的范圍的限制。在考慮本說明書之后本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)想到其他的對(duì)象、方面和實(shí)施方案，并且由本發(fā)明的主題所包括。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明白的是可以對(duì)本文公開的本發(fā)明進(jìn)行多種替換和變更而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。
[0114]本文示意性地描述的本發(fā)明的主題可以適宜地是不存在任何一個(gè)或多個(gè)要素，或者一個(gè)或多個(gè)限制的情況下實(shí)施，其未在本文具體地必要公開。本文示意性地描述的方法和過程可以適宜地以不同的步驟的順序?qū)嵤?，并且方法和過程不一定受限于本文或權(quán)利要求中指出的步驟的順序。
[0115]在任何情況下本專利都不可以解釋為限定于本文具體地公開的具體實(shí)例或?qū)嵤┓桨富蚍椒āＴ谌魏吻闆r下本專利都不可以解釋為由任何審查員或?qū)＠虡?biāo)局的任何其他的官員或雇員做出的任何陳述限定，除非在 申請(qǐng)人:的書面答復(fù)中具體地并且不帶有限制或保留地明確地采用這種陳述。
[0116]所采用的術(shù)語和表達(dá)作為說明性的術(shù)語使用并且不是限制性的，并且不希望在這種術(shù)語和表達(dá)的使用中排除所給出和描述的特征的任何等價(jià)物或其一部分，但應(yīng)明白的是，在所要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)，多個(gè)修改是可能的。因此，將明白的是，雖然本發(fā)明通過優(yōu)選的實(shí)施方案和任選的特征具體地公開，本文公開的概念的修改和變化可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員采取，并且這種修改和變化被認(rèn)為是在由本發(fā)明的后附權(quán)利要求和陳述限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0117]在本文已經(jīng)寬泛地并一般地描述了本發(fā)明。落在一般公開內(nèi)的每個(gè)更窄的物種和子類組也形成本發(fā)明的一部分。這包括具有從一類移除任意主題的限制或反面限制的本發(fā)明的一般說明，而與在本文是否具體地指出所排除的材料無關(guān)。此外，在以馬庫什組的術(shù)語描述本發(fā)明的特征或方面的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，本發(fā)明從而也以馬庫什組的成員的任意單獨(dú)的成員或子組的術(shù)語描述。
[0118]陳述:
[0119]1.一種用于將添加劑混合至聚酰胺聚合物流中的方法，所述方法包括:
[0120](a)將基本上聚合的聚酰胺從連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的上游管線分流以產(chǎn)生聚酰胺側(cè)流；
[0121](b)將添加劑混合至所述聚酰胺側(cè)流中以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑側(cè)混合物；和
[0122](C)將所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至所述系統(tǒng)中的下游管線以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑主流；
[0123]其中，當(dāng)分流時(shí)，來自上游管線的所述基本上聚合的聚酰胺具有約0.1% -3重量％的水含量。
[0124]2.陳述I所述的方法，其中當(dāng)分流時(shí)，所述上游管線中的所述基本上聚合的聚酰胺具有約0.1-2重量％的水含量。
[0125]3.陳述I或2所述的方法，其中當(dāng)分流時(shí)，所述上游管線中的所述基本上聚合的聚酰胺具有約0.1-1重量％的水含量。
[0126]4.陳述1-3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述添加劑含有溶劑，并且在返回至所述下游管線之前將所述溶劑從所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物基本上移除。
[0127]5.陳述1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在返回至所述下游管線之前將水從所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物移除。
[0128]6.陳述1-5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物在其具有下游管線中的聚酰胺水含量的0.9-1.1倍的水含量時(shí)返回下游。
[0129]7.陳述1-6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物中的重量％添加劑為約0.001-20重量％，或約0.01-15重量％，或約0.01-10重量％，或約0.1-10重量％，或約0.1-9重量％ ,或約0.01-8重量％ ,或約0.01-7重量％ ,或約0.01-6重量或約0.01-5重量％,或約0.1-3重量％。
[0130]8.陳述1-7中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑主流中的重量％添加劑為約1-5重量％。
[0131]9.陳述1-8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)包括反應(yīng)物儲(chǔ)器、蒸發(fā)器、聚合反應(yīng)器、間歇反應(yīng)器閃蒸器、后縮聚器、聚酰胺線料形成單元、擠出機(jī)，以及它們的組合。
[0132]10.陳述1-9 中的任一項(xiàng)所述的方法，其中從所述上游管線的分流在聚酰胺聚合反應(yīng)混合物通過所述系統(tǒng)中的閃蒸器之后。
[0133]11.陳述1-10中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物在所述系統(tǒng)中的閃蒸器之后返回下游。
[0134]12.陳述1-11中的任一項(xiàng)所述的方法，其中從所述上游管線的分流在聚酰胺聚合反應(yīng)混合物通過所述系統(tǒng)中的后縮聚器之后。
[0135]13.陳述1-12中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物在聚酰胺聚合反應(yīng)通過后縮聚器之后返回下游。
[0136]14.陳述1-13中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物在所述系統(tǒng)中的聚酰胺線料形成單元之前返回至所述主聚酰胺流管線。
[0137]15.陳述1-14中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物在聚酰胺通過擠出機(jī)的擠出之前返回至所述主聚酰胺流管線。
[0138]16.陳述1-15中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在將所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至所述下游管線之后將所述聚酰胺-添加劑主流混合。
[0139]17.陳述1-16中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括在將所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至所述下游管線之后，將所述聚酰胺-添加劑主流混合均勻。
[0140]18.陳述1-17中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至所述系統(tǒng)的所述下游管線之后，將所述聚酰胺-添加劑主流在所述系統(tǒng)的混合單元中混口 ο
[0141]19.陳述1-18中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述添加劑是聚合催化劑、封端劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗微生物劑、著色劑、增強(qiáng)劑、填充劑、阻燃劑、氟聚合物、三氧化銻、聚己內(nèi)酯、硫化鋅、消光劑、二氧化鈦，或它們的組合。
[0142]20.陳述1-19中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述添加劑是染料、顏料、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維、石膏纖維、硅酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、硅灰石、滑石、白堊、磷酸酯、磷酸、亞磷酸酯、次膦酸酯、亞磷酸酯、有機(jī)氧化膦、次磷酸鈉、乙酸、丙酸、苯甲酸、琥珀酸、偏二氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基全氟乙烯醚或它們的組合。
[0143]21.陳述1-20中的任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述添加劑在與所述聚酰胺側(cè)流混合之前加熱。
[0144]22.一種連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
[0145]側(cè)流混合單元，所述側(cè)流混合單元具有至少一個(gè)上游入口、至少一個(gè)混合室和至少一個(gè)下游出口；
[0146]其中所述側(cè)流混合單元安置或配置為與所述連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主聚酰胺流管線平行；
[0147]其中所述至少一個(gè)混合室配置為將添加劑與通過所述上游入口中的至少一個(gè)分流的基本上聚合的聚酰胺混合；和
[0148]其中每個(gè)所述下游出口安置在聚酰胺擠出機(jī)或聚酰胺線料形成單元的上游。
[0149]23.陳述22所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述上游入口配置為在所述系統(tǒng)中閃蒸器單元與所述聚酰胺擠出機(jī)單元或聚酰胺線料形成單元之間的所述主聚酰胺流管線中的位置將基本上聚合的聚酰胺從所述主聚酰胺流管線分流。
[0150]24.陳述22或23所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述上游入口配置為在所述系統(tǒng)中后縮聚器單元與所述聚酰胺擠出機(jī)單元或所述聚酰胺線料形成單元之間的所述主聚酰胺流管線中的位置將基本上聚合的聚酰胺從所述主聚酰胺流管線分流。
[0151] 25.陳述22-24中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述上游入口中的至少一個(gè)包括檢測(cè)器，其用于檢測(cè)分流至所述側(cè)流混合單元的所述混合室中的所述基本上聚合的聚酰胺的量或體積。
[0152]26.陳述22-25中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述上游入口中的至少一個(gè)可操作地連接至檢測(cè)器，當(dāng)將選定量或體積的所述基本上聚合的聚酰胺分流至所述側(cè)流混合單元的至少一個(gè)混合室中時(shí)，所述檢測(cè)器關(guān)閉所述可操作地連接的上游入口。
[0153]27.陳述22-26中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述上游入口中的至少一個(gè)可操作地連接至檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)所述主聚酰胺流管線中基本上聚合的聚酰胺的水含量。
[0154]28.陳述22-27中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述上游入口中的至少一個(gè)可操作地連接至檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)所述主聚酰胺流管線中的基本上聚合的聚酰胺的水含量，并且其中當(dāng)檢測(cè)到選定的基本上聚合的聚酰胺的水含量時(shí)，所述檢測(cè)器打開所述上游入口中的至少一個(gè)。
[0155]29.陳述22-28中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述混合室中的至少一個(gè)包括混合器，該混合器配置為將所述添加劑和所述基本上聚合的聚酰胺混合至均勻。
[0156]30.陳述22-29中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述混合室中的至少一個(gè)包括可操作地連接至檢測(cè)器的混合器，所述檢測(cè)器配置為檢測(cè)將所述添加劑和所述基本上聚合的聚酰胺混合的均勻程度。
[0157]31.陳述22-30中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述下游出口可操作地連接至檢測(cè)器，該檢測(cè)器配置為當(dāng)將所述添加劑和所述基本上聚合的聚酰胺均勻地混合時(shí)打開所述下游出口。
[0158]32.陳述22-31中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括加熱器，該加熱器配置為均勻地?zé)崴龌旌鲜抑械闹辽僖粋€(gè)。
[0159]33.陳述22-32中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括加熱器，該加熱器配置為均勻地加熱所述混合室中的至少一個(gè)并且在所加熱的混合室內(nèi)將添加劑和基本上聚合的聚酰胺的混合物保持在熔融狀態(tài)。
[0160]34.陳述22-33中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括加熱器，該加熱器配置為均勻地加熱所述混合室中的至少一個(gè)并促進(jìn)基本上聚合的聚酰胺當(dāng)它與所述添加劑混合時(shí)進(jìn)一步聚合。
[0161]35.陳述22-34中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器。
[0162]36.陳述22-35中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括加熱器，該加熱器配置為在將所述添加劑與基本上聚合的聚酰胺混合之前均勻地加熱所述添加劑。
[0163]37.陳述22-36中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括具有恒溫器的加熱器，該恒溫器配置為調(diào)節(jié)所述混合室中的至少一個(gè)或至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器中的材料的溫度。
[0164]38.陳述22-37中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元還包括檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于監(jiān)測(cè)混合室中包含所述基本上聚合的聚酰胺的混合物的水含量。
[0165]39.陳述22-38中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述下游出口中的至少一個(gè)可操作地連接至水含量檢測(cè)器，當(dāng)檢測(cè)到選定的所述混合物的水含量時(shí)，所述水含量檢測(cè)器激活添加劑和基本上聚合的聚酰胺的混合物通過所述出口并且進(jìn)入所述系統(tǒng)的主聚酰胺流管線中的釋放。
[0166]40.陳述22-39中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述側(cè)流還包括泵、葉輪、流量計(jì)、一個(gè)或多個(gè)排放口，或它們的組合。
[0167]41.陳述22-40中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述上游入口中的至少一個(gè)可操作地連接至檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)所述基本上聚合的聚酰胺的水含量。
[0168]42.陳述22-41中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述基本上聚合的聚酰胺具有約0.1% -3重量％的水含量時(shí)，將所述基本上聚合的聚酰胺通過所述上游入口中的至少一個(gè)分流。
[0169]43.陳述22-42中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述基本上聚合的聚酰胺具有約
0.1-2重量％的水含量時(shí)，將所述基本上聚合的聚酰胺通過所述上游入口中的至少一個(gè)分流。
[0170]44.陳述22-43中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述基本上聚合的聚酰胺具有約
0.1-1重量％的水含量時(shí)，將所述基本上聚合的聚酰胺通過所述上游入口中的至少一個(gè)分流。
[0171]45.陳述22-44中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)混合室具有排放口。
[0172]46.陳述22-45中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述混合室中的至少一個(gè)具有添加劑溶劑、水或它們的組合可以從其通過的排放口。
[0173]47.陳述22-46中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述下游出口中的至少一個(gè)可操作地連接至檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)混合室中的混合物的水含量。
[0174]48.陳述22-47中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物當(dāng)具有所述下游管線中聚酰胺的水含量的0.9-1.1倍的水含量時(shí)返回下游。
[0175]49.陳述22-48中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)包括反應(yīng)物儲(chǔ)器、蒸發(fā)器、聚合反應(yīng)器、間歇反應(yīng)器閃蒸器、后縮聚器、聚酰胺線料形成單元、擠出機(jī)，或它們的組合。
[0176]50.陳述22-49中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述主聚酰胺流管線包括:安置在所述下游出口之后的所述主聚酰胺流管線中的混合器。
[0177]51.陳述22-50中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)還包括安置在所述下游出口后面的所述主聚酰胺流管線中的混合單元。
[0178]52.陳述22-51中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述添加劑是聚合催化劑、封端劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗微生物劑、著色劑、增強(qiáng)劑、填充劑、阻燃劑、氟聚合物、三氧化銻、聚己內(nèi)酯、硫化鋅、消光劑、二氧化鈦，或它們的組合。
[0179]53.陳述22-52中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述添加劑是染料、顏料、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、芳族聚酰胺纖維、石膏纖維、硅酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、硅灰石、滑石、白堊、磷酸酯、磷酸、亞磷酸酯、次膦酸酯、亞磷酸酯、有機(jī)氧化膦、次磷酸鈉、乙酸、丙酸、苯甲酸、琥珀酸、偏二氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、四氟乙烯、全氟烷基全氟乙烯醚或它們的組合。
[0180]54.陳述22-53中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物中的重量％添加劑為約0.001-20重量％，或約0.01-15重量％，或約0.01-10重量％，或約0.1-10重量％，或約0.1-9重量％ ,或約0.01-8重量％ ,或約0.01-7重量％ ,或約0.01-6重量或約0.01-5重量％,或約0.1-3重量％。
[0181]以下權(quán)利要求總結(jié)本文描述的系統(tǒng)和方法的特征。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 側(cè)流混合單元，所述側(cè)流混合單元具有至少一個(gè)上游入口、至少一個(gè)混合室和至少一個(gè)下游出口； 其中每個(gè)上游入口配置為將基本上聚合的聚酰胺從所述連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的主聚酰胺流管線分流； 其中所述至少一個(gè)混合室配置為將添加劑與通過所述上游入口中的至少一個(gè)分流的基本上聚合的聚酰胺混合；并且 其中每個(gè)所述下游出口安置在聚酰胺擠出機(jī)或聚酰胺線料形成單元的上游。
2.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述上游入口配置為在所述系統(tǒng)中閃蒸器單元與聚酰胺線料形成單元或擠出機(jī)單元之間的所述主聚酰胺流管線中的位置將基本上聚合的聚酰胺從所述主聚酰胺流管線分流。
3.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述上游入口配置為在所述系統(tǒng)中后縮聚器單元與聚酰胺線料形成單元或擠出機(jī)單元之間的所述主聚酰胺流管線中的位置將基本上聚合的聚酰胺從所述主聚酰胺流管線分流。
4.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述上游入口中的至少一個(gè)包括檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)分流至所述側(cè)流混合單元的至少一個(gè)混合室中的所述基本上聚合的聚酰胺的量或體積。
5.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述上游入口中的至少一個(gè)可操作地連接至檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)所述主聚酰胺流管線中所述基本上聚合的聚酰胺的水含量。
6.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述混合室中的至少一個(gè)包括混合器，該混合器配置為將所述添加劑和所述基本上聚合的聚酰胺混合。
7.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述下游出口可操作地連接至檢測(cè)器，該檢測(cè)器配置為當(dāng)將所述添加劑和所述基本上聚合的聚酰胺均勻地混合時(shí)打開所述下游出口。
8.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括:配置為將所述混合室中的至少一個(gè)均勻地加熱的加熱器。
9.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器。
10.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括:配置為在將所述添加劑與基本上聚合的聚酰胺混合之前將所述添加劑均勻地加熱的加熱器。
11.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元包括具有恒溫器的加熱器，該恒溫器配置為調(diào)節(jié)所述側(cè)流混合單元、所述混合室的至少一個(gè)和至少一個(gè)添加劑儲(chǔ)器中的至少一個(gè)中的材料的溫度。
12.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述側(cè)流混合單元還包括檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于監(jiān)測(cè)混合室中包含所述基本上聚合的聚酰胺的混合物的水含量。
13.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)所述基本上聚合的聚酰胺具有0.1% -3重量％的水含量時(shí)，將所述基本上聚合的聚酰胺通過所述上游入口中的至少一個(gè)分流。
14.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)混合室中的混合物的水含量。
15.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中將所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物在它具有下游管線中的聚酰胺水含量的0.9-1.1倍的水含量時(shí)返回下游。
16.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述主聚酰胺流管線包括:安置在所述下游出口之后的所述主聚酰胺流管線中的混合器。
17.一種用于將添加劑混合至聚酰胺聚合物流中的方法，所述方法包括: (a)將基本上聚合的聚酰胺從連續(xù)聚酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)中的上游管線分流以產(chǎn)生聚酰胺側(cè)流； (b)將添加劑混合至所述聚酰胺側(cè)流中以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑側(cè)混合物；和 (c)將所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回至所述系統(tǒng)中的下游管線以產(chǎn)生聚酰胺-添加劑主流； 其中，當(dāng)分流時(shí)，來自所述上游管線的所述基本上聚合的聚酰胺具有0.1%-3重量％的水含量。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其中當(dāng)所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物具有所述下游管線中聚酰胺的水含量的0.9-1.1倍的水含量時(shí)，將所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物返回下游。
19.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述聚酰胺-添加劑側(cè)混合物中的重量百分?jǐn)?shù)添加劑為0.01-20重量％。
20.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述添加劑是聚合催化劑、封端劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗微生物劑、著色劑、增強(qiáng)劑、填充劑、阻燃劑、氟聚合物、三氧化鋪、聚己內(nèi)酯、二氧化鈦、硫化鋅、消光劑,或它們的組合。
【文檔編號(hào)】C08G69/00GK104130392SQ201410143478
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月1日
【發(fā)明者】查爾斯·R·克爾曼, 托馬斯·A·米茨卡, 約翰·P·普安薩蒂, 加里·R·韋斯特 申請(qǐng)人:因溫斯特技術(shù)公司