專利名稱：一種連續(xù)制備聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲原液的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬高分子材料領(lǐng)域，是涉及聚合物材料制造技木。確切地說是涉及ー種適用于エ業(yè)化連續(xù)制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液的裝置。
背景技術(shù)：
聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺纖維也稱間位芳綸纖維，間位芳綸是當(dāng)今高性能纖維中發(fā)展最快的品種之一，是ー種綜合性能優(yōu)良的高科技纖維，在防護(hù)服裝、蜂窩結(jié)構(gòu)材料、電絕緣紙和高溫過濾材料等方面有著廣泛的用途，是航空航天、電子、通訊、環(huán)保、石油化工、海洋開發(fā)和特種服裝等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)材料。高質(zhì)量的聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺聚合體是制備高質(zhì)量聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺纖維的重要前提，目前連續(xù)聚合制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液的情況如下。美國專利USP3287324公開了ー種連續(xù)化制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液的方法，但該專利中并未公布間苯ニ胺溶液的配制方法和聚合反應(yīng)器形式和參數(shù)，且制得的聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺聚合體特性粘度偏低，不利于制備強(qiáng)度較高聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺纖維。中國專利CN 1443882A公開了ー種半連續(xù)化雙螺桿制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲溶液的方法，該專利以雙螺桿擠出機(jī)為主反應(yīng)器，采用間苯ニ甲酰氯二次加料、干燥的液氨做預(yù)中和剤，雙螺桿擠出機(jī)的應(yīng)用有利于體系散熱問題，避免了聚合物分子量不均一的問題，還有利于部分除去聚合體系中小分子副產(chǎn)物的氯化氫氣體。但是，該方法在預(yù)聚合階段，IPC加料量為總量的50-80%，該階段是產(chǎn)生反應(yīng)熱的主要階段，采用反應(yīng)釜式間歇聚合不易快速排出此階段的反應(yīng)熱；縮聚階段采用雙螺桿擠出機(jī)雖有利于反應(yīng)熱排出，但此階段產(chǎn)生反應(yīng)熱并不多，保留適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)熱有利于升高反應(yīng)體系的溫度，從而降低體系表觀粘度，增強(qiáng)攪拌混合效率，使反應(yīng)更均勻；液氨中和生成氯化銨過濾吋，氯化銨濾餅中會(huì)帶走部分聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺低聚體和間苯ニ胺單體，其量無法確定，會(huì)導(dǎo)致后續(xù)IPC補(bǔ)加的量很難滿足與間苯ニ胺等摩爾比的要求，制得的聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺聚合體特性粘度波動(dòng)較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供克服現(xiàn)有技術(shù)不足的一種連續(xù)制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液的裝置。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案一種連續(xù)制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液的裝置，包含雙螺桿反應(yīng)器，其特征是有ニ個(gè)獨(dú)立設(shè)置旋轉(zhuǎn)參數(shù)的雙螺桿反應(yīng)器，其裝置的連接關(guān)系是在ニ臺(tái)存儲(chǔ)槽(1，2)的輸出ロ與第一號(hào)混合器7的輸入端之間聯(lián)接著計(jì)量器和輸送齒輪泵DMAc溶劑存儲(chǔ)槽I、MPD熔體存儲(chǔ)槽2與第一號(hào)混合器7的輸入端之間聯(lián)接著輸送齒輪泵(3，4)和質(zhì)量流量計(jì)(5，6);第一號(hào)混合器7輸出端與換熱器8輸入端相接；換熱器8輸出端與第二號(hào)混合器12輸入端相接；在存儲(chǔ)槽9的輸出ロ與第二號(hào)混合器12的輸入端之間聯(lián)接著輸送齒輪泵10和質(zhì)量流量計(jì)11 ;第二號(hào)混合器12的輸出端與第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器13輸入端相接；第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器13輸出端與第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器14輸入端相接；第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器14輸出端與存儲(chǔ)槽15輸入端相接；存儲(chǔ)槽15輸出端依次接中和裝置、過濾裝置、脫泡裝置制得聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液。本實(shí)用新型的積極效果(I)適用于エ業(yè)化大規(guī)模連續(xù)制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液；(2) ニ臺(tái)雙螺桿反應(yīng)器組合使用，設(shè)定不同轉(zhuǎn)速，滿足縮聚反應(yīng)不同階段的混合 要求，能快速排出反應(yīng)過程中產(chǎn)生的反應(yīng)熱，且ニ臺(tái)雙螺桿反應(yīng)器都有自清潔功能，不會(huì)產(chǎn)生積料現(xiàn)象；(3)間苯ニ胺與間苯ニ甲酰氯均采用熔融態(tài)計(jì)量和加料，提高了計(jì)量的精度，間苯ニ甲酰氯按與間苯ニ胺I 1.01:1 (摩爾比)連續(xù)加料，連續(xù)反應(yīng)，制備出來的聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺聚合體分子量分布窄，特性粘度穩(wěn)定，且在2. 0dl/g以上，能滿足聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺纖維的連續(xù)穩(wěn)定紡絲要求。

圖I為本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)ー步說明。一種連續(xù)制備聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液的裝置，包含雙螺桿反應(yīng)器，其特征是有ニ個(gè)獨(dú)立設(shè)置旋轉(zhuǎn)參數(shù)的雙螺桿反應(yīng)器，其裝置的連接關(guān)系是在ニ臺(tái)存儲(chǔ)槽(1，2)的輸出ロ與第一號(hào)混合器7的輸入端之間聯(lián)接著計(jì)量器和輸送齒輪泵DMAc溶劑存儲(chǔ)槽I、MPD熔體存儲(chǔ)槽2與第一號(hào)混合器7的輸入端之間聯(lián)接著輸送齒輪泵(3，4)和質(zhì)量流量計(jì)(5，6);第一號(hào)混合器7輸出端與換熱器8輸入端相接；換熱器8輸出端與第二號(hào)混合器12輸入端相接；在存儲(chǔ)槽9的輸出ロ與第二號(hào)混合器12的輸入端之間聯(lián)接著輸送齒輪泵10和質(zhì)量流量計(jì)11 ;第二號(hào)混合器12的輸出端與第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器13輸入端相接；第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器13輸出端與第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器14輸入端相接；第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器14輸出端與存儲(chǔ)槽15輸入端相接；存儲(chǔ)槽15輸出端依次接中和裝置、過濾裝置、脫泡裝置制得聚間苯ニ甲酰間苯ニ胺紡絲原液。所述的第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器螺桿直徑為50 70mm，長徑比20 30，轉(zhuǎn)速可調(diào)為200 400rpm，實(shí)現(xiàn)物料停留時(shí)間在I 5min ;采用夾套冷凍液冷卻；冷凍溫度為-15 (TC。所述的第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器螺桿直徑為80 125mm，長徑比為9 11，轉(zhuǎn)速可調(diào)為80 200rpm，實(shí)現(xiàn)物料停留時(shí)間在5 20min，采用夾套冷卻；冷卻溫度為20 50°C。所述的換熱器是板式換熱器，冷卻溫度為-15 0°C。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)制備聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲原液的裝置，包含雙螺桿反應(yīng)器，其特征是有二個(gè)獨(dú)立設(shè)置旋轉(zhuǎn)參數(shù)的雙螺桿反應(yīng)器，其裝置的連接關(guān)系是在二臺(tái)存儲(chǔ)槽(1，2)的輸出口與第一號(hào)混合器(7)的輸入端之間聯(lián)接著計(jì)量器和輸送齒輪泵DMAc溶劑存儲(chǔ)槽(I)、MPD熔體存儲(chǔ)槽(2)與第一號(hào)混合器(7)的輸入端之間聯(lián)接著輸送齒輪泵(3，4)和質(zhì)量流量計(jì)(5，6);第一號(hào)混合器(7)輸出端與換熱器(8)輸入端相接；換熱器(8)輸出端與第二號(hào)混合器(12)輸入端相接；在存儲(chǔ)槽(9)的輸出口與第二號(hào)混合器(12 )的輸入端之間聯(lián)接著輸送齒輪泵(10)和質(zhì)量流量計(jì)(11);第二號(hào)混合器(12)的輸出端與第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器(13)輸入端相接；第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器(13)輸出端與第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器(14)輸入端相接；第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器(14)輸出端與存儲(chǔ)槽(15)輸入端相接；存儲(chǔ)槽(15)輸出端依次接中和裝置、過濾裝置、脫泡裝置制得聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲原液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種連續(xù)制備聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲原液的裝置，其特征是所述的第一號(hào)雙螺桿反應(yīng)器螺桿直徑為50 70mm，長徑比20 30，轉(zhuǎn)速可調(diào)為200 400rpm，實(shí)現(xiàn)物料停留時(shí)間在I 5min ;采用夾套冷凍液冷卻；冷凍溫度為-15 (TC。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種連續(xù)制備聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲原液的裝置，其特征是所述的第二號(hào)雙螺桿反應(yīng)器螺桿直徑為80 125mm，長徑比為9 11，轉(zhuǎn)速可調(diào)為80 200rpm，實(shí)現(xiàn)物料停留時(shí)間在5 20min ;采用夾套冷卻；冷卻溫度為20 50°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種連續(xù)制備聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲原液的裝置，其特征是所述的換熱器是板式換熱器，冷卻溫度為-15 0°C。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種連續(xù)制備聚間苯二甲酰間苯二胺紡絲原液的裝置，屬高分子材料領(lǐng)域。其特征在于該裝置由三臺(tái)加料器，兩臺(tái)混合器，一臺(tái)換熱器，二臺(tái)雙螺桿反應(yīng)器并由質(zhì)量流量計(jì)和輸送齒輪泵配合使用所組成；利用該裝置并結(jié)合使用方法，可以滿足聚合不同階段的混合要求和解決散熱難問題，連續(xù)生產(chǎn)方式制備出來的聚間苯二甲酰間苯二胺聚合體分子量分布窄，特性粘度穩(wěn)定，且在2.0dl/g以上，能滿足聚間苯二甲酰間苯二胺纖維的連續(xù)穩(wěn)定紡絲要求。
文檔編號(hào)D01D1/06GK202626357SQ201220200858
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者劉岳新, 周文奎, 金偉 申請(qǐng)人:上海舟漢纖維材料科技有限公司