[发明专利]一种腈纶聚合物造粒剂及其制造方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及化纤制造技术，具体为用于干法腈纶生产的腈纶造粒剂及其制造方法，国际专利分类号拟为Int.cl⁷.D01D 4/00、D01F 6/18。

(二)背景技术

腈纶是化学纤维的主要品种之一。生产腈纶主要有干法和湿法两种。

干法腈纶的主要工艺是：采用水相悬浮聚合法(二步法)生成聚丙烯腈聚合物；水洗除去其金属离子等杂质后，浓缩；然后进入挤出造粒机造粒，此时聚合物粒子的含水率在54％左右；再经干燥至含水为0.5％以下，才能形成干燥的聚合物粒子；干燥的聚合物粒子经粉碎机充分粉碎后，用二甲基甲酰胺(DMF)溶剂溶解，配成纺丝原液进行干法纺丝。在这一干法腈纶工艺方法中，一方面，要求聚合物必须含有54％以上的水才能使其在造粒机中容易挤出，并形成具有一定强度的圆柱型粒子；另一方面，干法纺丝要求聚合物粒子必须干燥，含水率要求低于0.5％，才能顺利进行粉碎、配液和进行纺丝。因此，挤出聚合物粒子的含水率必须由54％降至0.5％以下。这必经的工艺过程会带来以下缺陷：第一，效率低，产能不配套。很明显，聚合物粒子的含水率由54％降至0.5％以下，这种干燥过程需要较长时间，能耗很大，生产效率低下。干法腈纶的主要技术特点就是其聚合和纺丝工序生产潜力相对较大，但由于其聚合物的干燥能力相对不足，从而影响了其能力以及整套工艺和设备产能的充分发挥；第二，易破碎，原料太浪费。聚合物含水率高，粒子强度不足，在干燥时聚合物粒子容易破裂，每周形成的原料消耗粉末可高达两吨(单台干燥机产量在4-4.4T/hr时)之多，既造成原料的很大浪费，同时又容易堵塞干燥床，空耗能源，影响干燥效率；第三，效率低，安全存隐患。由于聚合物粒子容易在干燥风道中大量积累，干燥的粉末存在着爆炸的安全隐患，为此工艺要求每周都要停车清理风道粉末，以避免危险。停车清理既耽误生产，又严重污染生产环境。但多年来各个腈纶厂家一直延续这种生产工艺，聚合物粒子干燥问题一直困绕着各个企业，成为腈纶制造业提高效率的“瓶颈”。

为解决这一问题，国外有人研究用在腈纶聚合物造粒过程中加入添加剂——一种可以在生产腈纶聚合物过程中提高造粒产质量(如强度、含水、形体等)的添加剂——的方法，以期降低聚合物的含水率，减少干燥成本，提高生产效率。这种造粒剂也有小量的造粒剂产品问世，例如我国仅有吉林某公司的湿法腈纶生产中使用了进口的造粒剂。使用造粒剂后，可使腈纶聚合物的含固量由44％左右上升到60％，为企业节约了大量的能源和原料，并且显著增加了产量。但遗憾的是文献所述和实际所用的腈纶聚合物造粒剂及其工艺方法仅适用于湿法腈纶生产，而不适宜干法腈纶生产。其因在于干法和湿法腈纶的生产工艺路线、聚合物分子量、溶剂种类、干燥、粉碎方式及纺丝等都不相同，因而适用于湿法腈纶生产的造粒剂和方法并不适用于干法腈纶生产。例如，在造粒过程中，湿法腈纶生产设备设计有粉末回收装置，尽管该方法挤出的粒子强度小，在干燥后的风送过程容易自行破裂为粉末，但它可经粉末回收装置或系统再次返回进入挤出机。对于干法腈纶而言，因工艺特点它没有设计粉末回收装置，因而要求挤出后的聚合物粒子具有比湿法粒子更大的强度，不容易破裂，以尽量避免粉末在干燥机中产生；另一方面，从后续干燥工序节约能源、提高效率的角度看，也应降低含水率，要求干法挤出后的聚合物粒子具有比湿法粒子更低的含水。所以，干法腈纶和湿法腈纶对造粒剂有着根本不同的要求。经检索，关于干法腈纶生产造粒剂的文献尚未见报道。

(三)发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种腈纶聚合物造粒剂及其制造方法，它适用于干法腈纶生产，可以提高干法腈纶聚合物粒子的强度，降低含水率，节约干燥时间，减少能耗，提高效率，并可顺利纺丝。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种用于干法腈纶生产的腈纶聚合物造粒剂，其重量百分比配方包括：

A.脂肪族聚氧乙烯醚：            50-80％；

B.脂肪族聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚：  10-40％；

C.磷酸酯胺盐：                  5-10％；

D.渗透剂：                      3-5％；

E.水：                          1-20％。其中所述的：

组分A中的烷基链为C8-16饱和脂肪酸或C8-16饱和脂肪醇(起始剂)、聚氧乙烯链(EO)段加成数为3-15；