[发明专利]一种功能性尼龙6切片的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能性尼龙6切片的生产方法，属于尼龙6生产领域。

背景技术

目前很多尼龙6下游产品，包括丝、薄膜及塑料等，都能利用添加功能性成份实现功能化，如抗菌性、抗静电性、远红外发射、抗紫外、着色等，最常见的方法是先将部分尼龙6树脂制成母粒，在成型时（纺丝、注塑、挤出）时加入混合而成，采用这种方式添加的主要有抗菌剂、远红粉等。还有就是在聚合前添加，典型的添加剂有作为消光剂使用的二氧化钛。某些品种如织物还可以进行表面处理（包括染色）的方式来附加功能性。

母粒法有简单、方便、易更换，易清洁、分散性较好的优点，但在成型添加时特别是纤维生产中需要价格昂贵的精度计量设备，而且聚合物制成母粒，仍需至少再经过一次热过程，会发生部分降解。而且实际操作中，多数母粒生产商基础树脂依靠采购，由于树脂来源不同，状态不同（如聚酰胺含水量不同）造成母粒质量的波动。而且母粒制作过程中，也要求原料具有良好的相容性，一般无机粉体均需要增加相容性的表面处理，特别是纳米级的添加剂，若不进行相应处理，在螺杆中是不能分散到纳米级的。在下游的使用中，若采用母粒，特别是要求较高的纤维生产中，往往需要对常规的生产装置进行改装，加装较为昂贵的计量注射装置。如果采用母粒和切片共混，会有混合不匀，分层等缺点。

目前使用的尼龙6连续聚合的方式都在聚合前添加助剂,而聚合添加的方法生产出的功能性切片，添加剂易分散均匀，而且不需要经螺杆再加工，但其局限性较大，此时添加对原料的要求极高，要求此时添加的原料要经受至少270℃左右的高温，水解的环境，还要求对聚合反应不会有催化副反应的生成。较长的聚合反应时间还要求有反应物是十分稳定的悬浮液，否则将发生团聚和沉降，因此可用的添加剂很少，并且目前的连续生产装置产能巨大，原料和熔体管道众多，若更换品种，需要长时间的过渡清洗，耗费大量原材料，极大增加成本，因此实际生产的产品也仅全消光、半消光、有光切片品种，而对品种多样，需求量相对较小的功能性切片来说几乎不可能生产。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种生产品种切换灵活，转产消耗少，切片产品中功能粉体粒度细、分散性好，尼龙分子降解低，质量稳定的功能性尼龙6切片的生产方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种功能性尼龙6切片的生产方法，其包括以下步骤：

a)  将功能性粉体分散于液态己内酰胺，形成功能性粉体分散液；

b)  功能性粉体分散液用液体泵计量并输送至挤出机；

c)  常规水解开环聚合法聚合的产物由熔体泵计量输送至挤出机；

d)  步骤b的功能性粉体分散液与步骤c的聚合产物经挤出机混合后挤出切粒；

e)  粒子经萃取干燥制得产品。

所述功能性粉体是能赋予纯尼龙产品具有高耐磨、消光、着色、抗菌、抗静电、阻燃、远红外发射、负离子发射、抗紫外、磁性、荧光等上述单一或复合功能的无机粉体。所述无机粉体是以下一种或者若干种物质的混合物：沸石载银、磷酸锆载银、二氧化钛、纳米二氧化钛、电气石粉、纳米氧化锌、蒙脱土、炭黑、稀土化合物、纳米二氧化硅、凹凸纳米棒、二氧化钼、麦饭石、氧化铈、磁粉。

所述分散过程包括先预先经过剪切搅拌粗分散，使用砂磨机、搅拌研磨机进行研磨精细分散。分散后的产物为悬浮液。所述的研磨，可使用砂磨机、搅拌研磨机等高能湿法研磨装置，视原料的性质，可采取单台、循环、串联等不同方式，使最终粒径分布在1um以下。或采用沉降分级、过滤等方法能进一步控制粒径。

所述分散过程的温度为70～200℃，更优选的，分散过程的温度为70～100℃。通过保持配料系统较高的温度，可将功能性添加剂分散于液态的己内酰胺中，再通过研磨机的分散作用，可将功能性添加剂分散更好，粒径更细。

在步骤3中，在聚合管中加入己内酰胺、水及所需分子量调节剂或其它助剂，利用常规水解开环聚合法进行聚合，包括间歇聚合和连续聚合。在本发明中优选连续聚合。

所述聚合温度为225～275℃。

所述聚合的产物含有4%～20%单体和低聚物。

优选的，所述聚合产物的特性粘度为1.6～3.5。

在步骤d中，所述的挤出机混合挤出温度为210～290℃。挤出机是指具有高剪切分散性质的挤出机，包括但不限于布氏单螺杆、双螺杆、三螺杆和星型挤出机；本设计优选双螺杆，双螺杆有自洁性，在实际应用中更易切换品种。

本发明的有益效果是：与传统方式相比，本发明的生产方法具有如下优点：