[发明专利]一种功能聚酯生产系统及生产方法及卧式反应釜

说明书

本发明公开了一种功能聚酯生产系统和生产方法及卧式反应釜，将酯化系统产出的聚酯低聚物通过具有外循环装置的卧式反应釜实现功能粉体浆料的添加和二元醇的脱除，所述卧式反应釜设有外循环装置，可实现在线注入功能粉体浆料与高温聚酯物料的在线管道式强剪切全混合，使得反应釜内过量醇的脱除过程与外循环装置中添加功能粉体浆料的两个过程互不影响，在提高功能聚酯中粉体分散程度的同时，保证了生产系统运作的稳定性，适合推广使用。

技术领域

本发明属于功能聚酯技术领域，具体地说，涉及一种卧式反应釜及应用其的功能聚酯生产系统及生产方法。

背景技术

目前，功能聚酯纤维的制备方法主要是母粒法。母粒法是先将功能粉体与载体树脂熔融混合得到高功能粉体含量的功能母粒，然后再将功能母粒熔体与纺丝用聚酯熔体均匀混合经纺丝过程得到功能聚酯纤维。由于母粒法制备功能聚酯纤维的过程中，功能粉体在高粘聚酯熔体中的分散主要是依靠混合设备所提供的机械剪切力，从而难以实现功能粉体在聚酯熔体中的高均匀分散，使制备得到的功能聚酯熔体的纺丝性能较差，难以纺制细旦或超细旦功能聚酯纤维。

为解决上述技术问题，现有技术经过改进已经存在将功能粉体制成浆料后通过在线添加等方式与聚酯低聚物混合，以提高成品功能聚酯中纳米材料分散性能的相关技术。但由于功能粉体浆料常采用醇类试剂，在与聚酯低聚物进行混合时，常存在过量的醇在高温下瞬间蒸发导致功能粉体重新团聚的问题，此外醇的脱除过程由于存在液相向气相的变化，造成系统压力在短时间内发生较大变化，从而影响生产系统的稳定性。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种功能聚酯生产系统和生产方法，将酯化系统产出的聚酯低聚物通过具有外循环装置的卧式反应釜实现功能粉体浆料的添加和二元醇的脱除，所述反应釜设有外循环装置，可实现在线注入功能粉体浆料与高温聚酯物料的在线管道式强剪切全混合，使得反应釜内过量醇的脱除过程与外循环装置中添加功能粉体浆料的两个过程互不影响，在提高功能聚酯中粉体分散程度的同时，保证了生产系统运作的稳定性。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明的第一目的在于提供一种功能聚酯生产系统，包括依次设置的酯化系统、预缩聚系统和终缩聚系统，还包括设于酯化系统和预缩聚系统之间的具有外循环装置的卧式反应釜；由酯化系统提供的物料经所述卧式反应釜进行功能粉体浆料的添加和过量二元醇的脱除后送入预缩聚系统。

本发明的第二目的在于提供一种使用上述系统的功能聚酯生产方法，包括如下步骤：

S1.在酯化系统中制得聚酯低聚物；

S2.将步骤S1制得的聚酯低聚物送入所述卧式反应釜进行功能粉体浆料的添加和过量二元醇的脱除，得到功能聚酯低聚物；

S3.将步骤S2制得的功能聚酯低聚物进行预缩聚反应得到功能聚酯预聚物，功能聚酯预聚物再经终缩聚反应，制得功能聚酯。

本发明所提供功能聚酯生产方法的进一步方案为：步骤S2中，送入卧式反应釜腔室的部分聚酯低聚物被外循环装置引流进行功能粉体浆料的添加，外循环装置采出的聚酯低聚物流量与送入卧式反应釜腔室的聚酯低聚物总流量比例为0.1～1:1

本发明所提供功能聚酯生产方法的进一步方案为：所述卧式反应釜各腔室通过对聚酯低聚物和功能粉体浆料混合物的搅拌和加热实现脱除过量的二元醇；第一腔室的加热温度为200～230℃，第二腔室的加热温度为220～250℃，若存在其他腔室则加热温度进一步升高；所述搅拌的速度从第一腔室开始逐渐升高。

本发明所提供功能聚酯生产方法的进一步方案为：步骤S2在制备功能聚酯低聚物时，控制功能聚酯低聚物的羟值不高于250mgKOH/g、功能粉体平均粒径不高于1000nm；优选的，功能聚酯低聚物羟值的控制范围为98～250mg。