[发明专利]用于直接、连续地改性聚合物熔体的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于在侧流中利用添加剂直接、连续地改性聚合物熔体的方法，并且其特征在于在产品转变中非常高的灵活度。

由于各种原因，必须用添加剂改性聚合物熔体。一个原因是合成聚合物的均相结构不能折射或反射光线，因而聚合物熔体或多或少是透明的。因此，为了各种应用，将聚合物熔体与颜料，例如TiO₂、ZnS或炭黑混合。特别在合成纤维领域中，在纺丝之前需要从熔体中移除不好看的、油腻的光泽，特别是在服装领域中使用合成纤维时所述光泽具有干扰影响。通过添加相对少量的白色颜料，通常为二氧化钛来实现光泽的折射。然而，已知通过添加添加剂来改性聚合物熔体还用于其他目的，例如用于生产抗起球纤维或用于例如淡黄色聚合物的光学增亮。

使用母料熔体的熔体改性方法是现有技术。例如在DE-OS1604368中描述了该原理。将具有高百分比添加剂的母料颗粒制成的熔体以确定的比例混合到下游待改性的聚合物熔体中。事实上，该方法确实为品质转变提供高灵活性，但是具有以下缺点：首先，在熔融之前必须干燥母料颗粒。

其次，在再熔融过程中，其要经历额外的热和机械的负载。该方法的第三个缺点为需要额外的处理费。另一个缺点为存在颗粒外部污染的风险。在内部母料生产的情况下，还有必须从生产过程中移出聚合物颗粒的缺点。母料外来颗粒的缺点为所使用的聚合物间的差异不利地影响最终产品的使用性能。

在出版物Chemical Engineering Process78（1982）1，第62到64页中描述了一个改进的变体。该文章将聚合物颗粒和优选的反应性添加剂都在第一挤出机区域中进料，代替将添加剂下游添加到聚合物熔体。该方法的缺点为，一方面存在添加剂在颗粒之间压实的风险，另一方面均化和分散所需的高剪切应力导致聚合物粘度大幅且不可控地降低。

在出版物：“Chemiefasern and Textilindustrie1”（Chemical Fibres and Textile Industry1）（1986），第24到29页中描述了与现有技术相关的另一种方法。在这篇文章中，从缩聚最终反应器中形成的主熔体流中分出部分流，并且在熔体下游加入添加剂。该载有添加剂的熔体又返回到主熔体流。该方法在添加剂转变的情况下也有高灵活度，但是有一些重大缺点。首先，在添加添加剂的过程中，尽管抽吸，但是包含在聚合物熔体中的挥发性组分，例如乙二醇蒸气和水蒸气或低聚体，还是会通过加料漏斗逸出。这导致添加剂的流动性降低并且形成团块。在纺丝过程中，添加剂聚集体不再能均匀地加入熔体中，导致过滤器堵塞以及线中的缺陷。另外，使通常以自由下落供给的添加剂颗粒保持在添加点处盘旋的熔体对流损害连续均匀的添加剂计量。另一个缺点是用于添加添加剂的挤出机开口必须保持是小的，以降低熔体在该点漏出的风险。因此，还限制添加剂的量。

随着增加连续缩聚设备的生产量，只有具有高灵活度的生产线才是经济的。通常，必须能在单个生产线上同时并行生产不同种类的产品，例如纤维和颗粒。因此必须确保在最短的时间内并且以尽可能低的损失转变到不同的产品品质，例如非无光、无光或着色的。仅以现有技术中可用的方法不能充分地满足这些需求。

因此，本发明的一个目的为开发了一种用于直接、连续地改性聚合物熔体的方法和装置，其没有现有技术中描述的缺点。

通过根据本发明具有权利要求1的特征的在侧流中的熔体改性方法以及根据本发明具有权利要求12的特征的用于实施所述方法的装置，来实现该目的。

根据本发明，在此提供一种方法用于连续生产聚酰胺6或由至少70重量%的衍生自ε-己内酰胺的重复单元形成的共聚酰胺，所述方法具有以下步骤：

a）提供初始原料，

b）形成预聚物并缩聚所述预聚物以得到主熔体流，

c）对聚合物熔体进行造粒，

d）提取聚酰胺颗粒，和

e）干燥，

其中，从主熔体流（b）中移出一部分量，将所述一部分量在侧流中与确定量的添加剂在挤出机中混合，使经改性的侧流在造粒（c）前返回到主熔体流（b）下游，将在提取（d）过程中形成的包含初始原料例如ε-己内酰胺的水提取物溶液浓缩并返回到初始过程（a）。