[发明专利]一种纳米级碳黑悬浮液的制备装置及工艺在审

专利信息
申请号: 202011007371.4 申请日: 2020-09-23
公开(公告)号: CN112387150A 公开(公告)日: 2021-02-23
发明(设计)人: 陈亮;陈建新;封其都 申请(专利权)人: 海阳科技(江苏)研究院有限公司
主分类号: B01F7/18 分类号: B01F7/18;B01F13/10;D01F1/10
代理公司: 南京禾祁专利代理事务所(普通合伙) 32462 代理人: 孟捷
地址: 225300 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 碳黑 悬浮液 制备 装置 工艺
【说明书】:

发明公开了一种纳米级碳黑悬浮液的制备装置,包括第一配制系统、第二配制系统、第三配制系统、储存系统、过滤系统,所述第一配制系统与所述第二配制系统相连通,所述第二配制系统与所述第三配制系统相连通,所述第三配制系统与所述储存系统相连通,所述储存系统与所述过滤系统相连通。本发明公开了一种纳米级碳黑悬浮液的制备工艺,包括以下步骤:步骤1:首先在配制罐A中加入去离子水和己内酰胺。本发明通过对炭黑的改性、分散和湿润,有利于将炭黑分散,避免炭黑再团聚;本发明通过高度研磨、过滤控制炭黑的粒径在0~1000 nm内,提高后期原液可纺性能,降低飘丝、断丝的发生率。

技术领域

本发明涉及碳黑悬浮液制备技术领域,具体为一种纳米级碳黑悬浮液的制备装置及工艺。

背景技术

就有色锦纶纤维而言,其市场化的制备方法主要有两大类:纤维染色法和纺前着色法(原液着色法);

纤维染色法染色过程中需要耗用大量的水且产生含有残余染料、助剂和盐类的印染废水,对环境污染严重;

原液着色锦纶纤维具有较好的色牢度,而且颜色均匀性好,可以应用于车用地毯、户外地毯、商业地毯以及其它需要优良色牢度的应用领域。

原液着色又分为聚合后着色法和聚合前着色法;

聚合后着色法现主要采用色母粒法,但是在使用色母粒纺丝生产过程中存在如下几个问题:

(1)不同种类色粉在高温纺丝熔体下的反应不同、色母粒的密度不均、色母粒的纺前处理不当等因素易影响原液着色纺丝液的均匀性,从而导致色差;

(2)色母粒粉末杂质较多,致使纺丝预过滤器和组件升压速率加快,负担增加,导致组件使用周期缩短;

(3)同样的色母粒注入率,单丝纤度大的纤维颜色偏深,若要制备细旦有色丝势必加入高含量的色母粒,而色母粒的含量越高,成品丝的机械强度越低,可纺性差,所以难以制备细旦丝。

(4)为了保证色母粒在螺杆中的熔融效果和纺丝熔体的流动性,纺丝螺杆的温度会适当提高,但是会造成熔体粘度降低、减弱对颜料粉体的粘附作用,使颜料粉体小颗粒发生二次凝聚,降低可纺性。

聚合前着色法是将着色剂加入反应单体体系中,然后发生聚合,制得的有色聚合物可以直接用于纺丝成型,这种原位聚合形成的有色聚合物的颜色均匀性好、界面结合牢度高、不易发生色粉再团聚而影响纺丝性能、可以纺制细旦有色丝且产品稳定性好。

因此,研发应用和推广生产过程的集聚化技术(染整前移)、节能减排技术成为锦纶产业的迫切需求。企业的发展必须实现锦纶产业增长由要素驱动向创新驱动转变,由同质化价格竞争向质量效益竞争优势转变,由资源消耗大、污染物排放多的粗放制造向低能耗绿色制造转变。

原位聚合黑切片就是利用集聚化技术生产得来,目前国内外制造的黑色切片主要是利用由己内酰胺、改性剂、分子量控制剂、炭黑悬浮液等按比例进料进入聚合反应釜共混,再进行纺丝而得到黑色切片,原位聚合黑色切片可纺性明显好于母粒法:

(1)断头和飘丝发生率相对于母粒法明显降低;

(2)丝源AA率(包含成形、毛丝、结点、满丝率等):母粒法为88%,有色切片为95%以上。

(3)根据试纺情况可看出纺速较母粒法提升7%~15%,生产效率提高,生产成本降低;

(4)原位聚合黑色切片能满足细旦、超细旦等高性能纤维品种的生产要求;

(5)原位聚合黑色切片纺制的纤维色牢度为≥4.5~5级,明显优于母粒纺色丝3.5~4.5;

(6)原位聚合黑色切片纺制的纤维耐光、耐水洗、耐汗渍、耐摩擦(干/湿)色牢度达(灰卡)≥4~5级(母粒纺3.5~4.5),纤维颜色均匀度(灰卡)5级(母粒纺4~4.5)。

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