一种改进聚酰胺6炭黑母粒及其制备方法与流程

1.本发明涉及色母粒技术领域，特别是一种改进聚酰胺6炭黑母粒及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，我国聚酰胺6行业快速发展，原液着色技术也走上了历史舞台，通过原液着色大大减少了下游染整带来的环境污染，生产的色纱也更强的色牢度，其中炭黑母粒用于色纱生产占据着核心地位。
3.申请号为cn202110490993.5的专利“一种锦纶6民用长丝纤维用炭黑母粒及其制备方法与应用”在锦纶6领域制备炭黑母粒，具体公开了聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末和炭黑超分散剂粉末的纤维用炭黑母粒配方，同时公开了锦纶6民用长丝纤维用炭黑母粒的制备方法。聚酰胺6炭黑母粒的生产工艺一般为：原辅料添加、熔融塑化、带条挤压、水冷切粒、干燥储存。但是在炭黑母粒生产过程中，有少部分炭黑会团聚成大颗粒杂质，此外，常见杂质还有双螺杆挤出机内固化氧化的部分熔体料和机器生产过程中产生的金属碎，这些杂质会导致带条在挤压过程中造成断条，影响母粒质量，还会造成下游组件升压过快，缩短组件周期。
4.在生产过程中，为改善炭黑母粒的质量，通常是在熔体挤压出挤出机后，增加一道熔体过滤的工艺。但如果没有选择合适的滤芯精度，熔体过滤器对母粒的质量将得不到有效提升。若选择较高的滤芯精度，会严重缩短过滤器切换周期，造成在切换过程中熔体料的浪费，以及切换过程和对后续滤芯清洗工作的人工成本的增加；若选择较低的滤芯精度，起不到明显的过滤效果。若在生产过程中增加多级过滤工序，则会使熔体到切粒段之间的停留时间增加，而熔体在高温条件下停留时间越长，越容易发生氧化现象。因此在炭黑母粒生产过程中如何将杂质去除，同时避免由于熔体停留时间增长导致熔体发生氧化的情况出现，有效提升聚酰胺6炭黑母粒的质量，是提高产品质量的关键所在。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种改进聚酰胺6炭黑母粒及其制备方法，能够逐步去除聚酰胺6炭黑母粒生产过程中的各类杂质，同时有效避免因为熔体停留时间加长导致氧化的情况发生，提升聚酰胺6炭黑母粒的质量。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明公开一种改进聚酰胺6炭黑母粒，包括以下重量百分百的组份：56-78.9％的聚酰胺6切片、20-40％的纳米级炭黑粉末、1-3％的单一型炭黑超分散剂粉末、0.1-1％抗氧化剂粉末。
7.进一步的，所述抗氧化剂为9606。
8.本发明公开一种改进聚酰胺6炭黑母粒的制备方法，包括以下步骤：
9.步骤一、依次定量投料聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末、单一型炭黑超分散剂粉末、抗氧化剂粉末至双螺杆挤出机进行熔融混合，得到聚酰胺6炭黑母粒熔体；
10.步骤二、将步骤一得到聚酰胺6炭黑母粒熔体从所述双螺杆挤出机挤出，熔体进入
增压泵，加压后进入熔体过滤器，进行过滤；
11.步骤三、从所述熔体过滤器的出口挤出熔体带条，带条经过水冷槽冷却后进入切粒机进行切粒，切粒后得到母粒产品。
12.进一步的，在所述双螺杆挤出机与所述增压泵之间设置第一过滤装置。
13.进一步的，所述第一过滤装置为过滤网板。
14.进一步的，在所述切粒机之后设置第二过滤装置。
15.进一步的，所述第二过滤装置为磁吸过滤器。
16.进一步的，所述熔体过滤器的滤芯形式为金属网或烧结毡滤芯，所述滤芯的精度为10-30μm，所述熔体过滤器的前压为6mbar，后压为2mbar。
17.进一步的，所述过滤网板的规格为400-600目。
18.本发明的有益效果在于：本发明提供的一种改进聚酰胺6炭黑母粒及其制备方法，能够提升聚酰胺6炭黑母粒的质量，提高下游生产组件的使用周期。
19.本发明提供的一种改进聚酰胺6炭黑母粒，在现有炭黑母粒的生产配方中加入抗氧化剂组，能够有效避免因为熔体停留时间加长导致氧化的情况发生，结合本发明提供的制备方法，在母粒生产过程中加入多级过滤工序，能够逐步去除聚酰胺6炭黑母粒生产过程中产生的各类杂质，减少杂质对母粒质量以及下游使用组件的不良影响，能够提升聚酰胺6炭黑母粒的质量，提高下游生产组件的使用周期。
附图说明
20.图1为本发明提供实施案例1的流程示意图；
21.图2为本发明提供实施案例2的流程示意图；
22.图3为本发明提供实施案例3的流程示意图；
23.图4为本发明提供对比案例1的流程示意图；
24.图5为本发明提供对比案例2的流程示意图；
25.图中：投料口1；双螺杆挤出机2；过滤网板3；增压泵4；熔体过滤器5；水冷槽6；切粒机7；磁吸过滤器8。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明做进一步说明。
27.请参阅图1至图5，本发明公开一种改进聚酰胺6炭黑母粒，包括以下重量百分百的组份：56-78.9％的聚酰胺6切片、20-40％的纳米级炭黑粉末、1-3％的单一型炭黑超分散剂粉末、0.1-1％抗氧化剂粉末。
28.本发明提供了一实施例，所述抗氧化剂为9606。
29.本发明公开一种改进聚酰胺6炭黑母粒的制备方法，包括以下步骤：
30.步骤一、依次定量投料聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末、单一型炭黑超分散剂粉末、抗氧化剂粉末至双螺杆挤出机2进行熔融混合，得到聚酰胺6炭黑母粒熔体；
31.步骤二、将步骤一得到聚酰胺6炭黑母粒熔体从所述双螺杆挤出机2挤出，熔体进入增压泵4，加压后进入熔体过滤器5，进行过滤，去除熔体中较细的颗粒杂质，有效提高母粒在下游使用的组件周期；
32.步骤三、从所述熔体过滤器5的出口挤出熔体带条，带条经过水冷槽6冷却后进入切粒机7进行切粒，切粒后得到母粒产品。
33.本发明提供了一实施例，在所述双螺杆挤出机2与所述增压泵4之间设置第一过滤装置。
34.本发明一实施例中，所述第一过滤装置为过滤网板3，能够初步去除熔体内粗颗粒杂质，增加所述熔体过滤器5周期。
35.本发明提供了一实施例，在所述切粒机7之后设置第二过滤装置。
36.本发明提供了一实施例，所述第二过滤装置为磁吸过滤器8，对母粒中金属碎屑进行吸附，避免金属碎屑对下游使用造成影响。
37.本发明提供了一实施例，所述熔体过滤器5的滤芯形式为金属网或烧结毡滤芯，所述滤芯的精度为10-30μm，所述熔体过滤器5的前压为6mbar，后压为2mbar。
38.本发明提供了一实施例，所述过滤网板3的规格为400-600目。
39.下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是以下实施例只用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述发明的内容做出一些非本质的调整。
40.实施案例1
41.请继续参阅图1，其工艺流程为：定量投料聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末、单一型炭黑超分散剂粉末、抗氧化剂粉末至所述双螺杆挤出机2进行熔融混合。熔体从所述双螺杆挤出机2挤出，熔体经过所述增压泵4加压后进入所述熔体过滤器5，所述熔体过滤器5滤芯精度为10-30μm，优选20μm滤芯，所述滤芯形式为金属网或烧结毡滤芯，优选烧结毡滤芯。从所述熔体过滤器5出口挤出带条，带条经过所述水冷槽6冷却后进入所述切粒机7，切粒后得到母粒产品。
42.实施案例2
43.请继续参阅图2，其工艺流程为：定量投料聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末、单一型炭黑超分散剂粉末、抗氧化剂粉末至所述双螺杆挤出机2进行熔融混合，所述抗氧化剂为9606。熔体从所述双螺杆挤出机2挤出，熔体经过所述过滤网板3后进入所述增压泵4，所述过滤网板3为400-600目，优选460目。经过所述增压泵4加压后进入所述熔体过滤器5，所述熔体过滤器5滤芯精度为10-30μm，优选20μm滤芯，所述滤芯形式为金属网或烧结毡滤芯，优选烧结毡滤芯。从所述熔体过滤器5出口挤出带条，带条经过所述水冷槽6冷却后进入所述切粒机7，切粒后得到母粒产品。
44.实施案例3
45.请继续参阅图3，其工艺流程为：定量投料聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末、单一型炭黑超分散剂粉末、抗氧化剂粉末至所述双螺杆挤出机2进行熔融混合，所述抗氧化剂为9606。熔体从所述双螺杆挤出机2挤出，熔体经过所述过滤网板3后进入所述增压泵4，所述过滤网板3为400-600目，优选460目。经过所述增压泵4加压后进入所述熔体过滤器5，所述熔体过滤器5滤芯精度为10-30μm，优选20μm滤芯，所述滤芯形式为金属网或烧结毡滤芯，优选烧结毡滤芯。从所述熔体过滤器5出口挤出带条，带条经过所述水冷槽6冷却后进入所述切粒机7，切粒后母粒经过所述磁吸过滤器8，最终得到母粒产品。
46.对比案例1
47.请继续参阅图4，其工艺流程为：定量投料聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末、单一型炭黑超分散剂粉末、抗氧化剂粉末至所述双螺杆挤出机2进行熔融混合。熔体从所述双螺杆挤出机2挤出，带条经过所述水冷槽6冷却后进入所述切粒机7，切粒后得到母粒产品。
48.对比案例2
49.请继续参阅图5，其工艺流程为：定量投料聚酰胺6切片、纳米级炭黑粉末、单一型炭黑超分散剂粉末至双螺杆挤出机2进行熔融混合。熔体从所述双螺杆挤出机2挤出，熔体经过所述过滤网板3后进入所述增压泵4，所述过滤网板3为400-600目，优选460目。经过所述增压泵4加压后进入所述熔体过滤器5，所述熔体过滤器5滤芯精度为10-30μm，优选20μm滤芯，所述滤芯形式为金属网或烧结毡滤芯，优选烧结毡滤芯。从所述熔体过滤器5出口挤出带条，带条经过所述水冷槽6冷却后进入所述切粒机7，切粒后母粒经过磁吸过滤器8，最终得到母粒产品。
50.本发明实施案例1、实施案例2、实施案例3、对比案例1及对比案例2制备的聚酰胺6炭黑母粒各个过滤器使用周期，母粒在下游纺丝跟踪纺丝组件周期及飘丝断头情况如表1所示。
51.表1
[0052][0053]
由表1的对比结果可以看出，实施案例3的使用效果最佳，实施案例1-3较对比案例1-2的飘丝断头纺况明显减少，纺丝组件使用周期明显提高。说明本发明的一种改进聚酰胺6炭黑母粒及其制备方法能够有效处理生产过程中产生的各类杂质，有效提升母粒质量，提高下游生产组件的使用周期，对下游飘丝断头情况也有明显改善。
[0054]
最后指出，以上所述仅为本发明技术中的较佳实例，并不用以限制本发明，凡依本发明申请专利范围所做的任何修饰和变化，皆属本创作发明的涵盖范围。