[发明专利]一种少环状低聚物的己内酰胺聚合生产方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及聚酰胺生产领域，具体地说是一种少环状低聚物的己内酰胺聚合生产方法。

[背景技术]

己内酰胺作为是重要的有机化工原料之一，主要用途是通过聚合生成聚酰胺切片(通常叫尼龙-6切片，也成为锦纶-6切片)，可进一步加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。

目前全球的己内酰胺聚合生产方法，主要有水解开环聚合和阴离子聚合等方法，其中水解开环聚合占了己内酰胺聚合生产的绝大部分。水解开环聚合反应己内酰胺反应不完全，只有90％左右，聚合产物中还有10％左右的小分子和环状低聚物，所以聚合物需要萃取。它的生产流程一般包括：聚合、萃取、干燥和回收等四个主要生产过程。如果能去掉萃取工序，从而实现聚酰胺6的熔体直纺，在工业上具有较高的经济价值。其难点在于环状低聚体难以去除。

日本专利“特公昭50-26594”公开了一种降低聚合温度减少低聚物的方法：环状低聚物重量比降低到0.9％，但己内酰胺转化率在15％以上，且聚合时间长达30小时。

国内专利“01822730.9”公开了一种聚酰胺预聚物、聚酰胺及其制造方法，提出将己内酰胺和水混合物在高温(280-300)和高压(＞20bar)下进行小于30分钟热处理，环状低聚物重量比降低到小于0.6％的聚酰胺预聚物，再在常压下聚合(＜20小时)，得到较少低聚物的聚酰胺。其缺点在于热处理设备要求较高，需要耐高温高压；后聚合常压低温，反应时间仍然较长，生产效率低下。

[发明内容]

本发明的目的是减少己内酰胺聚合物中环状低聚物的重量比，并且省去聚合生产中萃取和回收的工序，实现聚酰胺6的熔体直纺，或者将萃取时间缩短至6小时以内，缩短生产时间、降低能耗。

为了实现上述目的，设计一种少环状低聚物的己内酰胺聚合生产方法，其特征在于己内酰胺在90℃～120℃熔融后加入引发剂、分子量调节剂、添加剂和脱离子水，在温度180℃～280℃、压强0～3.5MPa条件下在间歇反应釜中反应0.5～6小时后，在温度200℃～300℃、压强-0.1～0MPa条件下进入连续的两段聚合釜中反应0.5～12小时，生成的己内酰胺聚合物经过铸带、切粒、干燥的工艺后包装，或直接熔体纺丝。

一种少环状低聚物的己内酰胺聚合生产方法，其特征在于己内酰胺在90℃～120℃熔融后加入引发剂、分子量调节剂、添加剂和脱离子水，在温度180℃～280℃、压强0～3.5MPa条件下在间歇反应釜中反应0.5～6小时后，在温度200℃～300℃、压强-0.1～0MPa条件下进入连续的两段聚合釜中反应0.5～12小时，生成的己内酰胺聚合物经过铸带、切粒的工艺后用100℃沸水萃取0～6小时。

按照质量百分数配比如下，己内酰胺80～100份，引发剂0～20份、分子量调节剂0～20份、其它添加剂0～20份和脱离子水0～20份。

所述引发剂可采用二元羧酸HOOC-R₁-COOH和二元胺H₂N-R₂-NH₂组合物，所述二元羧酸可采用草酸或丁二酸或己二酸或3-甲基己二酸或二甲基己二酸或三甲基己二酸或庚二酸或壬二酸或葵二酸或十一碳二元酸或十二碳二元酸或十三碳二元酸或十四碳二元酸等脂肪酸或对苯二甲酸(PTA)或间苯二甲酸或奈-1，6-二羧酸或二苯基-4，4-二羧酸或环己基-1，4-二羧酸；所述二元胺可采用乙二胺或四甲基乙二胺或丙二胺或丁二胺或己二胺或2-甲基己二胺或二甲基己二胺或三甲基己二胺或四甲基己二胺或庚二胺或壬二胺或葵二胺或十一碳二元胺或十二碳二元胺或十三碳二元胺或十四碳二元胺或对苯二胺或间苯二胺或二苯基甲烷二胺或间苯撑二甲胺或对-二甲苯二胺或间-二甲苯二胺或双-对氨基环己基甲烷；所述R₁、R₂为包括1个或1个以上碳原子和可包括杂原子的取代或未取代的脂肪族、脂环族或芳族烃基。

所述引发剂可采用二元羧酸与二元胺反应生成的盐^-OOC-R₁-CONH-R₂-NH3⁺；所述R₁、R₂为包括1个或1个以上碳原子和可包括杂原子的取代或未取代的脂肪族、脂环族或芳族烃基。