[发明专利]尼龙6切片以及尼龙6纱线、膜和由尼龙6制成的其它工业品的生产方法

说明书

现有技术基于己内酰胺制成尼龙6的方法是使用单或双官能羧酸或胺作为链调节剂。长期以来人们已知道使用基于二元酸的链调节剂(例如，美国专利US3386967和德国专利DE4019780)。在这些已知的生产方法中，起反应的成分有己内酰胺，水(作为引发剂)和上述的链调节剂。为了满足特殊应用的需要还可在反应成分中加入各种添加剂，诸如颜料(TiO₂或其它)，光稳定剂或热稳定剂。己内酰胺聚合的特征是反应平衡的形成。除聚合物之外，熔体包括约10％的单体(己内酰胺)和环状低聚物。这些低分子量成分在造片的过程中通过用热水萃取而溶出。根据具体的方法萃取水的萃取物浓度最高可达16％，这样的萃取水一般可通过蒸发进行浓缩，并且内酰胺通过蒸馏从低聚物中分离。低聚物或者可在生产的过程中去掉或者可被解聚为内酰胺。内酰胺的蒸馏和解聚是需要极强能量的。

对于尼龙6切片的高等级应用例如纺织纱线、高强度工业纱线或膜等向来避免将浓缩的萃取水直接再应用到聚合阶段中去。这是因为会使产品的质量降低，例如会使纱线的强度降低或在膜中存在缺陷区域。而且由于断头的增加和纺丝过滤器表面寿命的缩短而给纺丝工艺带来不利地影响。

与没有使用再循环浓缩的萃取水生产的尼龙6切片相比较，这些问题的根本原因是在尼龙6切片中的聚己内酰胺的环状低聚物尤其是环状二聚体的浓度的增加。环状二聚体是特别有害的，因为它具有348℃的高熔点，该熔点远高于尼龙6的熔点(220℃)，并且由于它在聚合物熔体中以不溶性颗粒的形式部分存在，因而在加工成膜和纱线的过程中以这种形式而使表面增加，于是造成纱线的断裂或膜的缺陷。

本发明的目的是提供尼龙6切片，该切片可通过萃取水的再利用来得到并能使由其生产出的制品例如纱线或膜不会造成质量的损失。

根据由权利要求1的特征限定的尼龙6切片，权利要求9的特征限定的用该切片生产的纱线，根据权利要求18的特征限定的膜，此目的可得到实现。从属权利要求代表了本发明有益的进一步的改进。

因此本发明的尼龙6切片可由萃取的水来生产，该萃取的水仅在与新的内酰胺预混并接下来进行浓缩后返回到聚合步骤。在用水萃取后环状二聚体在聚己内酰胺中的含量小于0.1％重量，这一点是本发明的制品特别有利的一面。

现已发现加入二元酸是不可缺少的。这组物质充兰链长稳定剂。可是，与实现同样功能的单元酸相比较，在萃取水重复利用的情况下，二元酸具有使聚合后切片中的环状低聚物保持在较低水平的优点。为了进一步加工成切片，这种较低的水平将持续在整个萃取过程中和干燥阶段直到切片用于进一步加工。在聚合过程中加入二元酸来生产尼龙6切片的情况下，当因此不再利用萃取的水时，在进一步加工或最终的制品中至今仍观察到这些问题。

本发明的尼龙6切片的主要特征是反应成分在生产过程中可以最佳的方式进行选择和组合。

离开脱水机的萃取水富集有内酰胺和低聚物，其浓度达到16％，根据本发明，这样的萃取水一般在蒸发器，优选在多级蒸发器中在减压下进行浓缩。蒸发后，萃取物的浓度将达到75％～95％重量。为了防止蒸发过程中低聚物从溶液中析出，在蒸发之前将新的内酰胺加到萃取水中。所选择的用于与萃取水预混的混合比为：每1千克无水萃取物加入至少1千克新的内酰胺。因此，加入的新的内酰胺的比例相当于溶解的萃取物(内酰胺+低聚物)，其范围为1.0～2.0。为了防止环状低聚物从萃取水中析出，甚至更合适的办法是保持80℃的最低温度直到溶液与新的内酰胺混合为止。这些条件可确保防止环状低聚物的部分析出并且溶液是可存储的。为了得到最佳的聚合物质量，防止析出是很重要的。

在萃取水蒸发的过程中，温度不应超过120℃。用于聚合的反应混合物中环状二聚体的浓度为0.1～3％重量，水的含量在0.8～6.0％重量之间。

在本发明的另一个生产尼龙6切片的实施方案中，来自许多生产线的浓缩的萃取水在与新的内酰胺预混之前或之后结合在一起，并且这一混合物返回到各生产线的聚合步骤，在此情况下，聚合完成后其环状二聚体的浓度也要小于1％重量。这被认为是一种特别经济的加工形式。

合适的二元酸包括C3～C12的烷烃二元酸例如：己二酸、具有5～14个碳原子的环脂族二元酸和/或具有8～14个碳原子的芳族二羧酸诸如萘二甲酸，对苯二甲酸或间苯二酸。优选使用对苯二甲酸作为链调节剂，其用量范围从0.08～0.6％重量，这主要取决于尼龙6最终的用途。

本发明进一步提供一种用上述切片生产的尼龙6纱线。