发明内容

本发明的目的在于提供一种原位聚合着色石墨烯改性聚酰胺-6切片的生产装置及工艺，制得的切片色牢度高，所纺出来的丝色泽均匀，无色差，色牢度高，另外再加入经过处理的石墨烯后使得聚酰胺着色切片具有了抗菌、强度高、远红外等多种功能，解决了背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种原位聚合着色石墨烯改性聚酰胺-6切片的生产装置，包括原料储罐，还包括配制系统、反应系统、混合料仓，所述原料储罐、所述配制系统、所述反应系统以及所述混合料仓依次连通。

其中，所述配制系统包括精对苯二甲酸配制罐、改性剂配制罐、石墨烯配制罐、着色剂配制罐，所述精对苯二甲酸配制罐、改性剂配制罐、石墨烯配制罐、着色剂配制罐的底部连通有静态混合器，所述静态混合器与动态混合器连通。

其中，所述反应系统包括前加压聚合器、后聚合反应器、铸带水下切粒系统、预萃取水罐、萃取塔、干燥塔、混合料仓，所述静态混合器、所述动态混合器、所述前加压聚合器、所述后聚合反应器、所述铸带水下切粒系统、所述预萃取水罐、所述萃取塔、所述干燥塔、所述混合料仓依次连通。

一种原位聚合着色石墨烯改性聚酰胺-6切片的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1：首先将精对苯二甲酸在精对苯二甲酸配制罐中与己内酰胺以一定的比例进行溶解混合；

步骤2：将改性剂在改性剂配制罐中与己内酰胺以一定的比例进行溶解混合；

步骤3：将水、己内酰胺、石墨烯、石墨烯分散降粘剂在石墨烯配制罐中以一定的比例进行分散、研磨混合；

步骤4：将水、己内酰胺、着色剂、着色剂分散剂在着色剂配制罐中以一定的比例进行分散、研磨混合；

步骤5：原料储罐中的已内酰胺液体通过泵、启动调节阀和质量流量计定量向静态混合器打入，已内酰胺原料液体与各配制罐中的溶液按一定的比例经过静态混合器，打入动态混合器中，经过动态混合器混合后打入前加压聚合器；

步骤6： 将混合液进行原位聚合，首先经过前加压聚合器进行水解开环和初步加聚反应，温度为270～300℃，压力为0.1～1.2Mpa，前加压聚合器顶部的搅拌器对其进行搅拌，防止着色剂、石墨烯发生团聚反应，同时进一步将颜料、石墨烯和己内酰胺混合均匀，生成的初期聚合物输送到后聚合反应器中进行加聚和链平衡反应，后聚合反应器9温度上段为270～300℃，下段为245～260℃，压力为常压或者微负压，生成聚酰胺-6聚合物熔体；

步骤7：将聚酰胺-6聚合物熔体经铸带水下切粒系统得到初期聚酰胺-6石墨烯有色切片；

步骤8：把初期聚酰胺-6石墨烯有色切片先放入到预萃取水罐中，用水进行预萃取处理，处理后的初期聚酰胺-6石墨烯切片和预萃取用水通过泥浆泵一并输送到萃取塔中进行萃取，含单体和低聚物的初期聚酰胺-6石墨烯有色切片在萃取塔被与之逆流接触的萃取水萃取，得到萃取聚酰胺-6石墨烯有色切片，含单体和低聚物的萃取水从萃取塔顶部排出到预萃取水罐中；

步骤9：将萃取聚酰胺-6石墨烯有色切片进行脱水处理，之后利用氮气在干燥塔中进行循环干燥，得到聚酰胺-6石墨烯有色干切片；最后通过氮气输送至混合料仓中。

其中，所述步骤1～步骤8中：己内酰胺100份、水2～25份、精对苯二甲酸0.05～0.5份、改性剂0.1～0.2份、着色剂0.8～28份、着色剂分散剂0.16～5.6份、石墨烯0.1～2份、石墨烯分散降粘剂0.0002～0.004份。

其中，所述步骤4中：所述的着色剂粒径为100～300纳米。

其中，所述步骤3中：石墨烯的粒度为600～900纳米。

其中，所述步骤6中：初期聚合物的分子量为8800～10000，聚酰胺-6聚合物熔体的分子量为9800～15100 。

其中，所述步骤8中：原位聚合着色石墨烯改性聚酰胺-6切片的粘度为2.0～2.8。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明采用原位聚合的方法直接制得原位聚合着色石墨烯改性聚酰胺-6切片，制得的切片可直接纺丝而得到客户所需要的功能型色丝，本产品的优点如下：

1、所采用的着色剂和石墨烯均经过高度的研磨、分散，并采用分散剂以阻止着色剂的再团聚。着色剂的粒径控制在100～300纳米，石墨烯的粒径为600～900纳米。

2、本产品使用的石墨烯分散降粘剂和着色剂分散剂耐高温，并且不参与聚合反应，不影响后续的纺丝工序，该色切片的可纺性好。

3、由于着色剂的粒径、石墨烯粒径均为纳米级，所以使得纺丝组件使用周期延长，一般能使用3-6个月，从而大大降低了纺丝的生产成本。

4、使用该有色切片纺出来的丝颜色均匀，无色差。

5、解决了使用有光切片纺丝，后道工序再染色的问题，从而解决了环保问题，无污染。

6、本产品的色牢度高。

7、使得聚酰胺切片具有了抗菌、强度高、远红外等多种功能。