一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备及工艺，该设备包括依次连接的干燥系统、螺杆挤出机、过滤器、纺丝机和冷却装置，干燥系统包括干燥机，干燥机的排气口和进气口间通过输气管依次封闭连接有气体净化处理器、气体脱湿处理器、风机、加热器，螺杆挤出机的螺杆的长径比为26至32，螺杆的计量段末端螺槽深度为3至5毫米，纺丝机的下端安装有环形喷丝板，环形喷丝板上设置有若干同心环状导流槽和径向连通导流槽；该工艺包括选料、干燥、熔融、喷丝、冷却等步骤。本发明专利技术改进了多个部件的结构并优化了工艺步骤和参数，生产出的聚苯硫醚细旦纤维质量稳定好、产品合格率高，经检测其多项性能参数已达到甚至优于行业标准和进口产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚苯硫醚纤维生产设备，特别是涉及一种聚苯硫醚细旦纤维生产设备，本专利技术还涉及采用该设备生产聚苯硫醚细旦纤维的工艺。
技术介绍
聚苯硫醚纤维是一种新型特种纤维，由聚苯硫醚树脂(PPS)采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制得。其短纤维具有优异的热稳定性和阻燃性，耐化学性仅次于聚四氟乙烯纤维，有较好的纺织加工性能。制品主要用于高温烟道气和特殊热介质的过滤，造纸工业的干燥带以及电缆包胶层和防火织物等。聚苯硫醚纤维是我国高新技术纤维发展的一个重要品种，是加快自主创新技术研发，推进高性能纤维及材料的发展的一个重要方向。目前，我国聚苯硫醚纤维主要应用于燃煤电厂除尘。我国加入京都议定书后，电厂排尘标准要求由原200mg/m3降低到50mg/m3以下，到了 2012年I月份国家新的GB13223-2011火电厂废气排放标准的正式实施，要求降低到30mg/m3以下，现有电场除尘方法已难达到要求，而采用聚苯硫醚纤维袋式除尘，可达到15mg/m3以下，寿命可达三年以上，目前大气PM2. 5控制，在袋式除尘中更需要更细的纤维来过滤，以达到提高过滤精度的目的，形成了国际市场对聚苯硫醚短纤需求迅猛增加。目前国内常规品种聚苯硫醚纤维(线密度2.2dtex以上)基本能够自给，但聚苯硫醚细旦纤维(线密度2. Odtex以下)还是只能依靠国外进口，国内尚无法生产，其主要原因在于生产聚苯硫醚细旦纤维的设备、工艺要求较高。目前国内生产聚苯硫醚纤维的设备，由于干燥系统、螺杆挤出机、喷丝板、冷却装置等部件的性能限制，使得很难生产出聚苯硫醚细旦纤维，或者其强度、伸长率等技术指标难以达到要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可保证产品性能、提高产品合格率的高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备及工艺。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案—种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备，包括依次连接的干燥系统、螺杆挤出机、过滤器、纺丝机和冷却装置，所述干燥系统包括干燥机，干燥机的排气口和进气口间通过输气管依次封闭连接有气体净化处理器、气体脱湿处理器、风机、加热器，所述干燥机的进料口连接有中间料仓一，干燥机的出料口连接有中间料仓二，所述中间料仓一的进料口设置有阀门一、出料口设置有阀门二，所述中间料仓二的进料口设置有阀门三、出料口设置有阀门四；所述螺杆挤出机的螺杆的长径比为26至32，所述螺杆的计量段末端螺槽深度为3至5毫米；所述纺丝机的下端安装有环形喷丝板，环形喷丝板上呈多同心环状环形均布有若干喷丝孔，所述环形喷丝板上沿喷丝孔均布环设置有若干同心环状导流槽，所述若干同心环状导流槽间设置有若干径向连通导流槽。作为优选，所述阀门一、阀门二、阀门三、阀门四为气动阀，不仅结构简单，而且易于制造、装配和控制操作。作为优选，所述螺杆的计量段端设置有销钉混合头，可使通过的熔体混合、混炼充分，达到熔体均匀。作为优选，所述环形喷丝板的外沿直径为140至250毫米，因为生产聚苯硫醚细旦纤维，熔体流量大大减少，所以为了便于纺丝箱体对喷丝板的保温以保证喷丝板板面温度的均匀性，故将喷丝板的外径改小。作为优选，所述冷却装置包括设置在环形喷丝板下方的环形加热缓冷通道和设置在环形加热缓冷通道下方的环吹风通道，聚苯硫醚熔体经喷丝孔出来后冷却成纤维，在常态下，冷却快，这样纤维很容易碎断，质量差，不利于纤维的牵伸，纤维越细越难，因此在环形喷丝板下方设置环形加热缓冷通道，通过控制其加热温度与加热长度，来保证纺出的纤维质量。作为优选，所述环形加热缓冷通道的长度为50至100毫米。一种采用上述设备生产聚苯硫醚细旦纤维的工艺，包括以下步骤A、选料选择熔指在150-250g/min、分子量分布在±2 %范围内的原料进行除杂，这样使得原料较均匀、生产出的产品稳定较好；B、干燥将除杂后的原料送入干燥系统在100-170° C条件下进行结晶干燥3-16小时，使水份含量小于50ppm ;C、熔融再使用螺杆挤出机加热到290-350° C进行熔融；D、喷丝经过滤器过滤掉熔体杂质后，送入纺丝机在290-350° C保温、2-15MPa压力条件下进行喷丝；E、冷却喷出的丝条经过80-120° C的环形加热缓冷通道后，进入20-30° C、相对湿度60-90条件下的环吹风通道进行冷却。本专利技术一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备，通过将通入干燥机的干燥气体流通系统设计为全封闭循环系统并在干燥机的进料口和出料口分别设置中间料仓一和中间料仓二，即可避免在加料和干燥过程中外界气体的不断进入，从而减少了干燥机的氧气进入量，有效减少了原料在干燥高温环境下的氧化，降低了其脆性，提高了聚苯硫醚纤维产品质量，使其适用于聚苯硫醚细旦纤维的生产；同时通过优化设计螺杆挤出机螺杆的长径比和螺杆的计量段末端螺槽深度，可使螺杆更快、更均匀地加热物料，并使其快速熔化并稳定挤出，减少在螺杆中的停留时间，减少原料的氧化分解，提高聚苯硫醚短纤维的性能；另外通过在环形喷丝板上设置若干同心环状导流槽和若干径向连通导流槽，使得喷丝板上的熔体流动性更好、流动更均匀，从而保证了每个喷丝孔流出的熔体均匀，使纤维的粗细均匀，有效保证了聚苯硫醚细旦纤维的质量。本专利技术一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备及工艺，改进了多个部件的结构并优化了工艺步骤和参数，从设备和工艺各环节提高了聚苯硫醚短纤维的生产质量，达到了生产聚苯硫醚细旦纤维的技术要求，生产出的聚苯硫醚细旦纤维质量稳定好、产品合格率高，经检测其多项性能参数如下表一所示，已达到甚至优于行业标准和进口产品。表一本专利技术所产聚苯硫醚细旦纤维与行业标准和进口产品检测比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备，包括依次连接的干燥系统（1）、螺杆挤出机（2）、过滤器（3）、纺丝机（4）和冷却装置（5），其特征在于：所述干燥系统（1）包括干燥机（6），干燥机（6）的排气口（7）和进气口（8）间通过输气管依次封闭连接有气体净化处理器（9）、气体脱湿处理器（10）、风机（11）、加热器（12），所述干燥机（6）的进料口连接有中间料仓一（13），干燥机（6）的出料口连接有中间料仓二（14），所述中间料仓一（13）的进料口设置有阀门一（15）、出料口设置有阀门二（16），所述中间料仓二（14）的进料口设置有阀门三（17）、出料口设置有阀门四（18）；所述螺杆挤出机（2）的螺杆（19）的长径比为26至32，所述螺杆（19）的计量段末端螺槽深度为3至5毫米；所述纺丝机（4）的下端安装有环形喷丝板（20），环形喷丝板（20）上呈多同心环状环形均布有若干喷丝孔（21），所述环形喷丝板（20）上沿喷丝孔（21）均布环设置有若干同心环状导流槽（22），所述若干同心环状导流槽（22）间设置有若干径向连通导流槽（23）。

【技术特征摘要】
1.一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备，包括依次连接的干燥系统(I)、螺杆挤出机(2 )、过滤器(3 )、纺丝机(4)和冷却装置(5 )，其特征在于所述干燥系统(I)包括干燥机(6)，干燥机(6)的排气口(7)和进气口(8)间通过输气管依次封闭连接有气体净化处理器(9)、气体脱湿处理器(10)、风机(11)、加热器(12)，所述干燥机(6)的进料口连接有中间料仓一(13)，干燥机(6)的出料口连接有中间料仓二(14)，所述中间料仓一(13)的进料口设置有阀门一(15 )、出料口设置有阀门二( 16 )，所述中间料仓二(14)的进料口设置有阀门三(17)、出料口设置有阀门四(18);所述螺杆挤出机(2)的螺杆(19)的长径比为26至32，所述螺杆(19)的计量段末端螺槽深度为3至5毫米；所述纺丝机(4)的下端安装有环形喷丝板(20)，环形喷丝板(20)上呈多同心环状环形均布有若干喷丝孔(21)，所述环形喷丝板(20)上沿喷丝孔(21)均布环设置有若干同心环状导流槽(22)，所述若干同心环状导流槽(22)间设置有若干径向连通导流槽(23)。2.根据权利要求1所述的一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备，其特征在于所述阀门一(15)、阀门二( 16)、阀门三(17)、阀门四(18)为气动阀。3.根据权利要求1所述的一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文俊，李亚儒，叶光斗，刘鹏清，甘为，宋召碧，赵发燕，
申请(专利权)人：四川安费尔高分子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：