对位芳纶-腈纶复合浆粕制造技术

一种对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤维(以下简称对位芳纶-腈纶复合浆粕)的连续化制造方法。将对位芳纶短切纤维、内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤维和水同时输入和泵入研磨设备，在高剪切速率的作用下，连续混合、分散、研磨形成结构均匀、表面毛羽丰富的高度原纤化的对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤维，整个过程一步完成，工艺连续、简单、能耗较低。复合浆粕取代石棉用于摩擦密封材料中，既具有对位芳纶的高强高模及耐高温的性能，又具有聚丙烯腈优异的复合性能，同时大幅度降低取代石棉的成本，性价比较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学纤维制造
涉及一种对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤 维(以下简称对位芳纶-腈纶复合浆粕)的制造方法，具体地说是将对位芳纶和聚丙烯腈 短切纤维的混合、分散及研磨过程一步完成的连续制造方法。
技术介绍
众所周知，石棉纤维是一种兼有阻燃、增强、触变、助加工等优异综合性能的无机 纤维材料，常被广泛用于摩擦材料、密封材料、建筑材料等多种领域，但石棉纤维制品无论 在生产或使用中均会给人体健康造成严重危害，因而世界各国科研人员都在致力于寻求一 种新型的非石棉纤维以替代现有的石棉纤维。美国杜邦、日本帝人公司率先开发的对位芳纶浆粕(Kevlar Pulp, Twaron Pulp) 和上海兰邦开发的“金蜘蛛”牌系列对位芳纶浆粕及“玉蜘蛛”牌系列聚丙烯腈浆粕是取代 石棉纤维的理想产品，都具有高度原纤化的结构，取代石棉纤维用于复合材料中，具有较强 的捕获细微粒子、抑制组分流失的能力，且具有很好的韧性、环境适应性和热稳定性，对位 芳纶浆粕具有更高的强度和模量及耐温性，而聚丙烯腈浆粕的成本相对对位芳纶浆粕的较 低，且与基体的分散混合性能更好。对位芳纶浆粕和聚丙烯腈浆粕的制造技术已相对成熟，如USP3869430， USP4703103提出传统的高分子液晶溶液，进行干喷-湿纺成形，卷绕、切断后，研磨叩解得 到对位芳纶菜粕；EP0104410、CN9103843. 7、CN02136979. 8、USP5164131 提出 了直接缩聚 成纤法制备对位芳纶浆粕；CN02138112. 7中提出了沉析法制备对位芳纶浆粕的新工艺； CN200610025779. 8提出利用对位芳纶的废丝、纺丝等外品、纺织、编织下脚料、边角料制造 浆粕的工艺。USP5296286提出了喷射纺丝法制备聚丙烯腈浆粕；US5401576、KR9208998等 文献提出了增塑熔融挤出研磨法制备聚丙烯浆粕；CN200410093262中提出了用沉析法制 备聚丙烯腈浆粕；CN200610025757. X、CN200710038948. 6提出采用双组分共混湿法纺丝， 得到内部微纤丰富的聚丙烯腈丝束纤维，进行研麿制得结构均勻、高度原纤化的聚丙烯腈 浆粕状纤维。为了在高性能取代石棉的同时，进一步降低使用成本，杜邦公司在USP2005287344 中提出将对位芳纶短纤维和聚丙烯腈短纤维混合、分散后，共同研磨制造对位芳纶-聚丙 烯腈复合浆粕，比表面积达7-llm2/g。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的对位芳纶_腈纶复合浆粕的连续制造方法。本专利技术的技术方案是将对位芳纶短切纤维、内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切 纤维和水同时输入和泵入研磨设备，利用研磨设备本身的高剪切作用下，实现短切纤维的 在线混合、分散、研磨，整个过程一步连续完成，形成结构均勻、表面毛羽丰富的高度原纤化 的对位芳纶-腈纶复合浆粕。本专利技术与现有制备技术相比具有以下优点1.采用在进料口处带有推动叶轮的盘式高剪切研磨机，省去了短切纤维在水相中 混合、分散的独立工序，整个生产过程高效、简单且能耗较低。2.在线混合、分散、研磨，整个过程一步连续完成，同时解决了两种短切纤维因密 度及吸湿性的差异而不易混合、分散均勻的问题。3.采用内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤维，使其与对位芳纶的微观结构更接 近，使原纤维化的复合浆粕结构均勻(见附图1)，且原纤维化程度更高，复合浆粕的比表面 积可高达25m2/g。附图说明 图1为本专利技术方法制造的对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕的扫描电镜照片(放大 1000 倍)。具体实施例方式一种对位芳纶_聚丙烯腈复合浆粕的连续化制造方法。将对位芳纶短切纤维、内 部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤维和水同时输入和泵入研磨设备，利用研磨设备本身的 高剪切作用下，实现短切纤维的在线混合、分散、研磨，整个过程一步连续完成，形成结构均 勻、表面毛羽丰富的高度原纤化的对位芳纶_腈纶复合浆粕。所述的对位芳纶短切纤维可以是对位芳纶长丝切断，也可以是对位芳纶的废丝、 纺丝等外品、纺织、编织下脚料、边角料等切断而成。所述的聚丙烯腈短切纤维是采用共混湿法纺丝得到的内部微纤丰富的聚丙烯腈 丝束切断而成。所述的对位芳纶短切纤维和聚丙烯腈短切纤维的长度均为2 6mm。所述的对位芳纶短切纤维和聚丙烯腈短切纤维分别采用特殊设计的空心螺杆体 积式喂料机，连续以30 100kg/h的速率加入研磨设备。所述的对位芳纶短切纤维和聚丙烯腈短切纤维连续加入研磨设备的同时以10 50t/h的流量泵入去离子水，进行连续混合、分散、研磨。所述的研磨设备是进料口处带有推动叶轮的盘式研磨机，在15 45s-l的高剪 切速率作用下，对位芳纶和内部微纤丰富的聚丙烯腈短切纤维在水相中连续混合、分散、研 磨，实现复合纤维的高度原纤化。实例1将长度均为4mm的对位芳纶短切纤维和内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤维， 通过空心螺杆体积式喂料机，分别以25kg/h的速率和35t/h流量的去离子水同时喂入进 料口处带有推动叶轮的盘式研磨机，在40s—1的高剪切速率作用下，实现对位芳纶和聚丙 烯腈纤维在水相中连续混合、分散及研磨，将得到的浆液脱水、干燥后，开松得到的对位芳 纶_聚丙烯腈复合浆粕状纤维，长度分布为1. 8士0. 4mm,比表面积为22. 8m2/g。实例2将长度均为5mm的对位芳纶短切纤维和内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤维， 通过空心螺杆体积式喂料机，分别以20kg/h的速率和35t/h流量的去离子水同时喂入进料口处带有推动叶轮的盘式研磨机，在40s—1的高剪切速率作用下，实现对位芳纶和聚丙 烯腈纤维在水相中连续混合、分散及研磨，将得到的浆液脱水、干燥后，开松得到的对位芳 纶_聚丙烯腈复合浆粕状纤维，长度分布为2. 0士0. 4mm,比表面积为17. 9m2/g。实例3将长度均为3mm的对 位芳纶短切纤维和内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤维， 通过空心螺杆体积式喂料机，分别以30kg/h的速率和35t/h流量的去离子水同时喂入进 料口处带有推动叶轮的盘式研磨机，在40s—1的高剪切速率作用下，实现对位芳纶和聚丙 烯腈纤维在水相中连续混合、分散及研磨，将得到的浆液脱水、干燥后，开松得到的对位芳 纶_聚丙烯腈复合浆粕状纤维，长度分布为1. 7士0. 4mm,比表面积为25. 3m2/g。权利要求1.一种对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤维(以下简称对位芳纶-腈纶复合浆粕)的 连续化制造方法。其特征在于将对位芳纶短切纤维、内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤 维和水同时输入和泵入研磨设备，在高剪切速率的作用下，连续混合、分散、研磨形成结构 均勻、表面毛羽丰富的高度原纤化的对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤维。2.根据权利要求1所述的一种对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤维连续化制造方法， 其特征在于所述的对位芳纶短切纤维可以是对位芳纶长丝切断，也可以是对位芳纶的废 丝、纺丝等外品、纺织、编织下脚料、边角料等切断而成。3.根据权利要求1所述的一种对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤维连续化制造方法， 其特征在于所述的聚丙烯腈短切纤维是采用共混湿法纺丝得到的内部微纤丰富的聚丙烯 腈丝束切断而成。4.根据权利要求1所述的一种对位芳纶-聚丙烯腈复合浆粕状纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对位芳纶－聚丙烯腈复合浆粕状纤维（以下简称对位芳纶－腈纶复合浆粕）的连续化制造方法。其特征在于：将对位芳纶短切纤维、内部微纤非常丰富的聚丙烯腈短切纤维和水同时输入和泵入研磨设备，在高剪切速率的作用下，连续混合、分散、研磨形成结构均匀、表面毛羽丰富的高度原纤化的对位芳纶－聚丙烯腈复合浆粕状纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尤松，尤秀兰，陈洪新，
申请(专利权)人：盐城市兰邦工业纤维有限公司，上海兰邦工业纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：32