專利名稱：對(duì)位芳綸-腈綸復(fù)合漿粕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)纖維制造技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖 維(以下簡(jiǎn)稱對(duì)位芳綸-腈綸復(fù)合漿粕)的制造方法，具體地說是將對(duì)位芳綸和聚丙烯腈 短切纖維的混合、分散及研磨過程一步完成的連續(xù)制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，石棉纖維是一種兼有阻燃、增強(qiáng)、觸變、助加工等優(yōu)異綜合性能的無(wú)機(jī) 纖維材料，常被廣泛用于摩擦材料、密封材料、建筑材料等多種領(lǐng)域，但石棉纖維制品無(wú)論 在生產(chǎn)或使用中均會(huì)給人體健康造成嚴(yán)重危害，因而世界各國(guó)科研人員都在致力于尋求一 種新型的非石棉纖維以替代現(xiàn)有的石棉纖維。美國(guó)杜邦、日本帝人公司率先開發(fā)的對(duì)位芳綸漿粕(Kevlar Pulp, Twaron Pulp) 和上海蘭邦開發(fā)的“金蜘蛛”牌系列對(duì)位芳綸漿粕及“玉蜘蛛”牌系列聚丙烯腈漿粕是取代 石棉纖維的理想產(chǎn)品，都具有高度原纖化的結(jié)構(gòu)，取代石棉纖維用于復(fù)合材料中，具有較強(qiáng) 的捕獲細(xì)微粒子、抑制組分流失的能力，且具有很好的韌性、環(huán)境適應(yīng)性和熱穩(wěn)定性，對(duì)位 芳綸漿粕具有更高的強(qiáng)度和模量及耐溫性，而聚丙烯腈漿粕的成本相對(duì)對(duì)位芳綸漿粕的較 低，且與基體的分散混合性能更好。對(duì)位芳綸漿粕和聚丙烯腈漿粕的制造技術(shù)已相對(duì)成熟，如USP3869430， USP4703103提出傳統(tǒng)的高分子液晶溶液，進(jìn)行干噴-濕紡成形，卷繞、切斷后，研磨叩解得 到對(duì)位芳綸菜粕；EP0104410、CN9103843. 7、CN02136979. 8、USP5164131 提出 了直接縮聚 成纖法制備對(duì)位芳綸漿粕；CN02138112. 7中提出了沉析法制備對(duì)位芳綸漿粕的新工藝； CN200610025779. 8提出利用對(duì)位芳綸的廢絲、紡絲等外品、紡織、編織下腳料、邊角料制造 漿粕的工藝。USP5296286提出了噴射紡絲法制備聚丙烯腈漿粕；US5401576、KR9208998等 文獻(xiàn)提出了增塑熔融擠出研磨法制備聚丙烯漿粕；CN200410093262中提出了用沉析法制 備聚丙烯腈漿粕；CN200610025757. X、CN200710038948. 6提出采用雙組分共混濕法紡絲， 得到內(nèi)部微纖豐富的聚丙烯腈絲束纖維，進(jìn)行研麿制得結(jié)構(gòu)均勻、高度原纖化的聚丙烯腈 漿粕狀纖維。為了在高性能取代石棉的同時(shí)，進(jìn)一步降低使用成本，杜邦公司在USP2005287344 中提出將對(duì)位芳綸短纖維和聚丙烯腈短纖維混合、分散后，共同研磨制造對(duì)位芳綸-聚丙 烯腈復(fù)合漿粕，比表面積達(dá)7-llm2/g。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新的對(duì)位芳綸_腈綸復(fù)合漿粕的連續(xù)制造方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是將對(duì)位芳綸短切纖維、內(nèi)部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切 纖維和水同時(shí)輸入和泵入研磨設(shè)備，利用研磨設(shè)備本身的高剪切作用下，實(shí)現(xiàn)短切纖維的 在線混合、分散、研磨，整個(gè)過程一步連續(xù)完成，形成結(jié)構(gòu)均勻、表面毛羽豐富的高度原纖化 的對(duì)位芳綸-腈綸復(fù)合漿粕。
本發(fā)明與現(xiàn)有制備技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.采用在進(jìn)料口處帶有推動(dòng)葉輪的盤式高剪切研磨機(jī)，省去了短切纖維在水相中 混合、分散的獨(dú)立工序，整個(gè)生產(chǎn)過程高效、簡(jiǎn)單且能耗較低。2.在線混合、分散、研磨，整個(gè)過程一步連續(xù)完成，同時(shí)解決了兩種短切纖維因密 度及吸濕性的差異而不易混合、分散均勻的問題。3.采用內(nèi)部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切纖維，使其與對(duì)位芳綸的微觀結(jié)構(gòu)更接 近，使原纖維化的復(fù)合漿粕結(jié)構(gòu)均勻(見附圖1)，且原纖維化程度更高，復(fù)合漿粕的比表面 積可高達(dá)25m2/g。



圖1為本發(fā)明方法制造的對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕的掃描電鏡照片(放大 1000 倍)。
具體實(shí)施例方式一種對(duì)位芳綸_聚丙烯腈復(fù)合漿粕的連續(xù)化制造方法。將對(duì)位芳綸短切纖維、內(nèi) 部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切纖維和水同時(shí)輸入和泵入研磨設(shè)備，利用研磨設(shè)備本身的 高剪切作用下，實(shí)現(xiàn)短切纖維的在線混合、分散、研磨，整個(gè)過程一步連續(xù)完成，形成結(jié)構(gòu)均 勻、表面毛羽豐富的高度原纖化的對(duì)位芳綸_腈綸復(fù)合漿粕。所述的對(duì)位芳綸短切纖維可以是對(duì)位芳綸長(zhǎng)絲切斷，也可以是對(duì)位芳綸的廢絲、 紡絲等外品、紡織、編織下腳料、邊角料等切斷而成。所述的聚丙烯腈短切纖維是采用共混濕法紡絲得到的內(nèi)部微纖豐富的聚丙烯腈 絲束切斷而成。所述的對(duì)位芳綸短切纖維和聚丙烯腈短切纖維的長(zhǎng)度均為2 6mm。所述的對(duì)位芳綸短切纖維和聚丙烯腈短切纖維分別采用特殊設(shè)計(jì)的空心螺桿體 積式喂料機(jī)，連續(xù)以30 100kg/h的速率加入研磨設(shè)備。所述的對(duì)位芳綸短切纖維和聚丙烯腈短切纖維連續(xù)加入研磨設(shè)備的同時(shí)以10 50t/h的流量泵入去離子水，進(jìn)行連續(xù)混合、分散、研磨。所述的研磨設(shè)備是進(jìn)料口處帶有推動(dòng)葉輪的盤式研磨機(jī)，在15 45s-l的高剪 切速率作用下，對(duì)位芳綸和內(nèi)部微纖豐富的聚丙烯腈短切纖維在水相中連續(xù)混合、分散、研 磨，實(shí)現(xiàn)復(fù)合纖維的高度原纖化。實(shí)例1將長(zhǎng)度均為4mm的對(duì)位芳綸短切纖維和內(nèi)部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切纖維， 通過空心螺桿體積式喂料機(jī)，分別以25kg/h的速率和35t/h流量的去離子水同時(shí)喂入進(jìn) 料口處帶有推動(dòng)葉輪的盤式研磨機(jī)，在40s—1的高剪切速率作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)位芳綸和聚丙 烯腈纖維在水相中連續(xù)混合、分散及研磨，將得到的漿液脫水、干燥后，開松得到的對(duì)位芳 綸_聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維，長(zhǎng)度分布為1. 8士0. 4mm,比表面積為22. 8m2/g。實(shí)例2將長(zhǎng)度均為5mm的對(duì)位芳綸短切纖維和內(nèi)部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切纖維， 通過空心螺桿體積式喂料機(jī)，分別以20kg/h的速率和35t/h流量的去離子水同時(shí)喂入進(jìn)料口處帶有推動(dòng)葉輪的盤式研磨機(jī)，在40s—1的高剪切速率作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)位芳綸和聚丙 烯腈纖維在水相中連續(xù)混合、分散及研磨，將得到的漿液脫水、干燥后，開松得到的對(duì)位芳 綸_聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維，長(zhǎng)度分布為2. 0士0. 4mm,比表面積為17. 9m2/g。實(shí)例3將長(zhǎng)度均為3mm的對(duì) 位芳綸短切纖維和內(nèi)部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切纖維， 通過空心螺桿體積式喂料機(jī)，分別以30kg/h的速率和35t/h流量的去離子水同時(shí)喂入進(jìn) 料口處帶有推動(dòng)葉輪的盤式研磨機(jī)，在40s—1的高剪切速率作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)位芳綸和聚丙 烯腈纖維在水相中連續(xù)混合、分散及研磨，將得到的漿液脫水、干燥后，開松得到的對(duì)位芳 綸_聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維，長(zhǎng)度分布為1. 7士0. 4mm,比表面積為25. 3m2/g。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維(以下簡(jiǎn)稱對(duì)位芳綸-腈綸復(fù)合漿粕)的 連續(xù)化制造方法。其特征在于將對(duì)位芳綸短切纖維、內(nèi)部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切纖 維和水同時(shí)輸入和泵入研磨設(shè)備，在高剪切速率的作用下，連續(xù)混合、分散、研磨形成結(jié)構(gòu) 均勻、表面毛羽豐富的高度原纖化的對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維連續(xù)化制造方法， 其特征在于所述的對(duì)位芳綸短切纖維可以是對(duì)位芳綸長(zhǎng)絲切斷，也可以是對(duì)位芳綸的廢 絲、紡絲等外品、紡織、編織下腳料、邊角料等切斷而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維連續(xù)化制造方法， 其特征在于所述的聚丙烯腈短切纖維是采用共混濕法紡絲得到的內(nèi)部微纖豐富的聚丙烯 腈絲束切斷而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維連續(xù)化制造方法， 其特征在于所述的對(duì)位芳綸短切纖維和聚丙烯腈短切纖維的長(zhǎng)度均為2 6mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維連續(xù)化制造方法， 其特征在于所述的對(duì)位芳綸短切纖維和聚丙烯腈短切纖維分別采用特殊設(shè)計(jì)的空心螺桿 體積式喂料機(jī)，連續(xù)以30 100kg/h的速率加入研磨設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維連續(xù)化制造方 法，其特征在于所述的對(duì)位芳綸短切纖維和聚丙烯腈短切纖維連續(xù)加入研磨設(shè)備的同時(shí)以 10 50t/h的流量泵入去離子水，進(jìn)行連續(xù)混合、分散、研磨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維連續(xù)化制造方法， 其特征在于權(quán)利要求5、6所述的研磨設(shè)備是進(jìn)料口處帶有推動(dòng)葉輪的盤式研磨機(jī)，在15 45s—1的高剪切速率作用下，對(duì)位芳綸和內(nèi)部微纖豐富的聚丙烯腈短切纖維在水相中連續(xù)混 合、分散、研磨，實(shí)現(xiàn)復(fù)合纖維的原纖化。
全文摘要
一種對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維(以下簡(jiǎn)稱對(duì)位芳綸-腈綸復(fù)合漿粕)的連續(xù)化制造方法。將對(duì)位芳綸短切纖維、內(nèi)部微纖非常豐富的聚丙烯腈短切纖維和水同時(shí)輸入和泵入研磨設(shè)備，在高剪切速率的作用下，連續(xù)混合、分散、研磨形成結(jié)構(gòu)均勻、表面毛羽豐富的高度原纖化的對(duì)位芳綸-聚丙烯腈復(fù)合漿粕狀纖維，整個(gè)過程一步完成，工藝連續(xù)、簡(jiǎn)單、能耗較低。復(fù)合漿粕取代石棉用于摩擦密封材料中，既具有對(duì)位芳綸的高強(qiáng)高模及耐高溫的性能，又具有聚丙烯腈優(yōu)異的復(fù)合性能，同時(shí)大幅度降低取代石棉的成本，性價(jià)比較高。
文檔編號(hào)D21H13/18GK102094353SQ2009102019
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者尤松, 尤秀蘭, 陳洪新 申請(qǐng)人:上海蘭邦工業(yè)纖維有限公司, 鹽城市蘭邦工業(yè)纖維有限公司