[发明专利]一种高性能聚苯硫醚细旦纤维生产设备及工艺

说明书

技术领域

本发明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，本发明还涉及采用该设备生产聚苯硫醚细旦纤维的工艺。

背景技术

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1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2.0dtex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。

发明内容

本发明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，本发明采用如下技术方案：

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、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。