[發明專利]聚苯硫醚復合短纖維一步法成套設備和生產方法

無效

• 申請號: 200710077439.4
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101187074A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 侯慶華;楊新華;鄧佶;連宏光
• 申請（專利權）人: 深圳市中晟纖維工程技術有限公司
• 主分類號: D01D5/34
• 分類號: D01D5/34;D01D5/088;D01D1/10;D01F8/16;D01F8/14;D01F8/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于特種化學纖維的技術領域，特別涉及聚苯硫醚復合短纖維一步法成套設備和生產方法。

背景技術

聚苯硫醚(英文名稱Polyphenylene?Sulfide，縮寫PPS)纖維由美國菲利浦(Philip)石油公司首先研制成功。該公司于1973年PPS樹脂工業化生產，1979年研制出纖維級的PPS樹脂，1983年PPS短纖維工業化。由于聚苯硫醚纖維具有優良的使用性能，日本東洋紡、東麗、帝人和德國拜耳公司也相繼開發和生產出聚苯硫醚纖維。

聚苯硫醚可制成長絲和短纖維，由于有較好的紡織加工性能和優良的耐化學性、熱穩定性、耐高溫性和阻燃性，在環境保護、煙道和化學工業高溫過濾及航空航天等領域中具有廣泛的應用，如熱電廠、燃煤鍋爐、垃圾焚燒、水泥廠高溫煙道過濾袋；化學工業中的耐腐蝕濾布；造紙工業和電氣工業中的干燥帶、針刺氈；特殊電纜包復層；宇航工業中的阻燃織物等。

以往聚苯硫醚短纖維的生產均采用公知的二步法短纖維生產工藝和設備，即紡絲成形過程在500～1000m/min紡絲速度下成形后落桶，然后再把若干桶的絲束集束再經牽伸、卷曲、定型、切斷和打包等過程完成，此后處理過程的牽伸定型速度最高不超過200m/min。二步法生產設備和生產方法有著設備龐大、占地面積多、能耗大、加工成本高、效率低，且生產出的聚苯硫醚短纖維品質均一性差、且由于PPS切片價格昂貴，難于推廣應用等缺陷。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種聚苯硫醚短纖維一步法成套設備和生產方法，以彌補現有技術的不足或缺陷。用本發明的復合短纖維一步法成套設備和生產方法生產聚苯硫醚復合短纖維，生產過程穩定、易管理、制成率高、成本低、效率高且產品質量好。

本發明的聚苯硫醚復合短纖維一步法成套設備包括復合紡絲成形設備和后處理設備。其中所述的復合紡絲成形設備由雙螺桿擠壓機、雙過濾器、紡絲箱體、皮芯復合噴絲板、緩冷、環吹、上油和導絲裝置等組成：其中所述的后處理設備則由五組牽伸輥、三輥導絲輥、卷曲機、切斷機和打包機等組成。

本發明所述的A組份聚苯硫醚切片是一種線性結構的聚合物，結構單元含量≥70％mol/mol，最好≥90％mol/mol。其熔融指數(MFR)應為20～600g/10min，最好為30～300g/10min。MFR過大，纖維成型困難，MFR過低，熔融擠出困難，難于加工。

本發明采用的B組份為干燥后的PET或PEN切片，通常含水率控制在≤30PPM，或者采用PA6或PA66干切片，通常含水率控制在≤300PPM。

本發明所述的噴絲孔孔徑在0.1～1.0mm。由于聚苯硫醚屬于高彈性熱塑性材料，噴絲孔長徑比L/D在3.0～10.0較為合適，最好孔徑在0.3～0.6mm，L/D在3.0～8.0。

本發明所述聚苯硫醚皮芯復合短纖維經噴絲孔擠出后首先通過一個緩冷區，這一區域主要是由加熱裝置組成，此加熱裝置其加熱方式主要是電加熱和聯苯加熱；其外形為保溫筒式，為了操作便利性，可以將其制成可開合的形式。其位置在噴絲板下方1～30cm處，最好在5～10cm處，此緩沖裝置的長度為10～50cm，最好在20～40cm，緩冷區的溫度控制在190～300℃，最好控制在200～280℃。

本發明所述的聚苯硫醚皮芯復合短纖維紡絲固化成形過程為先經緩冷區后進入環吹風裝置中固化成形，風溫控制在20～60℃，最好控制在25～50℃。冷卻媒介為空氣。

本發明所述的聚苯硫醚皮芯復合短纖維其牽伸定型過程是一個高于聚苯硫醚玻璃化溫度環境中進行牽伸和定型的過程，其加熱媒介為電加熱。根據聚苯硫醚短纖維的應用其牽伸溫度、牽伸倍率有所不同。為了提高纖維的取向度和結晶度，降低纖維的干熱收縮率，其牽伸過程可以分為3道或4道牽伸來進行，總牽伸倍率控制在1.5～6.0倍，最好控制在2.5～5.0倍，牽伸溫度80～260℃，牽伸溫度最好控制在90～250℃。在進行多道牽伸過程中，其總牽伸倍數可以分配到每一道牽伸來完成。如采用3道牽伸時，第1道牽伸倍率為總牽伸倍率的1.1～1.5倍，第2道牽伸倍率為總牽伸倍率的1.8～3.5倍，第3道牽伸倍率為總牽伸倍率的1.05～1.2倍。若采用4道牽伸時，第1道牽伸倍率為總牽伸倍率的1.1～1.4倍，第2道牽伸倍率為總牽伸倍率的2～3.5倍，第3道牽伸倍率為總牽伸倍率的1.05～1.2倍，第4道牽伸倍率為總牽伸倍率的1.01～1.15倍；定型溫度控制在150～280℃，最好控制在160～260℃，松馳率為8.0～11.0％，最好控制在2.0～4.0％.