[發明專利]由對位芳綸廢絲短切纖維制備對位芳綸漿粕的方法

有效

• 申請號: 200810244770.5
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101440589A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 魏家瑞;唐愛民;陳港;王芳;李海明;張宏偉
• 申請（專利權）人: 中國石化儀征化纖股份有限公司;華南理工大學
• 主分類號: D21H13/26
• 分類號: D21H13/26;D21D1/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 夏 平

技術領域

本發明屬于聚合物技術與造紙技術領域，具體涉及一種通過預處理-聯合打漿兩步法由對位芳綸廢絲短切纖維制備對位芳綸漿粕的方法。

背景技術

對位芳綸是20世紀70年代美國杜邦公司開發的高性能纖維品種，具有優良的物理機械性能、熱氧穩定性、阻燃性及優良的電性能，是發達國家在航天及國防領域的“王牌材料”。作為一種高性能纖維材料，對位芳綸不但可以用作各種結構材料和功能材料，而且還可以與其它材料復合使用，在航空航天、國防、摩擦、密封、增強材料等領域中得到廣泛的應用。目前對位芳綸纖維的生產技術主要由美國杜邦、日本帝人等跨國公司所壟斷，我國主要依靠進口，每年需要大量的外匯，2006年年進口量已超過3500噸，價值人民幣14億左右。隨著我國經濟的飛速發展和國防現代化建設的迫切需要，對位芳綸的需求量越來越大，預計每年將以10％的速度增長。因此我國急需實現對位芳綸纖維的國產化。

對位芳綸漿粕是近二十年來開發的對位芳綸纖維差別化產品，它在保留了對位芳綸纖維優良物理機械性能的同時，具有更強的復合效果，被廣泛應用于摩擦、密封材料等領域。目前，對位芳綸漿粕的制備方法主要有紡絲切斷法和直接成形法兩種，商業上對位芳綸漿粕的制造方法主要是采用前者，即將采用液晶溶液紡出的對位芳綸長絲切割成一定長度的短纖維，分散進行機械叩解和打漿，纖維被撕裂而原纖化，表面產生微纖狀毛羽，從而形成芳綸漿粕。國際市場上出售的Kevlar979采用這種制備方法，生產工藝成熟，產品性能也相對穩定，但生產工藝過程很長。直接成型法如杜邦公司的“特開平-4245908”和中國紡織大學的CN1401682A的半連續直接縮聚法制備對位芳綸漿粕以及CN1475514A的直接沉析法，可以縮短對位芳綸漿粕的工藝流程，但存在溶劑回收問題。目前國內的芳綸纖維生產中，特別是在紡絲過程中不可避免會產生一定數量的芳綸廢絲，迫切需要解決這些廢絲的綜合利用問題，以降低對位芳綸纖維的生產成本。1999年Pieert公司開發了短切纖維切斷機，將芳綸廢料纖維切斷成短切纖維而加以利用。我國上海依極公司的專利CN1456719A提到采用物理方法，利用對位芳綸布邊角廢料制造對位芳綸漿粕，該發明未提到采用預潤脹處理方式處理對位芳綸廢料，需要采用單盤磨機叩解帚化30～1800秒后才能進行打漿制備芳綸漿粕。

發明內容

本發明針對對位芳綸廢絲纖維的綜合利用問題，提供一種有效、操作簡單易行的方法，由對位芳綸廢絲制造對位芳綸漿粕的新方法。

本發明的目的可以通過以下措施達到：

本發明的芳綸漿粕制備方法是：將芳綸廢絲纖維切斷成長度為3～12mm的短切纖維，然后經過潤脹劑預處理后，配成漿濃為0.3～3％(質量濃度)的漿料懸浮液，直接用槽式打漿機采用兩段打漿方式得到具有造紙用植物纖維打漿后的外觀形態和性能的對位芳綸漿粕產品。

具體的制備方法包括以下步驟：

(1)將對位芳綸廢絲短切纖維用質量濃度為2～50％的潤脹劑在20～50℃下進行預處理1～24小時，其中浴比(潤脹劑體積ml與對位芳綸廢絲纖維的質量g之比)為(5～50)∶1；

(2)預處理過的對位芳綸廢絲短切纖維脫液、水洗后，配成漿料質量濃度為0.25～3％的纖維懸浮液，再采用槽式打漿機經兩段聯合打漿工序打漿，得到對位芳綸漿粕。

其中對位芳綸廢絲短切纖維其長度為3～12mm，特性粘度為1.5～17分升/克，最好為3～6分升/克，結晶度為30％～70％，最好為40％～60％。

潤脹劑采用對對位芳綸不會有溶解或降解作用的無機堿(NaOH、KOH)或無機酸(磷酸、硫酸)的水溶液，潤脹劑的質量濃度為2～50％，最好為5～15％。

預處理的浴比為(10～50)∶1，所述的浴比為潤脹劑體積ml與對位芳綸廢絲纖維的質量g之比。預處理溫度為20～50℃，最好為25～40℃。潤脹劑的預處理時間為1～24小時，最好為1-8小時。

采用槽式打漿機進行的打漿工藝特別采用兩段打漿工藝，第一段打漿采用超低濃強切斷方式，第二段打漿采用低濃強剪切方式。第一段打漿時漿料懸浮液的質量濃度為0.25～1％，最好為0.5～1.0％；第二段打漿時漿料懸浮液的濃度為質量0.5～3％，最好為1～2％。槽式打漿機容積為20～23升，第一段打漿壓力為5～20kg，第二段打漿壓力為2～6kg。第一段打漿時間為：1～60min，最好為5～20分鐘；第二段打漿時間為3～24小時，最好3～6小時。