[發(fā)明專利]熔融法生產(chǎn)耐高溫PES纖維的方法

有效

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• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103361748A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 占海華;許志強;王春梅;詹瑩韜
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興文理學院
• 主分類號: D01D5/08
• 分類號: D01D5/08;D01D5/088;D01D10/02;D01F1/04;D01F6/88
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 應圣義

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及化學纖維制造領域，特別涉及一種熔融法生產(chǎn)耐高溫PES纖維的方法。

背景技術(shù)

耐高溫阻燃纖維是一種重要的戰(zhàn)略性高性能纖維材料，因具有良好的熱穩(wěn)定性、阻燃性、電絕緣性、化學穩(wěn)定性和耐輻射性，而廣泛用于軍需裝備、防護制品、過濾材料、電絕緣材料、摩擦密封材料、各種工業(yè)織物、耐高溫紙及航空航天材料、武器裝備等領域，此類纖維使用范圍廣，需求量大，市場前景廣闊，在經(jīng)濟和社會發(fā)展中將發(fā)揮越來越重要的作用。

目前，世界各國均迫切需要耐高溫阻燃性能好、綠色環(huán)保、且相對廉價的本質(zhì)阻燃纖維。由于此類纖維多用于航空航天和國防工業(yè)等高端產(chǎn)業(yè)，制造技術(shù)極其保密，很難從國外通過商業(yè)路徑進行技術(shù)引進和消化吸收。在國內(nèi)，耐高溫阻燃這類纖維的研發(fā)目前尚處于初級階段，可批量生產(chǎn)的阻燃耐高溫纖維少之又少，只有芳綸1313、芳砜綸、聚苯硫醚等少數(shù)幾個品種，同時由于受到技術(shù)設備、國外發(fā)達國家的經(jīng)濟、技術(shù)封鎖等方面的制約而不能大批量生產(chǎn)，且產(chǎn)品都不同程度地存在著染色困難、熔滴、強度差、燃燒時產(chǎn)生煙氣且有毒、價格偏高等問題，因而產(chǎn)品性能不能滿足國內(nèi)多種需求，產(chǎn)品質(zhì)量與國外相比也有較大差距，導致每年需要大量進口價格高昂這類產(chǎn)品，嚴重阻礙了高性能阻燃產(chǎn)品的普及和升級換代。所幸這類纖維的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、應用已經(jīng)被提到國家戰(zhàn)略高度，我國已將其列為“十二五”期間以及未來較長一段時間內(nèi)化纖行業(yè)發(fā)展的重要方向之一。因此，研究、完善生產(chǎn)技術(shù)，促進生產(chǎn)設備的改造升級，提高質(zhì)量，增加產(chǎn)量，降低成本，扭轉(zhuǎn)長期以來對該類產(chǎn)品完全依賴進口的局面，已經(jīng)成為我國現(xiàn)階段耐高溫阻燃等高技術(shù)纖維發(fā)展的當務之急，這也是我們專業(yè)工作者為社會做出應有貢獻需承擔的責任。

即使這樣，在產(chǎn)品研發(fā)過程中，得到信息的下游客戶紛紛前來咨詢，對其寄予了厚望。通過設備改造，原料的優(yōu)選和工藝的綜合調(diào)節(jié)，使上述的生產(chǎn)難點得到有效的解決，由此開發(fā)出的耐高溫PES纖維可以豐富耐高溫纖維的品種，具有廣闊的市場前景。

作為一種高性能的工程塑料PES，在纖維的研發(fā)上則剛剛起步，僅在小試上取得了一定的進展，因PES樹脂在高溫下紡絲易降解；初生纖維沒有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，強度低，后道拉伸性能差；熔體粘度大大高于普通的PET聚酯，流動性能差，且增大剪切作用并不能很好降低熔體粘度。所制得的PES纖維尚無法獲得能夠與現(xiàn)有的阻燃耐高溫纖維相類似的阻燃和耐高溫性能。

有鑒于此，本發(fā)明人結(jié)合從事化學纖維研究工作的多年經(jīng)驗，對上述技術(shù)領域的缺陷進行長期研究，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)工藝復雜，成本較高，無法實現(xiàn)PES纖維的大批量生產(chǎn)等缺點，提供了一種新型的熔融法生產(chǎn)耐高溫PES纖維的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：

熔融法生產(chǎn)耐高溫PES纖維的方法，包括以下具體步驟：

1）將改性色母粒于干熱空氣進行通風干燥，干熱空氣露點小于-80℃，溫度130℃，干燥時間4-5小時，得到干改性色母粒，所述改性色母粒為產(chǎn)自荷蘭色彩公司，型號為W-121108的色母粒，所得干改性色母粒的含水率為50PPM；

2）切片干燥：將PES濕切片進行轉(zhuǎn)鼓干燥得到PES干切片；

3）熔融紡絲：將步驟1所得干改性色母粒和步驟2所得PES干切片共同輸入異向雙螺桿擠壓機進行熔融擠壓得到熔體，干改性色母粒的添加量為1.5-1.8%wt，用預過濾器對熔體進行過濾，將所得到的熔體進行熔融紡絲得到熔體細流；

4）冷卻：對得到的熔體細流依次進行冷卻吹風、上油得到固化絲條；

5）拉伸：將固化絲條通過熱輥進行拉伸；

6）卷繞：拉伸后的固化絲條經(jīng)過卷繞得到最后的PES纖維成品；

其中，步驟2中，轉(zhuǎn)鼓干燥的真空度不低于0.1MPa，干燥溫度為170-180℃，干燥時間10-15小時，干燥后的PES干切片的含水質(zhì)量比≤70PPM；

步驟3中，異向雙螺桿擠壓機的螺桿溫度為330-380℃，紡前過濾器的濾后壓力為20MPa；

步驟4中，采用由熔體細流側(cè)面吹風冷卻固化的方式，吹風的風速為0.3-1.0m/s，對風的風溫為18-25℃，對風的濕度為75%；通過油嘴進行上油，油劑型號為F-4179，油劑濃度為1.0%，上油率為1.1%；