[發明專利]一種制備中間相瀝青基碳纖維原絲的噴絲板及方法

有效

• 申請號: 201810135868.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108103593B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 李偉強;杜軍偉;孫海成;李文泉
• 申請（專利權）人: 陜西天策新材料科技有限公司
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02;D01D5/088
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明提供一種制備中間相瀝青基碳纖維原絲的噴絲板及方法，噴絲板呈模塊設計并設計中空流道，中空流道中通入導熱媒介以使噴絲板中心和外側溫度一致，降低溫度差，將噴絲板整體溫度控制在最優紡絲溫度范圍內。噴絲板包括噴絲板本體，噴絲板本體上環形設置有多個呈間隔設置的紡絲孔單元，噴絲板本體內部沿紡絲孔單元之間的間隔設置有蛇形的導熱媒介流道，導熱媒介流道的兩端分別為導熱媒介入口和導熱媒介出口；各紡絲孔單元包括多個紡絲孔。將經過加熱的導熱媒介經過導熱媒介流道，使各紡絲孔單元的溫度達到紡絲溫度且保持恒定；紡絲時，融化后的中間相瀝青經過分配、均壓、過濾后噴入噴絲板，經紡絲孔噴出原絲，再制成中間相瀝青基碳纖維原絲。

技術領域

本發明屬于中間相瀝青基碳纖維紡絲設備領域，涉及一種用于中間相瀝青基碳纖維原絲紡絲的噴絲板，具體為一種制備中間相瀝青基碳纖維原絲的噴絲板及方法。

背景技術

碳纖維具有質輕、高強、耐熱好等優良性能，對于航天航空領域有著特別重要的意義，而中間相瀝青基碳纖維由于其具有高模量和高導熱的特性以及負熱膨脹系數，使其特別適合用于制備高導熱及對尺寸穩定性要求特別高的復合材料，應用于衛星、導彈及太空中溫度差異大的環境中。

中間相瀝青基碳纖維的制備難度主要在于原絲紡絲，原絲紡絲的難度在于對紡絲條件的精確控制，因為中間相瀝青溫度敏感性強，可紡溫度范圍窄，因此需要對紡絲溫度進行精確的控制。而現有的噴絲板設計均為輻射加熱方式，從外圍向中心輻射，這種方式都會造成噴絲板中心和外圍的溫度偏差大，均溫性差，因此很難控制使噴絲板的中心溫度和外圍溫度都在中間相瀝青的可紡溫度范圍內，這就容易造成斷絲、糊板、直徑偏差等，影響原絲品質。因此，需要研究一種能夠保證中心和外圍溫度偏差小、均溫性好的噴絲板。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種制備中間相瀝青基碳纖維原絲的噴絲板及方法，噴絲板上有紡絲模塊設計，并在噴絲板中設計中空流道，通過在中空流道中通入導熱媒介，使各紡絲模塊溫度一致，降低溫度差，解決制備中間相瀝青基碳纖維原絲時噴絲板各處溫度不均的問題，從而很好的將噴絲板整體溫度控制在中間相瀝青的最優紡絲溫度范圍內。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種制備中間相瀝青基碳纖維原絲的噴絲板，包括噴絲板本體，噴絲板本體上依次設置有多個呈間隔設置的紡絲孔單元，噴絲板本體內部沿紡絲孔單元之間的間隔設置有蛇形的導熱媒介流道，導熱媒介流道的兩端分別為導熱媒介入口和導熱媒介出口；各紡絲孔單元包括多個紡絲孔。

優選的，各紡絲孔單元設置在與其一一對應的可拆卸的紡絲模塊上，噴絲板本體上設置有與各紡絲模塊一一對應的紡絲模塊安裝孔，各紡絲模塊嵌裝在對應的紡絲模塊安裝孔中。

優選的，多個紡絲模塊位于同一圓周上，各紡絲模塊的水平截面為扇形，各紡絲模塊在切線方向的縱向截面為倒梯形，紡絲模塊安裝孔的形狀與紡絲模塊的形狀配合。

進一步的，噴絲板本體的水平截面為圓形。

進一步的，噴絲板本體上的紡絲孔為非布滿式，其中心部位留有能夠安放吹風裝置的空間。

優選的，各紡絲孔單元中的多個紡絲孔呈矩陣式排列，每個紡絲孔單元上紡絲孔的數量為10～100個。

一種制備中間相瀝青基碳纖維原絲的方法，基于如上所述的噴絲板，將經過加熱的導熱媒介從導熱媒介入口輸入噴絲板主體，經過導熱媒介流道后從導熱媒介出口輸出，經過1～2小時的循環加熱，使各紡絲孔單元的溫度達到紡絲溫度且保持恒定；

紡絲時，融化后的中間相瀝青經過分配、均壓、過濾后進入噴絲板，經紡絲孔噴出原絲，經牽伸、集束、上油、干燥后收卷，完成紡絲，得到中間相瀝青基碳纖維原絲。