[发明专利]聚对苯二甲酰对苯二胺的专业纺丝系统装置

说明书

技术领域

本发明公开了一种聚对苯二甲酰对苯二胺的专业纺丝系统装置，属于特种高性能纤维生产技术领域，特别属于芳纶纺丝生产技术领域。

背景技术

聚对苯二甲酰对苯二胺具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、耐有机溶剂腐蚀、密度低等特性和特点，且具有适当的韧性可进行纺织加工。因聚对苯二甲酰对苯二胺具有极高的强度，是优质钢材的5～6倍，模量是钢材、玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5，用其纺出的丝拥有“人造钢丝”的美誉。“人造钢丝”在航空航天、国防军工、防护装甲、高级轮胎、交通桥梁、结构工程、通讯光纤、海底输油管道、土木结构工程等领域有重要的运用价值。

目前，国际上只有四家公司，拥有能够工业规模化生产聚对苯二甲酰对苯二胺长纤维的技术，产能大的两家是美国杜邦公司和日本帝人公司，杜邦产能为3.3万吨/年，帝人产能为2.65万吨/年，这两家为全世界需求高性能纤维的客户提供着各种型号的产品，他们掌握的大规模工业化生产技术对外界没有文字记载，对全球各国更没有技术出口与许可；产能小的两家是韩国科隆1000吨/年，和俄罗斯的1000吨/年，他们的生产技术对外也没有文字介绍，同样也没有技术出口与许可。

因芳纶长纤维在军事、国防等领域有着不可替代的重要运用价值，技术非拥有国都在努力研制寻找可大规模工业化再现的生产技术。

现在，大家知道的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纺丝系统是：反应釜、脱泡装置、纺丝机，将一定比例的聚对苯二甲酰对苯二胺粉料和硫酸一次性加入反应釜，在一定温度下搅拌溶解成液晶态，然后送至带搅拌的脱泡装置内进行脱泡处理，之后通过纺丝机纺出长纤维丝来。这类已知的纺丝系统技术存在着如下问题：

1.由于反应釜搅拌效率低，物料混合、溶解耗时长且难以控制，剪切效率低，混合效率差，导致物料溶解难于达到理想效果；

2.由于脱泡设备搅拌效率低，耗时长且物料脱泡效率差，严重影响后续纺丝；

3.由于溶解、脱泡耗时过长，物料降解严重，影响产品质量；

4.由于反应釜溶解，物料脱泡为间歇过程，影响连续纺丝顺利进行；

5.溶解和脱泡分别在两个不同装置内进行，存在设备之间的物料输送问题和相同设备的切换问题等。

6、在不同设备内进行溶解和脱泡后而成的液晶态物料，从脱泡装置直接送入纺丝机，影响成丝品质，断丝率高，影响PPTA的工业规模化生产。

由于已经知道的芳纶纺丝系统存在上述问题，使得芳纶长纤维国产化工业进程缓慢。

面对现状，迫切需要尽快自主研制成功一种聚对苯二甲酰对苯二胺的专业纺丝系统技术，促进芳纶长纤维国产化进程，早日扭转我国长期依赖进口的局面。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚对苯二甲酰对苯二胺的专业纺丝系统装置，其具有生产连续顺畅，系统设计合理，成品丝品质高，断丝率低，且物料溶解脱泡在系统的一个设备内完成，效果好的特点。

本发明的目的是这样实现的：一种聚对苯二甲酰对苯二胺的专业纺丝系统装置，它有纺丝原液螺杆混合溶解机和纺丝机，纺丝原液螺杆混合溶解机的出料口接纺丝机的物料输入口；

在纺丝原液螺杆混合溶解机和纺丝机之间可以有过滤机，纺丝原液螺杆混合溶解机的出料口接过滤机的物料输入口，过滤机的物料输出口接纺丝机的物料输入口；

其中，纺丝原液螺杆混合溶解机有预混合螺杆挤出机和混溶螺杆挤出机，预混合螺杆挤出机有螺杆，螺杆的一端接动力源，螺杆的另一端通过连接件与混溶螺杆挤出机连通固定连接；混溶螺杆挤出机也有螺杆，螺杆的一端接动力源，螺杆的另一端接出料口，螺杆紧密匹配有壳体；

纺丝原液螺杆混合溶解机上的壳体外部包有加热片；

纺丝原液螺杆混合溶解机上的加热片上装有温控装置；

纺丝原液螺杆混合溶解机上的螺杆由单头螺纹块、或双头螺纹块、或捏合螺纹块、或反向单头螺纹块、或反向双头螺纹块单独或组合组成；

纺丝原液螺杆混合溶解机上的预混合螺杆挤出机是加料段，混溶螺杆挤出机是混溶段；或是，预混合螺杆挤出机有加料段和混合段，混溶螺杆挤出机是混溶段；或是，预混合螺杆挤出机有加料段和混合段，混溶螺杆挤出机有脱气段和调压段；或是，预混合螺杆挤出机有加料段和混合段，混溶螺杆挤出机有混溶段、脱气段和调压段；

纺丝原液螺杆混合溶解机上的混溶螺杆挤出机上开有一个或两个或多个排气室(多个是两个以上)，排气室密封连接真空机。