[实用新型]一种熔喷法制备沥青基碳纤维毡的生产装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碳纤维的生产装置，具体地说是一种熔喷法制备沥青基碳纤维毡的生产装置。 

背景技术

目前生产熔喷碳纤维的原丝主要包括粘胶纤维、聚丙烯腈纤维、沥青纤维，沥青纤维由于其极强的脆性从而对生产工艺及装置提出了更高的要求。 

目前日本大阪煤气及吴羽均已实现工业化熔喷装置生产沥青基碳纤维毡，近年来大阪煤气已增设一条沥青基碳纤维的熔喷生产线，但纤维直径以及长度的离散系数较大，成毡厚度受到一定的限制。日本吴羽化学公司实现工业化生产的工艺采用以通用级各向同性沥青为原料的离心/熔喷纺丝路线，后道工序为稳定化和炭化。 

在现有的专利中，相关结构不能满足沥青的熔喷纺丝。在专利申请号03106783.2熔喷装置中，提供了一种带有一个排放细丝的喷嘴，同时一个可连续运动的沉积网帘被排布在该喷嘴的下方，用于制取熔喷制品的细丝能被沉积到该沉积网帘上。在沉积网帘处还设置有一个抽吸装置，用于抽吸空气通过沉积网帘。沿着其纵向，沉积网帘上设置有若干个相互分隔开的抽吸区域的熔喷装置，该装置相互分隔开的抽吸区域之间的一致性匹配难度大，容易造成熔喷毡的不均匀性，单个喷嘴的效率极低，不适合于产业化生产。 

专利申请号94111475.9熔喷法非织造布生产方法及其设备中，提供了一种带有热轧机及卷绕机的非织造布生产设备，无纺布的结合方式为纺粘布-熔喷布-纺粘布，用热轧机将它们热轧挤压成一体。由于沥青纤维脆性大，不能采用热轧挤压的方式，因此该装置不适合于沥青基碳纤维的生产。 

专利申请号201010003214.6熔喷装置中，提供了一种热牵伸空气多段分配，相邻的分配段之间具有伸缩缝的熔喷装置，该装置容易造成热牵伸空气分配不匀，各空气分配段参数的一致性、均匀性的控制难度大，从而导致成毡不均匀。。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种成毡性好、操作简单的熔喷法制备沥青基碳纤维毡的生产装置。 

本实用新型包括： 

真空自动抽吸上料装置，用来将原料送入料斗； 

料斗，用来存储真空自动抽吸上料装置来的原料,料斗设有氮气置换装置，将料斗内的空气置换干净，使物料处于惰性气氛保护下； 

计量皮带输送机，用来将料斗下来的原料计量输送到双螺杆挤压机； 

双螺杆挤压机，将计量皮带输送机输送来的原料沥青熔融均匀； 

增压泵，控制流量和压力，使经过双螺杆挤压机熔融后的沥青经两级过滤装置进入纺丝模头； 

过滤装置，用来过滤熔融后的沥青； 

纺丝模头，用来将过滤后熔融的沥青经过喷丝板喷成丝； 

纺丝室，用来将沥青丝用热空气牵伸；纺丝室内设有抽废气装置，将废气抽走； 

双滚筒接收装置，用来接收经热空气牵伸的丝； 

传送带，用来接收滚筒接收装置下来的沥青丝，并将沥青毡送入连续不熔化设备进行氧化反应，再进入连续炭化设备进行高温炭化反应制备出沥青碳纤维； 

抽风风机，位于传送带下方，将毡与网布吸在一起，又保证纺丝室内为负压，从而使喷出的短纤维能顺利进入双滚筒接收装置； 

连续不熔化设备，用来对沥青毡进行氧化处理； 

连续炭化设备，用来对氧化处理后的氧化沥青毡进行高温炭化处理，成为沥青碳纤维毡。 

上述的双螺杆挤压机为2-4段，连接有抽真空装置，真空度为-0.06～-0.1MPa，双螺杆的出口设有排料装置，双螺杆温度为320-400℃，螺杆转速60-240rpm。 

上述的过滤装置为两级过滤，一级过滤精度为10-60μm，二级过滤精度为2-8μm。 

上述的纺丝模头温度340-360℃，模头压力2-12MPa，喷丝板孔数为1000-3000孔。 

双滚筒接收装置的双侧分别设网布放卷轴，网布与传送带一起运行，加固在毡的上下两侧。 

上述的增压泵可以是齿轮泵。 

上述的连续不熔化设备的不熔化温度为330-360℃，不熔化反应时间6-10h； 

上述的连续炭化设备的炭化温度为1000-1300℃，炭化时间0.5-1.5h。 

工艺过程如下：纺丝沥青通过真空自动抽吸上料装置，送入到螺杆挤压机上方的料斗内，通过氮气置换装置将料斗内的空气置换干净，使物料处于惰性气氛保护下，单位纺丝沥青所耗氮气量4-10L/kg。