[发明专利]一种纤维浆粕的制备方法及其制备的纤维浆粕

说明书

本发明涉及有机纤维的制备领域，具体涉及一种纤维浆粕的制备方法，其主要步骤为：将短切纤维依次通过去离子水浸泡处理、液氮浸泡处理、立式涡流磨进行机械化研磨、原纤化处理，再通过旋风分离器与空气分开，制得纤维浆粕。该方法工艺稳定且流程短、对环境无污染，所得产品纯净、无杂质污染，纤维浆粕的平均长度为0.5～3mm，比表面积为6～15m²/g，适用于橡塑增强、树脂增强、摩擦材料、密封材料、高性能纸等领域。

技术领域

本发明涉及一种有机纤维及其制备领域，具体涉及一种纤维浆粕及其制备方法。

背景技术

纤维浆粕是纤维的一种差别化产品，密度比纤维略低，化学结构与纤维相同，保留了纤维绝大部分的优异性能。纤维浆粕呈毛绒状，毛羽丰富，比表面积较大，浆粕与基体的抓附结合力较强。因此，纤维浆粕具有优异的高强、高模、耐高温、阻燃、耐磨等特性，在橡塑增强、树脂增强、摩擦材料、密封材料、高性能纸等方面具有广泛的应用前景。

现有技术中，制备纤维浆粕的主要方法为湿法磨浆法和沉析法。湿法磨浆法是将纤维长丝短切成需要的长度后，分散于特定的介质液体中，经过磨浆、筛浆、过滤、干燥、开松等工艺步骤，得到浆粕成品。该方法的缺点是工艺流程复杂，生产过程中产生大量废水，废水处理困难而且污染环境。沉析法是将单体聚合反应后形成的高分子液晶态冻胶体，注入到一定溶剂中，然后沉析形成沉析纤维，经过水洗、干燥、开松，得到浆粕。沉析法虽然简化了工艺流程，但是，PBO纤维、芳纶纤维等纤维的聚合工艺条件极为苛刻，控制难度较大，难以保证浆粕的稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种纤维浆粕的制备方法，该方法工艺稳定且流程短、对环境无污染，所得的产品纯净、无杂质污染，纤维浆粕的平均长度为0.5～3mm，比表面积为6～15m²/g，适用于橡塑增强、树脂增强、摩擦材料、密封材料、高性能纸等领域。

一种纤维浆粕的制备方法，包括以下步骤：

(1)将短切纤维在水中浸泡10-30min，控制含水率在30～60％；

(2)将步骤(1)得到的短切纤维在液氮中浸泡5～20s；

(3)将步骤(2)得到的短切纤维通过立式涡流磨进行机械化研磨、原纤化处理，再通过旋风分离器与空气分开，制得纤维浆粕。

所述步骤(1)中短切纤维的长度为3～8mm。

所述步骤(1)中短切纤维的单丝纤度为1.0D～3.0D，弹性模量为80～280GPa。

所述步骤(1)中短切纤维包括PBO纤维、芳纶纤维中的一种。

优选所述PBO纤维的弹性模量为180～280GPa；优选所述芳纶纤维的弹性模量为80～120GPa。

所述立式涡流磨的转速为2000～4000r/min。

所述立式涡流磨中运动部件研磨板与齿形内衬之间的间隙为1～3mm。

上述方法制备的纤维浆粕。

所述纤维浆粕的比表面积为6～15m²/g。

所述纤维浆粕的平均长度为0.5～3mm。

所述纤维浆粕包括PBO浆粕、芳纶浆粕中的一种。

本发明中所用的水为去离子水。

本发明的有益效果：

(1)短切纤维在水中浸泡后，纤维芯层的原纤间充满水分，充分润涨；采用低温液氮迅速处理短切纤维，使纤维中的水份原位凝结，有利于短切纤维的原纤化。