[发明专利]一种卧式多级水洗装置及用其制备聚丙烯腈基碳纤维原丝的方法

权利要求书

1.一种卧式多级水洗装置，其特征在于，其结构如下：所述卧式多级水洗装置包括箱体和设置在箱体中的一级拉伸模块、二级拉伸模块和三级拉伸模块，所述一级拉伸模块、二级拉伸模块和三级拉伸模块依次平行排列，每级拉伸模块中均设有平行排布的热辊；一级拉伸模块和二级拉伸模块之间、二级拉伸模块和三级拉伸模块之间均设有可活动拆卸的挡板，挡板上设有走丝通孔；每级拉伸模块配有凝固液循环箱，凝固液进口和凝固液出口设置在两个相对的侧壁上，凝固液循环箱内设有浓度检测装置。

2.根据权利要求1所述的卧式多级水洗装置，其特征在于，每级拉伸模块中的热辊为2～4个，每两个热辊间设有一个温度传感器。

3.根据权利要求1所述的卧式多级水洗装置，其特征在于，每个所述凝固液进口处设有阀门，每个所述凝固液出口处设有浓度传感器。

4.根据权利要求3所述的卧式多级水洗装置，其特征在于，每个所述凝固液循环箱设置在对应拉伸模块的下方，其内设有循环泵和加热盘管，每个所述凝固液循环箱均配有凝固液补充罐，所述凝固液补充罐与所述浓度传感器连接。

5.根据权利要求1～4任一项所述的卧式多级水洗装置，其特征在于，所述走丝通孔设置在所述挡板的上部。

6.一种聚丙烯腈基碳纤维原丝的制备方法，其特征在于，采用权利要求5所述的卧式多级水洗装置将聚丙烯腈初生纤维进行脱溶剂和牵伸，用于制备聚丙烯腈基碳纤维原丝。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)关闭阀门，将配置好的凝固液装入对应的凝固液循环箱中，启动加热盘将凝固液加热到所需温度，保温；

2)启动热辊，保持所有热辊转速和转向一致，安装挡板，将聚丙烯腈初生纤维经过导丝器导入卧式多级水洗装置中，按预设丝路依次在热辊上走丝，聚丙烯腈初生纤维出卧式多级水洗装置后用收丝器暂时收丝，安装挡板；

3)打开阀门，同时开启三个循环泵将凝固液打入各拉伸模块中，开启热辊加热，将凝固液升温到预设数值，调节各热辊的转速，对聚丙烯腈初生纤维进行牵伸；

4)将牵伸后的聚丙烯腈初生纤维从步骤2)的收丝器上取下，导入水洗设备中进行水洗，水洗后进行热定型、上油、致密化，最后收丝，即得聚丙烯腈基碳纤维原丝。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，每级拉伸模块所用凝固液为同一有机溶液的水溶液，所述有机溶液选自DMSO、DMAc、DMF、碳酸丙烯酯和N-甲基吡咯烷酮中的一种，一级拉伸模块中凝固液浓度为25％～40％，二级拉伸模块中凝固液浓度为15％～30％，三级拉伸模块中凝固液浓度为3％～10％。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，一级拉伸模块凝固液的温度为10～30℃，二级拉伸模块的温度为30～50℃，三级拉伸模块的温度为40～60℃。

10.根据权利要7所述的方法，其特征在于，一级拉伸模块凝固液的额外牵伸倍数为150％～400％，二级拉伸模块的额外牵伸倍数为100％～200％，三级拉伸模块的额外牵伸倍数为50％～150％。