[发明专利]一种制备PAN纺丝原液的连续脱泡装置和连续脱泡方法

说明书

本发明公开了一种制备PAN纺丝原液的连续脱泡装置和连续脱泡方法，包括动力传动模块、脱泡模块和挤出模块，其中，所述动力传动模块包括电机、上主轴和主轴固定座，电机和上主轴之间通过电机带轮和同步带连接，上主轴通过主轴固定座进行定位；所述脱泡模块，包括筒体和刮膜脱泡装置，所述筒体为密封筒体，其顶部设置有抽真空装置，其外壁设置有夹套，其上端设置进料口；刮膜脱泡装置的刮膜器主轴与上主轴连接，分配器设置于刮膜器主轴的上端，且位于进料口的下方；若干刮膜器与刮膜器主轴同轴设置；刮膜器主轴与所述筒体同轴设置，刮膜器外边缘与筒体内壁的距离为0.5‑3mm；所述挤出模块设置于脱泡模块的出料端。

技术领域

本发明涉及高分子化纤行业纺丝原液脱泡技术领域，尤其是一种制备PAN纺丝原液的连续脱泡装置和连续脱泡方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维是一种新型材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等优异性能，既可以作为高性能复合材料的增强材料，又可作为功能材料，因而在航空航天、军事领域和先进工业领域都实现了正式化和规模化的应用，目前其应用领域仍在迅速扩展，是一种重要的军民两用材料。

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的生产过程包括聚合、纺丝、预氧化与碳化4个步骤，概括为两大核心技术：高品质原丝技术和高温碳化热处理技术，高品质PAN原丝技术是实现高性能碳纤维突破的关键点，也是基础保障。

高性能的PAN原液是制备高性能PAN原丝的关键。PAN纺丝原液在聚合和混合的过程中以及输送过程中会渗入气体而形成气泡，而这些气泡的存在会造成毛丝，甚至断丝，从而影响纺丝的稳定性和纤维力学性能。纺丝原液气泡的存在，是原丝组织结构的一个缺陷源，是影响PAN原丝性能的一项重要指标。因此为保证原丝的质量，在纺丝前需进行脱泡处理。

目前常用的脱泡装置为脱泡塔装置，通过伞面的倾斜度和多级伞面组合使液面形成加长。纺丝原液脱泡法有常压静置脱泡法和连续式真空脱泡法，常压静置脱泡时间较长，效率低，微泡去除困难；连续式真空脱泡，真空度高，气泡胀大快，脱泡速度快，但过高的真空度容易将丙烯腈迅速气化而形成气泡，不容易被脱除，以及容易使溶剂一起带出的问题，必将引起原液粘度、固含量和组分的变化，造成原液的均一性变差，对纺丝不利。

以上脱泡装置和脱泡方法，需将整个脱泡釜充满定量后，才能进行后续的纺丝工序，造成纺丝原液制备周期加长，时间成本加大。而且干喷湿纺工艺技术条件下，对纺丝原液的质量要求更高，纺丝原液的用量更大，按照常规脱泡装置和脱泡方法满足不了干喷湿纺工艺要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种制备PAN纺丝原液的连续脱泡装置和连续脱泡方法，能够在低温真空状态下连续动态脱泡，具有工艺简单实用，脱泡效果好的特点。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种制备PAN纺丝原液的连续脱泡装置，包括动力传动模块、脱泡模块和挤出模块，其中，

所述动力传动模块包括电机、上主轴和主轴固定座，电机和上主轴之间通过电机带轮和同步带连接，上主轴通过主轴固定座进行定位；

所述脱泡模块，包括筒体和刮膜脱泡装置，所述筒体为密封筒体，其顶部设置有抽真空装置，其外壁设置有夹套，其上端设置进料口；

刮膜脱泡装置，包括刮膜器主轴、若干刮膜器和分配器，其中，刮膜器主轴与所述上主轴连接，分配器设置于刮膜器主轴的上端，且位于进料口的下方；若干刮膜器分布设置于刮膜器主轴上，且与刮膜器主轴同轴设置；

刮膜器整体上包括对称设置的两个圆台体结构，两者的交界面为圆台体的大径端；