專利名稱：聚丙烯腈漿粕狀纖維的制備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚丙烯腈漿粕狀纖維(腈綸漿粕)的制備方法。
背景技術：
腈綸漿粕除具有腈綸本身所具有的優異的環境適應性，對濕度不敏感以及較高的使用溫度外，還具有原纖化程度高、在基體中的分散性能好及干、濕加工性能好的特點。在絕大多數情況下可以取代石棉或芳綸漿粕用于摩擦密封材料、特種紙、無紡布等多個領域，性價比高。目前，腈綸漿粕的制備技術方面所見報導不多，只有以下幾種腈綸廢絲碾磨法、離心紡絲法和增塑熔融擠出研磨法以及沉析法。
美國的Sterling公司利用將腈綸長絲或廢絲經切割設備割成一定長度的短纖維，在水中分散進行機械叩解和研磨，纖維被撕裂而原纖化，使其表面產生微纖狀毛羽而形成高度原纖化的PAN漿粕，商品名為CFF系列。該方法制備聚丙烯腈漿粕，存在研磨能耗高、得到的漿粕帶狀結均勻性較差等缺點。
USP5296286提出了噴射紡絲法制備聚丙烯腈漿粕，即是將聚丙烯腈的紡絲原液通過一長的狹縫形模口而被擠出，經噴管型的高速成氣流裝置所拉伸或在狹縫形模口周圍開有高速氣流噴孔，原液一經模口壓出，立即受到周圍高速氣流的噴吹，從而形成漿粕。該方法設備復雜，成本較高。
US5401576、KR9208998等文獻提出了增塑熔融擠出研磨法制備聚丙烯腈漿粕，即將用水增塑的聚丙烯腈升溫熔融狀態，然后降溫到熔點以下，使其成為過冷熔體；擠出后研磨叩解，得到長度為1～20mm、直徑為0.1～50μm的聚丙烯腈漿粕。
另外，我們在CN200410093262中提出了用沉析法制備聚丙烯腈漿粕，即將聚丙烯腈粉末在二甲基乙酰胺等極性有機溶劑中完全溶解，配制成均勻的漿液，該漿液注入凝固液中，在強剪切力的作用下，直接沉析出聚丙烯腈漿粕。該法省略了紡絲、切斷、研磨等工序，可以大幅度降低制造成本，但該方法工藝條件比較苛刻，較難控制。

發明內容
本發明的目的在于提供一種新的制備聚丙烯腈漿粕狀纖維的方法。
本發明的技術方案是采用含不同結構單體或含不同比例的同種結構單體的兩種聚丙烯腈聚合體進行雙組分共混濕法紡絲，得到內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈絲束纖維，經纖維切斷機切割成長度為2～10mm的短纖維，分散于水中形成0.1～8wt％的懸浮液后，以2～10t/h的流量泵入單盤或雙盤磨漿機中研磨，使聚丙烯腈纖維原纖化，形成漿粕狀纖維。
本發明與現有制備技術相比具有以下優點
本發明采用不同結構單體(又稱第二單體)或含不同比例同種結構單體的兩種聚丙烯腈聚合體進行雙組分共混濕法紡絲，利用共混漿液在凝固過程中發生相分離形成多微孔結構的原理，采用常規的聚丙烯腈纖維的紡絲工藝，得到內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈絲束纖維，這種結構的絲束經切短后，在水中易分散、且在研磨過程中易原纖化，既可大大減低研磨能耗，又可得到結構均勻、高度原纖化的聚丙烯腈漿粕狀纖維，見附圖。


附圖1為本發明制備的聚丙烯腈漿粕狀纖維的掃描電鏡照片。
附圖2為本發明制備的聚丙烯腈漿粕狀纖維的濾水曲線圖。
具體實施例方式
一種聚丙烯腈漿粕狀纖維的制備方法，采用不同結構單體(又稱第二單體)或含不同比例同種結構單體的兩種聚丙烯腈聚合體進行雙組分共混濕法紡絲，得到內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈絲束纖維，經切短、分散、研磨，得到聚丙烯腈漿粕狀纖維。
所述的聚丙烯腈聚合體中的兩種結構單體為丙烯酸甲酯(或甲基丙烯酸甲酯)與醋酸乙烯酯，在聚合體中的含量都為5～15％，分別稱為聚丙烯腈聚合體A和B。
所述的聚丙烯腈聚合體中的不同比例同種結構單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等單體中的一種，在聚合體中的含量為5～15％，兩種聚合體中的結構單體的比例差在3～10％，分別稱為聚丙烯腈聚合體A′和B′。
所述的雙組分共混濕法紡絲是指紡絲原液中聚丙烯腈聚合體A和B(或A′和B′)含量比為(5∶95～95∶5)，采用腈綸常規紡絲工藝，利用共混漿液在凝固過程中發生相分離形成多微孔結構的原理，紡制得到的內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈纖維絲束。
所述的將纖維切短，采用常規纖維切斷設備將聚丙烯腈纖維絲束切割成長度為2～10mm的短纖維，并將其分散于水中形成0.1～8wt％的懸浮液。
所述的懸浮液以2～10t/h的流量泵入在單盤或雙盤磨漿機中研磨，使內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈纖維原纖化。
所述的聚丙烯腈漿粕狀纖維，是指聚丙烯腈的高度原纖化纖維，其結構呈樹枝狀分布，即每根基干上都附有許多微纖，表面毛羽非常豐富。
實例1稱取10kg含7.5％丙烯酸甲酯的聚丙烯腈聚合體溶解于670kg的44％的硫氰酸納水溶液中，再稱取90kg含7.5％醋酸乙烯酯的聚丙烯腈聚合體溶解于上述溶液中，形成雙組分共混紡絲原液，該溶液采用常規聚丙烯腈纖維濕法紡絲工藝，包括紡絲、拉伸、水洗、干燥等過程，得到聚丙烯腈共混纖維絲束。
將得到的纖維絲束在纖維切斷機切成長度為8mm的短纖維，稱取50kg分散于5t水中，以3t/h的流量泵入雙盤磨漿機中研磨，漿液經離心脫水干燥得到聚丙烯腈漿粕狀纖維，長度分布為2.0±0.4mm，肖氏打漿度為40.3°SR.
實例2稱取20kg含7.5％丙烯酸甲酯的聚丙烯腈聚合體溶解于670kg的44％的硫氰酸納水溶液中，再稱取80kg含7.5％醋酸乙烯酯的聚丙烯腈聚合體溶解于上述溶液中，形成雙組分共混紡絲原液，該溶液采用常規聚丙烯腈纖維濕法紡絲工藝，包括紡絲、拉伸、水洗、干燥等過程，得到聚丙烯腈共混纖維絲束。
將得到的纖維絲束在纖維切斷機切成長度為6mm的短纖維，稱取80kg分散于5t水中，以8t/h的流量泵入雙盤磨漿機中研磨，漿液經離心脫水干燥得到聚丙烯腈漿粕狀纖維，長度分布為1.9±0.4mm，肖氏打漿度為45.4°SR.
實例3稱取20kg含5％丙烯酸甲酯的聚丙烯腈聚合體溶解于670kg的44％的硫氰酸納水溶液中，再稱取80kg含10％丙烯酸甲酯的聚丙烯腈聚合體溶解于上述溶液中，形成雙組分共混紡絲原液，該溶液采用常規聚丙烯腈纖維濕法紡絲工藝，包括紡絲、拉伸、水洗、干燥等過程，得到聚丙烯腈共混纖維絲束。
將得到的纖維絲束在纖維切斷機切成長度為5mm的短纖維，稱取100kg分散于5t水中，以10t/h的流量泵入雙盤磨漿機中研磨，漿液經離心脫水干燥得到聚丙烯腈漿粕狀纖維，長度分布為2.1±0.4mm，肖氏打漿度為41.2°SR.
權利要求
1.一種聚丙烯腈漿粕狀纖維的制備方法，其特征在于采用不同結構單體(又稱第二單體)或不同比例的同種結構單體的兩種聚丙烯腈聚合體進行雙組分共混濕法紡絲，得到內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈絲束纖維，經切割、分散、研磨，得到聚丙烯腈漿粕狀纖維。
2.根據權利要求1所述的一種聚丙烯腈漿粕的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯腈聚合體中的兩種結構單體為丙烯酸甲酯(或甲基丙烯酸甲酯)與醋酸乙烯酯，在聚合體中的含量都為5～10％，分別稱為聚丙烯腈聚合體A和B。
3.根據權利要求1所述的一種聚丙烯腈漿粕的制備方法，其特征在于所述的聚丙烯腈聚合體中不同比例的同種結構單體為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯中的一種，在聚合體中的含量為5～10％，兩種聚合體中的結構單體的比例差在3～10％，分別稱為聚丙烯腈聚合體A′和B′。
4.根據權利要求1和2所述的一種聚丙烯腈漿粕的制備方法，其特征在于所述的雙組分共混濕法紡絲是指紡絲原液中聚丙烯腈聚合體A和B(或A′和B′)含量比為(5∶95～95∶5)，采用腈綸常規紡絲工藝紡制得到的內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈絲束纖維。
5.根據權利要求1所述的一種聚丙烯腈漿粕的制備方法，其特征在于所述的將纖維切短，采用常規纖維切斷設備將聚丙烯腈纖維絲束切割成長度為2～10mm的短纖維。
6.根據權利要求1所述的一種聚丙烯腈漿粕的制備方法，其特征在于將權利要求5所述的短纖維分散于水中形成0.1～8wt％的懸浮液。
7.根據權利要求1所述的一種聚丙烯腈漿粕的制備方法，其特征在于權利要求6所述的懸浮液以2～10t/h的流量泵入單盤或雙盤磨漿機中進行研磨，使內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈纖維原纖化。
8.根據權利要求1所述的一種聚丙烯腈漿粕的制備方法，其特征在于所述的漿粕狀纖維，其結構呈樹枝狀分布，即每根基干上都附有許多微纖，表面毛羽非常豐富。
全文摘要
一種聚丙烯腈漿粕狀纖維(以下簡稱腈綸漿粕)的制備方法。腈綸漿粕除了具有腈綸優異的環境適應性和耐化學試劑腐蝕外，還具有高度原纖化、在水相容易分散的特點，可替代石棉用于摩擦、密封材料、造紙等多個領域，應用范圍非常廣泛。本發明采用不同結構單體或含不同比例的同種結構單體的兩種聚丙烯腈聚合體，進行雙組分共混濕法紡絲，得到內部微孔豐富、微纖疏松的聚丙烯腈絲束纖維，經纖維切斷機切割成長度為2～10mm的短纖維分散于水中形成0.1～8wt％的懸浮液，以2～10t/h的流量泵入單盤或雙盤磨漿機中進行研磨，使聚丙烯腈纖維原纖化，形成漿粕狀纖維。該方法制備的聚丙烯腈漿粕原纖化程度高、分散性好、結構均勻。
文檔編號D01F6/18GK101058896SQ20061002577
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月17日 優先權日2006年4月17日
發明者尤秀蘭, 李錦春, 尤松, 陳洪新 申請人:上海蘭邦工業纖維有限公司