CN112391683A - 一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法 - Google Patents
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Abstract
一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其包括如下步骤：纺丝机高温熔融纺丝后，向纺丝机箱内通入低软化点的沥青或树脂完全填充所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；通过高温高纯氮气排出所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板内部沥青或树脂；将所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板从纺丝机箱中拆卸出并冷却；将所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板真空高温煅烧；高压气枪一级冲洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；超声波震动清洗将所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；高压气枪二级冲洗将所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板。本发明可高效清洗炭纤维组件、底部喷丝板，使纺丝组件及喷丝孔光洁，且保持一定的精度及尺寸稳定。
Description
技术领域
本发明涉及炭纤维纺丝装备清洗领域，特别是炭纤维纺丝组件及底部喷丝板的清洗方法。
背景技术
组件及底部喷丝板是纺丝部件中最为重要的组成部分之一，在纺丝过程中粘流态的高聚物通过纺丝组件及底部喷丝板变成特定截面的细流体，再经过牵伸、冷凝固化为丝状物。纺丝后，纺丝组件内部空腔及底部喷丝板上的喷丝孔会填充满纺丝原料。现有纺丝组件及底部喷丝板常用的清洗方法分为物理、化学方法，如高温焚烧法、流化床法、盐析法、溶解法、超声波清洗法等，且对于纺丝原材料的不同，方法有所不同。
如中国专利CN103556236A公开了一种底部喷丝板清洗方法，该方法为对纺丝后底部喷丝板高温预热分解处理，后经过水洗、三甘醇高温浸泡处理、碱水清洗等步骤清洗底部喷丝板，此方法所涉及领域为纺织品纺丝制备装备领域。由于三甘醇不可溶解炭纤维的原材料沥青，因此该方法不适用于炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗。
又如中国专利CN105088A及CN105671652A公开了一种底部喷丝板清洗方法，该方法包括步骤为、从纺丝组件上拆下底部喷丝板，将底部喷丝板浸入容器中的溶剂，再将所述容器浸入水浴中，采用升温和超声相结合的方式清洗，清洗完成后取出底部喷丝板，经烘干，再用经过精密过滤的气体吹扫底部喷丝板表面。该方法设计领域为一种生产聚丙烯睛纤维用的底部喷丝板的清洗方法，该方法所用溶剂为二甲基亚矾、二甲基甲酞胺、二甲基乙酞胺、硫氰酸钠水溶液或氯化锌水溶液中的至少一种。该方法助剂也均不可溶解炭纤维的原材料沥青，因此该方法也不适用于炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗。
同时又如中国专利CN101805930A公开了一种聚苯硫醚熔融纺丝底部喷丝板的清洗方法，该方法包括步骤为、先采用联苯-联苯醚做清洗剂循环流动清洗底部喷丝板，后经煅烧炉煅烧、超声波清洗、压缩空气吹干，最终完成底部喷丝板的清洗。该方法清洗底部喷丝板流程复杂，耗水耗电耗时，且产生联苯-联苯醚废液较难处理。该方法仅适用于聚苯硫醚熔融纺丝底部喷丝板清洗，也无法适用于炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗。
以上专利均未于纺丝后期提前减少纺丝组件和底部喷丝板内的纺丝原料残留物，因此纺丝后清洗底部喷丝板流程多，耗时长，且较难清洗干净。
而炭纤维原料软化点较高，如热敏感性萘系合成沥青软化点为280-300℃，纺丝组件及底部喷丝板温度范围为300-350℃，暂无合适的溶解溶剂，因此暂不可用溶解法清洗，而常规的炭纤维纺丝后直接高温焚烧法，所需焚烧温度高达450-500℃，对纺丝组件及底部喷丝板的外层镀层、尺寸稳定性有较大破坏。因此有必要提供一种清洁程度高、耗时短、能耗低的纺丝组件及底部喷丝板清洗方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一个清洗效果好，清洗效率高的炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法。
本发明采用了如下技术方案、一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板的清洗方法，其包括如下步骤、
S1、纺丝机高温熔融纺丝后，向纺丝机箱内通入低软化点的沥青或树脂完全填充覆盖所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S2、通入高温高纯氮气排出所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板表面附着的沥青或树脂；
S3、将所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板从纺丝机箱中拆卸出并冷却；
S4、真空高温煅烧所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S5、高压气枪一级枪冲洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S6、超声波震动清洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S7、高压水枪冲洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S8、高压气枪二级冲洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板。
进一步地，所述S1中纺丝机高温熔融纺丝后，炭纤维纺丝组件温度仍为纺丝时温度。
进一步地，所述S1中投入低软化点的沥青或树脂完全填充覆盖炭纤维纺丝组件及底部喷丝板，直至沥青或树脂从喷丝板底部溢出
进一步地，所述S1中投入低软化点沥青或树脂的软化点为100-200℃。
进一步地，所述S2中高温高纯氮气的温度与纺丝组件温度一致，且氮气压力为2-3Mpa，所述高纯氮气为99％纯度氮气。
进一步地，所述S2中排出组件及底部喷丝板内低软化点沥青或树脂，直至底部喷丝板下无低软化点沥青或树脂溢出为止。
进一步地，所述S4中真空高温煅烧所用设备为真空高温焚烧炉，且焚烧温度为250-350℃。
进一步地，所述S5中高压气枪输出气体需经过高精度空气过滤器过滤，且高精度空气过滤器所用材料为烧结材料，过滤精度为0.5-5μm。
进一步地，所述S6中超声波功率为500-2000W，工作频率为10-50Hz。
进一步地，所述S6中超声波震动清洗为水浴振动清洗，即超声波仪中放入可浸没组件及底部喷丝板喷丝板的去离子水。
进一步地，所述S7中高压水枪所用水为去离子水，水压为8-10Mpa，
进一步地，所述S7中高压气枪输出气压为0.8-1MPa。
进一步地，所述S7中高压气枪二级冲洗组件及底部喷丝板后，再放入烘箱中通风烘干。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、通过在炭纤维高温熔融纺丝后，通入低软化点沥青或树脂完全填充覆盖炭纤维纺丝组件及底部喷丝板，此时组件和底部喷丝板中将仅含少许或不含原有的高软化点的炭纤维原料，这将会大大降低了后续真空高温焚烧炉、水洗、气吹的清洗难度，同时，组件和底部喷丝板被低软化点沥青或树脂填充，则后续高温焚烧炉温度将得到降低，如正常炭纤维纺丝后直接真空高温焚烧温度为450-500℃，而炭纤维纺丝结束投入低软化点沥青或树脂填充组件及底部喷丝板后，真空高温焚烧温度可降低至250-350℃，从而减少了高温焚烧对组件及底部喷丝板尺寸稳定性、外表镀层的破坏，增长了组件和底部喷丝板的寿命，同时降低了焚烧清洗能耗。
2、炭纤维纺丝组件及底部喷丝板完全填充覆盖低软化点沥青或树脂后，通入高温高纯氮气排出炭纤维纺丝组件及底部喷丝板表面附着的沥青或树脂，直至底部喷丝板下无低软化点沥青或树脂喷出为止。通过此氮气的通入，使炭纤维纺丝组件的空腔及底部喷丝板的喷丝孔内将仅粘附了一层薄薄的低软化点的沥青或树脂，这将再大大缩短后续真空高温焚烧炉焚烧温度及处理时间，从而降低了炭纤维纺丝组件及底部喷丝板的清洗难度，提高清洗效率。
3、本清洗方法为组合式的清洗方法，高温高纯氮气排出组件及底部喷丝板内沥青或树脂后，先经过250-350℃真空焚烧，低软化点沥青或树脂裂解焦化、燃烧分解，部分脱落，焚烧后先经过高压气枪一级吹洗，使大部分裂解焦化物吹扫击落，后经过超声波高频震动，使粘附于微孔中的原料焦化分解物震落，随后再经过高压水枪冲洗，高压气枪二级冲洗，使灰尘水分得以完全脱落，该组合清洗方法使组件及底部喷丝板得到彻底的清洗干净。
4、本发明方法中，超声波清洗及高压水枪所用水为去离子水，水质稳定、纯度高，可提高超声波清洗及高压水枪去污能力，且可降低水中杂质堵孔及反沾污现象。清洗中配合使用高压气枪吹扫组件及喷丝孔，且所用气体经过高精度过滤器过滤，可再进一步增加气体吹扫清洁能力。
对本发明的技术方案详细描述，通过以下实施例作进一步说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例为本发明的一个具体实施方式，具体为以下步骤：
S1、使用萘系合成中间相沥青熔融纺丝，其纺炭纤维纺丝组件温度为320℃，纺丝后往纺丝机箱内通入软化点为200℃的沥青填充覆盖纺炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S2、打开氮气通入阀，向纺炭纤维纺丝组件中通入预先加热温度为320℃的氮气排出组件及底部喷丝板内沥青，直至底部喷丝板下无沥青喷出，且通入氮气压力3MPa；
S3、将组件及底部喷丝板从纺丝机箱内拆卸出，并冷却至常温；
S4、将已拆卸炭纤维纺炭纤维纺丝组件及底部喷丝板放入真空高温焚烧炉内350℃焚烧，焚烧时长8h；
S5、使用连接着高精度空气过滤器的高压气枪对组件及底部喷丝板一级吹扫，其中输出气压为1MPa，吹扫时长5min；
S6、把组件及底部喷丝板放入功率为1500W、工作频率为40Hz的超声波水浴中振动5min；
S7、使用连接去离子水的高压水枪冲洗组件及底部喷丝板，输出水压为10MPa，冲洗时长5min；
S8、使用连接着高精度空气过滤器的高压气枪对组件及底部喷丝板二级吹扫，其中输出气压为1MPa，吹扫时长5min；
S9、将高压气枪二级吹扫干净的组件及底部喷丝板放入烘箱中100℃通风烘干1h，获得洁净程度高，精度尺寸无变化的纺炭纤维纺丝组件及底部喷丝板。
实施例2
本实施例为本发明的一个具体实施方式，具体为以下步骤：
S1、使用萘系合成中间相沥青高温熔融纺丝，纺炭纤维纺丝组件温度为320℃，高温熔融纺丝后，投入软化点为150℃的树脂填充纺炭纤维纺丝组件及底部喷丝板，直至低软化点树脂从底部喷丝板喷出；
S2、打开氮气通入阀，向纺炭纤维纺丝组件中通入预先加热温度为320℃的氮气排出组件及底部喷丝板内树脂，直至底部喷丝板下无树脂喷出，且通入氮气压力为2MPa。
S3、纺炭纤维纺丝组件及底部喷丝板的拆卸，并冷却至常温；
S4、取已拆卸纺炭纤维纺丝组件及底部喷丝板放入真空高温焚烧炉内280℃焚烧，焚烧时长6h；
S5、使用连接着高精度空气过滤器的高压气枪对组件及底部喷丝板一级吹扫，其中输出气压为0.8MPa，吹扫时长3min；
S6、把组件及底部喷丝板放入功率为1000W、工作频率为25Hz的超声波水浴中振动3min；
S7、使用连接去离子水的高压水枪冲洗组件及底部喷丝板，输出水压为8MPa，冲洗时长3min；
S8、使用连接着高精度空气过滤器的高压气枪对组件及底部喷丝板二级吹扫，其中输出气压为0.8MPa，吹扫时长3min；
S9、将高压气枪二级吹扫干净的组件及底部喷丝板放入烘箱中100℃通风烘干1h，获得洁净程度高，精度尺寸无变化的纺炭纤维纺丝组件及底部喷丝板。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、纺丝机高温熔融纺丝后，向纺丝机箱内通入低软化点的沥青或树脂，完全填充覆盖所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S2、向纺丝机箱内通入高温高纯氮气，排出所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板表面附着的沥青或树脂；
S3、将所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板从纺丝机箱中拆卸出并冷却；
S4、真空高温煅烧所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S5、高压气枪一级枪冲洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S6、超声波震动清洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S7、高压水枪冲洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板；
S8、高压气枪二级冲洗所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板。
2.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S1中向纺丝机箱内通入低软化点的沥青或树脂时，所述炭纤维纺丝组件及底部喷丝板的温度仍为纺丝时温度，即300-350℃。
3.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S1中的投入低软化点的沥青或树脂完全填充覆盖炭纤维纺丝组件及底部喷丝板，直至沥青或树脂从喷丝板底部溢出；所述S1中的通入的沥青或树脂的软化点为100-200℃。
4.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S2中的高温高纯氮气的温度与炭纤维纺丝组件及底部喷丝板温度一致，且氮气压力为2-3Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：在所述S2中，持续通入高温高纯氮气，直至底部喷丝板下无沥青或树脂喷出为止，所述高纯氮气为99％纯度氮气。
6.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S4中的真空高温煅烧所用设备为真空高温焚烧炉，且焚烧温度为250-350℃。
7.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S6中的超声波功率为500-2000W，工作频率为10-50Hz；所述S6的超声波震动清洗为超声波水浴振动清洗，即超声波仪中放入可浸没炭纤维纺丝组件及底部喷丝板的去离子水。
8.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S7中的高压水枪所用水为去离子水，水压为8-10Mpa。
9.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S6及S8中的高压气枪输出气压为0.8-1MPa，且高压气枪输出气体需经过高精度空气过滤器过滤；所述高精度空气过滤器所用材料为烧结材料，过滤精度为0.5-5μm。
10.根据权利要求1所述的一种炭纤维纺丝组件及底部喷丝板清洗方法，其特征在于：所述S8中的高压气枪二级冲洗组件及底部喷丝板后，再放入烘箱中通风烘干。
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2020
- 2020-11-06 CN CN202011230196.5A patent/CN112391683B/zh active Active
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