专利名称：用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，属于生产特种高性能纤维技术设备领域，特别属于芳纶生产技术设备领域。
背景技术：
聚对苯二甲酰对苯二胺具有高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、耐有机溶剂腐蚀、密度低等特性和特点，且具有适当的韧性可进行纺织加工。因聚对苯二甲酰对苯二胺具有极高的强度，是优质钢材的5 6倍，模量是钢材、玻璃纤维的2 3倍，韧性是钢材的2倍，而重量仅为钢材的1/5，用其纺出的丝拥有“人造钢丝”的美誉。“人造钢丝”在航空航天、国防军工、防护装甲、高级轮胎、交通桥梁、结构工程、通讯光纤、海底输油管道、土木结构工 程等领域有重要的运用价值。目前，国际上只有四家公司，拥有能够工业规模化生产聚对苯二甲酰对苯二胺长纤维的技术，产能大的两家是美国杜邦公司和日本帝人公司，杜邦产能为3. 3万吨/年，帝人产能为2. 65万吨/年，这两家为全世界需求高性能纤维的客户提供着各种型号的产品，他们掌握的大规模工业化生产技术对外界没有文字记载，对全球各国更没有技术出口与许可；产能小的两家是韩国科隆1000吨/年，和俄罗斯的1000吨/年，他们的生产技术对外也没有文字介绍，同样也没有技术出口与许可。因芳纶长纤维在军事、国防等领域有着不可替代的重要运用价值，技术非拥有国都在努力研制寻找可大规模工业化再现的生产技术。大规模工业化再现的生产技术中，一个重要环节是芳纶纺丝原液的制备，已知的聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的制备设备是反应釜，在反应釜中将聚对苯二甲酰对苯二胺粉料和硫酸按照一定比例条件放入，利用反应釜中搅拌装置搅拌，混合溶解成液晶态纺丝原液，这种反应釜设备溶解原液存在着如下问题I.由于反应釜搅拌效率低，物料混合、溶解耗时长且难以控制，剪切效率低，混合效率差，导致物料溶解难以达到理想效果；2.反应釜搅拌脱泡效率低，物料脱泡效率差，严重影响后续纺丝；出来的原液要被送到专门的脱泡装置进行脱泡处理，物料脱泡是在另一设备内进行，导致两设备之间的间歇过程长，影响后续连续纺丝的顺利进行；也存在设备之间的物料输送问题和相同设备的切换问题等。3、物料的溶解、脱泡耗时过长，物料降解严重，严重影响产品质量；由于存在上述缺陷，使得PPTA纺丝连续高效工业化生产难以实现。200580036059. 5号中国专利公开了一种用双螺杆挤出机将PPTA溶解在硫酸中的方法，审定文本中涉及到的是单级双螺杆挤出机(即双螺杆挤出机的整体为单根结构)，用单级的双螺杆挤出机完成PPTA的那么多道溶解工序，单级双螺杆的长度会很长，工业再现困难，且PPTA的黏度非常大，长的单级双螺杆推移黏度大的PPTA物料会很困难；该专利公开的方法涉及的产品，在市场上也没有用于工业化生产的设备销售；200580036059. 5号专利还解决不了我国芳纶国产化进程中原液制备的问题。面对现状，迫切需要尽快自主研制成功一种芳纶纺丝原液的制备设备，解决上述问题，以扭转我国芳纶长纤维长期依赖进口的局面。
发明内容本实用新型的目的是提供了一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其具有纺丝原液用物料混合效率高、耗时短、可控温、溶解充分完全、脱泡效果好、脱泡溶解同时进行、无降解、物料推进容易、原液品质高、确保后续纺丝连续顺畅、纺丝断线率低、成品丝质量高、工业化再现容易的特点。本实用新型的目的是这样实现的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，它有预混合螺杆挤出机和混溶螺杆挤出机，预混合螺杆挤出机有螺杆， 螺杆的一端接动力源，螺杆的另一端通过连接件与混溶螺杆挤出机连通固定连接；混溶螺杆挤出机也有螺杆，螺杆的一端接动力源，螺杆的另一端是出料口，螺杆紧密匹配有壳体；其中，螺杆可以是双螺杆、或三螺杆、或多螺杆，多螺杆是指三螺杆以上的螺杆；壳体外部包有加热片；加热片上装有温控装置；用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机的一种结构是预混合螺杆挤出机上有加料段，混溶螺杆挤出机上有混溶段；预混合螺杆挤出机加料段的长度范围是4D至20D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度范围是20D至160D ；D的范围是20毫米至400毫米；预混合螺杆挤出机加料段优选的长度范围是6D至16D，混溶螺杆挤出机混溶段优选的长度范围是20D至120D ；具体可以是预混合螺杆挤出机加料段长度是4D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是160D ;或是预混合螺杆挤出机加料段长度是8D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是120D ；或是预混合螺杆挤出机加料段长度是8D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是72D ;或是预混合螺杆挤出机加料段长度是14D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是100D ;或是预混合螺杆挤出机加料段长度是20D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是60D。用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机的另一种结构是预混合螺杆挤出机有加料段和混合段，混溶螺杆挤出机有混溶段；预混合螺杆挤出机加料段的长度范围是4D至20D，混合段的长度范围是8D至60D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度范围是16D至100D ；D的范围是20毫米至400毫米预混合螺杆挤出机加料段优选的长度范围是6D至16D，混合段的长度范围是8D至40D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度范围是16D至80D ；具体可以是预混合螺杆挤出机加料段长度是4D，混合段的长度是8D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是100D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是8D，混合段的长度是16D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是56D ;或是预混合螺杆挤出机加料段长度是8D，混合段的长度是16D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是80D ;或是预混合螺杆挤出机加料段长度是12D，混合段的长度是30D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是60D ;或是预混合螺杆挤出机加料段长度是20D，混合段的长度是60D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是60D。用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机的再一种结构是预混合螺杆挤出机有加料段和混合段，混溶螺杆挤出机有脱气段和增压段；D的范围是20毫米至400毫米预混合螺杆挤出机加料段的长度范围是4D至20D，混合段的长度范围是8D至100D，混溶螺杆挤出机脱气段和增压段，脱气段的长度范围是4D至40D，增压段的长度范围是4D至20D ；预混合螺杆挤出机加料段优选的长度范围是6D至16D，混合段优选的长度范围是8D至88D，混溶螺杆挤出机脱气段优选的长度范围是4D至20D，增压段优选的长度范围是4D 至 12D ；
具体可以是预混合螺杆挤出机加料段的长度是4D，混合段的长度是100D，混溶螺杆挤出机脱气段的长度是4D，增压段的长度是4D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是8D，混合段的长度是56D，混溶螺杆挤出机脱气段的长度是8D，增压段的长度是8D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是8D，混合段的长度是60D，混溶螺杆挤出机脱气段的长度是12D，增压段的长度是8D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是12D，混合段的长度是20D，混溶螺杆挤出机脱气段的长度是30D，增压段的长度是12D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是20D，混合段的长度是8D，混溶螺杆挤出机脱气段的长度是40D，增压段的长度是20D。用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机的又一种结构是预混合螺杆挤出机有加料段和混合段，混溶螺杆挤出机有混溶段、脱气段和增压段；D的范围是20毫米至400毫米预混合螺杆挤出机加料段的长度范围是4D至20D，混合段的长度范围是8D至60D，混溶螺杆挤出机有混溶段的长度范围是8D至100D，脱气段的长度范围是4D至40D，增压段的长度范围是4D至20D ；预混合螺杆挤出机加料段优选的长度范围是6D至16D，混合段优选的长度范围是8D至40D，混溶螺杆挤出机混溶段优选的长度范围是8D至56D，脱气段优选的长度范围是4D至12D，增压段优选的长度范围是4D至12D ；具体可以是预混合螺杆挤出机加料段的长度是4D，混合段的长度是8D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是100D，脱气段的长度是4D，增压段的长度是4D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是8D，混合段的长度是12D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是80D，脱气段的长度是8D，增压段的长度是8D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是8D，混合段的长度是16D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是40D，脱气段的长度是8D，增压段的长度是8D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是12D，混合段的长度是30D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是40D，脱气段的长度是30D，增压段的长度是12D ;或是预混合螺杆挤出机加料段的长度是20D，混合段的长度是60D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度是8D，脱气段的长度是40D，增压段的长度是20D。其中，螺杆由单头螺纹块结构、或双头螺纹块结构、或捏合螺纹块、或反向单头螺纹块、或反向双头螺纹块结构单独或组合组成。混溶螺杆挤出机上开有I个或2个或3个或4个或5个或多个排气室，排气室密封连接真空机。本实用新型所述技术方案的优点是由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机采用了两级螺杆通过可拆装连接件连接的结构，工业化再现非常容易，解决了单级一根长螺杆物料推移困难等问题，不仅克服了 200580036059. 5号专利存在的不足，而且大大提高了后续纺丝原液的品质，确保后续生产流畅，降低断丝现象出现，极大促进了国产芳纶工业化进程；由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机结构采用的是在双螺杆、三螺杆、四螺杆、五螺杆、多螺杆上，根据需求串套单头螺纹块结构、或双头螺纹块结构、或捏合螺纹块、或反向单头螺纹块、或反向双头螺纹块结构单独或组合结构，方便实现并满足聚对苯二甲酰对苯二胺粉料和硫酸混合溶解成所需的液晶态纺丝原液制备过程中不同的要求条件；由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机结构采用的内部元件结构的不同组合使用，使得物料可以受到推进、剪切、分散、混合及捏合等多种作用力，能够实现对物料在螺杆挤出机中所受到的剪切力和停留时间长短的控制，达到好的混合溶解状态；由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机结构采用的可以是双螺杆、三螺杆、四螺杆、五螺杆、或多螺杆，配以不同数量，不同组合、不同长度、不同结构的螺纹块组合，在增大产能的同时还可以满足PPTA溶解过程中所必须受到的作用力和停留时间，并且加以控制，能够保证PPTA的溶解质量和效率；由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机脱泡装置结构的合理选用以及不同功能螺纹元件的优选组合，极大地提高了脱泡效率，解决了 PPTA生产过程中物料脱泡长期解决不了的问题，大大提高了成品丝品质；由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机沿轴向设置I个或2个或3个或4个或5个或多个排气室，通过排气室与真空系统相连，将物料中的气体抽离系统；加之通过螺杆高效的剪切、分散作用，不断更新物料表面，确保物料内部的微少气泡推向表面，极大地提高了脱泡效果，使得挤出的物料中无气泡，大大降低了纺丝断丝率，使得最后挤出的物料品质大大提高，完全满足纺丝要求。由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机结构采用了在螺杆外壳体外部包裹了加热片，通过加热片给物料进行加热，按PPTA的溶解需求提供了所需的热量，同时加热片上装有温感装置，能够对体系的温度进行有效控制和局部调整；解决了已有无加热控温螺杆挤出机存在的沿程物料温度不均，严重影响PPTA的溶解质量和效率的问题；由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机结构的协同作用，加之不同的优选区段不同的组合，确保了纺丝原液用物料混合效率高，物料溶解快、脱泡效率高、脱泡效果好，物料降解率低，物料推进容易；多级双螺杆纺丝原液挤出机使得整个生产系统可控性大大增强，方便根据不同工序的工艺特点进行分别调控；由于本实用新型所述的纺丝原液螺杆混合溶解机的合理结构选择，也解决了过去反应釜溶解，需要配备专门的物料脱泡装置，解决了由于脱泡在另一设备内进行导致两设备之间的工序间歇时间长、物料降解严重、并影响后续纺丝连续顺利进行的问题；也解决了过去反应釜溶解存在设备之间的物料输送问题和相同设备之间的切换问题等。总之，本实用新型所述的纺丝原液挤出机的突出优点是通过预混合螺杆挤出机将PPTA粉料和硫酸液体混合均匀后进入混溶双螺杆挤出机，通过不同的螺纹块和捏合块组合，控制物料在其中的停留时间，使得物料实现从固液两相混合均匀到溶解形成液晶态纺丝原液的变化过程，又通过真空排气室和双螺杆高效的剪切、分散作用，在需要的温度下，达到完全脱泡的目的。与已知的现有技术相比，本实用新型所述技术方案的出现极大促进了芳纶纺丝工业化连续生产进程；优选结构设计的技术方案出现将PPTA纺丝物料的混合、溶解和脱泡三个步骤完美的融合在一起，提高了生产效率和成品丝品质，节省成本投资。
图I是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机外部结构示意图；图2是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机断面结构示意图一(双螺杆)；图3是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机断面结构示意图二(三螺杆)；图4是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机的连接件示意图；图5是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机连接件连接示意图；图6是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机实施例一结构示意图；图7是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机实施例二结构示意图；图8是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机实施例三结构示意图；图9是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机实施例四结构示意图；图10是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机单头螺纹块俯视结构示意图；图Ila是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机双头螺纹块俯视结构示意图；图Ilb是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机双头螺纹块主视结构示意图；图12是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机捏合螺纹块结构示意图；图13是本实用新型所述纺丝原液螺杆混合溶解机脱气装置断面结构示意图；图中，预混合螺杆挤出机I、混溶螺杆挤出机2、连接件3、加料段4、混溶段5、混合段6、脱气段7、增压段8、螺杆9、壳体10、加热片11、保温层12、外壳13、双头螺纹块14、单头螺纹块15、捏合螺纹块16、排气室17、真空机18、温控装置19、动力源20、轴21、芳纶纺丝物料混合腔22、观察窗23。下面通过附图结合实施例，对本实用新型结构做进一步详细说明
具体实施方式
实施例I如图I所示，一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，它有预混合螺杆挤出机I和混溶螺杆挤出机2 ；连接件3的两端分别与预混合螺杆挤出机I和混溶螺杆挤出机2密封连接，确保物料从预混合螺杆挤出机I通过连接件3进入混溶螺杆挤出机2 ；如图4、5所示，连接件3的两端可以是活动连接结构，两端通过螺栓分别与预混合螺杆挤出机I和混溶螺杆挤出机2密封连接，确保处理物料从预混合螺杆挤出机I通过连接件3进入混溶螺杆挤出机2。连接件3也可以是一端采用焊接结构，另一端采用可拆装的密封连接结构；以方便实现预混合螺杆挤出机I和混溶螺杆挤出机2的安装和拆分；[0066]预混合螺杆挤出机I内固定有螺杆9，螺杆9的一端接动力源20，动力源20可以是电机，螺杆9的另一端通过连接件3与混溶螺杆挤出机2连通固定连接；混溶螺杆挤出机2也有螺杆9，螺杆9的一端接动力源20，动力源20可以是电机，螺杆9的另一端是纺丝原液出料口 ；如图2、I所示，轴21上安装固定的各种不同的螺纹块组合构成双螺杆9，螺杆9还可以如图3所示是三螺杆；另外，螺杆9还可以是四螺杆、或五螺杆、或多螺杆；如图2、3所示，壳体10与螺杆9紧密匹配，壳体10外部包有加热片11，加热片11可以是电加热片、水加热片、或油加热片、蒸汽加热片等，加热片11上装有温控装置19，温控装置19可以是传感温度器，可以随时将检测到的混合物料温度变化传递出来，实现时时控制；加热片11外固定有保温层12，进一步确保了螺杆中的物料温度按需恒定，保温层12外部固定着外壳13 ；螺杆9上按需要固定有单头螺纹块15(如图10所示)，双头螺纹块14(如图11a、 I Ib所示)，捏合螺纹块16 (如图12所示)，或反向单头螺纹块，或反向双头螺纹块单独或组合组成；如图I、13所示，在混溶螺杆挤出机2上开有排气室17，排气室17的一端与芳纶纺丝物料混合腔22封闭连接，排气室17的另一端与真空机，18封闭连接，形成脱泡装置；为了方便观察物料原液变化，掌握脱泡效果，排气室17上可以密封安装有观察窗23 ；排气室17可以是圆形管道，椭圆形管道，或其它结构类型的管道；流畅的圆形、或椭圆形管道能摩擦阻力小，脱泡效果好；一个、两个、三个、四个、五个、六个、或多个(多个指3个以上)排气室17穿过壳体10、保温层12、外壳13开在混溶螺杆挤出机2，与芳纶纺丝物料混合腔22密封连通；排气室17具体开几个是根据混溶螺杆挤出机2长度和芳纶原液所需指标要求而定的，真空机18可以是一台、两台、三台、或多台，一台真空机18可以接一个、两个、三个、四个、五个、六个、或多个排气室17;排气室17不同的数量选择，配以不同数量的真空机18，不同数量的不同配合能更优地实现物料的脱泡效果，能更优地实现物料的脱泡效果，提高成品丝品质，大大降低断丝现象；如图6所示，预混合螺杆挤出机I加料段4的长度范围是4D至20D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度范围是20D至160D ；D的范围是20毫米至400毫米，加料段4上开有进料口，预混合螺杆挤出机I加料段4优选的长度范围是6D至16D，混溶螺杆挤出机2混溶段5优选的长度范围是20D至120D ；具体结构可以是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是4D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是160D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是8D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是 120D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是8D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是 72D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是14D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是 IOOD ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是20D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是 60D。实施例2如图7所示，一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其结构与实施例I基本相同；不同的仅是预混合螺杆挤出机I有加料段4和混合段6，加料段4的长度范围是4D至20D，混合段6的长度范围是8D至60D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度范围是16D至 100D ；其中，预混合螺杆挤出机加料段优选的长度范围是6D至16D，混合段的长度范围是8D至40D，混溶螺杆挤出机混溶段的长度范围是16D至80D ； 具体结构可以是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是4D，混合段6的长度是8D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是100D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是8D，混合段6的长度是16D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是56D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是8D，混合段6的长度是16D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是80D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是12D，混合段6的长度是30D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是60D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4长度是20D，混合段6的长度是60D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是60D。实施例3 如图8所示，一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其结构与实施例I基本相同；不同的仪是预混合螺杆挤出机I有加料段4和混合段6，加料段4的长度范围是4D至20D，混合段6的长度范围是8D至100D ；混溶螺杆挤出机2是脱气段7和增压段8，脱泡装置布置在脱气段7上，脱气段7的长度范围是4D至40D，增压段8的长度范围是4D至20D ;排气室17开在脱气段7上；其中，预混合螺杆挤出机I加料段4优选的长度范围是6D至16D，混合段6优选的长度范围是8D至88D ；混溶螺杆挤出机脱气段7优选的长度范围是4D至20D，增压段8优选的长度范围是4D至12D ；具体结构可以是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是4D，混合段6的长度是100D ;混溶螺杆挤出机脱气段7的长度是4D，增压段8的长度是4D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是8D，混合段6的长度是56D ;混溶螺杆挤出机脱气段7的长度是8D，增压段8的长度是8D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是8D，混合段6的长度是60D，混溶螺杆挤出机脱气段7的长度是12D，增压段8的长度是8D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是12D，混合段6的长度是20D，混溶螺杆挤出机脱气段7的长度是30D，增压段8的长度是12D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是20D，混合段6的长度是8D，混溶螺杆挤出机脱气段7的长度是40D，增压段8的长度是20D。实施例4如图9所示，一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其结构与实施例I基本相同；不同的仅是预混合螺杆挤出机I有加料段4和混合段6，加料段4的长度范围是4D至20D，混合段6的长度范围是8D至60D ；混溶螺杆挤出机2有混溶段5、脱气段7和增压段8，混溶段5的长度范围是8D至100D，脱气段7的长度范围是4D至40D，增压段8的长度范围是4D至20D ;排气室17开在脱气段7上； 预混合螺杆挤出机I加料段4优选的长度范围是6D至16D，混合段6优选的长度范围是8D至40D ；混溶螺杆挤出机2混溶段5优选的长度范围是8D至56D，脱气段7优选的长度范围是4D至12D，增压段8优选的长度范围是4D至12D ；具体结构可以是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是4D，混合段6的长度是8D ;混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是100D，脱气段7的长度是4D，增压段8的长度是4D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是8D，混合段6的长度是12D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是80D，脱气段7的长度是8D，增压段8的长度是8D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是8D，混合段6的长度是16D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是40D，脱气段7的长度是8D，增压段8的长度是8D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是12D，混合段6的长度是30D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是40D，脱气段7的长度是30D，增压段8的长度是12D ；或是预混合螺杆挤出机I加料段4的长度是20D，混合段6的长度是60D，混溶螺杆挤出机2混溶段5的长度是8D，脱气段7的长度是40D，增压段8的长度是20D。所述加料段4，PPTA粉料和硫酸通过加料口加入预混合螺杆挤出机I的加料段4，物料被往前输送，通过单头螺纹块15或双头螺纹块14单独或组合实现；混合段6将PPTA粉料和硫酸进行分散、混合，并且往前输送；通过单头螺纹块15或双头螺纹块14或反向单头螺纹块或反向双头螺纹块或捏合螺纹块16组合实现；混溶段5将前段送来的经过预混后的PPTA粉料和硫酸混合物料进行进一步的分散、混合、反混、溶解，送出；通过单头螺纹块15或双头螺纹块14或反向单头螺纹块或反向双头螺纹块或捏合螺纹块16等组合实现；脱气段7上有脱泡装置(脱泡装置也可以在混溶螺杆挤出机2的其他段上)，将前段送来的溶解完全的纺丝原液进行脱泡并往前输送；通过单头螺纹块15或双头螺纹块14或反向单头螺纹块或反向双头螺纹块或捏合螺纹块16单独或组合实现；增压段9对从前段过来的纺丝原液进行增压，使螺杆出口物料压力能更好地满足工艺要求；通过单头螺纹块15或双头螺纹块14等单独或组合实现；本实用新型所述的螺杆混合溶解机，它的预混合螺杆挤出机I的物料输出端通过所述的连接件3与混溶螺杆挤出机2的物料输入端连接，工作过程可以是开启，体系脱泡用的真空系统，真空度为O. 08MPa，将比浓对数粘度为6. 23dl/g的PPTA粉料和硫酸液体分别以1000g/min和4000g/min通过预混合螺杆挤出机I进料口同时加入直径为50mm，长径比为35，转速为45rpm的预混合螺杆挤出机I中，控制反应温度70 950C，预混均匀后通过连接件3挤入直径为50mm，长径比为65，转速为45rpm的混溶螺杆挤出机2中，控制混溶螺杆挤出机2的温度为70 95°C，溶解脱泡时间控制在45 60分钟，亮黄色半透明的高品质纺丝原液由混溶螺杆挤出机2的出料口挤出。 本实用新型所述内容，并不仅限于本实施例所述内容。
权利要求1.一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于它有预混合螺杆挤出机(I)和混溶螺杆挤出机(2)，预混合螺杆挤出机(I)有螺杆(9)，螺杆(9)的一端接动力源(20)，螺杆(9)的另一端通过连接件(3)与混溶螺杆挤出机(2)连通固定连接；混溶螺杆挤出机(2)也有螺杆(9)，螺杆(9)的一端接动力源(20)，螺杆(9)的另一端接出料口，螺杆(9)紧密匹配有壳体(10)。
2.如权利要求I所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于螺杆(9)是双螺杆、或三螺杆、或多螺杆。
3.如权利要求2所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于壳体(10)外部包有加热片(11)。
4.如权利要求3所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于加热片(11)上装有温控装置(19)。
5.如权利要求I或2或3或4所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)有加料段(4)，加料段(4)的长度范围是4D至20D ;混溶螺杆挤出机(2)有混溶段(5)，混溶段(5)的长度范围是20D至160D ；D的范围是20毫米至400毫米。
6.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)优选的长度范围是6D至16D ;混溶螺杆挤出机⑵混溶段(5)优选的长度范围是20D至120D。
7.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是4D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是160D。
8.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是8D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是120D。
9.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是8D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是72D。
10.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是14D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是100D。
11.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是20D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是60D。
12.如权利要求I或2或3或4所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)有加料段(4)和混合段￠)，加料段⑷的长度范围是4D至20D，混合段(6)的长度范围是8D至60D ;混溶螺杆挤出机(2)有混溶段(5)，混溶段(5)的长度范围是16D至100D ；D的范围是20毫米至400毫米。
13.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)优选的长度范围是6D至16D，混合段(6)的长度范围是8D至40D ;混溶螺杆挤出机⑵混溶段(5)的长度范围是16D至80D。
14.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是4D，混合段(6)的长度是8D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是100D。
15.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是8D，混合段￠)的长度是16D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是56D。
16.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是8D，混合段￠)的长度是16D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是80D。
17.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是12D，混合段￠)的长度是30D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是60D。
18.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)长度是20D，混合段￠)的长度是60D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是60D。
19.如权利要求I或2或3或4所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)有加料段(4)和混合段￠)，加料段(4)的长度范围是4D至20D，混合段￠)的长度范围是8D至IOOD ;混溶螺杆挤出机(2)有脱气段(7)和增压段(8)，脱气段(7)的长度范围是4D至40D，增压段(8)的长度范围是4D至20D ；D的范围是20毫米至400毫米。
20.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)优选的长度范围是6D至16D，混合段(6)优选的长度范围是8D至88D ;混溶螺杆挤出机(2)脱气段(7)优选的长度范围是4D至20D，增压段(8)优选的长度范围是4D至12D。
21.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是4D，混合段(6)的长度是100D，混溶螺杆挤出机脱气段(7)的长度是4D，增压段(8)的长度是4D。
22.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是8D，混合段￠)的长度是56D，混溶螺杆挤出机脱气段(7)的长度是8D，增压段(8)的长度是8D。
23.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是8D，混合段￠)的长度是60D，混溶螺杆挤出机脱气段(7)的长度是12D，增压段(8)的长度是8D。
24.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是12D，混合段￠)的长度是20D，混溶螺杆挤出机脱气段(7)的长度是30D，增压段(8)的长度是12D。
25.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是20D，混合段￠)的长度是8D，混溶螺杆挤出机脱气段(7)的长度是40D，增压段(8)的长度是20D。
26.如权利要求I或2或3或4所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)有加料段(4)和混合段￠)，加料段⑷的长度范围是4D至20D，混合段(6)的长度范围是8D至60D ;混溶螺杆挤出机(2)有混溶段(5)、脱气段(7)和增压段(8)，混溶段(5)的长度范围是8D至100D，脱气段(7)的长度范围是4D至40D，增压段(8)的长度 范围是4D至20D ；D的范围是20毫米至400毫米。
27.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)优选的长度范围是6D至16D，混合段(6)优选的长度范围是8D至40D ;混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)优选的长度范围是8D至56D，脱气段(7)优选的长度范围是4D至12D，增压段(8)优选的长度范围是4D至12D。
28.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是4D，混合段￠)的长度是8D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是100D，脱气段(7)的长度是4D，增压段(8)的长度是4D。
29.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是8D，混合段￠)的长度是12D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是80D，脱气段(7)的长度是8D，增压段(8)的长度是8D。
30.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是8D，混合段￠)的长度是16D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是40D，脱气段(7)的长度是8D，增压段(8)的长度是8D。
31.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是12D，混合段(6)的长度是30D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是40D，脱气段(7)的长度是30D，增压段(8)的长度是12D。
32.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于预混合螺杆挤出机(I)加料段(4)的长度是20D，混合段￠)的长度是60D，混溶螺杆挤出机(2)混溶段(5)的长度是8D，脱气段(7)的长度是40D，增压段(8)的长度是20D。
33.如权利要求I或2或3或4或6或7或8或9或10或11或13或14或15或16或17或18或20或21或22或23或24或25或27或28或29或30或31或32所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于螺杆(9)由单头螺纹块(15)、双头螺纹块(14)、捏合螺纹块(16)、反向单头螺纹块、反向双头螺纹块单独或组合组成。
34.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于螺杆(9)由单头螺纹块(15)、双头螺纹块(14)、捏合螺纹块(16)、反向单头螺纹块、或反向双头螺纹块单独或组合组成。
35.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于螺杆(9)由单头螺纹块(15)、双头螺纹块(14)、捏合螺纹块(16)、反向单头螺纹块、反向双头螺纹块单独或组合组成。
36.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于螺杆(9)由单头螺纹块(15)、双头螺纹块(14)、捏合螺纹块(16)、反向单头螺纹块、反向双头螺纹块单独或组合组成。
37.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于螺杆(9)由单头螺纹块(15)、双头螺纹块(14)、捏合螺纹块(16)、反向单头螺纹块、反向双头螺纹块单独或组合组成。
38.如权利要求I或2或3或4或6或7或8或9或10或11或13或14或15或16或17或18或20或21或22或23或24或25或27或28或29或30或31或32所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于混溶螺杆挤出机(2)上开有一个或两个或三个或多个排气室(17)，排气室(17)密封连接真空机(18)。
39.如权利要求5所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于混溶螺杆挤出机(2)上开有一个或两个或三个或多个排气室(17)，排气室(17)密封连接真空机(18)。
40.如权利要求12所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于脱气段(7)上开有一个或两个或三个或多个排气室(17)，排气室(17)密封连接真空机(18)。
41.如权利要求19所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于脱气段(7)上开有一个或两个或三个或多个排气室(17)，排气室(17)密封连接真空机(18)。
42.如权利要求26所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于脱气段(7)上开有一个或两个或三个或多个排气室(17)，排气室(17)密封连接真空机(18)。
43.如权利要求33所述的一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，其特征在于脱气段(7)上开有一个或两个或三个或多个排气室(17)，排气室(17)密封连接真空机(18)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于制备聚对苯二甲酰对苯二胺纺丝原液的螺杆混合溶解机，属于芳纶生产技术设备领域，它有预混合螺杆挤出机和混溶螺杆挤出机，预混合螺杆挤出机有螺杆，螺杆的一端接动力源，螺杆的另一端通过连接件与混溶螺杆挤出机连通固定连接；混溶螺杆挤出机也有螺杆，螺杆的一端接动力源，螺杆的另一端是出料口，螺杆紧密匹配有壳体；它解决了已知芳纶原液设备存在的不足，具有纺丝原液用物料混合效率高、耗时短、溶解充分完全、脱泡效果好、脱泡溶解同时进行、无降解、物料推进容易、原液品质高、确保后续纺丝连续顺畅、纺丝断线率低、成品丝质量高、工业化再现容易的优点，极大促进了芳纶纺丝国产化进程。
文档编号D01D1/02GK202558982SQ20112048624
公开日2012年11月28日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者张楠, 王泽 , 张永林, 程晓, 欧阳健敏 申请人:国能飞腾科技有限公司