一种生产纤维数为12k 的聚丙烯腈原丝喷丝板的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板；喷丝板呈微球面，板基体上有规律地分区排列有12000个喷丝孔，共分10个区，每个区中喷丝孔个数为1200个，每个喷丝孔截面呈Y型，板基直径D1为85-90mm，喷丝区域直径D2为75-80mm，喷丝孔直径D3为0.045-0.050mm，分区角度α1为36°，Y型夹角α2为15-25°，板整体高度H1为12-17mm，板第一台阶高度除球面高H2为6-11mm，板厚H3为0.5-0.7mm，Y型孔锥形部分长度L为0.06-0.12mm；本喷丝板将纤维之间直径的CV值降到最低，聚丙烯腈聚合液从喷丝板喷出后能更好地进行凝固。
【专利说明】—种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板
【技术领域】：
[0001]本实用新型属于聚丙烯腈（PAN)基碳纤维制备领域，具体涉及PAN原丝纺丝装置上的关键部件。
【背景技术】
[0002]喷丝板是PAN基碳纤维原丝制备中的关键部件。PAN原丝制备分为一步法和两步法，多以二甲基亚砜（DMSO)为溶剂，PAN纺丝液经过过滤运输到达关键设备纺丝机，然后通过喷丝板挤出，再经过之后的成纤和牵伸等过程，最终制得碳纤维生产用原丝。根据应用的需要，碳纤维被划分为不同规格牌号，从丝束纤维数上可以分为1K、3K、6K、12K、24K等等，从碳纤维性能上可以分为高强碳纤维、高强中模碳纤维、高强高模碳纤维和高模碳纤维，不同性能的碳纤维在物理表观上也存在着很大区别，最为明显的就是纤维直径上的差另O，目前，高品质碳纤维都向细径化方向发展，例如，T800的直径为5. 3 μ m，T1000的直径为
5.Iym,而普通级碳纤维T300的直径为7 μ m。当工艺条件一定的情况下，喷丝板是控制纤维直径的唯一因素，因此，高品质原丝用喷丝板在设计和加工上要求很高。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的在于设计制作一种用于12K PAN高品质原丝用的喷丝板，保证纤维的细径化，提高纤维丝束质量和凝固成纤效果。
[0004]本实用新型的所述的一种聚丙烯腈原丝专用喷丝板，喷丝板呈微球面，板基体上有规律地分区排列有12000个喷丝孔，共分10个区，每个区中喷丝孔个数为1200个，每个喷丝孔截面呈Y型，喷丝板板基直径Dl为85-90mm，喷丝区域直径D2为75_80mm，喷丝孔直径D3为0.040-0. 055mm，分区`角度α I为36°，Y型夹角α 2为15-25°，板整体高度Hl为12-17mm，板第一台阶高度除球面高Η2为板厚H3为O. 5-0. 7mm，Y型孔锥形部分长度 L 为 0.06-0. 12mm。
[0005]所述的一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，喷丝板板基直径Dl为85-87mm,喷丝区域直径D2为75_77mm，喷丝孔直径D3为0.042-0. 052mm,分区角度α I为36°，Υ型夹角α2为18-22°，板整体高度Hl为14_16mm，板第一台阶高度除球面高Η2为8-10mm，板厚H3为O. 55-0. 65mm, Y型孔锥形部分长度L为0.07-0. 11mm。
[0006]所述的一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，喷丝板板基直径Dl为85mm，喷丝区域直径D2为75mm，喷丝孔直径D3为0.045-0. 050mm，分区角度α I为36°，Υ型夹角α2为20°，板整体高度Hl为15mm，板第一台阶高度除球面高Η2为9mm，板厚Η3为
O.6mm, Y型孔维形部分长度L为0.08mm和O. 1mm。
[0007]所述的一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。
[0008]上述喷丝板材质为钽材（Ta)，纯度≥99. 95%，材质硬度HV≤110。
[0009]上述喷丝板孔长加工精度孔长公差±0. 01mm、偏差< 0.02mm。[0010]本实用新型有益效果:
[0011]本实用新型旨在提供一种生产高品质原丝的喷丝板，通过本实用新型可以生产纤维数为12K的高品质原丝，本喷丝板的设计保证了纤维的细径化，保证将纤维之间直径的CV值降到最低，10个分区保证了聚丙烯腈聚合液从喷丝板喷出后更好地进行凝固过程，Y型孔设计有利于提高纤维取向度和纤维强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型喷丝板剖面图，
[0013]图2本实用新型喷丝板喷丝孔分布示意图，
[0014]图3是本实用新型喷丝板喷丝孔剖面结构示意图。【具体实施方式】
[0015]实施例1
[0016]一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，参数为:板基直径Dl为85mm，喷丝区域直径D2为75mm，喷丝孔直径D3为0.045mm,分区角度α I为36°，Y型夹角α 2为20°，板整体高度Hl为15mm，板第一台阶高度(除球面高)Η2为9mm，板厚Η3为0.6mm，Y型孔锥形部分长度L为0.0Smm0喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。喷丝板材质为钽材(Ta)，纯度≥99.95%，材质硬度HV≥110。喷丝板孔长加工精度孔长公差±0.01mm、偏差≤0.02mm。
[0017]实施例2
[0018]一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，参数参数为:板基直径Dl为85mm,喷丝区域直径D2为75mm，喷丝孔直径D3为0.050mm,分区角度α I为36°，Y型夹角α2为20°，板整体高度Hl为15mm，板第一台阶高度(除球面高)Η2为9mm，板厚Η3为
0.6mm, Y型孔锥形部分长度L为0.1mm。喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。喷丝板材质为钽材(Ta)，纯度≥99.95%，材质硬度HV≥110。喷丝板孔长加工精度孔长公差±0.01mm、偏差≤0.02_。
【权利要求】
1.一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，其特征在于：喷丝板呈微球面，板基体上有规律地分区排列有12000个喷丝孔，共分10个区，每个区中喷丝孔个数为1200个，每个喷丝孔截面呈Y型，喷丝板板基直径Dl为85-90mm，喷丝区域直径D2为75_80mm，喷丝孔直径D3为0.040-0. 055mm，分区角度α I为36°，Y型夹角α 2为15-25°，板整体高度Hl为12-17mm，板第一台阶高度除球面高Η2为板厚H3为O. 5-0. 7mm, Y型孔锥形部分长度L为0.06-0. 12mm。
2.根据权利要求1所述的一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，其特征在于：喷丝板板基直径Dl为85-87mm，喷丝区域直径D2为75_77mm，喷丝孔直径D3为O.042-0. 052mm，分区角度α I为36°，Y型夹角α 2为18-22°，板整体高度Hl为14_16mm，板第一台阶高度除球面高H2为8-10mm，板厚H3为O. 55-0. 65mm，Y型孔锥形部分长度L为O.07—0. Ilmm0
3.根据权利要求1所述的一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，其特征在于：喷丝板板基直径Dl为85mm，喷丝区域直径D2为75mm，喷丝孔直径D3为0.045-0. 050mm,分区角度α I为36°，Y型夹角α 2为20°，板整体高度Hl为15mm，板第一台阶高度除球面高H2为9mm,板厚H3为O. 6mm, Y型孔维形部分长度L为0.08mm和O. 1_。
4.根据权利要求1所述的一种生产纤维数为12K的聚丙烯腈原丝喷丝板，其特征在于：喷丝板各拐角部分均有圆角过渡。
【文档编号】D01D5/253GK203625539SQ201320672512
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】肖建文, 田振生, 孔令强, 郭世强, 于湧涛, 王明成 申请人:中国石油天然气股份有限公司