[发明专利]一种采用一体式溶解脱泡装置制备芳纶纺丝溶液的方法及系统

权利要求书

1.一种采用一体式溶解脱泡装置制备芳纶纺丝溶液的方法，其特征在于包括如下步骤： 

(1)采用失重式计量秤将干燥的PPTA树脂加入到一体式溶解脱泡装置内，在PPTA树脂加入0～10min后，采用硫酸计量泵将液体浓硫酸加入到所述一体式溶解脱泡装置内，在所述一体式溶解脱泡装置的第一区和第二区进行PPTA树脂和液体浓硫酸的混合、溶胀、溶解和初期脱泡，形成带有气泡的混合溶液； 

(2)所述带有气泡的混合溶液进入所述一体式溶解脱泡装置的第三区，在该区内转子和真空作用下进行脱泡，形成初期纺丝溶液； 

(3)采用齿轮泵将初期纺丝溶液输送至沉淀罐中进行真空静置，脱除残余的挥发组分，得到能够输送至纺丝单元的纺丝溶液； 

其中所述一体式溶解脱泡装置包括驱动电机、齿轮组、壳体、转子和排气室，所述转子由轴芯和桨叶构成，转子有一个以上且设于所述壳体内，所述设在轴芯上的多个桨叶通过轴套间隔设置，转子通过所述齿轮组经由所述驱动电机控制，所述壳体内部从入料口至出料口依次分为第一区、第二区和第三区，所述排气室分别设于各区的上方。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于壳体内的转子有两个以上，各转子同向旋转，其中第一区内轴芯上的桨叶以桨叶A和桨叶D为主，第二区内轴芯上的桨叶以桨叶B、桨叶C和桨叶D为主，第三区内轴芯上的桨叶以桨叶E为主；所述桨叶A为两端具有折边的凹形桨叶，桨叶B为纺锤形桨叶或锥形桨叶，桨叶C为长方形板状桨叶，桨叶D为一边具有三角形突起的四边形板状桨叶，桨叶E为长条状或梯形条状桨叶。 

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于PPTA树脂和浓硫酸的加入质量比为5～30︰95～70；在PPTA树脂加入一体式溶解脱泡装置内1s～10min后即向一体式溶解脱泡装置内加入液体浓硫酸。 

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于PPTA树脂和浓硫酸在一体式溶解脱泡装置内的处理时间为0.1～12h，优选1～5h；一体式溶解脱泡装置壳体内的温度为50～90℃；绝对真空度控制在0～8000Pa。 

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于一体式溶解脱泡装置内所述轴芯的转速控制在10～100rpm。 

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于初期纺丝溶液在沉淀罐静置时间为0.1～4h，优选0.5～2h。 

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于沉淀罐内的绝对真空度在0～10000Pa，温度控制在50～90℃，沉淀罐内的液位控制在10～70％之间。 

8.一种一体式溶解脱泡制备芳纶纺丝溶液的系统，其特征在于该系统包括失重式计量称(6)、螺杆式计量泵(8)、旋转阀(7)、一体式溶解脱泡装置(9)、螺杆式计量泵(10)和沉淀罐(11)，其中所述失重式计量称(6)和螺杆式计量泵(8)分别通过管道与所述一体式溶解脱泡装置(9)的入料口相通，所述旋转阀(7)设于失重式计量称(6)与一体式溶解脱泡装置(9)的入料口之间的管路上；所述一体式溶解脱泡装置(9)的出料口通过所述螺杆式计量泵(10)与所述沉淀罐(11)的入口相连；其中所述一体式溶解脱泡装置包括驱动电机、齿轮组、壳体、转子和排气室，所述转子由轴芯和桨叶构成，转子有一个以上且设于所述壳体内，所述设在轴芯上的多个桨叶通过轴套间隔设置，转子通过所述齿轮组经由所述驱动电机控制，所述壳体内部从入料口至出料口依次分为第一区、第二区和第三区，所述排气室分别设于各区的上方。 

9.根据权利要求8所述的一体式溶解脱泡制备芳纶纺丝溶液的系统，其特征在于壳体内的转子有两个以上，各转子同向旋转，其中第一区内轴芯上的桨叶以桨叶A和桨叶D为主，第二区内轴芯上的桨叶以桨叶B、桨叶C和桨叶D为主，第三区内轴芯上的桨叶以桨叶E为主；所述桨叶A为两端具有折边的凹形桨叶，桨叶B为纺锤形桨叶或锥形桨叶，桨叶C为长方形板状桨叶，桨叶D为一边具有三角形突起的四边形板状桨叶，桨叶E为长条状或梯形条状桨叶。 

10.根据权利要求8所述的一体式溶解脱泡制备芳纶纺丝溶液的系统，其特征在于所述齿轮组包括联轴器和传动箱，所述联轴器与驱动电机的驱动轴连接，联轴器与传动箱相连接，传动箱的输出轴分别与轴芯相连；传动箱的输出轴或轴芯的一端通过进料端轴承座支撑；壳体在进料端通过尾部密封组件密封。