1.一种熔融纺丝法制备聚氯乙烯纤维的设备,其特征在于,包括:
加料组件、熔融纺丝组件、冷却组件、加热组件、热定型组件以及收卷组件,其中聚氯乙烯母粒和助剂自加料组件添加至熔融纺丝组件内进行熔融纺丝形成聚氯乙烯单丝,聚氯乙烯单丝依次经过冷却组件的冷却、加热组件的加热、热定型组件的热定型以及收卷组件的收卷后得到聚氯乙烯纤维;其中加料组件包括第一加料单元和第二加料单元,其中第一加料单元包括依次连接的混合机、喂料器、料仓和第一进料口,第一进料口和螺杆挤出机相通;其中第二加料单元包括依次连接的助剂罐、增压泵、助剂计量泵和第二进料口,第二进料口和螺杆挤出机与纺丝计量泵的连接法兰相通,第一加料单元用于添加聚氯乙烯母粒、抗氧化剂、增塑剂、第一热稳定剂、内润滑剂和外润滑剂,第二加料单元用于添加第二热稳定剂和交联剂;
其中熔融纺丝组件包括依次连接的螺杆挤出机、纺丝计量泵和喷丝组件,喷丝组件包括外壳体、装置在外壳体内的呈现圆锥形的熔体流道分配体以及装配在熔体流体分配体的下端面的喷丝板,熔体流道分配体的上端面的圆锥面上沿母线均匀分布多个半扇形孔洞,相邻半扇形孔洞之间相交形成半扇形刀口,熔体流道分配体的下端面的圆锥面上沿母线均匀分布多个圆形孔,喷丝板上均匀分布多个喷丝孔,每一圆形孔同对应的半扇形孔洞平滑过渡形成沿熔体流道分配体的圆锥面的母线均匀分布的流道腔,且圆形孔和喷丝孔一一对应设置。
2.根据权利要求1所述的熔融纺丝法制备聚氯乙烯纤维的设备,其特征在于,外壳体包括自上而下相通的第一通道、圆锥主体通道以及第二通道,其中第一通道的宽度小于第二通道的宽度,圆锥主体通道的宽度自上至下逐渐增大,第一通道连接纺丝计量泵的熔体管道。
3.根据权利要求2所述的熔融纺丝法制备聚氯乙烯纤维的设备,其特征在于,熔体流道分配体的圆锥体的尖端水平位置位于外壳体的第一通道和圆锥主体通道的相接水平线上,且熔体流道分配体的圆锥体的主体置于外壳体的圆锥主体通道内,流道腔的外壁同圆锥主体通道的内壁相接,喷丝板的下端面同第二通道的下端面相平。
4.根据权利要求1所述的熔融纺丝法制备聚氯乙烯纤维的设备,其特征在于,熔体流道分配体为外部形成流道腔的圆锥体,其中圆锥体的圆锥角α为 60~90°。
5.根据权利要求1所述的熔融纺丝法制备聚氯乙烯纤维的设备,其特征在于,熔体流道分配体的圆锥面上沿母线均匀分布 24~48 个流道腔。
6.根据权利要求 1 所述的熔融纺丝法制备聚氯乙烯纤维的设备,其特征在于,每一半扇形孔洞为中心开口的圆台,每一半扇形孔洞的侧壁为扇形弧面,熔体流道分配体的上端面上均匀分布的半扇形孔相邻设置形成圆环,半扇形孔的开口也位于同一圆环上。
7.根据权利要求 1 所述的熔融纺丝法制备聚氯乙烯纤维的设备,其特征在于,每一喷丝孔为上大下小的圆台,喷丝孔的上表面为直径尺寸同于圆形孔的圆形进口,下表面为直径尺寸小于圆形孔的圆形出口,且圆形进口和圆形出口之间平滑过渡。
8.一种熔融纺丝制备聚氯乙烯纤维的工艺方法,依托于权利要求 1 到 7 任一所述的熔融纺丝制备聚氯乙烯纤维的设备实现,其特征在于,包括以下步骤:将聚氯乙烯母粒、抗氧化剂、增塑剂、第一热稳定剂、内润滑剂和外润滑剂混合后自加料组件内加入螺杆挤出机内进行熔融纺丝得到聚氯乙烯熔体;
将第二热稳定剂和交联剂混合并加压至同聚氯乙烯熔体的压力平衡后加入螺杆挤出机和纺丝计量泵的连接法兰位置,经纺丝计量泵挤出后进入到喷丝组件内挤出聚氯乙烯单丝;
聚氯乙烯单丝依次经过冷却组件的冷却、加热组件的加热、热定型组件的热定型以及收卷组件的收卷后得到聚氯乙烯纤维。
9.根据权利要求 8所述的熔融纺丝制备聚氯乙烯纤维的工艺方法,其特征在于,聚氯乙烯母粒的聚合度为 900~1200,抗氧化剂选择为 1010,增塑剂选择为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯的一种或任意组合,内润滑剂选择为石蜡,聚乙烯蜡,氧化聚乙烯蜡的一种或任意组合;外润滑剂选择为单硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸钡和硬脂酸锌的一种或任意组合,交联剂选自过氧化二异丙苯、双叔丁基过氧化二异丙苯的一种或任意组合,第一热稳定剂选择为月桂酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、亚磷酸三苯酯的一种或任意组合,第二热稳定剂选择为环氧大豆油、甲基锡异辛基乙酯、硫醇丁基锡的一种或任意组合。