一种半包覆结构连续氧化铝纤维复合缝纫线的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种半包覆结构连续氧化铝纤维复合缝纫线的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明专利技术所述的制备连续氧化铝纤维复合缝纫线的方法，包括如下步骤：(1)配制连续氧化铝纤维所用浆料。(2)利用步骤1中所述上浆剂对连续氧化铝纤维进行上浆处理，经过上浆、烘干、牵引后将连续氧化铝纤维卷绕在筒子上。(3)将步骤2中得到的上浆后的连续氧化铝纤维作为芯层，利用二维编织技术在其表面编织水溶线，得到所述的连续氧化铝纤维复合缝纫线。该发明专利技术制备得到的半包覆结构连续氧化铝纤维复合缝纫线具有较好的柔韧性、耐磨损性、耐剪切性等，可满足大部分连续氧化铝纤维增强复合材料的使用要求。用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种半包覆结构连续氧化铝纤维复合缝纫线的制备方法


[0001]本专利技术属于纺织复合材料
，具体为一种半包覆结构连续氧化铝纤维复合缝纫线的制备方法。

技术介绍

[0002]连续氧化铝纤维由于其低热导率、耐高温、高强度、高模量等优良性能而被应用在航空航天领域中，它能承受1400℃
‑
1800℃的高温，所以主要用于制备耐高温天线罩、天线窗等高厚度产品的织物预制体。
[0003]缝合技术是指采用缝合线将大型制件或叠层织物进行加固的技术，同时缝合技术具有着操作简单，成本低的优点从而被广泛应用于高厚度织物预制体的制备。目前市面上常用的缝纫线材质多为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维缝纫线等。然而现有缝纫线的性能不能很好的与连续氧化铝纤维预制体相匹配。为制备性能好的连续氧化铝纤维预制体，须使用连续氧化铝纤维缝纫线。但连续氧化铝纤维作为缝纫线实现的难度较大，在缝合过程中由于自身硬脆等特点使其受到较大磨损时极易产生断裂，因此不能单独作为缝纫线使用。为解决以上问题，亟需生产一种柔韧性高、强度高、耐磨损的连续氧化铝纤维缝纫线。目前对连续氧化铝纤维缝纫线已有些报道，如专利“一种耐高温氧化铝连续纤维编织缝纫线及其制备方法”(申请号为202011215706.1)提出了将表面涂覆混合乳液的连续氧化铝纤维作为芯层，再使用人造丝在其表面编织耐磨层的方法，得到了连续氧化铝纤维缝纫线。该方法有效的提高了缝纫线的结构强度，增强了芯层的抱和度，但此专利技术的耐磨层在缝合线中占有较大比重，在后续煅烧处理工序后易导致孔洞过大或缝合线易脱落等问题。专利“一种氧化铝连续纤维缝纫线的制备方法”(申请号为202210380514.9)提出了将连续氧化铝纤维进行多次加捻，并用配制的浸润剂均匀涂覆在其表面从而得到连续氧化铝纤维缝纫线的方法。该方法可使缝纫线的勾接强度达到0.061N/Tex，磨断次数可达1974.8次，但此连续氧化铝纤维需进行两次合股加捻，每次加捻的合股数均为3
‑
5股，多次加捻的过程会造成纱线内部单丝的损伤或断裂，影响预制体性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种连续氧化铝纤维复合缝纫线及其制备方法，利用配制的浆料通过涂覆在纤维束表面形成保护层，提高纤维的集束性、柔韧性。再利用半包覆管状编织技术，在上浆后的连续氧化铝纤维表面编织水溶线，芯层连续氧化铝纤维的细度可根据需要进行调节，通过水溶线的保护，连续氧化铝纤维在缝合过程中耐磨损性、耐剪切性提高了5
‑
6倍。水溶线为部分包覆，编织后体积小于纱线总体积的20％，所占比重较低，由于水溶线的特性使其在50℃水温下1分钟内全部去除，因此水溶线作为编织层，既起到保护纤维的作用，也不会造成缝合后织物孔洞大，异物残留等问题。
[0005]本专利技术提供了一种制备连续氧化铝纤维复合缝纫线的方法，包括如下步骤：
[0006](1)配制连续氧化铝纤维所用浆料。
[0007](2)利用步骤1中所述浆料对连续氧化铝纤维进行上浆处理，再经过上浆、烘干、牵引后将连续氧化铝纤维卷绕在筒子上。
[0008](3)将步骤2中得到的上浆后的连续氧化铝纤维作为芯层，利用二维编织技术在其表面编织水溶线，得到所述的半包覆结构连续氧化铝纤维复合缝纫线。
[0009]特别的，所述连续氧化铝纤维是国产连续氧化铝纤维，细度的范围为200
±
20tex。
[0010]在本专利技术的步骤(1)中所述浆料的制备方法为：取适量的丙酮或乙酸乙酯溶液放入三口烧瓶中，将水浴锅加热30℃，将主上浆剂加入丙酮或乙酸乙酯中搅拌均匀，再加入表面活性剂，偶联剂后再次搅拌均匀。
[0011]特别的，所述主上浆剂为聚氨酯、聚碳酸酯、环氧树脂、聚醚砜中的一种或几种。
[0012]特别的，所述表面活性剂为聚乙二醇、聚丙二醇、乙二醇中的一种或几种。
[0013]特别的，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
[0014]特别的，所述主上浆剂的质量占浆料溶液总质量的4
‑
10％，表面活性剂的质量占主上浆剂质量的20％
‑
30％，偶联剂的质量占主上浆剂质量的5％
‑
10％。
[0015]在本专利技术的步骤(2)所述的连续氧化铝纤维的上浆过程：将步骤(1)中配制的浆料加入浆料槽中，将连续氧化铝纤维放置在筒子架上，将纤维依次通过浆料槽、烘箱、牵引机，再经过卷绕机卷绕收集，即制得上浆后的连续氧化铝纤维。
[0016]特别的，所述的连续氧化铝纤维合股数为2
‑
5股。
[0017]特别的，为保证上浆后的连续氧化铝纤维的干燥速度，所述的烘箱的温度为100
‑
120℃，烘箱烘干的时间为30
‑
50s。
[0018]特别的，考虑上浆后连续氧化铝纤维的生产效率和质量，所述的牵引机的牵引速度为5
‑
8m/min。
[0019]在本专利技术的步骤(3)所述的二维编织过程：将上浆后的连续氧化铝纤维固定在筒子架上，将纤维牵引进二维编织机内。将四个缠好水溶线的纱管安放在弹簧锭子杆上，并将水溶线在相同的张力作用下与连续氧化铝纤维牵引在一起，再将连续氧化铝纤维牵引出二维编织机并固定在收集装置上面，设置好二维编织机的参数后，启动机器。
[0020]特别的，在步骤(3)中所述二维编织机的转速为600
‑
1200RPM；编织角为6
°‑
14
°
；编织节距为4
‑
10mm；编织机的纱锭数为4
‑
6锭。
[0021]在编织过程中，要注意连续氧化铝纤维、水溶线的断头，保证纱线正常有序的编织。
[0022]与现有的复合材料缝纫线相比，本专利技术提出的连续氧化铝纤维复合缝纫线制备方法及制品具有以下优点：
[0023]1、本专利技术的连续氧化铝纤维复合缝纫线的制备方法简单，易于操作。在制备过程中，涉及到的装置较少，可满足大部分纤维增强复合材料的使用，可适用于大批量生产。
[0024]2、本专利技术制备的连续氧化铝纤维复合缝纫线采用二维编织技术，在其表面编织水溶线，提供了一种特殊的纱线结构，减少了芯层连续氧化铝纤维受到的损伤，使其在缝合过程中不易断裂，有效地提高了连续氧化铝纤维缝纫线的耐剪切和耐磨损性能，且水溶线为部分包覆，编织后体积小于纱线总体积的20％。
[0025]3、本专利技术采用的编织纱为水溶线，由于水溶线遇水溶解的特性使其在增强缝纫线耐磨损性和耐剪切性的同时又不影响后续复合材料的制备，在50℃的水温下水解的很快，
无残留。
附图说明
[0026]图1是连续氧化铝纤维缝纫线的结构示意图；
[0027]图2是连续氧化铝纤维缝纫线的剖面图；
[0028]图1
‑
图2中，1为连续氧化铝纤维，2为水溶线。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术作进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续氧化铝纤维复合缝纫线的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配制连续氧化铝纤维所用浆料。其中，浆料的制备方法为：取适量的丙酮或乙酸乙酯溶液放入三口烧瓶中，将水浴锅加热30℃，将主上浆剂加入丙酮或乙酸乙酯中搅拌均匀，再加入表面活性剂，偶联剂后再次搅拌均匀。(2)利用步骤1中所述上浆剂对连续氧化铝纤维进行上浆处理，经过上浆、烘干、牵引后将连续氧化铝纤维卷绕在筒子上。其中，连续氧化铝纤维的上浆过程为：将步骤(1)中配置的浆料加入溶液槽中，将连续氧化铝纤维放置在筒子架上，将纤维依次通过溶液槽、烘箱、牵引机，再经过卷绕机卷绕收集，即制得上浆后的连续氧化铝纤维。(3)将步骤2中得到的上浆后的连续氧化铝纤维作为芯层，利用二维编织技术在其表面编织水溶线，得到所述的连续氧化铝纤维复合缝纫线。其中，二维编织过程为：将上浆后的连续氧化铝纤维固定在筒子架上，将纤维牵引进二维编织机内。将四个缠好水溶线的纱管安放在弹簧锭子杆上，并将水溶线在相同的张力作用下与连续氧化铝纤维牵引在一起，再将连续氧化铝纤维牵引出二维编织机并固定在收集装置上面，设置好二维编织机的参数后，启动机器。2.根据权利要求1所述的连续氧化铝纤维复合缝纫线的制备方法，其特征在于，所述主上浆剂的质量占浆料溶液总质量的4
‑
10％，表面活性剂的质量占主上浆剂质量的20％
‑
30％，偶联剂的质量占主上浆剂质量的5％
‑
10％。3.根据权利要求1所述的连续氧化铝纤维复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宁，孟影，侯琦琳，陈利，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：