【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纺纱，具体涉及一种多层级快速导热耐高温弹性纱线及其制备方法。
技术介绍
1、随着科技的发展和社会的进步，高性能纺织材料成为当前的热门研究课题。在耐高温纤维材料领域，各种高性能无机纤维基本处于主导地位，有机纤维耐高温性最好的如芳纶纤维，承受温度最高为400℃左右；而无机纤维如碳纤维耐高温可以达到2000℃以上。由于无机纤维的高刚性等问题，限制了其应用范围，因此开发出具有更好的耐高温性能的有机纤维成为热点。
2、目前对耐高温有机纤维和纱线的研究中，一般采用涂覆、混纺等方式将阻燃耐高温涂料涂覆在纤维表面形成阻燃层或者将阻燃有机纤维与原纤维混纺来制备耐高温纱线。例如，公开号为cn108396476a的专利公开了一种耐高温涤纶纱线的制备工艺，将5％-15％的聚四氟乙烯、1.5％-3.5％的交联剂、0.3％-0.8％的防老化剂、4％-9％的无水助剂、0.2％-0.4％的消泡剂、1.8％-4.2％的催化剂和55-80％的水放入搅拌机中制备成浆料，然后通过浆纱装置涂覆到涤纶纱线表面，再将喷涂后的涤纶纱线打卷即可得到耐高温涤纶纱线。该方法虽然可以使得无法耐高温的有机涤纶纤维变成耐高温涤纶纤维，但存在涂覆后纱线手感变差和耐高温性能不好的问题，无法满足在一些服用和对超高温的环境来使用。
3、公开号为cn108251931a的专利公开了一种耐高温的共混纱线及其生产工艺。该专利技术包括外层和芯层，所述外层包覆在芯层上，所述外层包括由内到外设置的阻燃层、防油层以及皮层聚合物，芯层包括主芯线以及与主芯线相互交捻的调温粘胶
4、在无机纤维中玄武岩纤维具有良好的阻燃隔热性，长期工作范围在-269℃～650℃之间，短期可耐高温达1300℃，常被用于一些阻燃隔热的场景。碳纤维作为最常用的无机纤维之一，其性能优异，强度高、质量轻、耐高温性好、导热性好。为了提升有机纤维的耐高温性能，公开号为cn102154753a的专利公开了一种玄武岩包缠纱，在玄武岩纤维外层绕上混合纱线制备成玄武岩纤维包缠纱。该纱线属于有机无机复合纱线，可以大大提升有机纤维的耐高温性能；但由于玄武岩纤维作为芯纱，导致纱线整体缺乏弹性，舒适性较差，不利于该纱线的进一步应用。
技术实现思路
1、鉴于
技术介绍
中存在的技术问题，本申请提供了一种多层级快速导热耐高温弹性纱线及其制备方法，利用编织机或包缠纺纱机将隔热无机纤维长丝、导热无机纤维长丝依次编织或包缠在弹性芯纱表面，制备成弹性复合芯纱，再利用摩擦纺在复合芯纱表面包覆阻燃短纤维，以形成结构稳定、强度高、耐高温性好的有机无机复合多层级耐高温纱线，以弥补有机柔软纤维无法阻燃耐高温的缺陷。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种多层级快速导热耐高温弹性纱线，由内至外依次包括弹性芯纱、功能层、以及阻燃短纤维包覆层；
3、所述功能层包括若干层隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层，所述功能层的层数为偶数层，并且所述隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层由内向外交叉布置或由内向外依次为若干层隔热无机纤维包覆层和若干层导热无机纤维包覆层。
4、本申请实施例的技术方案中，导热无机纤维包覆层作为导热层可以快速将高温接触点的热量传递扩散，可以有效降低接触点的温度，隔热无机纤维包覆层为隔热层，经过导热无机纤维包覆层导热扩散，当热量传递至隔热无机纤维包覆层时，隔热无机纤维包覆层可以有效阻隔剩余热量向内部弹性纤维的传递，避免了弹性纤维结构被高温破坏，纱线整体的耐高温性能得到极大提升。
5、在一些实施例中，所述功能层的层数为2层，从里到外依次为隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层。
6、该实施例中，隔热无机纤维提供良好的耐高温性能和机械强度，而导热无机纤维则提供高导热性能和轻质特性。两层结构相对简单，便于生产和维护。
7、在一些实施例中，所述功能层的层数为4层，从里到外依次为隔热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层，或者依次为隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层。
8、该实施例中，功能层依次为隔热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层，两层的隔热纤维长丝增强了纱线的耐高温性能，两层的导热纤维增强了纱线的导热性，对称的排列方式有助于提高纱线的整体稳定性和力学性能。或依次为隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层，每层材料的交替排列使得纱线在耐高温和导热方面都有均衡的表现，交替结构有助于热量在纱线内部均匀传导。
9、在一些实施例中，所述功能层的层数为6层，从里到外依次为3层隔热无机纤维包覆层和3层导热无机纤维包覆层，或者依次为隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层。
10、该实施例中，功能层依次为3层隔热无机纤维包覆层和3层导热无机纤维包覆层，更多的层数意味着更高的耐高温和导热性能，明确的层数分配有助于精确控制纱线的性能。或依次为隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层、导热无机纤维包覆层、隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层，交替排列使得纱线在耐高温和导热方面都有优异的表现，同时保持了良好的力学性能，多层交替结构有助于优化热管理，特别是在复杂的热环境中的应用。
11、隔热无机纤维长丝的使用提高了纱线在高温环境下的稳定性和耐用性，导热无机纤维的加入使得纱线能够快速传导热量，适用于需要散热的应用。多层结构增强了纱线的强度和弹性，使其更适应于力学负荷较大的环境。通过不同材料的组合和排列，纱线能够更好地管理热量的传导和分布。
12、在一些实施例中，所述隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层中的隔热无机纤维长丝和导热无机纤维长丝以交叉编织结构编织于所述弹性芯纱上或采用螺旋缠绕结构缠绕于所述弹性芯纱上；所述隔热无机纤维长丝的线密度为4tex～25tex，所述隔热无机纤维为玄武岩纤维或玻璃纤维；所述导热无机纤维长丝的线密度为5tex～50tex，所述导热无机纤维为碳纤维、石墨烯纤维、碳化硅陶瓷纤维、氮化硼陶瓷纤维及金属纤维中的一种；所述阻燃短纤维包覆层中的阻燃短纤维以相互抱合缠绕的方式包覆于所述功能层表面，形成多层级复合结构纱线；所述弹性芯纱为氨纶长丝、硅胶长丝及乳胶长丝中的一种或多种，且所述弹性芯纱的细度为100d～1000d；所述阻燃短纤维包覆层的原料为阻燃锦纶、阻燃粘胶、芳纶纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或多种。
13、该实施例中，交叉编织可以增加纱线的结构稳定性，使其在受到外力时不易变形，编织结构有助于分散负荷，提高纱线的整体力学性能。螺旋缠绕使得隔热无机纤维长丝和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多层级快速导热耐高温弹性纱线，其特征在于，由内至外依次包括弹性芯纱、功能层以及阻燃短纤维包覆层；
2.根据权利要求1所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线，其特征在于，所述功能层的层数为2层，从里到外依次为隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层；
3.根据权利要求2所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线，其特征在于，所述隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层中的隔热无机纤维和导热无机纤维以交叉编织结构编织于所述弹性芯纱上或采用螺旋缠绕结构缠绕于所述弹性芯纱上；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下操作步骤：
6.根据权利要求5所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，所述编织机芯纱喂入罗拉的速度为2～6m/min，走马锭转速为30～500r/min，纱线输出罗拉的速度为4～18m/min，芯纱的牵伸倍数为1～2倍。
7.根据权利要求
8.根据权利要求7所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，所述包缠纺纱机芯纱喂入罗拉速度为2.5～10m/min，纱线输出罗拉速度为5～20m/min，空心锭转速为2000～8000r/min，芯纱的牵伸倍数为1～2倍。
9.根据权利要求4所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下操作步骤：
10.根据权利要求9所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，所述摩擦纺芯纱喂入罗拉的速度为2～5m/min，阻燃短纤维粗条喂入速度为0.5～2m/min，阻燃短纤维分梳辊的转速为2000～4000r/min，连接尘笼的摩擦辊转速为2500～5000r/min，第三输出罗拉的速度为3～10m/min，纱筒卷绕速度为3.2～12m/min。
...【技术特征摘要】
1.一种多层级快速导热耐高温弹性纱线，其特征在于，由内至外依次包括弹性芯纱、功能层以及阻燃短纤维包覆层；
2.根据权利要求1所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线，其特征在于，所述功能层的层数为2层，从里到外依次为隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层；
3.根据权利要求2所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线，其特征在于，所述隔热无机纤维包覆层和导热无机纤维包覆层中的隔热无机纤维和导热无机纤维以交叉编织结构编织于所述弹性芯纱上或采用螺旋缠绕结构缠绕于所述弹性芯纱上；
4.一种如权利要求1-3任一项所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下操作步骤：
6.根据权利要求5所述的多层级快速导热耐高温弹性纱线的制备方法，其特征在于，所述编织机芯纱喂入罗拉的速度为2～6m/min，走马锭转速为30～500r/min，纱线输出罗拉的速...
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