CN111979626A - 一种聚乙烯纤维纱线及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯纤维纱线，包括以下原料：聚乙烯纤维、剑麻纤维、粘胶纤维和玄武岩纤维；本发明还公开了该聚乙烯纤维纱线的生产工艺，包括如下步骤：首先将纤维开清棉与梳棉，制得纤维生条；其次将梳理后纤维生条牵引至纺纱并条机进行并条处理；再将并条后纤维进行粗纱、细纱工序；最后将纱线从纱管退绕下来，卷绕到筒子上，形成筒纱，即得聚乙烯纤维纱线。本发明聚乙烯纤维纱线具有高韧性、耐磨损、耐切割的特点，并且本发明中的纺线并条机能在并线的同时进行卷线，克服传统纺线机功能单一的问题，并且该纺线并条机操作方便、结构简单、能耗较少，在纺织领域有很好的应用前景。

Description

一种聚乙烯纤维纱线及其生产工艺
技术领域
本发明属于纱线制造技术领域，具体的，涉及一种聚乙烯纤维纱线及其生产工艺。
背景技术
纺织是传统的优势行业，近几年人们围绕新型纺织品从原料加工技术进行多方面的开发和研究，出现了各种综合性能好的纱线和面料。环保、舒适、外观一直是人们追求的焦点。
近年来非金属复合纤维材料已广泛应用于航空、航天、军需装备、体育器材和桥梁、隧道、房屋加固补强等土木工程领域。目前公知复合材料应用的有三类纤维：一是碳纤维片材，碳纤维具有优异的力学性能和高模量优点，但其固有的抗剪强度低、抗冲击性能差；二是芳纶纤维片材，它具有优异的力学性能和抗剪切、抗冲击强度，能易折弯施工优点。但也存在怕水害、怕光照等弱点；三、玻璃纤维布，玻璃纤维强力只有芳纶纤维的三分之一，高强聚乙烯纤维五分之一，力学性能低、易折断、施工难，还不抗酸碱和不抗紫外线光照，只能适用于低档复合材料中作填充材料。
目前以超高分子量聚乙烯为原料，研制生产高强度、高模量聚乙烯纤维有迅速发展。高强、高模聚乙烯纤维具有强度高、模量大、密度小、抗冲击韧性好、能耐各种化学物品腐蚀和抗紫外光照强等综合优异性能。目前该产品广泛应用安全防护、防弹衣、防弹头盔、防弹板材和航海缆绳、远洋捕鱼拖网、人造关节、体育器材等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚乙烯纤维纱线及其生产工艺。
本发明需要解决的技术问题为：
目前现有的聚乙烯纤维纱线韧性差，耐磨等级低，不耐切割，并且现有的纺线机功能单一，只能单独进行并条或者卷收工序，费时费力，生产效率低下。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种聚乙烯纤维纱线，包括以下重量份的原料：聚乙烯纤维60-120份，剑麻纤维30-50份，粘胶纤维20-30份，玄武岩纤维10-15份；
所述聚乙烯纤维的线密度为1.4dtex-2.0dtex；所述剑麻纤维的线密度为1.0dtex-1.5dtex；所述粘胶纤维的线密度为1.3dtex-1.8dtex；所述玄武岩纤维1.0dtex-1.5dtex；
所述聚乙烯纤维的制备方法包括如下步骤：
第一步、称取以下重量份的原料，50-80份的聚乙烯原料、2-5份的疏基三甲基硅烷偶联剂、1-1.5份的甲基硅酸钠、3-5份的丙烯酸正丁脂、0.1-0.5份的抗氧剂CA、1-5份改性剂和200-300份白油；所述聚乙烯原料为分子量为60万-120万，由单活性催化剂聚合得到的聚乙烯原料；
第二步、将疏基三甲基硅烷偶联剂、甲基硅酸钠和丙烯酸正丁脂加入反应釜中，在温度为45-55℃条件下，4000-6000r/min的转速搅拌2-4h，得到第一混合液；
第三步、将聚乙烯原料、抗氧剂CA和改性剂加入反应釜中，使乙烯原料、抗氧剂CA与第一混合液混合，控制温度250-280℃，5000-7000r/min的转速搅拌4-6h，得到纺丝液，在250-280℃条件下纺丝，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，即得聚乙烯纤维。
所述改性剂的制备方法如下：
取15-25重量份甲酸溶液、1-5重量份氯化钙、3-8重量份石墨烯，将甲酸溶液、氯化钙、石墨烯加入反应釜中，转速1000-2000r/min下搅拌30-60min，再加入0.5-1重量份偶联剂，所述偶联剂为聚乙二醇、聚乙烯的一种或者任意比例两种混合，控制温度70-80℃，转速1500-3000r/min下搅拌1-2h，降温至50℃，保温2-4h，即得改性剂溶液。
所述剑麻纤维由如下方法制备而成：
S1、剑麻经风干、粉碎，制成剑麻粉，按照固液比1g：3-5mL先将剑麻粉浸没于质量分数5％的NaOH溶液中，搅拌均匀后静置并滤去杂质和多余水分，放入75℃的鼓风干燥箱中干燥20-24h；
S2、向150-250mL体积分数为80％的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶联剂KH560和0.3g过氧化二异丙苯，350-400r/min搅拌10min，再向里滴加质量分数为36％的醋酸将混合液的pH值调节至3.5-3.6；
S3、取干燥后的剑麻粉与混合液按照1g：3mL的用量比在350r/min搅拌50-55min，静置1h后滤去溶剂，并将反应后的剑麻粉置于75℃的鼓风干燥箱中干燥，得到剑麻纤维。
该聚乙烯纤维纱线生产工艺，包括如下步骤：
步骤一、开清棉与梳棉，分别将聚乙烯纤维、剑麻纤维、玄武岩纤维、粘胶纤维经开清棉工艺和梳棉工艺，分别形成聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条；
步骤二、并条工序，将梳理后的聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条牵引至纺纱并条机第一压紧辊18和第二压紧辊19之间，进而在纺纱并条机内完成并条处理；
步骤三、粗纱、细纱工序，将并条形成的熟条牵引至粗纱牵伸装置，熟条被牵引成规定密度的须条，然后经罗拉输出，再经锭翼加捻成粗纱；然后将粗纱喂入细纱牵伸装置内进行牵伸，牵伸后的须条由罗拉输出并通过钢领和钢丝圈进行加捻，最终卷绕到纱管上；
步骤四、络筒工序，纱线从纱管退绕下来，经过导纱器、张力装置、清纱器，卷绕到筒子上，形成筒纱，即聚乙烯纤维纱线。
步骤二所述纺线并条机包括箱体，箱体为竖直放置的空心矩形体，箱体底板下表面四脚处均固定连接有活动件，每个活动件下端与万向轮活动连接，所述箱体包括箱门，所述箱门通过上下两种合页与箱体的侧壁铰接，箱体上顶板四角处均设置有支撑柱，每个支撑柱的底端焊接于箱体的上顶板外表面上，且同一侧的两个支撑柱之间固定设置有第一连接杆和第二连接杆，第一压紧辊套接于第一连接杆上，第二压紧辊套接于第二连接杆上，且第一压紧辊和第二压紧辊之间的距离为0.1-0.5cm，第一压紧辊与第二压紧辊之间固定设置有导线板，所述导线板的一侧焊接于支撑柱的一侧表面上，两侧导线板下端固定安装有穿线盘，所述穿线盘内部设置有若干个穿线孔，穿线盘焊接于箱体上顶板中心处，箱体上顶板上设置有与穿线盘内部穿线孔等量的通孔，且箱体上顶板的通孔与穿线盘内部穿线孔位置一一对应；
所述箱体内部包括第一并线管，第一并线管位于箱体内部上方且焊接于箱体上顶板下表面上，第一并线管为竖直放置的空心圆柱筒体，第一并线管下方固定设置有滑杆，所述滑杆的两端与箱体内部两侧侧壁固定连接，滑杆上套接有滑筒，滑筒的一侧侧壁上固定连接有第二并线管，所述第二并线管与第一并线管的中心轴在同一条直线上，第二并线管的一侧侧壁上固定连接有第三连接杆，第三连接杆在远离第二并线管的一端固定连接有第一传动齿轮；
所述第一传动齿轮由支撑组件固定设置于第一支撑板上端，第一支撑板远离第一传动齿轮的一端开设有通孔，第一传动轴的一端穿过第一支撑板内部的通孔与第二传动齿轮固定连接，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮啮合，所述第一传动轴在远离第二传动齿轮的一端固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮垂直设置，且第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮下方固定设置有第三锥齿轮，第三锥齿轮与第二锥齿轮啮合，且第三锥齿轮与第一锥齿轮位于同一竖直直线上，所述第三锥齿轮下端与第二传动轴固定连接，第二传动轴远离第三锥齿轮的一端穿过第二支撑板与第四锥齿轮固定连接，第四锥齿轮与第五锥齿轮垂直设置且相互啮合；第五锥齿轮与第三传动轴的一端固定连接，第三传动轴的另一端通过联轴器与电机的动力输出轴固定连接，电机通过下方的电机座被固定与箱体的底板表面上，第三传动轴在靠近电机的一端套结有蜗轮，蜗轮的左上方固定设置有转轴，转轴的下端套接有蜗杆套，蜗杆套与蜗轮啮合，转轴的上端穿过第二支撑板和支撑台与纺线座底端固定连接。
进一步地，所述纺线座包括第一底板，第一底板下表面与转轴焊接，第一底板上端两侧与竖直支撑板固定连接，所述两个竖直支撑板对应位置上设置有安装孔，所述竖直支撑板的安装孔内部安装有第四传动轴，第四传动轴能够在竖直支撑板内部转动，第四传动轴上固定套结有卷线筒。
进一步地，所述卷线筒固定安装于第四传动轴的中心位置，且卷线筒包括第一挡线盘和第二挡线盘，第一挡线盘和第二挡线盘位于卷线筒的两端，且第一挡线盘和第二挡线盘均与中间筒的两端焊接连接，中间筒中间位置开设有卡线槽，卡线槽内设置有卡线片，所述卡线片为弧形片，且卡线片通过铰接件铰接在中间筒的侧壁上，卡线片与中间筒的卡线槽配合，中间筒侧壁外表面设置有卷线纹，卷线纹的设计使纱线更容易被卷起。
进一步地，所述支撑台位于纺线座的下方，支撑台为水平放置的正方向板，支撑台下端四角处固定设置有减震座，所述减震座包括第一连接块和第二连接块，第一连接块位于第二连接块的上方，第一连接块与支撑台的下表面固定连接，第二连接块与第二支撑板的上表面固定连接，第一连接块和第二连接块固定设置有减震柱，减震柱的上端焊接于第一连接块的下端，减震柱的正下方固定设置有柱型槽，所述柱型槽为内部设有凹槽的圆柱体，柱型槽的下端与第二连接块的上表面固定连接，柱型槽内部凹槽内安装有伸缩弹簧，伸缩弹簧的上端与减震柱焊接连接，伸缩弹簧的下端与柱型槽内部凹槽底端焊接连接，且伸缩弹簧套接于减震柱上，第一连接块的一侧两端均与第一活动杆铰接，第一活动杆通过销轴与第二活动杆铰接，且第二活动杆在远离第一活动杆的一端与第二连接块的上端固定连接。
本发明的有益效果：
1、本发明的聚乙烯纤维纱线由聚乙烯纤维、剑麻纤维、玄武岩纤维和胶粘纤维混纺组成，其中聚乙烯纤维制备过程中添加改性剂和硅烷偶联剂，使改性剂中的石墨烯接枝到聚乙烯纤维上，结构稳定，制得柔软舒适、高韧性的聚乙烯纤维，并且通过硅烷偶联剂对剑麻纤维进行改性，硅烷偶联剂KH560能够增加剑麻纤维的润湿性和粘附性等性能，使剑麻纤维的疏水性增强，从而提高剑麻纤维与聚乙烯纤维的相容性，并且配合玄武岩纤维及胶粘纤维，共同增强聚乙烯纤维纱线的机械性能。
2、本发明聚乙烯纤维纱线生产过程中使用的纺线并条机能在并线的同时进行卷线，克服传统纺线机功能单一的问题，并且该纺线并条机操作方便、结构简单、能耗较少，在纺织领域有很好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明纺织并条机的结构示意图；
图2为纺织并条机的内部结构示意图；
图3为卷线筒的结构示意图；
图4为减震座的结构示意图；
图5为纺织并条机A处放大图图。
附图中，各标号代表如下：
1、箱体；11、箱门；12、合页；13、活动件；14、万向轮；15、支撑柱；16、第一连接杆；17、第二连接杆；18、第一压紧辊；19、第二压紧辊；20、导线板；21、穿线盘；2、第一并线管；3、滑杆；31、滑筒；32、第二并线管；4、第三连接杆；5、电机；51、电机座；52、联轴器；53、蜗轮；54、蜗杆套；55、第三传动轴；56、转轴；57、第五锥齿轮；58、第四锥齿轮；59、第二传动轴；591、第三锥齿轮；592、第二锥齿轮；593、第一锥齿轮；594、第一传动轴；595、第二传动齿轮；596、第一传动齿轮；6、支撑台；7、减震座；71、第一连接块；72、第二连接块；73、第一活动杆；74、第二活动杆；75、减震柱；76、柱型槽；77、伸缩弹簧；8、第二支撑板；81、第一支撑板；9、第一底板；91、竖直支撑板；92、第四传动轴；93、卷线筒；931、第一挡线盘；932、第二挡线盘；933、中间筒；934、卡线片；935、铰接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种聚乙烯纤维纱线，包括以下重量份的原料：聚乙烯纤维60份，剑麻纤维30份，粘胶纤维20份，玄武岩纤维10份；
所述聚乙烯纤维的线密度为1.4dtex；所述剑麻纤维的线密度为1.0dtex；所述粘胶纤维的线密度为1.3dtex；所述玄武岩纤维1.0dtex；
所述聚乙烯纤维的制备方法包括如下步骤：
第一步、称取以下重量份的原料，50份的聚乙烯原料、2份的疏基三甲基硅烷偶联剂、1份的甲基硅酸钠、3份的丙烯酸正丁脂、0.1分的抗氧剂CA、1份改性剂和200份白油；所述聚乙烯原料为分子量为60万，由单活性催化剂聚合得到的聚乙烯原料；
第二步、将疏基三甲基硅烷偶联剂、甲基硅酸钠和丙烯酸正丁脂加入反应釜中，在温度为45℃条件下，4000r/min的转速搅拌2h，得到第一混合液；
第三步、将聚乙烯原料、抗氧剂CA和改性剂加入反应釜中，使乙烯原料、抗氧剂CA与第一混合液混合，控制温度250℃，5000r/min的转速搅拌4h，得到纺丝液，在250℃条件下纺丝，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，即得聚乙烯纤维。
所述改性剂的制备方法如下：
取15重量份甲酸溶液、1重量份氯化钙、3重量份石墨烯，将甲酸溶液、氯化钙、石墨烯加入反应釜中，转速1000r/min下搅拌30min，再加入0.5重量份偶联剂，所述偶联剂为聚乙二醇、聚乙烯的一种或者任意比例两种混合，控制温度70℃，转速1500r/min下搅拌1h，降温至50℃，保温2h，得到改性剂溶液。
所述剑麻纤维由如下方法制备而成：
S1、剑麻经风干、粉碎，制成剑麻粉，按照固液比1g：3mL先将剑麻粉浸没于质量分数5％的NaOH溶液中，搅拌均匀后静置并滤去杂质和多余水分，放入75℃的鼓风干燥箱中干燥20h；
S2、向150mL体积分数为80％的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶联剂KH560和0.3g过氧化二异丙苯，350r/min搅拌10min，再向里滴加质量分数为36％的醋酸将混合液的pH值调节至3.5；
S3、取干燥后的剑麻粉与混合液按照1g：3mL的用量比在350r/min搅拌50min，静置1h后滤去溶剂，并将反应后的剑麻粉置于75℃的鼓风干燥箱中干燥，得到剑麻纤维。
该聚乙烯纤维纱线生产工艺，包括如下步骤：
步骤一、开清棉与梳棉，分别将聚乙烯纤维、剑麻纤维、玄武岩纤维、粘胶纤维经开清棉工艺和梳棉工艺，分别形成聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条；
步骤二、并条工序，将梳理后的聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条牵引至纺纱并条机第一压紧辊18和第二压紧辊19之间，进而在纺纱并条机内完成并条处理；
步骤三、粗纱、细纱工序，将并条形成的熟条牵引至粗纱牵伸装置，熟条被牵引成规定密度的须条，然后经罗拉输出，再经锭翼加捻成粗纱；然后将粗纱喂入细纱牵伸装置内进行牵伸，牵伸后的须条由罗拉输出并通过钢领和钢丝圈进行加捻，最终卷绕到纱管上；
步骤四、络筒工序，纱线从纱管退绕下来，经过导纱器、张力装置、清纱器，卷绕到筒子上，形成筒纱，即聚乙烯纤维纱线。
所述纺纱并条机，如图1-5所示，包括箱体1，箱体1为竖直放置的空心矩形体，箱体1底板下表面四脚处均固定连接有活动件13，每个活动件13下端与万向轮14活动连接，所述箱体1包括箱门11，所述箱门11通过上下两种合页12与箱体1的侧壁铰接，箱体1上顶板四角处均设置有支撑柱15，每个支撑柱15的底端焊接于箱体1的上顶板外表面上，且同一侧的两个支撑柱15之间固定设置有第一连接杆16和第二连接杆17，第一压紧辊18套接于第一连接杆16上，第二压紧辊19套接于第二连接杆17上，且第一压紧辊18和第二压紧辊19之间的距离为0.1-0.5cm，第一压紧辊18与第二压紧辊19之间固定设置有导线板20，所述导线板20的一侧焊接于支撑柱15的一侧表面上，两侧导线板20下端固定安装有穿线盘21，所述穿线盘21内部设置有若干个穿线孔，穿线盘21焊接于箱体1上顶板中心处，箱体1上顶板上设置有与穿线盘21内部穿线孔等量的通孔，且箱体1上顶板的通孔与穿线盘21内部穿线孔位置一一对应；
所述箱体1内部包括第一并线管2，第一并线管2位于箱体1内部上方且焊接于箱体1上顶板下表面上，第一并线管2为竖直放置的空心圆柱筒体，第一并线管2下方固定设置有滑杆3，所述滑杆3的两端与箱体1内部两侧侧壁固定连接，滑杆3上套接有滑筒31，滑筒31的一侧侧壁上固定连接有第二并线管32，所述第二并线管32与第一并线管2的中心轴在同一条直线上，第二并线管32的一侧侧壁上固定连接有第三连接杆4，第三连接杆4在远离第二并线管32的一端固定连接有第一传动齿轮596；
所述第一传动齿轮596由支撑组件固定设置于第一支撑板81上端，第一支撑板81远离第一传动齿轮596的一端开设有通孔，第一传动轴594的一端穿过第一支撑板81内部的通孔与第二传动齿轮595固定连接，所述第一传动齿轮596与第二传动齿轮595啮合，所述第一传动轴594在远离第二传动齿轮595的一端固定连接有第一锥齿轮593，所述第一锥齿轮593与第二锥齿轮592垂直设置，且第一锥齿轮593与第二锥齿轮592啮合，第二锥齿轮592下方固定设置有第三锥齿轮591，第三锥齿轮591与第二锥齿轮592啮合，且第三锥齿轮591与第一锥齿轮593位于同一竖直直线上，所述第三锥齿轮591下端与第二传动轴59固定连接，第二传动轴59远离第三锥齿轮591的一端穿过第二支撑板8与第四锥齿轮58固定连接，第四锥齿轮58与第五锥齿轮57垂直设置且相互啮合；第五锥齿轮57与第三传动轴55的一端固定连接，第三传动轴55的另一端通过联轴器52与电机5的动力输出轴固定连接，电机5通过下方的电机座51被固定与箱体1的底板表面上，第三传动轴55在靠近电机5的一端套结有蜗轮53，蜗轮53的左上方固定设置有转轴56，转轴56的下端套接有蜗杆套54，蜗杆套54与蜗轮53啮合，转轴56的上端穿过第二支撑板8和支撑台6与纺线座底端固定连接；
所述纺线座包括第一底板9，第一底板9下表面与转轴56焊接，第一底板9上端两侧与竖直支撑板91固定连接，所述两个竖直支撑板91对应位置上设置有安装孔，所述竖直支撑板91的安装孔内部安装有第四传动轴92，第四传动轴92能够在竖直支撑板91内部转动，第四传动轴92上固定套结有卷线筒93；
所述卷线筒93固定安装于第四传动轴92的中心位置，且卷线筒93包括第一挡线盘931和第二挡线盘932，第一挡线盘931和第二挡线盘932位于卷线筒93的两端，且第一挡线盘931和第二挡线盘932均与中间筒933的两端焊接连接，中间筒933中间位置开设有卡线槽，卡线槽内设置有卡线片934，所述卡线片934为弧形片，且卡线片934通过铰接件935铰接在中间筒933的侧壁上，卡线片934与中间筒933的卡线槽配合，中间筒933侧壁外表面设置有卷线纹，卷线纹的设计使纱线更容易被卷起；
所述支撑台6位于纺线座的下方，支撑台6为水平放置的正方向板，支撑台6下端四角处固定设置有减震座7，所述减震座7包括第一连接块71和第二连接块72，第一连接块71位于第二连接块72的上方，第一连接块71与支撑台6的下表面固定连接，第二连接块72与第二支撑板8的上表面固定连接，第一连接块71和第二连接块72固定设置有减震柱75，减震柱75的上端焊接于第一连接块71的下端，减震柱75的正下方固定设置有柱型槽76，所述柱型槽76为内部设有凹槽的圆柱体，柱型槽76的下端与第二连接块72的上表面固定连接，柱型槽76内部凹槽内安装有伸缩弹簧77，伸缩弹簧77的上端与减震柱75焊接连接，伸缩弹簧77的下端与柱型槽76内部凹槽底端焊接连接，且伸缩弹簧77套接于减震柱75上，第一连接块71的一侧两端均与第一活动杆73铰接，第一活动杆73通过销轴与第二活动杆74铰接，且第二活动杆74在远离第一活动杆73的一端与第二连接块72的上端固定连接。
所述纺线并条机的工作原理为：
将梳理后的聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条牵引至纺纱并条机的第一压紧辊18和第二压紧辊19之间，经过第一压紧辊18和第二压紧辊19的挤压作用使各纤维生条平铺成型，各纤维生条再通过导线板20进入穿线盘21内部的穿线孔，进而进入第一并线管2的内部，随后将各纤维生条穿过第二并线管32固定于卷线筒93上的卡线片934上，随后启动电机5，电机5带动蜗轮53和第五锥齿轮57转动，转动中的蜗轮53带动蜗杆套54转动，从而实现纺线座在水平方向的转动，使卷线筒93的纤维生条按照一个方向缠绕，形成一条纤维生条；纺线座下方固定设置有支撑台6，纺线座能够在支撑台6上端转动，支撑台6下端固定设置有减震座7，减震座7的设置减少了纺纱座转动过程中产生的振动；第五锥齿轮57带动第三锥齿轮591转动，第三锥齿轮591带动第二锥齿轮592转动，第二锥齿轮592的转动实现卷线筒93在竖直方向的转动，从而实现卷线筒93对缠绕后的纤维生条进行收卷；转动中的第二锥齿轮592带动第一锥齿轮593转动，进而实现第二传动齿轮595转动，使第一传动齿轮596上的第三连接杆4移动，第三连接杆4带动第二并线管32在滑杆3左右滑动，进而使第二并线管32在滑杆3上左右滑动，使第二并线管32内部的纤维生条在卷线筒93上缠绕均匀，防止出现卷线筒93上中间纤维生条积满，两端未缠绕上纤维生条的情况发生；该纺织并条机操作方便、结构简单、易于维修、在纺织领域有很好的应用前景。
实施例2
一种聚乙烯纤维纱线，包括以下重量份的原料：聚乙烯纤维80份，剑麻纤维40份，粘胶纤维25份，玄武岩纤维13份；
所述聚乙烯纤维的线密度为1.6dtex；所述剑麻纤维的线密度为1.3dtex；所述粘胶纤维的线密度为1.5dtex；所述玄武岩纤维1.4dtex；
所述聚乙烯纤维的制备方法包括如下步骤：
第一步、称取以下重量份的原料，60份的聚乙烯原料、4份的疏基三甲基硅烷偶联剂、1.2份的甲基硅酸钠、4份的丙烯酸正丁脂、0.4份的抗氧剂CA、4份改性剂和250份白油；所述聚乙烯原料为分子量为100万，由单活性催化剂聚合得到的聚乙烯原料；
第二步、将疏基三甲基硅烷偶联剂、甲基硅酸钠和丙烯酸正丁脂加入反应釜中，在温度为50℃条件下，4500r/min的转速搅拌3h，得到第一混合液；
第三步、将聚乙烯原料、抗氧剂CA和改性剂加入反应釜中，使乙烯原料、抗氧剂CA与第一混合液混合，控制温度260℃，6000r/min的转速搅拌5h，得到纺丝液，在270℃条件下纺丝，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，即得聚乙烯纤维。
所述改性剂的制备方法如下：
取20重量份甲酸溶液、4重量份氯化钙、5重量份石墨烯，将甲酸溶液、氯化钙、石墨烯加入反应釜中，转速1500r/min下搅拌30min，再加入0.8重量份偶联剂，所述偶联剂为聚乙二醇、聚乙烯的一种或者任意比例两种混合，控制温度75℃，转速2000r/min下搅拌1.5h，降温至50℃，保温3h，得到改性剂溶液。
所述剑麻纤维由如下方法制备而成：
S1、剑麻经风干、粉碎，制成剑麻粉，按照固液比1g：4mL先将剑麻粉浸没于质量分数5％的NaOH溶液中，搅拌均匀后静置并滤去杂质和多余水分，放入75℃的鼓风干燥箱中干燥22h；
S2、向200mL体积分数为80％的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶联剂KH560和0.3g过氧化二异丙苯，380r/min搅拌10min，再向里滴加质量分数为36％的醋酸将混合液的pH值调节至3.5；
S3、取干燥后的剑麻粉与混合液按照1g：3mL的用量比在350r/min搅拌53minn，静置1h后滤去溶剂，并将反应后的剑麻粉置于75℃的鼓风干燥箱中干燥，得到剑麻纤维。
该聚乙烯纤维纱线生产工艺与实施例1相同。
实施例3
一种聚乙烯纤维纱线，包括以下重量份的原料：聚乙烯纤维120份，剑麻纤维50份，粘胶纤维30份，玄武岩纤维15份；
所述聚乙烯纤维的线密度为2.0dtex；所述剑麻纤维的线密度为1.5dtex；所述粘胶纤维的线密度为1.8dtex；所述玄武岩纤维1.5dtex；
所述聚乙烯纤维的制备方法包括如下步骤：
第一步、称取以下重量份的原料，80份的聚乙烯原料、5份的疏基三甲基硅烷偶联剂、1.5份的甲基硅酸钠、5份的丙烯酸正丁脂、0.5份的抗氧剂CA、5份改性剂和300份白油；所述聚乙烯原料为分子量为120万，由单活性催化剂聚合得到的聚乙烯原料；
第二步、将疏基三甲基硅烷偶联剂、甲基硅酸钠和丙烯酸正丁脂加入反应釜中，在温度为55℃条件下，6000r/min的转速搅拌4h，得到第一混合液；
第三步、将聚乙烯原料、抗氧剂CA和改性剂加入反应釜中，使乙烯原料、抗氧剂CA与第一混合液混合，控制温度280℃，7000r/min的转速搅拌6h，得到纺丝液，在280℃条件下纺丝，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，即得聚乙烯纤维。
所述改性剂的制备方法如下：
取25重量份甲酸溶液、5重量份氯化钙、8重量份石墨烯，将甲酸溶液、氯化钙、石墨烯加入反应釜中，转速2000r/min下搅拌60min，再加入1重量份偶联剂，所述偶联剂为聚乙二醇、聚乙烯的一种或者任意比例两种混合，控制温度80℃，转速3000r/min下搅拌2h，降温至50℃，保温4h，得到改性剂溶液。
所述剑麻纤维由如下方法制备而成：
S1、剑麻经风干、粉碎，制成剑麻粉，按照固液比1g：5mL先将剑麻粉浸没于质量分数5％的NaOH溶液中，搅拌均匀后静置并滤去杂质和多余水分，放入75℃的鼓风干燥箱中干燥24h；
S2、向250mL体积分数为80％的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶联剂KH560和0.3g过氧化二异丙苯，400r/min搅拌10min，再向里滴加质量分数为36％的醋酸将混合液的pH值调节至3.6；
S3、取干燥后的剑麻粉与混合液按照1g：3mL的用量比在350r/min搅拌55min，静置1h后滤去溶剂，并将反应后的剑麻粉置于75℃的鼓风干燥箱中干燥，得到剑麻纤维。
该聚乙烯纤维纱线生产工艺与实施例1相同。
对比例1
将实施例1中聚乙烯纤维的制备原料中改性剂去除，其他生产工艺不变。
对比例2
将实施例2中聚乙烯纤维纱线原料中剑麻纤维去除，其他生产工艺不变。
对比例3
本对比例为市场上常见的一种聚乙烯纤维纱线。
对实施例1-3和对比例1-3制备的纱线进行性能测试，检测结果如下表所示，其中采用GB/T3916-1997测试纱线断裂强度，采用欧洲标准EN388检测耐割性和耐磨性。
Figure BDA0002651280270000161
由上表可以看出，实施例1-3的断裂强度、断裂伸长率、耐切割等级和耐磨等级都优于对比例1-3，说明本发明制备的聚乙烯纤维纱线通过添加了剑麻纤维和对聚乙烯纤维进行改性，使得本发明制备的聚乙烯纤维纱线具有较好的韧性及耐磨、耐切割性，更能满足市场需求。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种聚乙烯纤维纱线，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚乙烯纤维60-120份，剑麻纤维30-50份，粘胶纤维20-30份，玄武岩纤维10-15份；
聚乙烯纤维的线密度为1.4dtex-2.0dtex；剑麻纤维的线密度为1.0dtex-1.5dtex；粘胶纤维的线密度为1.3dtex-1.8dtex；玄武岩纤维1.0dtex-1.5dtex；
该聚乙烯纤维纱线生产工艺，包括如下步骤：
步骤一、开清棉与梳棉，分别将聚乙烯纤维、剑麻纤维、玄武岩纤维、粘胶纤维经开清棉工艺和梳棉工艺，分别形成聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条；
步骤二、并条工序，将梳理后的聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条牵引至纺纱并条机第一压紧辊(18)和第二压紧辊(19)之间，进而在纺纱并条机内完成并条处理；
步骤三、粗纱、细纱、络筒工序，将并条形成的熟条经过粗纱、细纱、络筒工序形成筒纱，即得聚乙烯纤维纱线。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯纤维纱线，其特征在于，所述聚乙烯纤维的制备方法包括如下步骤：
第一步、称取以下重量份的原料，50-80份的聚乙烯原料、2-5份的疏基三甲基硅烷偶联剂、1-1.5份的甲基硅酸钠、3-5份的丙烯酸正丁脂、0.1-0.5份的抗氧剂CA、1-5份改性剂和200-300份白油；所述聚乙烯原料为分子量为60万-120万，由单活性催化剂聚合得到的聚乙烯原料；
第二步、将疏基三甲基硅烷偶联剂、甲基硅酸钠和丙烯酸正丁脂加入反应釜中，在温度为45-55℃条件下，4000-6000r/min的转速搅拌2-4h，得到第一混合液；
第三步、将聚乙烯原料、抗氧剂CA和改性剂加入反应釜中，使乙烯原料、抗氧剂CA与第一混合液混合，控制温度250-280℃，5000-7000r/min的转速搅拌4-6h，得到纺丝液，在250-280℃条件下纺丝，制备所得凝胶丝经过萃取、牵伸，即得聚乙烯纤维。
3.根据权利要求2所述的一种聚乙烯纤维纱线，其特征在于，所述改性剂的制备方法如下：
取15-25重量份甲酸溶液、1-5重量份氯化钙、3-8重量份石墨烯，将甲酸溶液、氯化钙、石墨烯加入反应釜中，转速1000-2000r/min下搅拌30-60min，再加入0.5-1重量份偶联剂，所述偶联剂为聚乙二醇、聚乙烯的一种或者任意比例两种混合，控制温度70-80℃，转速1500-3000r/min下搅拌1-2h，降温至50℃，保温2-4h，即得改性剂溶液。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯纤维纱线，其特征在于，所述剑麻纤维由如下方法制备而成：
S1、剑麻经风干、粉碎，制成剑麻粉，按照固液比1g：3-5mL先将剑麻粉浸没于质量分数5％的NaOH溶液中，搅拌均匀后静置并滤去杂质和多余水分，放入75℃的鼓风干燥箱中干燥20-24h；
S2、向150-250mL体积分数为80％的乙醇水溶液中加入0.5g硅烷偶联剂KH560和0.3g过氧化二异丙苯，350-400r/min搅拌10min，再向里滴加质量分数为36％的醋酸将混合液的pH值调节至3.5-3.6；
S3、取干燥后的剑麻粉与混合液按照1g：3mL的用量比在350r/min搅拌50-55min，静置1h后滤去溶剂，并将反应后的剑麻粉置于75℃的鼓风干燥箱中干燥，得到剑麻纤维。
5.一种聚乙烯纤维纱线的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、开清棉与梳棉，分别将聚乙烯纤维、剑麻纤维、玄武岩纤维、粘胶纤维经开清棉工艺和梳棉工艺，分别形成聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条；
步骤二、并条工序，将梳理后的聚乙烯纤维生条、剑麻纤维生条、玄武岩纤维生条、粘胶纤维生条牵引至纺纱并条机第一压紧辊18和第二压紧辊19之间，进而在纺纱并条机内完成并条处理；
步骤三、粗纱、细纱、络筒工序，将并条形成的熟条经过粗纱、细纱、络筒工序形成筒纱，即得聚乙烯纤维纱线。
6.根据权利要求5所述的一种聚乙烯纤维纱线的生产工艺，其特征在于，步骤二所述的纺纱并条机包括箱体(1)，箱体(1)为竖直放置的空心矩形体，箱体(1)底板下表面四脚处均固定连接有活动件(13)，每个活动件(13)下端与万向轮(14)活动连接，所述箱体(1)包括箱门(11)，所述箱门(11)通过上下两种合页(12)与箱体(1)的侧壁铰接，箱体(1)上顶板四角处均设置有支撑柱(15)，每个支撑柱(15)的底端焊接于箱体(1)的上顶板外表面上，且同一侧的两个支撑柱(15)之间固定设置有第一连接杆(16)和第二连接杆(17)，第一压紧辊(18)套接于第一连接杆(16)上，第二压紧辊(19)套接于第二连接杆(17)上，且第一压紧辊(18)和第二压紧辊(19)之间的距离为0.1-0.5cm，第一压紧辊(18)与第二压紧辊(19)之间固定设置有导线板(20)，所述导线板(20)的一侧焊接于支撑柱(15)的一侧表面上，两侧导线板(20)下端固定安装有穿线盘(21)，所述穿线盘(21)内部设置有若干个穿线孔，穿线盘(21)焊接于箱体(1)上顶板中心处，箱体(1)上顶板上设置有与穿线盘(21)内部穿线孔等量的通孔，且箱体(1)上顶板的通孔与穿线盘(21)内部穿线孔位置一一对应；
所述箱体(1)内部包括第一并线管(2)，第一并线管(2)位于箱体(1)内部上方且焊接于箱体(1)上顶板下表面上，第一并线管(2)为竖直放置的空心圆柱筒体，第一并线管(2)下方固定设置有滑杆(3)，所述滑杆(3)的两端与箱体(1)内部两侧侧壁固定连接，滑杆(3)上套接有滑筒(31)，滑筒(31)的一侧侧壁上固定连接有第二并线管(32)，所述第二并线管(32)与第一并线管(2)的中心轴在同一条直线上，第二并线管(32)的一侧侧壁上固定连接有第三连接杆(4)，第三连接杆(4)在远离第二并线管(32)的一端固定连接有第一传动齿轮(596)；
所述第一传动齿轮(596)由支撑组件固定设置于第一支撑板(81)上端，第一支撑板(81)远离第一传动齿轮(596)的一端开设有通孔，第一传动轴(594)的一端穿过第一支撑板(81)内部的通孔与第二传动齿轮(595)固定连接，所述第一传动齿轮(596)与第二传动齿轮(595)啮合，所述第一传动轴(594)在远离第二传动齿轮(595)的一端固定连接有第一锥齿轮(593)，所述第一锥齿轮(593)与第二锥齿轮(592)垂直设置，且第一锥齿轮(593)与第二锥齿轮(592)啮合，第二锥齿轮(592)下方固定设置有第三锥齿轮(591)，第三锥齿轮(591)与第二锥齿轮(592)啮合，且第三锥齿轮(591)与第一锥齿轮(593)位于同一竖直直线上，所述第三锥齿轮(591)下端与第二传动轴(59)固定连接，第二传动轴(59)远离第三锥齿轮(591)的一端穿过第二支撑板(8)与第四锥齿轮(58)固定连接，第四锥齿轮(58)与第五锥齿轮(57)垂直设置且相互啮合；第五锥齿轮(57)与第三传动轴(55)的一端固定连接，第三传动轴(55)的另一端通过联轴器(52)与电机(5)的动力输出轴固定连接，电机(5)通过下方的电机座(51)被固定与箱体(1)的底板表面上，第三传动轴(55)在靠近电机(5)的一端套结有蜗轮(53)，蜗轮(53)的左上方固定设置有转轴(56)，转轴(56)的下端套接有蜗杆套(54)，蜗杆套(54)与蜗轮(53)啮合，转轴(56)的上端穿过第二支撑板(8)和支撑台(6)与纺线座底端固定连接；
所述纺线座包括第一底板(9)，第一底板(9)下表面与转轴(56)焊接，第一底板(9)上端两侧与竖直支撑板(91)固定连接，两个竖直支撑板(91)对应位置上设置有安装孔，所述竖直支撑板(91)的安装孔内部安装有第四传动轴(92)，第四传动轴(92)能够在竖直支撑板(91)内部转动，第四传动轴(92)上固定套结有卷线筒(93)。
7.根据权利要求6所述的一种聚乙烯纤维纱线的生产工艺，其特征在于，所述卷线筒(93)固定安装于第四传动轴(92)的中心位置，且卷线筒(93)包括第一挡线盘(931)和第二挡线盘(932)，第一挡线盘(931)和第二挡线盘(932)位于卷线筒(93)的两端，且第一挡线盘(931)和第二挡线盘(932)均与中间筒(933)的两端焊接连接，中间筒(933)中间位置开设有卡线槽，卡线槽内设置有卡线片(934)，所述卡线片(934)为弧形片，且卡线片(934)通过铰接件(935)铰接在中间筒(933)的侧壁上，卡线片(934)与中间筒(933)的卡线槽配合，中间筒(933)侧壁外表面设置有卷线纹。
8.根据权利要求6所述的一种聚乙烯纤维纱线的生产工艺，其特征在于，所述支撑台(6)位于纺线座的下方，支撑台(6)为水平放置的正方向板，支撑台(6)下端四角处固定设置有减震座(7)，所述减震座(7)包括第一连接块(71)和第二连接块(72)，第一连接块(71)位于第二连接块(72)的上方，第一连接块(71)与支撑台(6)的下表面固定连接，第二连接块(72)与第二支撑板(8)的上表面固定连接，第一连接块(71)和第二连接块(72)固定设置有减震柱(75)，减震柱(75)的上端焊接于第一连接块(71)的下端，减震柱(75)的正下方固定设置有柱型槽(76)，所述柱型槽(76)为内部设有凹槽的圆柱体，柱型槽(76)的下端与第二连接块(72)的上表面固定连接，柱型槽(76)内部凹槽内安装有伸缩弹簧(77)，伸缩弹簧(77)的上端与减震柱(75)焊接连接，伸缩弹簧(77)的下端与柱型槽(76)内部凹槽底端焊接连接，且伸缩弹簧(77)套接于减震柱(75)上，第一连接块(71)的一侧两端均与第一活动杆(73)铰接，第一活动杆(73)通过销轴与第二活动杆(74)铰接，且第二活动杆(74)在远离第一活动杆(73)的一端与第二连接块(72)的上端固定连接。
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