CN112941692A - 一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱及其应用 - Google Patents

一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱及其应用，该混纺纱至少由预氧丝、阻燃锦纶、阻燃粘胶或聚酰亚胺纤维中的一种或几种混纺制成。其纺纱流程包括以下步骤：S1、预处理；S2、配棉；S3、清棉、梳棉；S4、并条；S5、粗纱；S6、细纱；S7、络筒；该混纺纱应用于航空座椅套、高铁、磁悬浮座椅套或特种防护服。与现有技术相比，本发明具有可纺性好、无熔融滴落、阻燃性高、且永久阻燃等优点。

Description

一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱及其应用
技术领域
本发明涉及纺织新材料领域，具体涉及一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱及其应用。
背景技术
预氧丝是制备碳纤维过程中重要的中间产品。由含碳的有机纤维原丝在空气介质下，经过高温预氧化而形成的部分环化结构的黑色纤维，其具有防火、阻燃、隔热、质量轻、耐折叠、不熔缩、无融滴等特点。
PAN基预氧丝可用作建筑保温材料、管道保温材料及高温炉保温材料等。在隔热、防火、阻燃等领域具有广泛的应用价值，并且具有无机耐火耐焰材料所不具备的纺织加工性能和服用性能，又无石棉对人体的危害作用，且需求量日益增长，具有良好的市场前景。
中国专利公开号CN110725041A申请用SOL FR纤维和阻燃腈纶以及聚酰亚胺纤维、芳纶1414、预氧丝、导电纤维中的两种纤维混纺作为一种焊接防飞溅面料。该阻燃面料虽然阻燃性好，但是存在耐磨性较低、且阻燃腈纶燃烧后烟密度大等缺陷。
防护服及阻燃装饰类防火材料里，主要是芳纶可与预氧丝抗衡。目前较多厂家选择将芳纶与预氧丝混纺。中国专利公开号CN111270380A申请用预氧丝和芳纶1313混纺得到一种阻燃耐高温预氧丝芳纶混纺纱。该发明融合了预氧丝和芳纶1313阻燃耐高温的优点，克服了预氧丝纺纱性能差的缺点，但是芳纶成本太高、产能有限，并且存在吸湿透气性差的缺陷。
总之，预氧丝具有碳纤维产品的诸多优点，且成本远低于碳纤维，但是在服用领域的应用较少。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可纺性好、无熔融滴落、阻燃性高、且永久阻燃的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
发明人了解到，锦纶在众多化纤里拥有耐磨性好、吸湿排汗性能好等优点。锦纶耐磨性居纺织纤维之冠，是棉花的10倍、羊毛的20倍、湿态粘胶纤维的140倍。锦纶吸湿性在一般大气条件下回潮率达4.5％左右。因此常用于很多高档服饰材料中。
预氧丝具有碳纤维产品的诸多优点，且成本远低于碳纤维，但是由于预氧丝的机械强度低、易折断、且不宜与皮肤接触，所以目前预氧丝在服用领域的应用较少，在此基础上，发明人提出如下具体方案：
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，该混纺纱至少由预氧丝、阻燃锦纶、阻燃粘胶或聚酰亚胺纤维中的一种或几种混纺制成。
进一步地，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝50-60份，阻燃锦纶40-50份。
进一步地，该混纺纱至少包括预氧丝和阻燃锦纶，还包括阻燃粘胶和/或聚酰亚胺纤维。
进一步地，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-25份，阻燃锦纶30-50份，聚酰亚胺纤维20-40份。
进一步地，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝20-25份，阻燃锦纶40-50份，聚酰亚胺纤维25-40份。
进一步地，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝20份，阻燃锦纶40-45份，聚酰亚胺纤维35-40份。
进一步地，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-25份，阻燃锦纶30-50份，阻燃粘胶20-40份。
进一步地，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-25份，阻燃锦纶30-50份，聚酰亚胺纤维20-40份，阻燃粘胶20-40份。
进一步地，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-20份，阻燃锦纶30-40份，聚酰亚胺纤维20-25份，阻燃粘胶20-30份。
一种如上所述碳纤维预氧丝锦纶混纺纱的应用，该混纺纱应用于航空座椅套、高铁、磁悬浮座椅套或特种防护服。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)降低成本：通过阻燃锦纶和预氧丝混纺降低了预氧丝和芳纶、聚酰亚胺等纤维混纺的成本；
(2)提高耐磨性：通过加入阻燃锦纶的成分，改进了预氧丝易折断的缺点，提高纱线的耐磨性，从而提高织物的耐用性；
(3)提高服饰性：由于阻燃锦纶优异的透气排汗性能，提高了混纺纱的服饰性和舒适性；
(4)扩大预氧丝应用范围：该混纺纱通过不同配比的混纺，扩大了预氧丝的应用范围，提高预氧丝混纺纱在服饰领域的应用。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明中，预氧丝纤维规格为12K×51mm；阻燃锦纶纤维为上海安凸阻燃纤维有限公司的阻燃锦纶纤维，规格为1.7D×51mm；阻燃粘胶纤维为奥地利兰精公司的LFR，规格为1.5D×51mm；聚酰亚胺纤维为长春高琦聚酰亚胺材料有限公司的8121，规格为1.5D×51mm。
实施例1
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝短纤维20％，阻燃锦纶短纤维80％。
其纺纱流程包括以下步骤：
S1、预处理：对纤维进行预处理；
S2、配棉：按预先设计好的纤维配方重量比称取所需纤维并均匀混合；
S3、清棉、梳棉：将各种配好的纤维通过除杂梳理后生成生条；
S4、并条：采用三道并条和牵伸，使各种纤维混合更加均匀；
S5、粗纱；
S6、细纱；
S7、络筒；
实施例2
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝短纤维30％，阻燃锦纶短纤维70％。
其纺纱流程同实施例1。
实施例3
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝短纤维50％，阻燃锦纶短纤维50％。
其纺纱流程同实施例1。
实施例4
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝短纤维60％，阻燃锦纶短纤维40％。
其纺纱流程同实施例1。
实施例5
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝短纤维20％，阻燃锦纶纤维40％，聚酰亚胺纤维40％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
实施例6
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝纤维20％，阻燃锦纶纤维45％，聚酰亚胺纤维35％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
实施例7
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝纤维25％，阻燃锦纶纤维50％，聚酰亚胺纤维25％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
实施例8
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝纤维20％，阻燃锦纶纤维40％，阻燃粘胶纤维40％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
实施例9
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝纤维20％，阻燃锦纶纤维45％，阻燃粘胶纤维35％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
实施例10
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝纤维25％，阻燃锦纶纤维50％，阻燃粘胶纤维25％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
实施例11
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝纤维15％，阻燃锦纶纤维30％，阻燃粘胶纤维30％，聚酰亚胺纤维25％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
实施例12
一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，按重量份计，包括以下组分：预氧丝纤维20％，阻燃锦纶纤维40％，阻燃粘胶纤维20％，聚酰亚胺纤维20％混纺制成。
其纺纱流程同实施例1。
测试结果及分析
采用以上混纺纱织造的面料，根据GB/T 5455-2014进行垂直燃烧测试，结果如下：
Figure BDA0002925320640000051
Figure BDA0002925320640000061
从以上数据可以看出，在预氧丝纤维和阻燃锦纶纤维的基础上，增加聚酰亚胺纤维后，阻燃效果突飞猛进，进一步地，再增加阻燃粘胶纤维后，阻燃效果更好。这是由于聚酰亚胺纤维和粘胶纤维同预氧丝纤维一样均是热固性纤维，热固性纤维燃烧后形成炭化层，不仅可以阻止纤维中的聚合物进一步裂解，还可以隔绝织物和氧气的接触，从而提高阻燃性。在以上案例中可以看出，热固性纤维的比例提高，阻燃效果更好。
应用领域：
本发明的混纺纱织的面料拥有阻燃隔热性好，不熔融、无融滴，燃烧烟密度低，耐磨性、吸湿排汗性好等优点。可用于航空座椅套、高铁和磁悬浮座椅套、特种防护服等方面。
本发明的以上各个实施例仅仅是示例性的，而本发明并不受限于此。本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (10)

1.一种碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱至少由预氧丝、阻燃锦纶、阻燃粘胶或聚酰亚胺纤维中的一种或几种混纺制成。
2.根据权利要求1所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝50-60份，阻燃锦纶40-50份。
3.根据权利要求1所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱至少包括预氧丝和阻燃锦纶，还包括阻燃粘胶和/或聚酰亚胺纤维。
4.根据权利要求1或3所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-25份，阻燃锦纶30-50份，聚酰亚胺纤维20-40份。
5.根据权利要求4所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝20-25份，阻燃锦纶40-50份，聚酰亚胺纤维25-40份。
6.根据权利要求5所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝20份，阻燃锦纶40-45份，聚酰亚胺纤维35-40份。
7.根据权利要求1或3所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-25份，阻燃锦纶30-50份，阻燃粘胶20-40份。
8.根据权利要求1或3所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-25份，阻燃锦纶30-50份，聚酰亚胺纤维20-40份，阻燃粘胶20-40份。
9.根据权利要求8所述的碳纤维预氧丝锦纶混纺纱，其特征在于，该混纺纱由以下重量份组分混纺制成：预氧丝15-20份，阻燃锦纶30-40份，聚酰亚胺纤维20-25份，阻燃粘胶20-30份。
10.一种如权利要求1-9任一项所述碳纤维预氧丝锦纶混纺纱的应用，其特征在于，该混纺纱应用于航空座椅套、高铁、磁悬浮座椅套或特种防护服。
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