CN113871084B - 一种阻燃纤维的专用编织数据线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻燃纤维的专用编织数据线，从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1。本申请制备的阻燃纤维具有良好阻燃效果，且具有化学稳定性以及强度。

Description

一种阻燃纤维的专用编织数据线
技术领域
本发明涉及数据线技术领域，具体的说，是一种阻燃纤维的专用编织数据线。
背景技术
在国家大力降低塑料的使用率，在各行业都是开始塑料替代的潮流，而在电脑以及充电的数据线的细分技术领域，一般都是采用塑料包裹数据线芯层的传统技术，而在降低塑料使用的前提下，在数据线芯层表面包裹一层膜层而后在膜层上通过编织工艺编织一层保护层，比传统的数据线的塑料使用减少了五分之四。而编织工艺的原料一般是涤纶纤维以及尼龙纤维，要求纤维制品具有良好的耐热性，高强度以及阻燃性，本申请就是针对数据线而开发的一种功能纤维。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阻燃纤维的专用编织数据线。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种阻燃纤维的专用数编织据线，从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1。
一种阻燃涤纶纤维的制备方法，其具体步骤为：
(1)开口空心碳球分散在氢氧化钾溶液中，然后加入氯化镁固体，得到沉淀，然后过滤和干燥，得到开口空心碳球包裹氢氧化镁的无机阻燃物；(2)将PEN切片，无机阻燃物，三聚氰胺聚磷酸盐，新戊二醇混合后熔融挤出，切粒，得到有机-无机复合阻燃母粒；(3)将有机-无机复合阻燃母粒以及水溶性聚酯切片，色母粒，PET切片进行熔融纺丝，得到阻燃涤纶纤维。
在步骤(1)中，开口空心碳球在氢氧化钾溶液中的质量分数为10～20％。
在步骤(1)中，开口空心碳球与氯化镁固体的质量比为2:1～4:1；
在步骤(1)中，氢氧化钾溶液的氢氧化钾的质量分数为20～40％。
在步骤(2)中，熔融挤出的温度为200～240℃，转速是160～180转/分。
在步骤(2)中，无机阻燃物在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为10～20％。
在步骤(2)中，无机阻燃物与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1。
在步骤(2)中，新戊二醇在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为1～3％。
在步骤(3)中，有机-无机复合阻燃母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为4～8％。
在步骤(3)中，水溶性聚酯切片在阻燃涤纶纤维中的质量分数为2～5％。
在步骤(3)中，色母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为0.5～1％。
在步骤(3)中，色母粒为金色，黄色，红色，黑色等中一种或者多种混合，可以根据实际需要进行调节，以满足个性化的需求。
在步骤(3)中，纺丝的工艺具体参数为：环吹风风速为0.25～0.35米/分钟，环吹风风筒长度为122～145厘米，拉伸倍数为3.1～4.2倍，纺丝卷绕速度为3300～3800米/分钟。
开口空心碳球的粒径为60～100纳米，比表面积为600～700m2/g。
断裂强度3.0～4.0cN/dtex，断裂伸长率为10～30％。
极限氧指数是20～25。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
在相同体积下，开口空心碳球具有更大的比表面积，开口空心碳球的内部表面能够得到有效利用，而将利用氢氧化钠溶液与氯化镁溶液进行反应生产氢氧化镁，使氢氧化镁吸附在开口空心碳球的表面和孔隙中，得到无机阻燃剂然后加入三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂，利用新戊二醇作为相容剂，同时以PEN切片作为基材，PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环；萘环结构使PEN比PET具有更高的物理机械性能，化学稳定性及耐热，耐紫外线等性能。因此可以提高数据线的强度和化学稳定性，同时开口空心碳球具有更大的比表面积，使阻燃剂吸附在其孔隙中，起到阻燃缓释的功能，尤其是在产品中温条件下(60℃)使用一段时间后，其阻燃效果并不随时使用时间的变长，而使阻燃效果变差，这也是本申请选择此种复配阻燃剂的目的之一，因为不仅仅是起到阻燃的功效，针对数据线的特点，必须具有一定的强度和化学稳定性。
具体实施方式
以下提供本发明一种阻燃纤维的专用编织数据线的具体实施方式。
实施例1
一种阻燃纤维的专用编织数据线，从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1。
一种阻燃涤纶纤维的制备方法，其具体步骤为：
(1)开口空心碳球分散在氢氧化钾溶液中，然后加入氯化镁固体，得到沉淀，然后过滤和干燥，得到开口空心碳球包裹氢氧化镁的无机阻燃物；(2)将PEN切片，无机阻燃物，三聚氰胺聚磷酸盐，新戊二醇混合后熔融挤出，切粒，得到有机-无机复合阻燃母粒；(3)将有机-无机复合阻燃母粒以及水溶性聚酯切片，色母粒，PET切片进行熔融纺丝，得到阻燃涤纶纤维。
在步骤(1)中，开口空心碳球在氢氧化钾溶液中的质量分数为10％。
在步骤(1)中，开口空心碳球与氯化镁固体的质量比为2:1；
在步骤(1)中，氢氧化钾溶液的氢氧化钾的质量分数为20％。
在步骤(2)中，熔融挤出的温度为200～240℃，转速是160～180转/分。
在步骤(2)中，无机阻燃物在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为10～20％。
在步骤(2)中，无机阻燃物与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1。
在步骤(2)中，新戊二醇在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为1％。
在步骤(3)中，有机-无机复合阻燃母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为4％。
在步骤(3)中，水溶性聚酯切片在阻燃涤纶纤维中的质量分数为2％。
在步骤(3)中，色母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为0.5％。
在步骤(3)中，色母粒为金色。
在步骤(3)中，纺丝的工艺具体参数为：环吹风风速为0.25米/分钟，环吹风风筒长度为122厘米，拉伸倍数为3.1倍，纺丝卷绕速度为3300米/分钟。
本实施例的阻燃纤维的断裂强度3.0cN/dtex，断裂伸长率为25％。
本实施例的极限氧指数是20。
将本申请的阻燃纤维进行暴晒处理，具体可以参见国标GBT 16991-2008纺织品色牢度试验高温耐人造光色牢度及抗老化性能氙弧中的暴晒处理，本申请的暴晒条件为：黑标温度计温计100±3℃，试验仓的温度为65±3℃，试验仓的相对湿度为30±5％，辐照量45-162w/m2。
本实施例的产品暴晒处理后的极限氧指数是18。
实施例2
一种阻燃纤维的专用编织数据线，从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1。
一种阻燃涤纶纤维的制备方法，其具体步骤为：
(1)开口空心碳球分散在氢氧化钾溶液中，然后加入氯化镁固体，得到沉淀，然后过滤和干燥，得到开口空心碳球包裹氢氧化镁的无机阻燃物；(2)将PEN切片，无机阻燃物，三聚氰胺聚磷酸盐，新戊二醇混合后熔融挤出，切粒，得到有机-无机复合阻燃母粒；(3)将有机-无机复合阻燃母粒以及水溶性聚酯切片，色母粒，PET切片进行熔融纺丝，得到阻燃涤纶纤维。
在步骤(1)中，开口空心碳球在氢氧化钾溶液中的质量分数为15％。
在步骤(1)中，开口空心碳球与氯化镁固体的质量比为3:1；
在步骤(1)中，氢氧化钾溶液的氢氧化钾的质量分数为30％。
在步骤(2)中，熔融挤出的温度为200～240℃，转速是160～180转/分。
在步骤(2)中，无机阻燃物在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为15％。
在步骤(2)中，无机阻燃物与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1。
在步骤(2)中，新戊二醇在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为2％。
在步骤(3)中，有机-无机复合阻燃母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为6％。
在步骤(3)中，水溶性聚酯切片在阻燃涤纶纤维中的质量分数为4％。
在步骤(3)中，色母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为0.75％。
在步骤(3)中，色母粒为红色。
在步骤(3)中，纺丝的工艺具体参数为：环吹风风速为0.30米/分钟，环吹风风筒长度为134厘米，拉伸倍数为3.6倍，纺丝卷绕速度为3600米/分钟。
本实施例的阻燃纤维的断裂强度3.5cN/dtex，断裂伸长率为15％。
本实施例的极限氧指数是22。
将本申请的阻燃纤维进行暴晒处理，具体可以参见国标GBT 16991-2008纺织品色牢度试验高温耐人造光色牢度及抗老化性能氙弧中的暴晒处理，本申请的暴晒条件为：黑标温度计温计100±3℃，试验仓的温度为65±3℃，试验仓的相对湿度为30±5％，辐照量45-162w/m2。
本实施例的产品暴晒处理后的极限氧指数是20.5。
实施例3
一种阻燃纤维的专用编织数据线，从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1。
一种阻燃涤纶纤维的制备方法，其具体步骤为：
(1)开口空心碳球分散在氢氧化钾溶液中，然后加入氯化镁固体，得到沉淀，然后过滤和干燥，得到开口空心碳球包裹氢氧化镁的无机阻燃物；(2)将PEN切片，无机阻燃物，三聚氰胺聚磷酸盐，新戊二醇混合后熔融挤出，切粒，得到有机-无机复合阻燃母粒；(3)将有机-无机复合阻燃母粒以及水溶性聚酯切片，色母粒，PET切片进行熔融纺丝，得到阻燃涤纶纤维。
在步骤(1)中，开口空心碳球在氢氧化钾溶液中的质量分数为20％。
在步骤(1)中，开口空心碳球与氯化镁固体的质量比为4:1；
在步骤(1)中，氢氧化钾溶液的氢氧化钾的质量分数为40％。
在步骤(2)中，熔融挤出的温度为200～240℃，转速是160～180转/分。
在步骤(2)中，无机阻燃物在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为20％。
在步骤(2)中，无机阻燃物与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1。
在步骤(2)中，新戊二醇在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为3％。
在步骤(3)中，有机-无机复合阻燃母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为8％。
在步骤(3)中，水溶性聚酯切片在阻燃涤纶纤维中的质量分数为5％。
在步骤(3)中，色母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为1％。
在步骤(3)中，色母粒为金色，黄色，红色，黑色等中一种或者多种混合，可以根据实际需要进行调节，以满足个性化的需求。
在步骤(3)中，纺丝的工艺具体参数为：环吹风风速为0.35米/分钟，环吹风风筒长度为145厘米，拉伸倍数为4.2倍，纺丝卷绕速度为3800米/分钟。
本实施例的阻燃纤维的断裂强度4.0cN/dtex，断裂伸长率为10％。
本实施例的极限氧指数是25。
将本申请的阻燃纤维进行暴晒处理，具体可以参见国标GBT 16991-2008纺织品色牢度试验高温耐人造光色牢度及抗老化性能氙弧中的暴晒处理，本申请的暴晒条件为：黑标温度计温计100±3℃，试验仓的温度为65±3℃，试验仓的相对湿度为30±5％，辐照量45-162w/m2。
本实施例的产品暴晒处理后的极限氧指数是23.5。
对比例1
一种阻燃纤维的专用编织数据线，从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1。
一种阻燃涤纶纤维的制备方法，其具体步骤为：
(1)将PEN切片，开口空心碳球，氢氧化镁，三聚氰胺聚磷酸盐，新戊二醇混合后熔融挤出，切粒，得到有机-无机复合阻燃母粒；(2)将有机-无机复合阻燃母粒以及水溶性聚酯切片，色母粒，PET切片进行熔融纺丝，得到阻燃涤纶纤维。
在步骤(1)中，开口空心碳球与氢氧化镁的质量比为3:1；
在步骤(1)中，熔融挤出的温度为200～240℃，转速是160～180转/分。
在步骤(1)中，氢氧化镁在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为15％。
在步骤(1)中，氢氧化镁与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1。
在步骤(2)中，新戊二醇在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为2％。
在步骤(2)中，有机-无机复合阻燃母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为6％。
在步骤(2)中，水溶性聚酯切片在阻燃涤纶纤维中的质量分数为4％。
在步骤(2)中，色母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为0.75％。
在步骤(2)中，色母粒为红色。
在步骤(2)中，纺丝的工艺具体参数为：环吹风风速为0.30米/分钟，环吹风风筒长度为134厘米，拉伸倍数为3.6倍，纺丝卷绕速度为3600米/分钟。
当氢氧化镁直接加入时，阻燃性能与实施例2相比，是显著下降。
本实施例的阻燃纤维的断裂强度2.2cN/dtex，断裂伸长率为40％。
本实施例的极限氧指数是16。
将本申请的阻燃纤维进行暴晒处理，具体可以参见国标GBT 16991-2008纺织品色牢度试验高温耐人造光色牢度及抗老化性能氙弧中的暴晒处理，本申请的暴晒条件为：黑标温度计温计100±3℃，试验仓的温度为65±3℃，试验仓的相对湿度为30±5％，辐照量45-162w/m2。
本实施例的产品暴晒处理后的极限氧指数是12。尤其是当进行暴晒处理后，其阻燃性能下降明显，可见本申请的工艺选择以及缓释效果与现有技术直接相加的先进之处。
对比例2
一种阻燃纤维的专用编织数据线，从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1。
一种阻燃涤纶纤维的制备方法，其具体步骤为：
(1)开口空心碳球分散在氢氧化钾溶液中，然后加入氯化镁固体，得到沉淀，然后过滤和干燥，得到开口空心碳球包裹氢氧化镁的无机阻燃物；(2)将PEN切片，无机阻燃物，新戊二醇混合后熔融挤出，切粒，得到有机-无机复合阻燃母粒；(3)将有机-无机复合阻燃母粒以及水溶性聚酯切片，色母粒，PET切片进行熔融纺丝，得到阻燃涤纶纤维。
在步骤(1)中，开口空心碳球在氢氧化钾溶液中的质量分数为15％。
在步骤(1)中，开口空心碳球与氯化镁固体的质量比为3:1；
在步骤(1)中，氢氧化钾溶液的氢氧化钾的质量分数为30％。
在步骤(2)中，熔融挤出的温度为200～240℃，转速是160～180转/分。
在步骤(2)中，无机阻燃物在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为15％。
在步骤(2)中，新戊二醇在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为2％。
在步骤(3)中，有机-无机复合阻燃母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为6％。
在步骤(3)中，水溶性聚酯切片在阻燃涤纶纤维中的质量分数为4％。
在步骤(3)中，色母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为0.75％。
在步骤(3)中，色母粒为红色。
在步骤(3)中，纺丝的工艺具体参数为：环吹风风速为0.30米/分钟，环吹风风筒长度为134厘米，拉伸倍数为3.6倍，纺丝卷绕速度为3600米/分钟。
本实施例的阻燃纤维的断裂强度3.1cN/dtex，断裂伸长率为16％。
本实施例的产品暴晒处理后的极限氧指数是14。
将本申请的阻燃纤维进行暴晒处理，具体可以参见国标GBT 16991-2008纺织品色牢度试验高温耐人造光色牢度及抗老化性能氙弧中的暴晒处理，本申请的暴晒条件为：黑标温度计温计100±3℃，试验仓的温度为65±3℃，试验仓的相对湿度为30±5％，辐照量45-162w/m2。
本实施例的产品暴晒处理后的极限氧指数是11。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，其具体步骤为：从内到外依次为数据线芯层，高强度膜层以及阻燃纤维编织层；在数据线芯层包裹一层高强度膜层，在高强度膜层上编织一层阻燃纤维层；阻燃纤维编织层的材料为阻燃涤纶纤维和尼龙纤维，阻燃涤纶纤维和尼龙纤维的根数比为1:1；
所述的阻燃涤纶纤维的制备步骤为：
（1）开口空心碳球分散在氢氧化钾溶液中，然后加入氯化镁固体，得到沉淀，然后过滤和干燥，得到开口空心碳球包裹氢氧化镁的无机阻燃物；（2）将PEN切片，无机阻燃物，三聚氰胺聚磷酸盐，新戊二醇混合后熔融挤出，切粒，得到有机-无机复合阻燃母粒；（3）将有机-无机复合阻燃母粒以及水溶性聚酯切片，色母粒，PET切片进行熔融纺丝，得到阻燃涤纶纤维。
2.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，在步骤（1）中，开口空心碳球与氯化镁固体的质量比为2:1～4:1。
3.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，在步骤（2）中，无机阻燃物在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为10～20%。
4.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，在步骤（2）中，无机阻燃物与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1。
5.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，在步骤（2）中，新戊二醇在有机-无机复合阻燃母粒中的质量分数为1～3%。
6.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，在步骤（3）中，有机-无机复合阻燃母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为4～8%。
7.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，在步骤（3）中，水溶性聚酯切片在阻燃涤纶纤维中的质量分数为2～5%。
8.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，在步骤（3）中，色母粒在阻燃涤纶纤维中的质量分数为0.5～1%。
9.如权利要求1所述的一种阻燃纤维的专用编织数据线，其特征在于，开口空心碳球的粒径为60～100纳米，比表面积为600～700m2/g；
断裂强度3.0～4.0 cN/dtex，断裂伸长率为10～30%；
极限氧指数是20～25。
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