CN114182406B - 一种可上机SiC纤维编织缝纫线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可上机SiC纤维编织缝纫线，属于高性能缝纫线技术领域。该SiC纤维编织缝纫线包括SiC纤维束、有机粘胶纤维束和芳纶纤维束；SiC纤维编织缝纫线的制备方法步骤如下：a、在SiC纤维束的表面包缠有机粘胶纤维构成SiC纤维束包缠纱；b、多根SiC纤维束包缠纱围绕至少一根芳纶纤维束排布后上捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线。本发明的可上机SiC纤维编织缝纫线通过SiC纤维与有机粘胶纤维缠绕并涂覆柔顺剂、再与芳纶纤维混纺的方式获得，得到的可上机SiC纤维编织缝纫线的磨断次数为5000次以上，满足陶瓷基复合材料在1000℃下、2000小时以上的使用，可满足上机自动化缝合。

Description

一种可上机SiC纤维编织缝纫线
技术领域
本发明属于高性能缝纫线技术领域，具体地说是一种可上机SiC纤维编织缝纫线。
背景技术
连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（SiC/SiC）具有耐高温、低密度、长寿命等优点，是一种具有重要战略意义的先进热结构材料。其中，碳化硅纤维通常经过织造制成二维织物或碳化硅纤维预制体，并以纤维布叠层并缝合的形式用于增强碳化硅陶瓷基复合材料是常见形式，也是低成本的必选结构。然而，碳化硅纤维的模量高、断裂伸长率低，碳化硅缝纫线反复受到拉伸、弯曲及摩擦力的作用，易发生纤维束起毛、单丝断裂、松散或劈丝，导致缝合过程难以顺利进行，并且由于碳化硅纤维价格昂贵，因此降低碳化硅纤维制品在制备过程中的损耗具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可上机SiC纤维编织缝纫线，该SiC纤维编织缝纫线能够克服单一SiC纤维缝纫线因剪切性能差、脆性大、断裂韧性低造成的上机织造困难的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：该SiC纤维编织缝纫线包括SiC纤维束、有机粘胶纤维束和芳纶纤维束；SiC纤维编织缝纫线的制备方法步骤如下：a、在SiC纤维束的表面包缠有机粘胶纤维构成SiC纤维束包缠纱；b、多根SiC纤维束包缠纱围绕至少一根芳纶纤维束排布后上捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线。
所述SiC纤维束的细度为80～100tex，芳纶纤维束的细度为80～100 tex。
进一步的优先方案为：所述SiC纤维束的细度为80tex，芳纶纤维束的细度为100tex。
所述步骤a中，在SiC纤维束的表面包缠有机粘胶纤维时的捻距为3～4个/cm、加捻方式为S捻；捻距进一步的优先方案为：4个/cm。
所述步骤b中，SiC纤维束包缠纱的表面涂覆有柔顺剂。
所述的柔顺剂为聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯的混合乳液，混合乳液中的聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯的重量比为2～3：1；进一步的优先方案为混合乳液中的聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯的重量比为2：1。
所述步骤b中，采用机械涂刷方式使柔顺剂涂覆在SiC纤维束包缠纱的表面，并在40～55℃下烘干。
所述的步骤b中，选用5～7根涂覆有柔顺剂的SiC纤维束包缠纱围绕1～2根芳纶纤维束排布后上捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线。
进一步的优先方案为：选用7根涂覆有柔顺剂的SiC纤维束包缠纱围绕1根芳纶纤维束排布后上捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线。
所述的SiC纤维编织缝纫线中含有6～8根纤维束。
所述的步骤b中，捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线的过程中，捻度为140～200/cm、捻向为Z捻。
进一步的优先方案为：捻度为140/cm。
所述的SiC纤维束选用Nextel、hi-Nicalon、Tyranno、Sylramic中的一种或多种。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明的可上机SiC纤维编织缝纫线通过SiC纤维与有机粘胶纤维缠绕并涂覆柔顺剂、再与芳纶纤维混纺的方式获得，得到的可上机SiC纤维编织缝纫线的磨断次数为5000次以上，耐超高温性能强，耐磨性较好，可满足上机自动化缝合。
本发明的可上机SiC纤维编织缝纫线通过使用耐高温的芳纶纤维，能够满足大范围高温长久使用，满足陶瓷基复合材料在1000℃下、2000小时以上的使用。
本发明的可上机SiC纤维编织缝纫线通过SiC纤维与有机粘胶纤维缠绕、再与芳纶纤维混纺的方式，克服了单一SiC纤维缝纫线因剪切性能差、脆性大、低断裂韧性造成的上机织造困难的问题。
本发明的可上机SiC纤维编织缝纫线通过在SiC纤维束包缠纱的表面涂覆聚乙二醇（PEG）与聚醋酸乙烯酯的混合乳液，提升了缝纫线的抗弯折性能和柔顺性，以及混纺性能和制造效率。
附图说明
附图1为本发明的有机粘胶纤维包缠SiC纤维束的结构示意图；
附图2为本发明的SiC纤维束包缠纱与芳纶纤维束的混捻截面示意图；
附图3为本发明的SiC纤维编织缝纫线的结构示意图。
其中：1—SiC纤维束；2—有机粘胶纤维束；3—SiC纤维束包缠纱；4—芳纶纤维；5—SiC纤维编织缝纫线。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种可上机SiC纤维编织缝纫线，该SiC纤维编织缝纫线5包括SiC纤维束1、有机粘胶纤维束2和芳纶纤维束4；SiC纤维编织缝纫线5的制备方法步骤如下：a、在SiC纤维束1的表面表面按照设计的捻距和加捻方式包缠有机粘胶纤维2构成SiC纤维束包缠纱3；b、多根SiC纤维束包缠纱3围绕至少一根芳纶纤维束4排布后上捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线5。步骤b中的SiC纤维束包缠纱3还可在混纺加捻前涂覆聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯按照重量比2～3：1的比例混合配置而成的混合乳液。
实施例一
一种可上机SiC纤维编织缝纫线，采用SiC纤维束1、有机粘胶纤维束2和芳纶纤维束混纺加捻而成，在SiC纤维编织缝纫线5中，SiC纤维束1表面包缠有机粘胶纤维2制成SiC纤维束包缠纱3，然后SiC纤维束包缠纱3与芳纶纤维束4混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线5。
具体步骤如下：
（1）选用细度为80tex的SiC纤维束1、选用细度为100tex的芳纶纤维束4；
（2）在SiC纤维束1表面包缠有机粘胶纤维2时的捻距为4个/cm、加捻方式为S捻；
（3）在SiC纤维束1与有机粘胶纤维2包缠制成SiC纤维束包缠纱3后（如图1所示），将SiC纤维束包缠纱3与芳纶纤维束4按照图2所示排布；
（4）混纺时的纤维束总根数为8根， SiC纤维束包缠纱3的根数为7根，芳纶纤维束4的根数为1根；
（5）使用捻线机对8根纤维束进行混纺，混纺时捻度为140/cm，捻向为Z捻；
（6）经过上述步骤完成可上机SiC纤维编织缝纫线的制备。
实施例二
一种可上机SiC纤维编织缝纫线，采用SiC纤维束1、有机粘胶纤维束2和芳纶纤维束混纺加捻而成，在SiC纤维编织缝纫线5中，SiC纤维束1表面包缠有机粘胶纤维2制成SiC纤维束包缠纱3，然后SiC纤维束包缠纱3表面涂覆有聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯混合制成的柔顺剂，最后涂覆柔顺剂的SiC纤维束包缠纱3与芳纶纤维束4混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线5。
具体步骤如下：
（1）选用细度为80tex的SiC纤维束1、选用细度为100tex的芳纶纤维束4；
（2）在SiC纤维束1表面包缠有机粘胶纤维2时的捻距为4个/cm、加捻方式为S捻；
（3）在SiC纤维束1与有机粘胶纤维2包缠制成SiC纤维束包缠纱3后（如图1所示），在SiC纤维包缠纱3表面涂覆聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯配置的混合乳液，混合乳液中的聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯的重量比为2：1，使用机械涂刷方式使混合乳液涂覆在SiC纤维束包缠纱3的表面，并在50℃下烘干2h；
（4）将涂覆柔顺剂的SiC纤维束包缠纱3与芳纶纤维束4按照图2所示排布；
（5）混纺时的纤维束总根数为8根，涂覆柔顺剂的SiC纤维束包缠纱3的根数为7根，芳纶纤维束4的根数为1根；
（6）使用捻线机对8根纤维束进行混纺，混纺时捻度为140/cm，捻向为Z捻；
（7）经过上述步骤完成可上机SiC纤维编织缝纫线的制备。
本发明的可上机SiC纤维编织缝纫线通过SiC纤维1与有机粘胶纤2维缠绕并涂覆柔顺剂、再与芳纶纤维混纺4的方式获得，得到的可上机SiC纤维编织缝纫线的磨断次数为5000次以上，满足陶瓷基复合材料在1000℃下、2000小时以上的使用，可满足上机自动化缝合。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：该SiC纤维编织缝纫线（5）包括SiC纤维束（1）、有机粘胶纤维束（2）和芳纶纤维束（4）；SiC纤维编织缝纫线（5）的制备方法步骤如下：a、在SiC纤维束（1）的表面包缠有机粘胶纤维（2）构成SiC纤维束包缠纱（3）；b、多根SiC纤维束包缠纱（3）围绕至少一根芳纶纤维束（4）排布后上捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线（5）；所述步骤a中，在SiC纤维束（1）的表面包缠有机粘胶纤维（2）时的捻距为3～4个/cm、加捻方式为S捻。
2.根据权利要求1所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述SiC纤维束（1）的细度为80～100tex，芳纶纤维束（4）的细度为80～100 tex。
3.根据权利要求1所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述步骤b中，SiC纤维束包缠纱（3）的表面涂覆有柔顺剂。
4.根据权利要求3所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述的柔顺剂为聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯的混合乳液，混合乳液中的聚乙二醇与聚醋酸乙烯酯的重量比为2～3：1。
5.根据权利要求3所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述步骤b中，采用机械涂刷方式使柔顺剂涂覆在SiC纤维束包缠纱（3）的表面，并在40～55℃下烘干。
6.根据权利要求1或3所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述的步骤b中，选用5～7根涂覆有柔顺剂的SiC纤维束包缠纱（3）围绕1～2根芳纶纤维束（4）排布后上捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线（5）。
7.根据权利要求6所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述的SiC纤维编织缝纫线（5）中含有6～8根纤维束。
8.根据权利要求1或3所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述的步骤b中，捻线机混纺加捻制成SiC纤维编织缝纫线（5）的过程中，捻度为140～200/cm、捻向为Z捻。
9.根据权利要求1所述的可上机SiC纤维编织缝纫线，其特征在于：所述的SiC纤维束（1）选用Nextel纤维、hi-Nicalon纤维、Tyranno纤维、Sylramic纤维中的一种或多种。
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