[发明专利]一种耐高温氧化铝连续纤维复合线材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温氧化铝连续纤维复合线材及其制备方法，属于无机非金属纤维材料领域。本发明所述的耐高温氧化铝连续纤维复合线材的制备方法包括如下步骤：(1)以一束国产氧化铝连续纤维为芯层纤维，一束耐高温纤维为内包缠纤维，一束耐磨纤维为外包缠纤维，制备得到制成包覆纱；(2)将包覆纱浸渍在聚乳酸乙烯酯溶液，取出，干燥，得到含有内密封层的包覆纱；(3)将含有内密封层的包覆纱浸渍聚乙二醇溶液，取出，干燥，得到所述的氧化铝连续纤维复合线材。本发明得到的复合线材整体耐受温度可达到2000℃左右，可以彻底解决防护编织件所用纤维耐受温度不高的问题。

技术领域

本发明涉及一种耐高温氧化铝连续纤维复合线材及其制备方法，属于无机非金属纤维材料领域。

背景技术

随着现代工业的发展，钢铁、冶金、微电子、原子能、航空航天等高尖端行业对结构材料提出了新的要求。这些行业能源的供给除了煤炭等化石能源，还需要电能的供给，而电的传输就需要线缆设备来保持其正常运行，普通的电线外皮都是塑料制成的，遇到高温环境就会很快融化，编织套管、编织线等防护用编织件可以实现对其保护的功能，因此对结构材料提出了耐高温、良好的热稳定性、良好的电绝缘性、高强度等高性能要求。

耐高温纤维即在高温环境下仍能保持不熔化，通常是指在250-300℃范围内可长期使用的纤维。目前，耐高温纤维在产业领域中的应用已经包括防护服装、高性能复合材料、绳索、编织套管等具体方面。热防护用纤维主要是玻璃纤维和石英纤维，但是玻璃纤维的最大耐受温度仅在300℃左右，石英纤维的最大耐受温度较高但是绝缘性能差。氧化铝基陶瓷连续纤维是一种高性能的新型无机陶瓷纤维，具有优异的耐高温性能(1700℃以上)并且柔性较好，与碳纤维、碳化硅等非氧化物纤维相比，氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能，还具有很好的高温抗氧化性、耐腐蚀性，且表面活性高，但是氧化铝连续纤维脆性较大，在编织过程中容易产生断头，可织性不高。可见，传统防护编织件所用纤维耐受温度较差，无法满足现代工业防护对结构材料的耐高温的要求。

因此，如何通过工艺的改进制备得到一种耐高温、耐磨性优异的防护编织件是目前亟需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述至少一个问题，本发明以国产氧化铝纤维为芯，以一束耐高温纤维和一束耐磨性纤维为包缠纤维，以螺旋的方式对国产氧化铝纤维进行包覆合成一股纱，再在股纱上分别浸渍聚乳酸乙烯酯和聚乙二醇(PEG)作为密封层，从而实现耐高温氧化铝连续纤维复合线材的制备，彻底解决防护编织件所用纤维耐受温度不高、耐磨性较差等问题。

本发明的第一个目的是提供一种制备氧化铝连续纤维复合线材的方法，包括如下步骤：

(1)以一束国产氧化铝连续纤维为芯层纤维，一束耐高温纤维为内包缠纤维，一束耐磨纤维为外包缠纤维，制备得到制成包覆纱；

(2)将步骤(1)得到的包覆纱浸渍在聚乳酸乙烯酯溶液，取出，干燥，得到含有内密封层的包覆纱；

(3)将步骤(2)得到的含有内密封层的包覆纱浸渍聚乙二醇(PEG)溶液，取出，干燥，得到含有外密封层的包覆纱，即所述的氧化铝连续纤维复合线材。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的国产氧化铝连续纤维为赤羽氧化铝连续纤维，购自上海榕融新材料有限公司，芯层纤维束的细度的范围在100-400Tex，进一步优选为100Tex。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的耐高温纤维包括聚苯并咪唑纤维(PBI)、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(PPTA)、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(PMIA)、碳纤维、聚酰亚胺纤维(PI)、聚四氟乙烯纤维(PTFE)、聚苯并咪唑纤维(PBI)、聚对苯撑苯并双恶唑纤维(PBO)、聚苯砜对苯二甲酰胺纤维(芳砜纶)、聚苯硫醚纤维(PPS)、聚醚醚酮纤维(PEEK)中的一种或几种；进一步优选为聚苯并咪唑纤维(PBI)。