[发明专利]一种阻燃、耐高温的包芯纱及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纺织技术领域，公开了一种阻燃、耐高温的包芯纱及其制备方法和应用，该包芯纱包括芯纱和包覆纱，包覆纱包缠在芯纱的表面，芯纱包含聚酰亚胺纤维，包覆纱包含芳纶，芯纱占包芯纱的质量百分比为20‑45％。本发明通过包芯纱结构，以聚酰亚胺纤维为芯纱，芳纶为包覆纱，使聚酰亚胺纤维不显露在纱线外层，从而避免了聚酰亚胺纤维不易染色造成的应用领域受限的问题，同时使得包芯纱具有优异的阻燃和耐高温性能。

技术领域

本发明属于纺织技术领域，特别涉及一种阻燃、耐高温的包芯纱及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺具有良好的阻燃、耐高温性能，可以应用在阻燃、耐高温等防护领域，现有的聚酰亚胺防护用纱线多采用和其他纤维进行均匀混纺的方式获得，在混纺纱线中，聚酰亚胺作为提高纱线性能的组分，通常会因为混纺纱线短板效应的出现，需要添加较高比例的聚酰亚胺才能达到优异的阻燃、耐高温效果，造成纱线价格的升高。而当聚酰亚胺含量较高时，阻燃性能得到提高，但是断裂伸长率又无法得到提升，因此存在断裂伸长率和阻燃性能存在难以共同提高的问题。

除此之外，因聚酰亚胺具有天然的亮黄色，且纤维结构稳定，不易染色，混纺纱线颜色受限，严重制约了其在消防、抢险救援、飞行服等领域的应用。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种阻燃、耐高温的包芯纱及其制备方法和应用；本发明提供的包芯纱具有优异的阻燃和耐高温性能。

本发明的第一方面提供一种阻燃、耐高温的包芯纱，包括芯纱和包覆纱，所述包覆纱包缠在所述芯纱的表面，所述芯纱包含聚酰亚胺纤维，所述包覆纱包含间位芳纶，所述芯纱占所述包芯纱的质量百分比为20-45％。

本发明阻燃、耐高温的包芯纱，通过包芯纱结构，以聚酰亚胺纤维作为芯纱，使其以连续的整体存在纱线的内部，构成纱线的基本骨架，使纱线在高温下，能够借助聚酰亚胺芯纱的耐高温特性，使纱线和由该纱线制备的织物的高温尺寸稳定性大大提高；并且聚酰亚胺纤维以连续整体存在内部，使得包芯纱以较低的聚酰亚胺纤维含量，实现优异的阻燃效果和具有优异的断裂伸长率，尤其是对于包芯纱制备的面料的损毁长度的降低具有显著效果。本发明在保证阻燃、耐高温效果的前提下，控制芯纱占包芯纱的质量百分比为20％-45％。若芯纱含量低于20％，阻燃、耐高温提升幅度不大，并且此种配比下需要芯纱具有更高的纱支，造成芯纱纺纱难度加大，产品质量不稳定并且成本大幅增加；若芯纱含量高于45％，和混纺纱线相比阻燃耐高温性能优势不突出，反而会因为两步法增加纺纱费用，使纱线的经济价值降低。

进一步的优选方案中，芯纱占包芯纱的质量百分比为20％-33％，当芯纱的质量百分比高于33％时，会造成包缠纱难以包覆芯纱，产生芯纱外露的问题。

优选地，芯纱为短纤纱线，聚酰亚胺纤维的断裂强度≥4CN/dtex，断裂伸长率均≤25％。

本发明中的短纤纱线，是指以短纤维为原料经过纺纱加捻制备的纱线，短纤维的纤维长度为10mm-200mm，纺纱包含多种方式，最常见的包含环锭纺、涡流纺、转杯纺。

聚酰亚胺纤维：是指主链上含有酰亚胺环(-CO-NH-CO-)的一类聚合物，聚酰亚胺纤维是采用此聚合物经过纺丝所形成的纤维，聚酰亚胺纤维具有优异的阻燃、耐高温性能。本发明所述聚酰亚胺纤维断裂强度满足GB/T33617《聚酰亚胺短纤维》中优等品要求，即纤维断裂强度≥4CN/dtex。现阶段满足上述条件的聚酰亚胺纱线通常断裂伸长率≤25％，采用此范围的纤维能够保证纤维原材料来源的广泛性和普适性。

本发明采用聚酰亚胺短纤纱线的价格仅为同种线密度聚酰亚胺长丝价格的10％-50％，能够大大降低包芯纱的成本。

优选的，芯纱的加捻方向与包芯纱的加捻方向相反，所述芯纱的捻系数为160-280。