一种具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳及其制作方法
技术领域
本申请属于纤维绳索技术领域，具体涉及一种具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳及其制作方法。
背景技术
绳索通常是由多股纱或线捻合或编织而成的特殊纺织品，直径较粗，以编织方法和直径大小可分为绳、索、缆。我国国家标准是以直径为l～4mm的称为绳或绳线。绳索的原料有棉、麻、丝、毛等天然纤维，还有超高分子量聚乙烯、丙纶、涤纶、乙纶等化学纤维。绳索的特性由其原料、加工方法决定，按其制作方法基本可以分为编织、拧绞、编绞等三类。绳类多用于服装、民用和特种用途。
特殊用途类绳的市场需求量很大，目前主要在国防军工、交通港口、运动伞和船舶等领域得到广泛应用。如用于高强投物伞、飞机阻力伞、投物伞和运动伞，以及船舶、起重装卸、服装等，编织伞绳、松紧绳、缓冲绳、传动绳、攀登绳等被大量运用。
高强投物伞伞绳在投物空降时通常会发生较大摩擦产生火花，伞绳发生灼伤，降低伞绳强力甚至烧断伞绳，严重威胁空投物品的安全。
发明内容
为了至少解决以上提到现有技术存在的技术问题之一，本申请实施例公开了一种具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，该高强投物伞伞绳由多根S捻向第一绳股和相同数量的Z捻向第二绳股编织而成；其中，
第一绳股由多根纤度为1500～3000D的超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻而成，且第一绳股经防灼剂处理；
第二绳股由多根纤度为1000～3000D的芳纶1414纤维长丝加捻而成；
防灼剂包括15～30％的硅油、5～10％的粘合剂、5～12％的渗透剂和余量的水，其中，百分比含量为质量百分比。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，第一绳股的数量设置为2、3、4、6、8或12股。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，超高分子量聚乙烯纤维长丝的数量设定为1～3根，加捻捻度为30～110捻/米。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，芳纶1414纤维长丝的数量设置为2～4根，加捻捻度为30～150捻/米。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，防灼剂还包括3～8％的纳米碳材料，含量以质量百分比计。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，硅油包括硅油微胶囊，硅油微胶囊的粒径设定为50～150nm。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，其外表面包覆有一层防灼剂。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳的制作方法，具体包括：
多根超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻，得到S捻向第一绳股，多根芳纶1414纤维长丝加捻，得到Z捻向第二绳股；
加捻后的第一绳股针织成第一绳股针织布；
用防灼剂处理得到的第一绳股针织布；
在恒温水浴中热处理防灼剂处理后的第一绳股针织布；
热处理后的第一绳股针织布恒温干燥；
干燥后的第一绳股针织布还原为第一绳股，并将第一绳股预织为第一绳股纱管；
第二绳股预织为第二绳股纱管；
多个第一绳股纱管和数量相等的第二绳股纱管放置在编织机上，编织形成投物伞绳；
编织得到的投物伞绳再次使用防灼剂处理，干燥，得到高强投物伞绳成品。
进一步，一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳的制作方法中，恒温水浴的温度设置为80℃，热处理时间设置为不小于35min。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳的制作方法中，恒温干燥的温度设置为高于恒温水浴的温度，干燥时间设置为不小于5min。
一些实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳的制作方法中，第一绳股针织成布的规格设置为：宽度0.8～1m、长度5～20m、厚度10～20mm。
本申请实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，综合了超高分子量聚乙烯的耐久性能和芳纶1414的高强度性能，直径在6～10mm之间，线密度为18～62g/m，断裂强力为26～80KN，包括质量含量不小于2％的防灼剂，具有防灼功能，耐磨性能好、耐腐蚀性能强，质量轻，能够有效避免高强投物伞伞绳使用过程中灼伤和损坏确保投物安全，提高使用寿命，制作方法工艺简单，工艺条件可操作性强，在本领域具有良好的应用前景。
附图说明
图1实施例1具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳结构示意图
具体实施方式
在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本申请实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。应理解，本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本申请公开的内容。
除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本申请中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。
本公开所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如，它们可以是指小于或等于±5％，如小于或等于±2％，如小于或等于±1％，如小于或等于±0.5％，如小于或等于±0.2％，如小于或等于±0.1％，如小于或等于±0.05％。浓度、量和其它数值数据在本文中可以以范围格式表示或呈现。这样的范围格式仅为方便和简要起见使用，因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值，还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围。例如，“1～5％”的数值范围应被解释为不仅包括1％至5％的明确列举的值，还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此，在这一数值范围中包括独立值，如2％、3.5％和4％，和子范围，如1％～3％、2％～4％和3％～5％等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外，无论该范围的宽度或所述特征如何，这样的解释都适用。
在本公开，包括权利要求书中，所有连接词，如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等被理解为是开放性的，即是指“包括但不限于”。只有连接词“由……构成”和“由……组成”是封闭连接词。
为了更好的说明本申请内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在实施例中，对于本领域技术人员熟知的一些方法、手段、仪器、设备等未作详细描述，以便凸显本申请的主旨。在不冲突的前提下，本申请实施例公开的技术特征可以任意组合，得到的技术方案属于本申请实施例公开的内容。本申请述及的第一、第二仅为表述不同的部分，并不表示其先后顺序；Z捻向和S捻向仅为表述两个相反的加捻方向，若第一绳股为Z捻向，则第二绳股为S捻向，若第一绳股为Z捻向，则第二绳股为S捻向。
在一些实施方式中，具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳由多根S捻向第一绳股和相同数量的Z捻向第二绳股编织而成；其中，第一绳股由多根超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻而成，其纤度为1500～3000D；且第一绳股经防灼剂处理；第二绳股由多根芳纶1414纤维长丝加捻而成，其纤度为1000～3000D；防灼剂包括15～30％的硅油、5～10％的粘合剂、5～12％的渗透剂和余量的水，其中，百分比含量为质量百分比。
作为可选实施方式，第一绳股的数量设置为2、3、4、6、8或12股。
作为可选实施方式，第二绳股的数量设置为2、3、4、6、8或12股。
作为可选实施方式，超高分子量聚乙烯纤维长丝的数量设定为1～3根，加捻捻度为30～110捻/米。
作为可选实施方式，芳纶1414纤维长丝的数量设置为2～4根，加捻捻度为30～110捻/米。
通常硅油具有良好的耐热性、耐候性、疏水性和较小的表面张力，利用包含硅油的防灼剂处理超高分子量聚乙烯纤维绳股后，利用其优良的物化性能，有效增强超高分子量聚乙烯纤维伞绳的防灼性能。
进一步作为可选实施方式，可以对硅油进行改性处理，改性硅油具有更好的防灼性能，例如二甲基硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、氨基改性硅油、环氧基改性硅油。
氨基改性硅油是侧链或端基中含有氨基的聚二甲基硅氧烷，具有很好的吸附性、相容性，当氨基硅油被适当的表面活性剂乳化成微乳液，可以增加纤维材料的柔软性。
环氧基改性硅油是指聚二甲基硅氧烷的侧链或端基中含有环氧基的一类硅油，可以提高纤维绳索的弹性，如果将此类硅油与聚醚改性硅油配合使用，后整理的纤维绳索柔软性更好。
聚醚改性硅油是指侧链或端基中含有聚醚基团(例如，聚氧乙烯基、聚氧丙烯基、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚基)的聚二甲基硅氧烷，可以改善纤维绳索后整理的吸湿性能。聚醚基的引入还使被整理纤维或纤维绳索抗静电性、易去污性增加，能够防止静电累积，防止静电产生电火花。
梭基改性硅油是指侧链或端基中含有梭基的聚二甲基硅氧烷，可增加耐久性，特别是与氨基硅油并用，效果更好。
二甲基硅油是一种无色透明的新型合成高分子材料，具有特殊的滑爽性、柔软性、憎水性，良好的化学稳定性、优异的电绝缘性和耐高低温性。闪点高、凝固点低、粘温系数小、表面张力低、憎水防潮性好、比热导热系数小，可有效提高超高分子量聚乙烯纤维绳索的防灼性能。
作为可选实施方式，硅油为硅油微胶囊。硅油制作成硅油微胶囊，可以将硅油封闭在微胶囊壳体中，防止其挥发，并降低因为吸湿性对其性能的影响，微胶囊在使用过程中，在伞绳绳索、伞衣等相互摩擦、碰撞等外力作用下，胶囊外壳体发生破裂，封闭在其中的硅油渗出，即可发挥其防灼作用，提高伞绳绳索的储存寿命和使用寿命。例如可以制备二氧化硅为壳层的硅油微胶囊乳液，与粘合剂和渗透剂和水按一定比例配置为防灼剂，对伞绳绳索进行处理。处理后的绳索纤维表面粘附有硅油/二氧化硅微胶囊；例如，可以制备聚脲包覆的二甲基硅油纳米胶囊，作为防灼剂的硅油组份；例如，海藻酸钙包覆硅油微胶囊，作为防灼剂的硅油组份。
作为可选实施方式，改性硅油都可以制作成微胶囊形式使用。
作为可选实施方式，微胶囊的粒度设定为50～150nm。进一步作为可选实施方式，选择粒径在100～150nm的纳米微胶囊。进一步作为可选实施方式，选择粒径在50～100nm的纳米微胶囊。
进一步，作为可选实施方式，可以在防灼剂中添加适量的纳米碳材料，例如纳米改性石墨、纳米炭黑或石墨烯中的至少一种，增加纤维绳索的导热和导电性能，降低纤维绳索表面摩擦阻力，防止静电，改善其防灼性能和耐久性能，提高使用寿命。作为可选实施方式，纳米碳材料的添加量设定在3～8％之间，以质量百分比计。
作为可选实施方式，可选阴离子渗透剂作为渗透剂，例如RCOOˉ、-SO3ˉ、-OSO3ˉ、-PhSO3ˉ、-OPO3ˉ；作为可选实施方式，可选择非离子表面活性剂，例如聚氧乙烯醚类表面活性剂。
作为可选实施方式，可以选醋酸乙酯等作为粘合剂。
进一步，在一些实施方式中，高强投物伞伞绳的外表面包覆有一层防灼剂。投物伞伞绳第一绳股经防灼剂处理后，超高分子量聚乙烯纤维表面覆盖有防灼剂，具有一定的防灼功能，第一绳股和第二绳股编织成伞绳之后，使用过程中通常伞绳表面与其他伞绳、伞衣等直接接触，发生摩擦碰撞等作用，对伞绳表面的影响破坏更为严重，为此，可以在投物伞伞绳外表面包覆一层防灼剂，以增加伞绳表面的防灼能力。
在一些实施方式中，具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，通过以下方法制作，具体包括：
多根超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻，得到S捻向第一绳股，多根芳纶1414纤维长丝加捻，得到Z捻向第二绳股；作为可选实施方式，通常选取多根超高分子量聚乙烯纤维长丝加捻，得到超高分子量聚乙烯纤维绳股，或称为第一绳股，例如，可以选择1～3根超高分子量聚乙烯长丝纤维进行加捻；进一步，作为可选实施方式，将超高分子量聚乙烯长丝加捻得到第一绳股时，通常加捻方向为S捻向或者Z捻向，捻度通常控制在30～110捻/米之间；作为可选实施方式，第一绳股的数量可以选择2、3、4、6、8或12股；作为可选实施方式，通常选取多根芳纶1414纤维长丝进行加捻，得到芳纶1414纤维绳股，或称为第二绳股，例如，可以选择2～4根芳纶1414纤维长丝进行加捻；作为可选实施方式，通常加捻方向为Z捻向或S捻向，捻度通常控制在30～110捻/米之间；作为可选实施方式，第二绳股的数量可以选择2、3、4、6、8或12股；通常第一绳股和第二绳股的加捻方向相反；作为可选实施方式，第一绳股和第二绳股的加捻捻度设置为相同；进一步作为可选实施方式，第一绳股和第二绳股的数量设置为相同；
加捻后的第一绳股针织成第一绳股针织布；加捻后的超高分子量聚乙纤维绳股直径小，后处理过程，例如防灼处理、定型处理等，容易对其结构和表面性能产生影响，破坏其结构和表面性能，甚至导致纤维折断，影响最终投物伞伞绳的质量和使用性能，本申请实施例中选择采用将第一绳股编织成布的方式，超高分子量聚乙烯纤维绳股编织而成的布料则大大增强强度，也避免防灼处理、定型处理等后处理过程对纤维绳股的损坏；作为可选实施方式，将加捻后的超高分子量聚乙烯纤维绳股针织成第一绳股针织布；第一绳股针织布经过后处理工艺处理后，可以容易地将其还原为第一绳股，以便进行后续编织工艺；作为可选实施方式，超高分子量聚乙烯纤维绳股在针织小圆机上进行织布，得到针织布，其规格尺寸为宽度0.8～1m、长度5～20m、厚度10～20mm；
用防灼剂处理得到的第一绳股针织布；通常将防灼剂依照配方，配制成后放入水槽中搅拌均匀，再将第一绳股针织布放入水槽中，浸渍1～5min，待第一绳股被防灼剂充分浸渍后，取出第一绳股针织布，将多余的防灼剂挤掉；
在恒温水浴中热处理防灼剂处理后的第一绳股针织布；通常将浸渍有防灼剂的第一绳股针织布放置在设定温度的水浴中处理一定时间，使其收缩定型；收缩定型之后第一绳股的延伸能力得到控制，即其受到外力拉伸时的延伸长度受到控制，具有适当的延伸能力，作为投物伞伞绳使用即具有适当的缓冲力，例如，可以设定水浴温度在80～90℃之间，水浴中保持时间设定为不小于35min，如35、40min等，使得投物伞伞绳具有微缓冲能力，满足高强投物伞使用需求；
热处理后的第一绳股针织布恒温干燥；通常将收缩定型之后的第一绳股针织布放入恒温烘箱中进行干燥处理，使防灼剂中的挥发份等充分挥发，使第一绳股针织布恢复干燥状态；通常干燥温度不小于水浴处理温度，但不宜太高，通常控制在升高10℃范围之内，以便破坏其微缓冲能力，例如设定为85℃进行干燥处理；通常干燥时间设置为针织布恢复干燥状态为宜，不宜过长，例如，可以处理5min；
干燥后的第一绳股针织布还原为第一绳股，并将第一绳股预织为第一绳股纱管；通常需要将干燥后的第一绳股针织布还原为第一绳股，以便将第一绳股股线在预织机上预织成符合编织机锭子需要的第一绳股纱管；
第二绳股预织为第二绳股纱管；
多个第一绳股纱管和数量相等的第二绳股纱管放置在编织机上，编织形成高强投物伞伞绳；作为可选实施方式，通常按照半数S捻向第一绳股纱管设置为顺时针行走、半数Z捻向第二绳股纱管设置为逆时针行走，在高速编织机上进行编织，形成整绳；
得到的伞绳整绳再次使用防灼剂进行处理，干燥，得到表面覆盖有一层防灼剂的高强投物伞绳成品；通常可以使用与处理第一绳股相同的防灼剂进行处理，但是防灼剂的浓度可以做适当调整，通常可以将其浓度减小，例如可以采用水将处理第一绳股的防灼剂稀释一倍，用稀释以后的防灼剂对伞绳表面进行再次防灼处理；然后进行干燥，干燥后的伞绳表面包覆了一层防灼剂保护膜；作为可选实施方式，再次防灼处理和干燥处理的温度和时间条件可以参考第一绳股处理步骤进行。
以下结合实施例对技术细节做进一步说明。
实施例1
图1为实施例1公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳结构示意图。1表示S捻向第一绳股，2表示Z捻向第二绳股。
实施例1公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，通过以下步骤制备：
选取1根超高分子量聚乙烯纤维长丝在TWISTECHNOLOGY捻线机上进行加捻，其纤度为2000D，得到S捻向第一绳股，捻度为30捻/米；选取2根纤度为2000D的芳纶1414纤维长丝在TWISTECHNOLOGY捻线机上进行加捻，得到Z捻向第二绳股，捻度为30捻/米；
将加捻的第一绳股在针织小圆机上进行织布，得到宽为0.8m、长为5m、厚为10mm的第一绳股针织布；
取一定量防灼剂放入水槽中搅拌均，再将第一绳股针织布放入水槽中，放置1min，待第一绳股充分吸收防灼剂后取出第一绳股针织布，将多余的防灼剂挤掉；其中防灼剂包括15％氨基改性硅油、5％醋酸乙酯、5％阴离子渗透剂，余量为水；
将防灼处理后的第一绳股针织布在80℃水浴中处理35min，进行收缩定型处理；
然后在90℃的烘箱内将第一绳股针织布进行干燥处理10min；
将干燥后的第一绳股针织布恢复拆解为第一绳股；
按照给定长度将第一绳股股线在全自动预织机上预织成符合高速编织机锭子的第一绳股纱管；
按照给定长度将第二绳股股线在全自动预织机上预织成符合高速编织机锭子的第二绳股纱管；
将第一绳股纱管和第二绳股纱管放在高速编织机上按照半数为S捻向第一绳股纱管、半数Z捻向第二绳股纱管进行编织形成整绳；
取一定量防灼剂放入水槽中搅拌均，再将整绳放入水槽中，放置1min，取出，将多余的防灼剂挤掉；其中防灼剂包括9％氨基改性硅油、3％醋酸乙酯、3％阴离子渗透剂，余量为水；
然后伞绳整绳在90℃的烘箱内进行干燥处理16min，至伞绳干燥恒重。
实施例1得到的高强投物伞伞绳，直径为6mm，线密度为18g/m，断裂强力为26KN，防灼剂含量2.1％，耐水色牢度为3级。耐水色牢度根据GB 250的规定测定。
实施例2
实施例2公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳通过以下步骤制备：
选取2根超高分子量聚乙烯纤维长丝在TWISTECHNOLOGY捻线机上进行加捻，其纤度为2000D，得到S捻向第一绳股，捻度为80捻/米；选取3根纤度为2000D的芳纶1414纤维长丝在TWISTECHNOLOGY捻线机上进行加捻，得到Z捻向第二绳股，捻度为80捻/米；
将加捻的第一绳股在针织小圆机上进行织布，得到宽为0.9m、长为15m、厚为16mm的第一绳股针织布；
取一定量防灼剂放入水槽中搅拌均，再将第一绳股针织布放入水槽中，放置4min，待绳股充分吸收防灼剂后取出第一绳股针织布，将多余的防灼剂挤掉；其中防灼剂包括30％海藻酸钙包覆氨基改性硅油微胶囊、10％醋酸乙酯、12％阴离子渗透剂、5％炭黑，余量为水；
将防灼处理后的第一绳股针织布在80℃水浴中处理35min进行收缩定型处理；
然后在90℃的烘箱内干燥处理第一绳股针织布10min；
将干燥后的第一绳股针织布恢复拆解为第一绳股；
按照给定长度将第一绳股股线在全自动预织机上预织成符合高速编织机锭子的第一绳股纱管；
按照给定长度将第二绳股股线在全自动预织机上预织成符合高速编织机锭子的第二绳股纱管；
将第一绳股纱管和第二绳股纱管放在高速编织机上按照半数为S捻向第一绳股纱管、半数Z捻向第二绳股纱管进行编织形成整绳；
取一定量防灼剂放入水槽中搅拌均，再将整绳放入水槽中，放置2min，取出，将多余的防灼剂挤掉；其中防灼剂包括18％氨基改性硅油、6％醋酸乙酯、7.2％阴离子渗透剂、3％炭黑，余量为水；
然后伞绳整绳在90℃的烘箱内进行干燥处理16min，至伞绳干燥恒重。
实施例2得到的高强投物伞伞绳，直径为8mm，线密度为35g/m，断裂强力为52KN，防灼剂含量2.2％，耐水色牢度为3级。耐水色牢度根据GB 250的规定测定。
本申请实施例公开的具有防灼、微缓冲功能的高强投物伞伞绳，综合了超高分子量聚乙烯的耐久性能和芳纶1414的高强度性能，直径在6～10mm之间，线密度为18～62g/m，断裂强力为26～80KN，包括质量含量不小于2％的防灼剂，具有防灼、微缓冲功能，能够有效避免高强投物伞伞绳使用过程中可能对伞绳造成的灼伤和对人员的冲击，确保人员安全和人员的作业能力，制作方法工艺简单，工艺条件可操作性强，在本领域具有良好的应用前景。
本申请公开的技术方案和实施例中公开的技术细节，仅是示例性说明本申请的构思，并不构成对本申请技术方案的限定，凡是对本申请公开的技术细节所做的没有创造性的改变，都与本申请具有相同的发明构思，都在本申请权利要求的保护范围之内。
