一种复合绳索及包含其的缆绳制造技术

本实用新型专利技术涉及绳索制造技术领域，具体为一种复合绳索及包含其的缆绳，绳索是由绳纱和支撑骨架以编织或加捻的方式形成；所述绳纱由超高分子量聚乙烯纤维和超高分子量聚乙烯膜裂纤维制成；所述绳索的直径为4

【技术实现步骤摘要】
一种复合绳索及包含其的缆绳

：
[0001]本技术涉及绳索制造
，具体为一种复合绳索及包含其的缆绳。

技术介绍
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[0002]现有的钢丝绳具有较大的强力和较高的耐久性，但是其弹力小，不耐受冲击载荷，质硬，承受不了急剧的弯曲和扭结，在操作中握持困难，易从手中滑落，有时绳索表面有破断的钢丝头漏出，极易发生刺手的现象。且钢缆密度大，其绳索重量很重，在使用和操作时往往会带来不便甚至危险，因此在一些高强度绳索的应用场景，有必要寻找钢丝绳索的替代品。
[0003]为解决上述问题，现有采用高分子材料绳索替代钢丝绳索的研究。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料以其较小的密度、极高的比强度和比模量、良好的化学稳定性、耐紫外性、耐腐蚀性等优点，广泛应用在军事、公安、边防、武警等防弹防护领域以及高性能绳索网具等民用领域。然而，超高分子量聚乙烯纤维绳索虽然具有较高的抗拉强度，但是其本身很柔软，且耐磨性较差，因此用其制成的绳索在刚性、抗弯曲性能和耐磨性能上存在不足，在一些如斜拉钢缆等特殊场合不能完全替代现有的钢丝绳索。为解决耐磨性的问题，中国专利 CN210596791U、CN111962316A、CN112323247A等提出了一些解决方案，其方案主要是在超高分子量聚乙烯纤维绳索中添加耐磨层或润滑剂，但是添加常规的耐磨材料会对绳索的抗拉强度产生较大影响，润滑剂的添加会降低超高分子量聚乙烯纤维之间的抱合力，从而对绳索的性能产生不利影响。此外，抗弯曲性能的不足又会造成超高分子量聚乙烯纤维绳索的应用场景受到限制。
[0004]为解决上述技术问题，本技术制备了一种具有质轻、高强、耐磨、高韧性的绳索。

技术实现思路
：
[0005]本技术的目的在于提供一种复合绳索及包含其的缆绳，以解决
技术介绍
中现有绳索的不足，制备具有质轻、高强、耐磨、高韧性的绳索及包含其的缆绳。
[0006]本技术提供的一种复合绳索，其特征在于：绳索是由绳纱和支撑骨架以编织或加捻的方式形成，所述绳纱包括超高分子量聚乙烯纤维和超高分子量聚乙烯膜裂纤维，所述绳索的直径为4
‑
15mm。
[0007]为便于描述，下文中超高分子量聚乙烯用其缩写UHMWPE表示。
[0008]所述绳索可分为
①
绳索、
②
绳纱、
③
纱线、
④
纤维四级结构，前文所述的 UHMWPE纤维和UHMWPE膜裂纤维是第
④
级结构，即绳纱的基材。
[0009]在本技术中，各基础层级可采用加捻或编织的方式得到更高层级的结构，例如，纤维可采用加捻或编织的方式得到纱线，纱线通过加捻或编织的方式得到绳纱，绳纱通过加捻或编织的方式得到绳索。此外，如果采用编织的方式，则各基础层级都为编织。
[0010]对于第
④
级结构纤维，所述纤维可以是UHMWPE纤维或UHMWPE膜裂纤维。
[0011]对于第
③
级结构纱线，所述纱线可以是仅由UHMWPE纤维制成的纯 UHMWPE纤维纱线；或仅由UHMWPE膜裂纤维制成的纯UHMWPE膜裂纤维纱线；或由UHMWPE纤维和UHMWPE膜裂纤维制成的混合纱线。
[0012]对于第
②
级结构绳纱，所述绳纱可以是仅由纯UHMWPE纤维纱线制成的纯UHMWPE纤维绳纱；或仅由纯UHMWPE膜裂纤维纱线制成的纯UHMWPE膜裂纤维绳纱；或全部用混合纱线制成的混合绳纱；或由纯UHMWPE纤维纱线、纯 UHMWPE膜裂纤维纱线和混合纱线这三种中的至少两种纱线制成的混合绳纱。
[0013]对于第
①
级结构绳索，制成所述绳索的绳纱为纯UHMWPE纤维绳纱、纯 UHMWPE膜裂纤维绳纱和混合绳纱这三种中的至少两种；或全部用混合绳纱制成的绳索。此外，在实际使用中，可以根据绳索粗细等实际情况，进一步调整绳子的层级结构的数量。
[0014]通过上述层级结构，能保证最终制得的绳索中，其绳纱由超高分子量聚乙烯纤维和超高分子量聚乙烯膜裂纤维两种材料制成，能在提高UHMWPE绳索耐磨性能的同时，尽可能不降低绳索的抗拉强度。
[0015]本技术所述绳纱的材料包括但不限于UHMWPE纤维和UHMWPE膜裂纤维，绳纱中也可添加其他功能性添加剂或功能性材料用于进一步增强绳索的性能。
[0016]进一步的，优选绳索结构中绳索外围绳纱选用纯UHMWPE膜裂纤维绳纱，内部绳纱选用纯UHMWPE纤维绳纱。采用这种方式可以充分发挥UHMWPE膜裂纤维的耐磨性和UHMWPE纤维的高强度性能。
[0017]进一步的，优选绳索中所用的纱线均为UHMWPE纤维和UHMWPE膜裂纤维制成的混合纱线，从最基础的层级将两种纤维混合能使最终制得的绳索更加均匀。
[0018]进一步的，绳索使用的纤维可以是由UHMWPE膜裂纤维包覆一束UHMWPE 纤维制成的复合纤维，由该复合纤维逐步制成纱线、绳纱和绳索。
[0019]更进一步的，绳索使用的纱线可以是由UHMWPE膜裂纤维包覆纯UHMWPE 纤维纱线制成的混合纱线，采用这种方式，相比于上一段所述的方式，减小了 UHMWPE膜裂纤维的用量，减小了UHMWPE膜裂纤维对绳索强度的影响。而如果在绳纱表面包覆UHMWPE膜裂纤维，则会由于UHMWPE膜裂纤维是膜状，造成绳纱之间接触面积变小造成绳纱之间抱合力降低。因此，在纱线这一层级采用UHMWPE膜裂纤维包覆纯UHMWPE纤维纱线的方式制成混合纱线是较为优选的方式。
[0020]所述纤维表面由于包覆了UHMWPE膜裂纤维，因此能最大程度上利用膜裂纤维的耐磨性能和UHMWPE纤维的高强度性能，更进一步提高最终绳索的耐磨性能，同时保持UHMWPE绳索的高强度性能。
[0021]优选的，所述绳纱由至少三根纱线制成。
[0022]优选的，所述支撑骨架可以是PET、PP、PA、PE、PPS、环氧树脂、金属等具有一定硬度和抗弯曲性能的材料制成。
[0023]优选的，所述支撑骨架可以是单根或多根细骨架构成。
[0024]优选的，所述多根细骨架分散于绳索内部。
[0025]相比于单根较粗的支撑骨架，多根较细骨架分散于绳索内部的方式可以使支撑骨架与绳纱分布更加均匀，同时使支撑骨架与绳纱之间抱合更加紧密，能有效避免支撑骨架与绳纱之间滑脱。
[0026]优选的，所述支撑骨架在绳索中所占的质量比为15
‑
20％。
[0027]所述支撑骨架的模量及占比需要根据使用场景灵活调整，本技术对此不做具体限定。
[0028]优选的，所述支撑骨架的直径为1
‑
4mm。
[0029]优选的，所述超高分子量聚乙烯膜裂纤维在混合纱线所占的质量比为50
‑
90％。超高分子量聚乙烯膜裂纤维的含量较高可以提升绳索的耐磨性和抗蠕变性。
[0030]优选的，所述绳纱的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合绳索，其特征在于：绳索是由绳纱和支撑骨架以编织或加捻的方式形成，所述绳纱包括UHMWPE纤维和UHMWPE膜裂纤维，所述绳索的直径为4
‑
15mm。2.根据权利要求1所述的一种复合绳索，其特征在于：所述支撑骨架在绳索中所占的质量比为15
‑
20％。3.根据权利要求1所述的一种复合绳索，其特征在于：所述绳纱由纱线制成。4.根据权利要求3所述的一种复合绳索，其特征在于：所述纱线是由UHMWPE纤维制成的纯UHMWPE纤维纱线；或由UHMWPE膜裂纤维制成纯UHMWPE膜裂纤维纱线；或由UHMWPE纤维和UHMWPE膜裂纤维混合制成的混合纱...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬长干，黄动昊，刘锋杰，吴光楠，
申请(专利权)人：郑州中远防务材料有限公司，
类型：新型
国别省市：