一种高强度复合绳芯及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高强度复合绳芯，包括一内层股和一外层股，所述内层股包括5股复合钢丝芯股、4根剑麻

【技术实现步骤摘要】
一种高强度复合绳芯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢丝绳绳芯
，具体涉及一种高强度复合绳芯及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢丝绳是将力学性能和几何尺寸符合要求的钢丝按照一定的规则捻制在一起的螺旋状钢丝束，由钢丝、绳芯及润滑脂组成。钢丝绳的强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断，工作可靠，在日常生活中具有广泛的应用。由于钢丝绳的独特性能，迄今为止钢丝绳在冶金、矿上、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域都是必不可少的材料或部件，因此，钢丝绳的质量也被多个行业所关注，其中，钢丝绳绳芯是保证钢丝绳质量的关键一环。
[0003]钢丝绳应用在工程处时绳芯在径向起到支撑作用和减少股间压力的效果，对于保持钢丝绳稳定的物理结构起主要作用。同时，钢丝绳绳芯还应具有良好的含油能力，以便释放油脂到钢丝之间进行润滑，降低钢丝之间的摩擦作用力。因此，优化绳芯的结构设计和原料选择，可以有效提高钢丝绳的综合使用性能，在提高绳芯强度、柔韧性好的同时还不影响其吸油性，对提高绳芯乃至钢丝绳整体都具有重要的意义，进而提高钢丝绳的使用安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种高强度复合绳芯及其制备方法，有效提高绳芯的整体强度，提高抗拉伸性能和柔韧性能，储油效果好，其制备方法简单易实现。
[0005]本专利技术提供了一种高强度复合绳芯，包括一内层股和一外层股。所述内层股包括5股复合钢丝芯股、4根剑麻
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涤纶双包覆纱以及若干剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱，其中4股复合钢丝芯股螺旋包捻另一股复合钢丝芯股，所述剑麻
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涤纶双包覆纱设置在相邻三股复合钢丝芯股之间，所述剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱填充在所述复合钢丝芯股、剑麻
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涤纶双包覆纱和外层股之间。所述复合钢丝芯股包括7根镀锌钢丝和6根镀黄铜钢丝，其中6根镀锌钢丝螺旋包捻另一根镀锌钢丝，所述镀黄铜钢丝设置在相邻三根镀锌钢丝的间隙中。所述外层股包括若干根剑麻
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涤纶双包覆纱，所述剑麻
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涤纶双包覆纱螺旋包捻所述内层股。
[0006]优选的，所述剑麻
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涤纶双包覆纱包括第一剑麻纱、第一涤纶长丝和第二涤纶长丝，其制备方法为先喂入第一涤纶长丝包覆第一剑麻纱得到第一包覆层，再喂入第二涤纶长丝包覆在第一包覆层外层得到第二包覆层。
[0007]优选的，所述剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱包括第二剑麻纱和改性聚乙烯醇长丝，所述剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱通过喂入改性聚乙烯醇长丝包覆在第二剑麻纱外层制得。
[0008]进一步优选的，所述改性聚乙烯醇长丝为纤维素纳米纤维和氧化石墨烯共同改性聚乙烯醇后纺丝而成。
[0009]更进一步优选的，所述聚乙烯醇、纤维素纳米纤维和氧化石墨烯的质量比为100：6：1。
[0010]优选的，对所述镀锌钢丝外表面做磷化处理在镀锌钢丝表面形成磷化膜，所述磷化膜的膜重为10g/m
2.
。
[0011]本专利技术还提供了一种高强度复合绳芯的制备方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1、镀锌钢丝制备：将选取的碳素钢进行酸洗，酸洗后烘干，烘干后将碳素钢经过拉丝机，拉成预定直径的钢丝，拉拔道次为7
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10道次；所述钢丝拉拔过程中出模温度不高于300℃，拉拔后对钢丝进行浸锌热处理，锌液温度460℃，镀锌时间70s；镀锌处理后的钢丝经过拉丝机进行再次拉拔，压缩率选择80～90％，镀锌后对钢丝进行稳定化处理得到所述镀锌钢丝；
[0013]步骤2、镀黄铜钢丝制备：将选取的碳素钢进行酸洗，酸洗后烘干，烘干后将碳素钢经过拉丝机，拉成预定直径的钢丝，依次进行镀铜和镀锌后进行热扩散处理，再将钢丝通过磷酸酸洗处理得到所述镀黄铜钢丝；
[0014]步骤3、剑麻
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涤纶双包覆纱制备：采用1100D
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1300D的高强度工业涤纶长丝作为第一涤纶长丝，采用1300D
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1500D的高强度工业涤纶长丝作为第二涤纶长丝，将剑麻纤维纺织成剑麻纱；先喂入第一涤纶长丝使其包覆在剑麻纱外表面得到第一包覆层，再喂入第二涤纶长丝使其包覆在第一包覆层得到第二包覆层，进而得到所述剑麻
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涤纶双包覆纱；
[0015]步骤4、剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱：取剑麻纤维纺织成剑麻纱，对改性聚乙烯醇进行湿法纺丝后再通过热拉伸处理得到改性聚乙烯醇长丝，喂入所述改性聚乙烯醇长丝使包覆在剑麻纱表面得到所述剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱；
[0016]步骤5、内层股制备：取6根镀锌钢丝和6根镀黄铜钢丝，以其中1根镀锌钢丝为芯丝，将6根镀黄铜钢丝放置进入捻股机螺旋包捻所述芯丝，另外5根镀锌钢丝再经捻股机螺旋包捻住芯丝和镀黄铜钢丝得到复合钢丝芯股，其中每一根镀黄铜钢丝位于芯丝和外层相邻两根镀锌钢丝之间。以同样的方法制备另外4股复合钢丝芯股，将其中4股复合钢丝芯股和4根剑麻
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涤纶双包覆纱间隔设置，经捻股机螺旋包捻住另外一股复合钢丝芯股，再取若干剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱继续螺旋包捻直到形成预定直径的内层股；
[0017]步骤6：外层股制备：取若干根剑麻
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涤纶双包覆纱经捻股机螺旋包捻住所述内层股得到所述高强度复合绳芯。
[0018]优选的，所述改性聚乙烯醇包括以下制备步骤：
[0019]步骤4.1：按比例称取聚乙烯醇、纤维素纳米纤维和氧化石墨烯；
[0020]步骤4.2：将纤维素纳米纤维、氧化石墨烯与水充分搅拌分散，加入聚乙烯醇，加热溶液至90℃持续搅拌4h使聚乙烯醇完全溶解，然后静置消泡得到所述改性聚乙烯醇。
[0021]优选的，步骤4中改性聚乙烯醇湿法纺丝时采用含有质量5％的氯化钙冷却甲醇作为凝固溶液，通过纺丝注射器将改性聚乙烯醇的溶液注入到流动的凝固溶液中，成型的纤维长丝干燥后再次浸泡在甲醇溶液12h，去除在烘箱干燥后再进行热拉伸处理。
[0022]优选的，对步骤3中制得的剑麻
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涤纶双包覆纱和步骤4中制得的剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱浸油处理。
[0023]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过设置内层股和外层股复合结构，其内层股又由复合钢丝芯股、剑麻
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涤纶双包覆纱以及剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱复合而成，各层结构相互配合不仅大大提高了绳芯的强度还提高了绳芯内部储油的效果。本专利技术采用剑麻
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涤纶双包覆纱，剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱，剑麻纤维以其长度较长、强力高、耐磨性
好、吸油率高等特点，但剑麻纱的产品质量波动较大，会造成纤维绳芯直径不均匀、散差大和强力不匀等问题，采用合成纤维其包覆剑麻纱的形式不仅弥补剑麻纱强度不足的缺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度复合绳芯，包括一内层股和一外层股，其特征在于：所述内层股包括5股复合钢丝芯股、4根剑麻
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涤纶双包覆纱以及若干剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱，其中4股复合钢丝芯股螺旋包捻另一股复合钢丝芯股，所述剑麻
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涤纶双包覆纱设置在相邻三股复合钢丝芯股之间，所述剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱填充在所述复合钢丝芯股、剑麻
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涤纶双包覆纱和外层股之间；所述复合钢丝芯股包括7根镀锌钢丝和6根镀黄铜钢丝，其中6根镀锌钢丝螺旋包捻另一根镀锌钢丝，所述镀黄铜钢丝设置在相邻三根镀锌钢丝的间隙中；所述外层股包括若干根剑麻
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涤纶双包覆纱，所述剑麻
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涤纶双包覆纱螺旋包捻所述内层股。2.根据权利要求1所述的高强度复合绳芯，其特征在于：所述剑麻
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涤纶双包覆纱包括第一剑麻纱、第一涤纶长丝和第二涤纶长丝，其制备方法为先喂入第一涤纶长丝包覆第一剑麻纱得到第一包覆层，再喂入第二涤纶长丝包覆在第一包覆层外层得到第二包覆层。3.根据权利要求1所述的高强度复合绳芯，其特征在于：所述剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱包括第二剑麻纱和改性聚乙烯醇长丝，所述剑麻
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改性聚乙烯醇单包覆纱通过喂入改性聚乙烯醇长丝包覆在第二剑麻纱外层制得。4.根据权利要求3所述的高强度复合绳芯，其特征在于：所述改性聚乙烯醇长丝为纤维素纳米纤维和氧化石墨烯共同改性聚乙烯醇后纺丝而成。5.根据权利要求4所述的高强度复合绳芯，其特征在于：所述聚乙烯醇、纤维素纳米纤维和氧化石墨烯的质量比为100：6：1。6.根据权利要求1所述的高强度复合绳芯，其特征在于：对所述镀锌钢丝外表面做磷化处理在镀锌钢丝表面形成磷化膜，所述磷化膜的膜重为10g/m
2.
。7.一种高强度复合绳芯的制备方法，用于制备上述权利要求1～6任意一项所述的高强度复合绳芯，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、镀锌钢丝制备：将选取的碳素钢进行酸洗，酸洗后烘干，烘干后将碳素钢经过拉丝机，拉成预定直径的钢丝，拉拔道次为7
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10道次；所述钢丝拉拔过程中出模温度不高于300℃，拉拔后对钢丝进行浸锌热处理，锌液温度460℃，镀锌时间70s；镀锌处理后的钢丝经过拉丝机进行再次拉拔，压缩率选择80～90％，镀锌后对钢丝进行稳定化处理得到所述镀锌钢丝；步骤2、镀黄铜钢丝制备：将选取的碳素钢进行酸洗，酸洗后烘干，烘干后将碳素钢经过拉丝机，拉成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨岳民，伍乐乐，惠铭，
申请(专利权)人：江苏赛福天新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：