一种复合高分子纤维及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽车座椅面料技术领域，特别涉及一种复合高分子纤维及其制备方法。

背景技术

沙发或者汽车座椅大多为织物或者皮革包裹的，皮革沙发由于价格方面较高而且造型方面的局限性，没有像织物沙发一样普及，而高档的汽车座椅一般选用皮革的，但由于透气性和耐磨性等的影响，越来越多的汽车开始选择皮质和织物混搭的方式来解决座椅的包裹问题。

—般情况下，汽车座椅的包裹面料比沙发的包裹面料要求还要高，除了较高的耐磨性和舒适性外，透气吸湿性也是一大重要指标，而且强度要求也要高，经久耐用而不易开裂，显然一般的服装面料不可能达到这样的要求。

为此，提出一种复合高分子纤维及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合高分子纤维及其制备方法，以解决上述技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种复合高分子纤维，包括复合纤维本体，所述复合纤维本体包括氨纶纤维、第一加强线、聚氨酯纤维、涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维加捻而成包线，所述第一芯线的外部缠绕设置包线，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维的重量比为2-4.8：1-1.6:3-5，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维的重量比为3-7：0.5-2:1-2：2-3。

具体的，所述氨纶纤维的直径为16.3μm，纤度为302dtex，所述聚氨酯纤维的直径为18.62μm，纤度为252dtex，所述涤纶纤维的直径为16.3μm，纤度为252dtex，所述亚麻纤维的直径为32.74μm，纤度为356dtex，所述粘胶纤维的直径为8.62μm，纤度为198dtex。

具体的，所述第一加强线包括第二线芯，所述第二线芯的外部缠绕设置有第一碳钢纤维，所述第二线芯包括第一碳纤维复丝，所述第一碳纤维复丝的外部通过水性复膜胶粘黏连接有PE高分子透气膜层，所述PE高分子透气膜层远离第一碳纤维复丝的一侧水性复膜胶粘黏连接有防水层。

具体的，所述第一碳纤维复丝的规格为400D-600D，所述第一碳钢纤维的直径为0.05-0.08mm，所述PE高分子透气膜层的厚度为0.3-0.5mm，所述防水层为PTFE高分子防水透气膜，所述防水层的厚度为0.125-0.15mm。

具体的，所述第二加强线包括第三线芯，所述第三线芯的外部缠绕设置有第二碳钢纤维，所述第三线芯包括第二碳纤维复丝，所述第二碳纤维复丝的外部设有耐磨涂层，所述耐磨涂层远离第二碳纤维复丝的一侧设有防静电涂层。

具体的，所述第二碳钢纤维的规格为600D-800D，所述第二碳钢纤维的直径为0.08-0.12mm，所述耐磨涂层的厚度为60-100μm，所述防静电涂层的厚度为0.1-0.2mm。

一种复合高分子纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1：制作第一加强线，在第一碳纤维复丝的外侧依次通过水性复膜胶粘黏连接PE高分子透气膜和PTFE高分子防水透气膜，获得第二线芯，随后在第二线芯的外部缠绕设置有第一碳钢纤维，制得第一加强线；

S2：制作第一芯线，按照重量比为2-4.8：1-1.6:3-5取氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线；

S3：制作第二加强线，在第二碳纤维复丝的外侧依次设置耐磨涂层和防静电涂层，获得第三线芯，随后在第三线芯的外部缠绕设置有第二碳钢纤维，制得第二加强线；

S31：制作耐磨涂层，其中，耐磨涂层由质量比为80:8:5:4:1.5：1.5的聚酯树脂、邻苯二甲酸二丁酯、纳米二氧化硅、聚酯型超分散剂、聚醚改性有机硅消泡剂和有机硅类流平剂组成，按重量份数，称取耐磨涂层的各组分放入到配料装置中，加热搅拌，制得耐磨涂液；

S32：喷涂：将耐磨涂液通过喷涂机喷涂在第二碳纤维复丝的外侧，喷涂厚度为30-50μm，喷涂后常温放置20-30min，再次将耐磨涂液通过喷涂机喷涂在第二碳纤维复丝的外侧，喷涂厚度为30-50μm；

S33：涂覆防静电涂层，其中，防静电涂层采用纳米银涂层材料，将纳米银涂层材料通过磁控溅射的方式均匀的涂覆在耐磨涂层的外侧，涂覆厚度为0.5-0.1mm，再次将纳米银涂层材料通过磁控溅射的方式均匀的涂覆在耐磨涂层的外侧，涂覆厚度为0.5-0.1mm；

S6：制作复合纤维本体，将氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线，随后将涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维加捻而成包线，在第一芯线的外部缠绕设置包线，制得复合纤维本体。

具体的，所述S31步骤中的搅拌时间为20-30min，所述S31步骤中的搅拌速度为1000-1200r/min。

具体的，所述磁控溅射的条件为：加速电压300-350V、电流密度30-40mA/cm、气压7-8mTorr、磁场190-200G和功率密度50-55W/cm。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过氨纶纤维、第一加强线、聚氨酯纤维、涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维进行配合，充分利用了各种纤维的特点，优势互补，具备强度高、耐磨好、弹性好以及吸湿性能强的优势，可以作为汽车座椅面料使用；

(2)本发明涉及的第一加强线，采用第一碳纤维复丝作为第二线芯，并且在其外侧依次通过水性复膜胶粘黏连接PE高分子透气膜和PTFE高分子防水透气膜，获得第二线芯，随后在第二线芯的外部缠绕设置有第一碳钢纤维，利用碳纤维复丝的导电、抗磨擦和高比模量特性、PE高分子透气膜的高透气性、柔软性和优异的抗拉延伸性能、PTFE高分子防水透气膜的高防水透气性以及碳钢纤维优异的力学强度，能够增加第一加强线整体的导电性能、韧性、透气防水性、抗磨擦性能和弹性模量，不仅作为面料时在褶皱后能够快速恢复原状，还能快速释放在摩擦过程中产生的静电，保证面料的质量，另外，还能够利用PE高分子透气膜和PTFE高分子防水透气膜对汗液进行阻隔，通过碳纤维复丝良好的弹性通过气孔带动气流通过，从而达到快速蒸发的目的，提高了作为面料时的舒适度；

(3)本发明涉及的第二加强线，在第二碳纤维复丝的外侧依次设置耐磨涂层和防静电涂层，获得第三线芯，随后在第三线芯的外部缠绕设置有第二碳钢纤维，利用碳纤维复丝的导电、抗磨擦和高比模量特性、耐磨涂层的高耐磨性、防静电涂层的防吸附灰尘性能以及碳钢纤维优异的力学强度，不仅作为面料时在褶皱后能够快速恢复原状，还能够避免作为面料时易出现磨损掉色的现象，提升了作为面料使用时的实用性，另外，还能够利用防静电涂层，有效避免作为面料在使用时表面堆积较多静电导致使用穿着时吸附灰尘影响表面清洁度的现象，提升了面料使用时的整洁度；

(4)本发明涉及的耐磨涂层由聚酯树脂、邻苯二甲酸二丁酯、纳米二氧化硅、聚酯型超分散剂、聚醚改性有机硅消泡剂和有机硅类流平剂组成，该耐磨涂层具有优良的耐磨性、防刮伤和耐候性，涂层交联固化速度快、成膜均匀、附着力强；

(5)本发明涉及的防静电涂层采用纳米银涂层材料，通过磁控溅射的工艺以及二次复镀工艺，能够在银纤维外形成滤氧膜，与氧隔绝，大大提升了作为面料时的抗氧化能力；

(6)本发明涉及的制备方法工艺简单、操作容易、原材料易得，所得的复合高分子纤维具有优异的耐磨性、强度、弹性、吸湿性能以及舒适性等优势。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例第二线芯的侧视剖视示意图；

图3为本发明实施例第三线芯的侧视剖视示意图。

附图标记：第一芯线1、包线2、第一碳纤维复丝3、PE高分子透气膜层4、PTFE高分子防水透气膜5、第二碳纤维复丝6、耐磨涂层7、防静电涂层8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参考附图1-3，一种复合高分子纤维，包括复合纤维本体，所述复合纤维本体包括氨纶纤维、第一加强线、聚氨酯纤维、涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线1，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维加捻而成包线2，所述第一芯线1的外部缠绕设置包线2，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维的重量比为2：1:3，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维的重量比为3：0.5:1：2。

具体的，所述氨纶纤维的直径为16.3μm，纤度为302dtex，所述聚氨酯纤维的直径为18.62μm，纤度为252dtex，所述涤纶纤维的直径为16.3μm，纤度为252dtex，所述亚麻纤维的直径为32.74μm，纤度为356dtex，所述粘胶纤维的直径为8.62μm，纤度为198dtex。

具体的，所述第一加强线包括第二线芯，所述第二线芯的外部缠绕设置有第一碳钢纤维，所述第二线芯包括第一碳纤维复丝3，所述第一碳纤维复丝3的外部通过水性复膜胶粘黏连接有PE高分子透气膜层4，所述PE高分子透气膜层4远离第一碳纤维复丝3的一侧水性复膜胶粘黏连接有防水层。

具体的，所述第一碳纤维复丝3的规格为400D-600D，所述第一碳钢纤维的直径为0.05-0.08mm，所述PE高分子透气膜层4的厚度为0.3-0.5mm，所述防水层为PTFE高分子防水透气膜5，所述防水层的厚度为0.125-0.15mm。

具体的，所述第二加强线包括第三线芯，所述第三线芯的外部缠绕设置有第二碳钢纤维，所述第三线芯包括第二碳纤维复丝6，所述第二碳纤维复丝6的外部设有耐磨涂层7，所述耐磨涂层7远离第二碳纤维复丝6的一侧设有防静电涂层8。

具体的，所述第二碳钢纤维的规格为600D-800D，所述第二碳钢纤维的直径为0.08-0.12mm，所述耐磨涂层7的厚度为60-100μm，所述防静电涂层8的厚度为0.1-0.2mm。

一种复合高分子纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1：制作第一加强线，在第一碳纤维复丝3的外侧依次通过水性复膜胶粘黏连接PE高分子透气膜和PTFE高分子防水透气膜5，获得第二线芯，随后在第二线芯的外部缠绕设置有第一碳钢纤维，制得第一加强线；

S2：制作第一芯线1，按照重量比为2-4.8：1-1.6:3-5取氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线1；

S3：制作第二加强线，在第二碳纤维复丝6的外侧依次设置耐磨涂层7和防静电涂层8，获得第三线芯，随后在第三线芯的外部缠绕设置有第二碳钢纤维，制得第二加强线；

S31：制作耐磨涂层7，其中，耐磨涂层7由质量比为80:8:5:4:1.5：1.5的聚酯树脂、邻苯二甲酸二丁酯、纳米二氧化硅、聚酯型超分散剂、聚醚改性有机硅消泡剂和有机硅类流平剂组成，按重量份数，称取耐磨涂层7的各组分放入到配料装置中，加热搅拌，制得耐磨涂液；

S32：喷涂：将耐磨涂液通过喷涂机喷涂在第二碳纤维复丝6的外侧，喷涂厚度为30-50μm，喷涂后常温放置20-30min，再次将耐磨涂液通过喷涂机喷涂在第二碳纤维复丝6的外侧，喷涂厚度为30-50μm；

S33：涂覆防静电涂层8，其中，防静电涂层8采用纳米银涂层材料，将纳米银涂层材料通过磁控溅射的方式均匀的涂覆在耐磨涂层7的外侧，涂覆厚度为0.5-0.1mm，再次将纳米银涂层材料通过磁控溅射的方式均匀的涂覆在耐磨涂层7的外侧，涂覆厚度为0.5-0.1mm；

S6：制作复合纤维本体，将氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线1，随后将涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维加捻而成包线2，在第一芯线1的外部缠绕设置包线2，制得复合纤维本体。

具体的，所述S31步骤中的搅拌时间为20-30min，所述S31步骤中的搅拌速度为1000-1200r/min。

具体的，所述磁控溅射的条件为：加速电压300-350V、电流密度30-40mA/cm、气压7-8mTorr、磁场190-200G和功率密度50-55W/cm。

实施例2

本实施例中涉及的复合高分子纤维的制备方法同实施例1，在此不再赘述，而本实施例中的一种复合高分子纤维，包括复合纤维本体，所述复合纤维本体包括氨纶纤维、第一加强线、聚氨酯纤维、涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线1，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维加捻而成包线2，所述第一芯线1的外部缠绕设置包线2，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维的重量比为4.8：1.6:5，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维的重量比为7：2:2：3。

具体的，所述氨纶纤维的直径为16.3μm，纤度为302dtex，所述聚氨酯纤维的直径为18.62μm，纤度为252dtex，所述涤纶纤维的直径为16.3μm，纤度为252dtex，所述亚麻纤维的直径为32.74μm，纤度为356dtex，所述粘胶纤维的直径为8.62μm，纤度为198dtex。

具体的，所述第一加强线包括第二线芯，所述第二线芯的外部缠绕设置有第一碳钢纤维，所述第二线芯包括第一碳纤维复丝3，所述第一碳纤维复丝3的外部通过水性复膜胶粘黏连接有PE高分子透气膜层4，所述PE高分子透气膜层4远离第一碳纤维复丝3的一侧水性复膜胶粘黏连接有防水层。

具体的，所述第一碳纤维复丝3的规格为400D-600D，所述第一碳钢纤维的直径为0.05-0.08mm，所述PE高分子透气膜层4的厚度为0.3-0.5mm，所述防水层为PTFE高分子防水透气膜5，所述防水层的厚度为0.125-0.15mm。

具体的，所述第二加强线包括第三线芯，所述第三线芯的外部缠绕设置有第二碳钢纤维，所述第三线芯包括第二碳纤维复丝6，所述第二碳纤维复丝6的外部设有耐磨涂层7，所述耐磨涂层7远离第二碳纤维复丝6的一侧设有防静电涂层8。

具体的，所述第二碳钢纤维的规格为600D-800D，所述第二碳钢纤维的直径为0.08-0.12mm，所述耐磨涂层7的厚度为60-100μm，所述防静电涂层8的厚度为0.1-0.2mm。

实施例3

本实施例中涉及的复合高分子纤维的制备方法同实施例1，在此不再赘述，而本实施例中的一种复合高分子纤维，包括复合纤维本体，所述复合纤维本体包括氨纶纤维、第一加强线、聚氨酯纤维、涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维加捻而成第一芯线1，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维加捻而成包线2，所述第一芯线1的外部缠绕设置包线2，所述氨纶纤维、第一加强线和聚氨酯纤维的重量比为3：1.3:4，所述涤纶纤维、第二加强线、亚麻纤维和粘胶纤维的重量比为6：1:1.5：2.4。

具体的，所述氨纶纤维的直径为16.3μm，纤度为302dtex，所述聚氨酯纤维的直径为18.62μm，纤度为252dtex，所述涤纶纤维的直径为16.3μm，纤度为252dtex，所述亚麻纤维的直径为32.74μm，纤度为356dtex，所述粘胶纤维的直径为8.62μm，纤度为198dtex。

具体的，所述第一加强线包括第二线芯，所述第二线芯的外部缠绕设置有第一碳钢纤维，所述第二线芯包括第一碳纤维复丝3，所述第一碳纤维复丝3的外部通过水性复膜胶粘黏连接有PE高分子透气膜层4，所述PE高分子透气膜层4远离第一碳纤维复丝3的一侧水性复膜胶粘黏连接有防水层。

具体的，所述第一碳纤维复丝3的规格为400D-600D，所述第一碳钢纤维的直径为0.05-0.08mm，所述PE高分子透气膜层4的厚度为0.3-0.5mm，所述防水层为PTFE高分子防水透气膜5，所述防水层的厚度为0.125-0.15mm。

具体的，所述第二加强线包括第三线芯，所述第三线芯的外部缠绕设置有第二碳钢纤维，所述第三线芯包括第二碳纤维复丝6，所述第二碳纤维复丝6的外部设有耐磨涂层7，所述耐磨涂层7远离第二碳纤维复丝6的一侧设有防静电涂层8。

具体的，所述第二碳钢纤维的规格为600D-800D，所述第二碳钢纤维的直径为0.08-0.12mm，所述耐磨涂层7的厚度为60-100μm，所述防静电涂层8的厚度为0.1-0.2mm。

以上三个实施例所述的复合高分子纤维，均具有优异的耐磨性、强度、弹性、吸湿性能以及舒适性等优势

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。