耐磨阻燃的航空电缆芳纶绑扎绳的制备工艺的制作方法

本发明涉及绑扎绳制备，具体涉及耐磨阻燃的航空电缆芳纶绑扎绳的制备工艺。

背景技术：

1、航空电缆在飞行器的安全性和可靠性方面扮演着至关重要的角色。由于恶劣的工作环境和高温、高压等极端条件的存在，航空电缆要求具备良好的耐磨性能和优秀的力学性能。航空电缆通常通过航空电缆绑扎绳绑扎在航空器上。

2、现有技术中航空电缆绑扎绳主要采用聚酰胺纤维、聚酯纤维或尼龙纤维等材料，尽管这些材料具有一定的强度和耐磨性能，但在高温、高压、磨擦和振动等恶劣条件下，现有绑扎绳易磨损、断裂，导致电缆束缚不牢固，存在安全隐患。间位芳纶纤维，是一种高性能合成纤维，具有强度高、耐热阻燃性能好、耐化学腐蚀性能佳，但是其耐磨性能差，现有技术为提高间位芳纶纤维的耐磨性能，通常会在纺丝成型过程中加入无机填料，但是无机填料与间位芳纶纤维之间的相容性差，虽然能够提高芳纶纤维的耐磨性能，但是由于在间位芳纶纤维上存在着弱界面，芳纶纤维的力学性能下降，绑扎绳对航空电缆绑扎的稳定性有待进一步提高。

3、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供耐磨阻燃的航空电缆芳纶绑扎绳的制备工艺，用于解决现有技术中通过添加无机填料来提高间位芳纶纤维的耐磨性能，导致芳纶纤维的力学性能下降，绑扎绳对航空电缆绑扎的稳定性有待进一步提高的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、耐磨阻燃的航空电缆芳纶绑扎绳的制备工艺，包括以下步骤：

4、s1、将间位芳纶纤维和n-甲基吡咯烷酮加入到三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至75-85℃，搅拌至体系溶解，保温10-20min，后处理得到纤维原料；

5、s2、将n-甲基吡咯烷酮、氢化钠加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌，向三口烧瓶中加入纤维原料，室温下搅拌反应5-7h，向三口烧瓶中缓慢加入环氧氯丙烷，室温下搅拌反应10-12h，三口烧瓶温度升高至65-75℃，向三口烧瓶中加入改性云母粉，保温反应6-8h，后处理得到改性芳纶；

6、改性芳纶的合成反应原理为：

7、

8、为改性云母粉。

9、s3、将改性芳纶、添加剂、n-甲基吡咯烷酮加入到烧杯中，搅拌至改性芳纶完全溶解，得到纺丝液，纺丝液经过静电纺丝，制备成改性芳纶纤维初品；

10、s4、将改性芳纶纤维初品的两端固定在拉伸设备上，室温下，拉伸设备以1m/min的速率对改性芳纶纤维进行拉伸，将改性芳纶纤维拉伸至原长度的2.5倍，得到改性芳纶纤维成品；

11、s5、将改性芳纶纤维成品切断成相同长度，取40根改性芳纶纤维成品为一股，将多股改性芳纶纤维按照设计要求进行编制加工，制备成绑扎绳初品；

12、s6、对绑扎绳初品进行热处理，得到绑扎绳成品。

13、进一步的，步骤s1中的间位芳纶纤维和n-甲基吡咯烷酮的重量比为1:5，所述后处理操作包括：保温完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，得到滤液与滤渣，取另一个三口烧瓶，向三口烧瓶中加入纯化水搅拌，将滤液缓慢的加入到三口烧瓶中，有大量的固体析出，抽滤，滤饼用纯化水洗涤后转移到温度75-85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到纤维原料，其中，纯化水用量为滤液重量的5倍。

14、进一步的，步骤s2中的n-甲基吡咯烷酮、氢化钠、纤维原料、环氧氯丙烷和改性云母粉的重量比为8:0.13:2:0.1:0.5，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶降低至室温，取另一个三口烧瓶，向三口烧瓶中加入纯化水，将反应溶液缓慢的加入到三口烧瓶中，有大量固体析出，保温搅拌15-20min，抽滤，滤饼转移到温度为75-85℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到改性芳纶，其中，纯化水用量为n-甲基吡咯烷酮重量的5倍。

15、进一步的，步骤s2中的改性云母粉的制备为：将云母粉与80wt％乙醇水溶液加入到三口烧瓶中，超声分散2-3h，将三口烧瓶转移到带有机械搅拌的铁架台上搅拌，三口烧瓶温度升高至55-60℃，向三口烧瓶中缓慢滴加3-氨基丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕，保温反应6-8h，后处理得到改性云母粉。

16、进一步的，所述云母粉、80wt％乙醇水溶液、3-氨基丙基三乙氧基硅烷的重量比为1:5:0.5，其中，云母粉的粒径为1-1.3μm，所述后处理操作包括：反应完成之后，停止加热和搅拌，静置30-50min，撇去上层清液，下层含固体物抽滤，滤饼转移到温度为70-80℃的干燥箱中，真空干燥至恒重，得到改性云母粉。

17、进一步的，步骤s3中改性芳纶、添加剂、n-甲基吡咯烷酮的重量比为1.3:0.5:10，其中，添加剂由分散剂、稳定剂、增稠剂和防静电剂按重量比1:2:1：1组成，所述分散剂为硫酸钠、聚乙二醇酸酯、聚乙二醇甲基醚中的一种或多种，稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮-聚乙烯吡啶中的一种或两种，增稠剂为黄原胶、卡拉胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠中的一种或多种，防静电剂为硬脂基三甲基季铵盐酸盐、烷基二羧甲基铵乙内酯、十二烷基二甲基季乙内盐中的一种或多种，所述静电纺丝电压为15-20kv，喷丝嘴的直径为20-30μm，进料速率为0.5-0.6ml/min，收集距离为10-13cm，空气流速为0.2-0.3l/min。

18、进一步的，步骤s5中的编制加工包括以下步骤：

19、捻合：将两股改性芳纶纤维固定在捻合机上，两股改性芳纶纤维以相反方向旋转，使其缠绕在一起，得到捻合纤维；

20、编织：将多股捻合纤维按照平纹编织的方式，编织成绳索的编织结构，并在绳索的两端打上固定结，得到绑扎绳初品。

21、进一步的，步骤s6中的热处理方法为：将绑扎绳初品放置到加热炉中，设置加热炉温度为200-220℃，保温、固化处理30-40min，加热炉停止加热，将绑扎绳初品从加热炉中取出，自然降温至室温，得到绑扎绳成品。

22、本发明具备下述有益效果：

23、本发明的耐磨阻燃的航空电缆芳纶绑扎绳，在制备过程中，选择具有优异的阻燃性、热稳定性、耐辐射等性能的间位芳纶纤维为起始原料，根据ul94标准对绑扎绳成品的阻燃性能进行检测，其阻燃等级达到了v-0级；在加工过程中，通过氢化钠与间位芳纶上的酰胺键进行金属化反应之后，与环氧氯丙烷发生取代加成反应，将环氧基接枝到间位芳纶纤维上；纳米云母粉经过超声分散处理，纳米云母粉充分分散在乙醇水溶液中，3-氨基丙基三乙氧基硅烷上的硅氧烷键在水环境中断裂生成硅羟基，与纳米云母粉表面的活性官能团对接反应，生成具有加3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰的改性云母粉，改性云母粉的表面极性增加，有利于其在具有环氧基修饰的间位芳纶纤维的有机溶液中均匀分散，并且改性云母粉上氨基能够与间位芳纶纤维上的环氧烷反应，将改性云母粉接枝到间位芳纶纤维上，制备出改性芳纶；云母粉通过化学键的形式与间位芳纶纤维对接，有效的提高了云母粉与间位芳纶纤维之间的相容性，降低了云母粉与间位芳纶纤维之间的弱界面性能，提高了改性芳纶的耐磨性能与力学性能；改性芳纶经静电纺丝制备成纤维后，经过拉伸、切断、合股、捻合、编织和热处理，进一步的提高绑扎绳的力学性能，从而提高绑扎绳对航空电缆的绑扎稳定性。