CN106192191B - 一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了膜结构建筑篷盖用经编衬纬布及其制备方法，材料的主要成分为：改性高强度玻璃纤维和涤纶纤维既降低了重量，也控制了成本；采用镁、铝纳米材料改性高强度玻璃纤维，在加热制备篷盖过程中可以生成部分镁铝尖晶石结构，不但有利于增强纤维间的刚度，而且安装后有非常好的防火、阻燃效果；采用四梳栉编织工艺，其中各梳栉的编织组织不同，纤维中改性高强度玻璃纤维的含量也不同，有利于形成强度和韧性均非常好的篷盖。

Description

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布及其制备方法。

背景技术

膜结构建筑作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现，至今已有四十多年的历史，特别是到了七十年代以后，膜结构的应用得到了迅速发展。膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。

膜结构一改传统建筑材料而使用膜材，其重量只是传统建筑的三十分之一。而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于施工、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。另外值得一提的是，在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的体型显现出梦幻般的效果。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。

张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure) ，是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的体型显现出梦幻般的效果。张拉膜结构特别适合用来建造城市标志性建筑的屋顶，如体育与娱乐性场馆，需有广告效应的商场、餐厅等。城市的交通枢纽是城市命脉的关键性建筑，使用功能要求建筑物各组成单元的标志明确。因而近来年，这类建筑越来越多采用膜结构。建筑膜材料的使用寿命为 25 年以上。在使用期间，在雪或风荷载作用下均能保持材料的力学形态稳定不变。建成于 1973 年的美国加州 La Verne 大学的学生活动中心是已有 23 年历史的张拉膜结构建筑．跟踪测试与材料的加载与加速气候变化的试验，证明它的膜材料的力学性能与化学稳定性指标下降了 20 %至 30 %，但仍可正常使用。膜的表层光滑，具有弹性，大气中的灰尘、化学物质的微粒极难附着与渗透，经雨水的冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性。

膜结构建筑篷盖不但要有轻质、透光等特性，更重要的是，其必须具备一定的柔性，，其在风荷载或雪荷载的作用下会产生变形。膜结构通过变形来适应外荷载，在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小，直至能更有效抵抗该荷载。故用于膜结构建筑篷盖的经编衬纬布不但要具有非常好的强度，同时也需要有非常好的韧性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布及其制备方法。

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布，包括以下重量百分比的成分：

改性高强度玻璃纤维 20-30%

涤纶纤维 70-80%。

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，按照下述步骤进行：

A、将异丙醇铝和乙醇镁加入乙醇中，再加入丙酮，搅拌均匀；

B、缓慢加入质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌6-8小时，得到溶液胶；

C、将溶液胶缓慢加入到质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌4-6小时；

D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；

E、400-600℃高温煅烧2-3小时，得到改性高强度玻璃纤维；

F、将改性高强度玻璃纤维与涤纶长丝采用经编工艺，得到经编衬纬布。

优选的，所述的步骤A中，异丙醇铝和乙醇镁的物质的量之比为2:1。

优选的，所述的步骤F中，所述的经编工艺，采用四梳栉编织：第一梳栉满穿涤纶长丝，采用多针经平组织；第二梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织；第三梳栉1穿5空涤纶单丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用变化衬纬组织，第四梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织。

优选的，所述的第二梳栉和第四梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为10-20%，所述的第三梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为50-60%。

本发明所提供的一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布及其制备方法，具有如下优点：

1、采用改性高强度玻璃纤维和涤纶纤维共同经编的方式，既降低了重量，也控制了成本；

2、采用镁、铝纳米材料改性高强度玻璃纤维，在加热制备篷盖过程中可以生成部分镁铝尖晶石结构，不但有利于增强纤维间的刚度，而且安装后有非常好的防火、阻燃效果；

3、采用四梳栉编织工艺，其中各梳栉的编织组织不同，纤维中改性高强度玻璃纤维的含量也不同，有利于形成强度和韧性均非常好的篷盖。

具体实施方式

实施例1

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布，包括以下重量百分比的成分：

改性高强度玻璃纤维 24%

涤纶纤维 76%。

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，按照下述步骤进行：

A、将2mol异丙醇铝和1mol乙醇镁加入乙醇中，再加入50g丙酮，搅拌均匀；

B、缓慢加入250g质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌7小时，得到溶液胶；

C、将溶液胶缓慢加入到500g质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌5小时；

D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；

E、550℃高温煅烧2.5小时，得到改性高强度玻璃纤维；

F、将改性高强度玻璃纤维与涤纶长丝采用经编工艺，得到经编衬纬布。

所述的步骤F中，所述的经编工艺，采用四梳栉编织：第一梳栉满穿涤纶长丝，采用多针经平组织；第二梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织；第三梳栉1穿5空涤纶单丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用变化衬纬组织，第四梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织。

所述的第二梳栉和第四梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为15%，所述的第三梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为55%。

实施例2

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布，包括以下重量百分比的成分：

改性高强度玻璃纤维 22%

涤纶纤维 78%。

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，按照下述步骤进行：

A、将2mol异丙醇铝和1mol乙醇镁加入乙醇中，再加入50g丙酮，搅拌均匀；

B、缓慢加入250g质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌8小时，得到溶液胶；

C、将溶液胶缓慢加入到500g质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌4小时；

D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；

E、400-600℃高温煅烧3小时，得到改性高强度玻璃纤维；

F、将改性高强度玻璃纤维与涤纶长丝采用经编工艺，得到经编衬纬布。

所述的步骤F中，所述的经编工艺，采用四梳栉编织：第一梳栉满穿涤纶长丝，采用多针经平组织；第二梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织；第三梳栉1穿5空涤纶单丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用变化衬纬组织，第四梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织。

所述的第二梳栉和第四梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为20%，所述的第三梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为50%。

实施例3

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布，包括以下重量百分比的成分：

改性高强度玻璃纤维 30%

涤纶纤维 70%。

一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，按照下述步骤进行：

A、将2mol异丙醇铝和1mol乙醇镁加入乙醇中，再加入50g丙酮，搅拌均匀；

B、缓慢加入250g质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌6小时，得到溶液胶；

C、将溶液胶缓慢加入到500g质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌6小时；

D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；

E、400-600℃高温煅烧2小时，得到改性高强度玻璃纤维；

F、将改性高强度玻璃纤维与涤纶长丝采用经编工艺，得到经编衬纬布。

所述的步骤F中，所述的经编工艺，采用四梳栉编织：第一梳栉满穿涤纶长丝，采用多针经平组织；第二梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织；第三梳栉1穿5空涤纶单丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用变化衬纬组织，第四梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织。

所述的第二梳栉和第四梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为10%，所述的第三梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为60%。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

A、将异丙醇铝和乙醇镁加入乙醇中，再加入丙酮，搅拌均匀；

B、缓慢加入质量分数为50%的乙醇溶液，搅拌6-8小时，得到溶液胶；

C、将溶液胶缓慢加入到质量分数为15%的乙酸乙烯树脂溶液中，高速搅拌4-6小时；

D、将以上溶液作为纺丝溶液，采用静电纺丝工艺，将其负载在高强度玻璃纤维上；

E、400-600℃高温煅烧2-3小时，得到改性高强度玻璃纤维；

F、将改性高强度玻璃纤维与涤纶长丝采用经编工艺，得到经编衬纬布。

2.如权利要求1所述的膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，其特征在于，所述的步骤A中，异丙醇铝和乙醇镁的物质的量之比为2:1。

3.如权利要求1所述的膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，其特征在于，所述的步骤F中，所述的经编工艺，采用四梳栉编织：第一梳栉满穿涤纶长丝，采用多针经平组织；第二梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织；第三梳栉1穿5空涤纶单丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用变化衬纬组织，第四梳栉满穿涤纶长丝与改性高强度玻璃纤维的加捻丝，采用经平组织。

4.如权利要求1所述的膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，其特征在于，所述的第二梳栉和第四梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为10-20%，所述的第三梳栉的加捻丝中，改性高强度玻璃纤维的质量比为50-60%。

5.如权利要求1所述的膜结构建筑篷盖用经编衬纬布的制备方法，其特征在于，所述改性高强度玻璃纤维与所述涤纶长丝为以下重量百分比掺量掺入：

改性高强度玻璃纤维 20-30%

涤纶长丝 70-80%。