CN108679333A - 一种圆周编织复合软管及其制备方法 - Google Patents

一种圆周编织复合软管及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种圆周编织复合软管及其制备方法。所述复合软管从内向外依次为内膜层、中间层和外层塑料涂层，所述内膜层含有95‑105重量份的聚乙烯，7‑9重量份的(3‑月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐，4‑6重量份的N‑(2‑乙氧基苯基)‑N’‑(2‑乙苯基)乙二酰胺，以及2‑4重量份的鞣酸酰胺，所述中间层由聚乙烯扁丝和涤纶长丝编织而成。所述制备方法包括拉丝、吹膜、编织、粘接、涂塑五个步骤。本发明所述复合软管可保持滴灌管的小孔滴水正常、均匀、不堵塞，可抑制主管内的微生物生长、繁殖，且耐低温性能好。

Description

一种圆周编织复合软管及其制备方法
技术领域
本发明涉及软管的加工制造领域，具体地说，涉及一种圆周编织复合软管及其制备方法。
背景技术
在农业灌溉中，输水软管是使用频率很高的一种设备，它作为灌溉系统的终端，几乎无处不在。在节水灌溉系统中，输水管起着连接水源到农田灌溉的作用，整个节水灌溉滴灌系统是在田地、园林、沙丘等领域使用，长时间的风吹日晒、天寒地冻，如果没有质量好、性能优的输水主管，直接影响节水灌溉系统的正常使用。
现有的输水软管普遍存在不能耐低温、容易产生微生物堵塞滴灌带的滴孔等问题，产生的微生物会堵塞滴灌带的微孔，使用中会造成滴灌带滴水不均匀，水、肥、药不能均匀地喷洒到每一棵植物的根部，造成作物生长不一致。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种三层复合圆周编织软管，所述软管可保持滴灌管的小孔滴水正常、均匀、不堵塞，可抑制主管内的微生物生长、繁殖，且耐低温效果好，可用于多种农田、荒漠、林木、果林、菜地的灌溉、滴灌和微喷。
本发明的技术方案之一，是提供一种圆周编织复合软管，所述软管从内向外依次为内膜层、中间层和外层塑料涂层，其中所述内膜层含有95-105重量份的聚乙烯，7-9重量份的(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐，4-6重量份的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺，以及2-4重量份的鞣酸酰胺，所述中间层由聚乙烯扁丝和涤纶长丝编织而成。
优选地，所述内膜层分为七层，从内向外依次为内1层，内2层，内3层，中间层，外3层，外2层和外1层，
优选地，所述内1层中含有细菌抑制剂，外3层中含有二氧化钛，外2层中含有茂金属聚乙烯和二氧化钛，外1层中含有二氧化钛和(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐。
优选地，所述软管的厚度为0.6-0.8mm。
优选地，所述聚乙烯扁丝含有95-100重量份的聚乙烯，7-9重量份的改性聚乙烯，4-6重量份的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺，2-4重量份的鞣酸酰胺，1-3重量份的(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐。
本发明的技术方案之二，是提供一种圆周编织复合软管的制备方法，包括如下步骤：
(1)拉丝
将原料混合均匀后，利用拉丝机挤成片状薄膜，然后用模具刀切割，用拉伸弓背机拉伸定型，得厚度为14-16丝的扁丝；
(2)吹膜
利用七层塑料共挤机，把原料分配到每一层挤出机，通过共有的模头挤出软管内膜；
(3)编织
在步骤(2)所得软管内膜的外表面，采用步骤(1)所得扁丝为经线，采用涤纶长丝为纬线，编织成筒状中间层；
(4)粘接
在水蒸汽温度为100-115℃，水蒸气压力为0.10-0.13Mpa的条件下，将步骤(3)所得编织软管一次成型，使内膜层和中间层粘接在一起；
(5)涂塑
在步骤(4)所得成型软管的外表面，涂覆一层聚乙烯涂层，涂层厚度为0.08-0.10mm。
优选地，以质量百分比计，步骤(5)所述聚乙烯涂层由1.5％-2％的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺和98％-98.5％茂金属聚乙烯组成。
具体地说，本发明使用七层共挤塑料挤出机，利用不同的原料特性生产出一种抗菌的避光内膜，中间层是用高强度的涤纶长丝编织而成的一种筒状软带，外层利用耐磨、耐穿刺的塑料涂层，抗氧化、抗UV、抗电化。利用高温、高压水蒸气热合而成的一种三层复合圆周编织滴灌抗菌软管，利用自动化设备自动打孔，安装滴灌接头，孔距精确，接头安装紧固，不渗水，方便用户的使用安装，代替以前人工打孔不准确，安装接头不牢固，出现毛边渗水等现象。
本发明的有益效果：
本发明所述复合软管可保持滴灌管的小孔滴水正常、均匀、不堵塞，可抑制主管内的微生物生长、繁殖，且耐低温性能好。
具体地说，本发明所述软管与现有软管相比，优点见表1所示。
表1
本发明软管 现有软管
使用期限 3-5年 1-2年
长度 20-500米 20-25米
重量 同类软管重量的1/3-1/2 笨重，不易搬运
工作压力 0.6-0.8MPA 0.2-0.3MPA
具体实施方式
实施例1
第一步拉丝
利用拉丝机拉出高强度抗UV的高强扁丝，宽度为2.0mm，厚度为14丝。
1.1用抖料机将95重量份的聚乙烯，9重量份的改性聚乙烯，6重量份的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺，4重量份的鞣酸酰胺，2重量份的(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐混合搅拌均匀；
1.2利用自动上料机，把搅拌均匀的混合原料吸入拉丝机料斗，利用拉丝机的挤出机把原料挤成片状薄膜，薄膜厚度为50丝；
1.3利用定型模具刀把挤出的薄膜分切成宽窄均匀的细条状。
1.4利用拉伸弓背机通过一次拉伸和二次拉伸，把细丝拉伸定型，得到宽度为2.0mm，强级为150N的高强度丝；
1.5利用收丝机把每根丝套齐收到丝锭上，完成拉丝工作。
第二步吹膜
2.1利用搅拌机把外1层的高压原料PE(2426)+白色母粒+抗静电剂(MH2022)，搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外1层)；
2.2利用搅拌机把外2层的茂金属聚乙烯(1018FA)+白色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外2层)；
2.3利用搅拌机把外3层的EVA(TPE)+白色用料搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外3层)；
2.4利用搅拌机把中间层的尼龙料(聚酰胺)PA66搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(中间层)；
2.5利用搅拌机把内3层的EVA(TPE)+黑色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内3层)；
2.6利用搅拌机把内2层的PE5401G+黑色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内2层)；
2.7利用搅拌机把内1层的PE LD100+细菌生长抑菌助剂(R1.43)搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内1层)；
利用上述原料加工成30丝左右厚度的避光抗菌软管内膜，通过吹膜冷却，定型加工收卷成圆筒的软管内膜。
第三步编织
利用小型圆周编织机，在吹膜机吹成的成型圆筒内膜外层，利用PE丝和高强度涤纶长丝按经线纬线编织成圆筒状带内膜的圆周编织筒状编织软管。
第四步粘接
利用软管粘接机，把编织好的圆筒状编织软管通过高温高压一次成型，成型温度为100℃，压力为0.13MPA，把内膜和外编织层结合粘接牢固。
第五步涂塑
利用外涂膜机，在步骤四所得成型软管的外表面，涂覆一层聚乙烯涂层，涂层厚度为0.09mm，所述涂层由1.5％(质量百分比,下同)的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺和98.5％茂金属聚乙烯组成。
实施例2
第一步拉丝
利用拉丝机拉出高强度抗UV的高强扁丝，宽度为2.0mm，厚度为16丝。
1.1用抖料机将100重量份的聚乙烯，8重量份的改性聚乙烯，4重量份的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺，2重量份的鞣酸酰胺，3重量份的(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐混合搅拌均匀；
1.2利用自动上料机，把搅拌均匀的混合原料吸入拉丝机料斗，利用拉丝机的挤出机把原料挤成片状薄膜，薄膜厚度为50丝；
1.3利用定型模具刀把挤出的薄膜分切成宽窄均匀的细条状。
1.4利用拉伸弓背机通过一次拉伸和二次拉伸，把细丝拉伸定型，得到宽度为2.0mm，强级为150N的高强度丝；
1.5利用收丝机把每根丝套齐收到丝锭上，完成拉丝工作。
第二步吹膜
2.1利用搅拌机把外1层的高压原料PE(2426)+白色母粒+抗静电剂(MH2022)，搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外1层)；
2.2利用搅拌机把外2层的老金属原料(1018FA)+白色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外2层)；
2.3利用搅拌机把外3层的EVA(TPE)+白色用料搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外3层)；
2.4利用搅拌机把中间层的尼龙料(聚酰胺)PA66搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(中间层)；
2.5利用搅拌机把内3层的EVA(TPE)+黑色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内3层)；
2.6利用搅拌机把内2层的PE5401G+黑色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内2层)；
2.7利用搅拌机把内1层的PE LD100+细菌生长抑菌助剂(R1.43)搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内1层)；
利用上述原料加工成30丝左右厚度的避光抗菌软管内膜，通过吹膜冷却，定型加工收卷成圆筒的软管内膜。
第三步编织
利用小型圆周编织机，在吹膜机吹成的成型圆筒内膜外层，利用PE丝和高强度涤纶长丝按经线纬线编织成圆筒状带内膜的圆周编织筒状编织软管。
第四步粘接
利用软管粘接机，把编织好的圆筒状编织软管通过高温高压一次成型，成型温度为110℃，压力为0.08MPA，把内膜和外编织层结合粘接牢固。
第五步涂塑
利用外涂膜机，在步骤四所得成型软管的外表面，涂覆一层聚乙烯涂层，涂层厚度为0.08mm，所述涂层由2.0％(质量百分比,下同)的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺和98.0％茂金属聚乙烯组成。
实施例3
第一步拉丝
利用拉丝机拉出高强度抗UV的高强扁丝，宽度为2.0mm，厚度为15丝。
1.1用抖料机将98重量份的聚乙烯，7重量份的改性聚乙烯，5重量份的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺，3重量份的鞣酸酰胺，1重量份的(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐混合搅拌均匀；
1.2利用自动上料机，把搅拌均匀的混合原料吸入拉丝机料斗，利用拉丝机的挤出机把原料挤成片状薄膜，薄膜厚度为50丝；
1.3利用定型模具刀把挤出的薄膜分切成宽窄均匀的细条状。
1.4利用拉伸弓背机通过一次拉伸和二次拉伸，把细丝拉伸定型，得到宽度为2.0mm，强级为150N的高强度丝；
1.5利用收丝机把每根丝套齐收到丝锭上，完成拉丝工作。
第二步吹膜
2.1利用搅拌机把外1层的高压原料PE(2426)+白色母粒+抗静电剂(MH2022)，搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外1层)；
2.2利用搅拌机把外2层的老金属原料(1018FA)+白色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外2层)；
2.3利用搅拌机把外3层的EVA(TPE)+白色用料搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(外3层)；
2.4利用搅拌机把中间层的尼龙料(聚酰胺)PA66搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(中间层)；
2.5利用搅拌机把内3层的EVA(TPE)+黑色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内3层)；
2.6利用搅拌机把内2层的PE5401G+黑色母粒搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内2层)；
2.7利用搅拌机把内1层的PE LD100+自主研发的细菌生长抑菌助剂(R1.43)搅拌均匀，利用自动上料机把搅拌好的原料吸入挤出机料斗(内1层)；
利用上述原料加工成30丝左右厚度的避光抗菌软管内膜，通过吹膜冷却，定型加工收卷成圆筒的软管内膜。
第三步编织
利用小型圆周编织机，在吹膜机吹成的成型圆筒内膜外层，利用PE丝和高强度涤纶长丝按经线纬线编织成圆筒状带内膜的圆周编织筒状编织软管。
第四步粘接
利用软管粘接机，把编织好的圆筒状编织软管通过高温高压一次成型，成型温度为105℃，压力为0.10MPA，把内膜和外编织层结合粘接牢固。
第五步涂塑
利用外涂膜机，在步骤四所得成型软管的外表面，涂覆一层聚乙烯涂层，涂层厚度为0.10mm，所述涂层由1.8％(质量百分比,下同)的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺和98.2％茂金属聚乙烯组成。
取实施例1所得软管进行耐低温试验。
实验一：
名称：圆周编织复合软管
规格：3寸(口径)
数量：50米
时间：2017年9月15日-10月15日
环境地方：新飞牌冷冻柜
环境温度：零下20度
放置时间：30天
具体实验过程：把50米的圆周编织复合软管，放到冷冻箱内，温度调到最低放置30天后拿出，铺设到农田里进行灌溉使用，软管整体不会发硬、不会折断、不会漏水、不会渗水、不会爆管。
实验二
名称：圆周编织复合软管
规格：3寸(口径)
数量：200米
时间：2014年12月1日-12月31日
2015年12月1日-12月31日
2016年12月1日-12月31日
环境地方：黑龙江省北安市东胜乡
环境平均温度：零下30度
放置时间：三年阶段性共90天
具体实验过程：把200米的圆周编织复合软管，全部铺设到农田，用接头、阀门连接起来，安装到水泵出水口上，放置30天后，然后启动水泵电源，注水到圆周编织复合软管60分钟后，停止水泵电源，拆除接头、阀门，把软管每50米一卷盘好，在操作使用过程中，软管接口处不会断裂，盘卷不会发硬、不会折段，试水不会漏水、不会渗水、不会爆管。
取实施例2所得软管进行抑菌试验。
圆周编织复合软管抗菌性作用：节水灌溉滴灌系统工程中，滴管带滴头的水眼很小(0.5mm)，在输水使用过程中，很容易堵塞滴头的水眼，滴灌系统工程中虽然有过滤器，但只能过滤沙子及细小的物种，输水主管内管壁上因长时间输水使用，会滋生细菌、绿藻或其他藻类植物堵塞滴头水眼，影响滴灌系统的正常使用。圆周编织复合软管具有抗菌性，作为输水主管长时间使用，不会滋生细菌、绿藻或其他藻类植物，更不会堵塞滴灌带滴头的水眼，从而提高整个滴灌系统的工程质量，延长使用寿命，有效地利用水资源，提高农作物的生长。
具体实验如下：
实验一
名称：圆周编织复合软管
规格：4寸(口径)
数量：500米
时间：2014年4月1日-8月1日
2015年4月18日-8月18日
2016年4月28日-8月28日
地点：河南省林州市城郊乡蔬菜大棚节水滴灌系统
实验时间：三年阶段性360天
具体实验过程：在150亩的蔬菜大棚节水滴灌系统工程中，蓄水池、水泵、施肥器、过滤器、滴灌带、三通、阀门、接头全部用圆周编织复合软管作为输水主管连接起来，经过每年120天的使用实验，圆周编织复合软管内壁上没有微生物、藻类植物的滋生。
实验二
名称：圆周编织复合软管
规格：4寸(口径)
数量：500米
时间：2014年4月5日-8月5日
2015年4月20日-8月20日
2016年4月29日-8月29日
地点：新疆地区棉花地节水灌溉滴灌系统
实验时间：三年阶段性360天
具体实验过程：在300亩的棉花地节水滴灌系统工程中，蓄水池、水泵、施肥器、过滤器、滴灌带、三通、阀门、接头全部用圆周编织复合软管作为输水主管连接起来，在新疆地区紫外线强，昼夜温差大的环境下，经过每年120天的使用实验，圆周编织复合软管没有发生老化、没有发生滴灌带微孔堵塞情况，主管带内不产生微生物。

Claims (7)

1.一种圆周编织复合软管，从内向外依次为内膜层、中间层和外层塑料涂层，其特征在于，所述内膜层含有95-105重量份的聚乙烯，7-9重量份的(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐，4-6重量份的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺，以及2-4重量份的鞣酸酰胺，所述中间层由聚乙烯扁丝和涤纶长丝编织而成。
2.根据权利要求1所述的一种圆周编织复合软管，其特征在于，所述内膜层分为七层，从内向外依次为内1层，内2层，内3层，中间层，外3层，外2层和外1层。
3.根据权利要求2所述的一种圆周编织复合软管，其特征在于，所述内1层中含有细菌抑制剂，外3层中含有二氧化钛，外2层中含有茂金属聚乙烯和二氧化钛，外1层中含有二氧化钛和(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐。
4.根据权利要求1所述的一种圆周编织复合软管，其特征在于，所述软管的厚度为0.6-0.8mm。
5.根据权利要求1所述的一种圆周编织复合软管，其特征在于，所述聚乙烯扁丝含有95-100重量份的聚乙烯，7-9重量份的改性聚乙烯，4-6重量份的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺，2-4重量份的鞣酸酰胺，1-3重量份的(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐。
6.根据权利要求1所述的一种圆周编织复合软管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)拉丝
将原料混合均匀后，利用拉丝机挤成片状薄膜，然后用模具刀切割，用拉伸弓背机拉伸定型，得厚度为14-16丝的扁丝；
(2)吹膜
利用七层塑料共挤机，把原料分配到每一层挤出机，通过共有的模头挤出软管内膜；
(3)编织
在步骤(2)所得软管内膜的外表面，采用步骤(1)所得扁丝为经线，采用涤纶长丝为纬线，编织成筒状中间层；
(4)粘接
在水蒸汽温度为100-115℃，水蒸气压力为0.10-0.13Mpa的条件下，将步骤(3)所得编织软管一次成型，使内膜层和中间层粘接在一起；
(5)涂塑
在步骤(4)所得成型软管的外表面，涂覆一层聚乙烯涂层，涂层厚度为0.08-0.10mm。
7.根据权利要求6所述的一种圆周编织复合软管的制备方法，其特征在于，以质量百分比计，步骤(5)所述聚乙烯涂层由1.5％-2％的N-(2-乙氧基苯基)-N’-(2-乙苯基)乙二酰胺和98％-98.5％茂金属聚乙烯组成。
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