CN109355913A - 一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，本材料主要用于渔业捕捞、渔业养殖等领域。本复合材料的制造方法：将水性聚氨酯树脂溶液放进溶液池中，把网片在溶液池浸渍后经溶液池通过传动装置进入定型机进行拉伸、烘干、定型，经过初处理后再进行干燥，再经过反复的处理即可得到成品。在渔业养殖方面经过本方法处理过的超高分子量聚乙烯纤维网不仅环保无污染，而且还能增强网衣强度和耐磨性能还可以避免了海洋生物的的有害附着，造成得阻滞水流、堵饵塞氧的影响，提高了网箱以及网笼养殖的水产品的产量和品质。

Description

一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法

技术领域

本发明涉及一种深海养殖所用的一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片。

背景技术

在渔业养殖方面尤其是深海养殖，深海网箱设置在海洋中，受风，波浪和海流等影响很大，深海网箱的结构材料除框架外，网片材料也是影响其性能的主要因素，因此在深海环境中对网的强度、抗腐蚀性耐冲击等性能有很高的要求，而且在网箱上容易附着海洋生物，导致阻滞水流，堵饵塞氧，降低了网箱以及网笼养殖的水产品的产量和品质，而且网箱在深海中可能会受到海洋大型食肉动物的攻击，这样高强度的深海网箱的网衣如何选择制造成为当下急需解决的问题。

超高分子量聚乙烯纤维作为网衣其因具有高强度、高模量、低密度(0.97g/cm³)，耐腐蚀、耐冲击等优异性能而被广泛应用于军事装备、航空航天、航海运输、渔业捕捞、渔业养殖等领域。但是在大型深海网箱中它的强度、耐磨性能、抗冲击力、防污能力都满足不了深海养殖的要求，所以通过改善材料界面达到防污以及增强网衣强度和耐磨性能尤为重要。

中国发明专利公开了一种以专利号为 105401442 A的专利为例，105401442 A公开了一种超高分子量聚乙烯纤维格栅网其主要工艺步骤是：先将超高分子量聚乙烯纤维用偶联剂进行处理之后烘干编织后进行浸渍、滚压、干燥、定型、收卷，因其主要使用环境为地表，主要解决了格栅网老化速度快、运输不方便的技术问题，所以其对超高分子量聚乙烯纤维本身的强度、耐磨性能、耐冲击等性能提升不大， 其用于地表尚可但用于深海养殖则会出现以下问题：

1、强度不够，在深海养殖中所用网片最重要的性能就是其强度，在深海养殖中网箱上的网衣可能会遭到海洋大型食肉动物的撕咬，若因强度不够导致网衣被撕裂从而造成养殖的生物逃走或者被捕杀，会给深海养殖造成了很严重的损失。

2、耐磨性能差，在深海养殖一般时间周期较长，因海水常年处于流动状态所以网箱在海中一直处于晃动的状态上因此网箱上的网衣会时刻受到海水的磨擦，若网衣的耐磨性能差则会因为海水的流动对网片的摩擦从而导致网片强度的消减，大幅度减少其使用寿命。

3、防污能力差，在深海养殖一般时间周期较长，网箱上的网衣有可能遭到海洋生物的的有害附着，因本发明网片表面光滑，可以防止海洋生物的的有害附着，亦能防止微粒物质进入网片的结构中，从而减少网片表面微生物的生长，从而避免因上述原因造成得阻滞水流、堵饵塞氧，使在网箱养殖的生物因缺氧、营养不良导致的减产更严重会导致生物死亡从而引起疾病的发生使深海养殖受到极大的损失。

4、抗冲击性能不强，在深海养殖一般时间周期较长，所以会经常遭遇台风等恶劣天气的影响，从而且导致网箱上的网衣会遭遇到很大的冲击，若抗冲击能力不强，则会导致外力的冲击把网衣冲破造成养殖的生物逃走或者被捕杀，进而给深海养殖造成了很严重的损失。

5、抗腐蚀能力差，在深海养殖一般时间周期较长，在海底条件比在陆地上要恶劣的多，海水的PH一般在7.8～7.5之间变动其本身就是一种强的腐蚀介质，同时海水波、浪、潮、流和海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用，若网的抗腐蚀能力达不到要求，长时间浸泡在海水中则会导致网衣被腐蚀从而使网衣的强度、耐磨性能、抗冲击性能整体下降，对深海养殖造成极大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，主要用于深海养殖，按本方法制造的超高分子量聚乙烯纤维复合网片不仅增强了强度和耐磨性能而且避免了因海洋生物的的有害附着，造成得阻滞水流、堵饵塞氧的影响，本复合材料主要用于深海网箱，提高了网箱的使用寿命以及网笼养殖的水产品的产量和品质。

为达到上述目的本发明采用的方法包括以下步骤：

步骤一、步骤一、稀释水性聚氨酯树脂溶液，水性聚氨酯树脂与水按照1：0-3的比例稀释，并将稀释后的水性聚氨酯树脂溶液并将其放置在溶液池中；

步骤二、预处理，将待处理的超高分子量聚乙烯纤维网片全部浸渍到步骤一中的溶液池中，网片经滚压装置滚压后通过传动装置使网片以每分钟0.1米-0.7米的速度通过装有水性聚氨酯树脂溶液的溶液池使网片上覆盖一层聚氨酯树脂之后，进入定型机进行拉伸、烘干、定型，定型机内温度为30-40度；

步骤三、干燥，将步骤二中经定型机处理后的网片取出并将其放置在晾晒架上，按照客户需要的尺寸固定后进行干燥，在25-70℃的条件下干燥的时间为3-4小时，用手触碰网片若不沾手，即可测试其含水率，最终以含水率不超过5%为干燥标准；

步骤四、再次复合，将步骤三干燥完成的网片反回步骤二进行再次处理后按照步骤三的标准进行再次干燥；

步骤五、强化网片，返回步骤四进行再处理4-7次即可得到超高分子量聚乙烯纤维复合网片。

进一步的，步骤一中的水为纯净水，为保证养殖的无害化，所用的稀释剂须为易挥发的单组份无毒溶剂，若用其他有机溶剂可能会造成环境污染进而影响工作人员与深海养殖生物的健康。

进一步的，步骤一中水性聚氨酯树脂与水的最佳比例为1：1，因为聚氨酯树脂在超高分子量聚乙烯纤维网片是否完全浸透对网片的强度和耐磨性能影响很大，所以聚氨酯树脂占溶液中比例过大则会导致聚氨酯树脂渗透不到超高分子量聚乙烯纤维网片内部，从而导致因网片强度和耐磨性能达不到标准从而增加其复合次数，不仅会增加生产成本还会因增加网片的厚度使其在深海中减少对海洋生物的的有害附着的防制能力。若聚氨酯树脂占溶液中比例过小则会导致聚氨酯树脂在超高分子量聚乙烯纤维网片内部含量过少从而达不到应有的效果。也会延长干燥工序的时间并增加其再次复合的次数从而增加生产成本。

进一步的，在网片干燥时要保证网孔处于张开的状态下，不可出现干燥之后再强行将网孔拉开的状况，这样容易破坏网片的复合，影响网片的性能。

进一步的，本发明的传动装置在溶液池的上方使网片在进入定型机之前先使网片上覆盖一层聚氨酯树脂。

进一步的，在步骤三中网片干燥温度为35-40℃，干燥时间为3小时，其他的的天气状况下根据实际情况调整干燥的时间。环境温度低于30度的情况下，会因为温度过低从而明显增加其干燥时间，在干燥的过程中必须采用加温状态干燥，干燥的温度最高不能超过60度，最低不能低于30度，用手触碰网片若不沾手，即可测试其含水率，最终以含水率不超过5%为干燥标准。

进一步的，在步骤四中网片以每分钟0.5米的速度通过传动装置进入装水性聚氨酯树脂溶液的溶液池，网片经滚压装置滚压之后通过传动装置使网片通过装有水性聚氨酯树脂溶液的溶液池使网片上覆盖一层聚氨酯树脂，再进入定型机进行中拉伸、烘干、定型，网片中因水分挥发可能在网片中留有缝隙，若以此为基础则会在网片中形成气泡从而影响网片的强度、耐磨性能、与抗冲击性能，网片经过滚压可以通过滚压网片把缝隙压缩，这样进行再次复合时可以使聚氨酯树脂与超高分子量聚乙烯纤维复合更加紧密，从而进一步的增加网片的强度、耐磨性能、与抗冲击性能。

进一步的，作为优选在步骤五中再处理的次数为5次，其网片的强度与网孔最佳复合效果最好。

作为优选的技术方案，一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其制作方法如下：

步骤一、稀释水性聚氨酯树脂溶液，水性聚氨酯树脂与水按照1：1的比例稀释，并将稀释后的水性聚氨酯树脂溶液并将其放置在溶液池中；

步骤二、预处理，将待处理的超高分子量聚乙烯纤维网片全部浸渍到步骤一中的溶液池中，网片经滚压装置滚压后通过传动装置使网片以每分钟0.5米的速度通过装有水性聚氨酯树脂溶液的溶液池使网片上覆盖一层聚氨酯树脂之后，进入定型机进行中拉伸、烘干、定型，定型机内温度为30-40度，在定型机中利用其传动装置前后的速度差对网片进行拉伸、扩展、将网片进行预干燥使网片定型，使其在下一步干燥中不易变形；

步骤三、干燥，将步骤二中经定型机处理后的网片取出并将其放置在晾晒架上，按照客户需要的尺寸固定后进行干燥，在35-40℃的条件下干燥的时间为3个小时后检测其含水率，在南北方因温度和湿度的影响酌情调整，用手触碰网片若不沾手，即可测试其含水率，最终以含水率不超过5%为干燥标准；

步骤四、再次复合，将步骤三干燥完成的网片反回步骤二进行再次处理后按照步骤三的标准进行再次干燥；

步骤五、强化网片，返回步骤四进行再处理五次即可得到超高分子量聚乙烯纤维复合网片。

超高分子量聚乙烯纤维复合材料所用树脂必须对纤维具有良好的浸润性，来保证在复合的过程操作的可行。固化的温度不能超过纤维在长时间使用时的温度限制，如果超过温度限制，容易使纤维的延展性、破断力、耐磨性、耐腐蚀性降低。而聚氨酯树脂中含有柔性分子链，因此具有抗冲击等机械性能，并且具有较强的玻璃强度和化学稳定性，所以复合材料所用树脂为聚氨酯树脂。

本发明的优点及有益效果：

1、在深海养殖一般时间周期较长，在海底条件比在陆地上要恶劣的多，海水的PH一般在7.8～7.5之间变动其本身就是一种强的腐蚀介质，同时海水波、浪、潮、流和海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用，若网的抗腐蚀能力达不到要求，长时间浸泡在海水中则会导致网衣被腐蚀从而使网衣的强度、耐磨性能、抗冲击性能整体下降，对深海养殖造成极大的安全隐患，本发明通过在超高分子量聚乙烯纤维上复合一层光滑的聚氨酯树脂保护层使用其具有良好的抗腐蚀能力。

2、本发明网衣通过过聚氨酯树脂进行多次复合可以进一步提高超高分子量聚乙烯纤维的强度及耐磨性能还有抗冲击能力可以抵抗海洋大型食肉动物的撕咬，冲击，还可以防止海水常年流动与台风暴雨等恶劣天气对网片的耐久性造成的影响。

3、制造网片所用材料无毒无害，无论是制造还是使用对周边人和环境均没有危害处，而且网片表面光滑可以很好的阻挡微粒物质进入网片内部使网片始终保持原有的强度，还能防止养殖生物与网箱外生物因撞到网片上造成的损伤，从而养殖鱼类的品质与产量。

具体实施方式

实施例一，作为优选的技术方案，一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其制作方法如下：

步骤一、稀释水性聚氨酯树脂溶液，水性聚氨酯树脂与水按照1：1的比例稀释，并将稀释后的水性聚氨酯树脂溶液并将其放置在溶液池中；

步骤二、预处理，将待处理的超高分子量聚乙烯纤维网片全部浸渍到步骤一中的溶液池中，网片经滚压装置滚压后通过传动装置使网片以每分钟0.5米的速度通过装有水性聚氨酯树脂溶液的溶液池使网片上覆盖一层聚氨酯树脂之后，进入定型机进行中拉伸、烘干、定型，定型机内温度为30-40度，在定型机中利用其传动装置前后的速度差对网片进行拉伸、扩展、将网片进行预干燥使网片定型，使其在下一步干燥中不易变形；上述定型机选用型号为HFSTRM-001；

步骤三、干燥，将步骤二中经定型机处理后的网片取出并将其放置在晾晒架上，按照客户需要的尺寸固定后进行干燥，在35-40℃的条件下干燥的时间为3个小时后检测其含水率，在南北方因温度和湿度的影响酌情调整，用手触碰网片若不沾手，即可测试其含水率，最终以含水率不超过5%为干燥标准；

步骤四、再次复合，将步骤三干燥完成的网片反回步骤二进行再次处理后按照步骤三的标准进行再次干燥；

步骤五、强化网片，返回步骤四进行再处理五次即可得到超高分子量聚乙烯纤维复合网片。

实施例二，作为本发明另一个技术方案，一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其制作方法如下：

步骤一、稀释水性聚氨酯树脂溶液，水性聚氨酯树脂与水按照1：0的比例稀释，并将稀释后的水性聚氨酯树脂溶液并将其放置在溶液池中；

步骤二、预处理，将待处理的超高分子量聚乙烯纤维网片全部浸渍到步骤一中的溶液池中，网片经滚压装置滚压后通过传动装置使网片以每分钟0.5米的速度通过装有水性聚氨酯树脂溶液的溶液池使网片上覆盖一层聚氨酯树脂之后，进入定型机进行中拉伸、烘干、定型，定型机内温度为30-40度，在定型机中利用其传动装置前后的速度差对网片进行拉伸、扩展、将网片进行预干燥使网片定型，使其在下一步干燥中不易变形；

步骤三、干燥，将步骤二中经定型机处理后的网片取出并将其放置在晾晒架上，按照客户需要的尺寸固定后进行干燥，在35-40℃的条件下干燥的时间为3个小时后检测其含水率，在南北方因温度和湿度的影响酌情调整，用手触碰网片若不沾手，即可测试其含水率，最终以含水率不超过5%为干燥标准；

步骤四、再次复合，将步骤三干燥完成的网片反回步骤二进行再次处理后按照步骤三的标准进行再次干燥；

步骤五、强化网片，返回步骤四进行再处理五次即可得到超高分子量聚乙烯纤维复合网片。

实施例三，作为本发明另一个技术方案，一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其制作方法如下：

步骤一、稀释水性聚氨酯树脂溶液，水性聚氨酯树脂与水按照1：2的比例稀释，并将稀释后的水性聚氨酯树脂溶液并将其放置在溶液池中；

步骤二、预处理，将待处理的超高分子量聚乙烯纤维网片全部浸渍到步骤一中的溶液池中，网片经滚压装置滚压后通过传动装置使网片以每分钟0.5米的速度通过装有水性聚氨酯树脂溶液的溶液池使网片上覆盖一层聚氨酯树脂之后，进入定型机进行中拉伸、烘干、定型，定型机内温度为30-40度，在定型机中利用其传动装置前后的速度差对网片进行拉伸、扩展、将网片进行预干燥使网片定型，使其在下一步干燥中不易变形；

步骤三、干燥，将步骤二中经定型机处理后的网片取出并将其放置在晾晒架上，按照客户需要的尺寸固定后进行干燥，在35-40℃的条件下干燥的时间为3个小时后检测其含水率，在南北方因温度和湿度的影响酌情调整，用手触碰网片若不沾手，即可测试其含水率，最终以含水率不超过5%为干燥标准；

步骤四、再次复合，将步骤三干燥完成的网片反回步骤二进行再次处理后按照步骤三的标准进行再次干燥；

步骤五、强化网片，返回步骤四进行再处理五次即可得到超高分子量聚乙烯纤维复合网片。

实验：测试网片在聚氨酯树脂与水的比例不同时其各项性能的比较，其实验设计如下。

将三片规格为1600D*45的超高分子量聚乙烯纤维网片按照具体实施方式中的实施例一、二、三分别进行处理，将处理过的网片根据国家标准GB/T 21292-2007用FM-2号INSTRON-4466型强力实验机检测其网目断裂强力和网目长度偏差率再根据GB/T 18673-2008观察其外观是否符合标准。

本发明网目断裂强力和网目长度偏差率的检测委托农业部绳索网具产品质量监督检验测试中心检测，检测结果如下。

超高分子量聚乙烯纤维复合网片的网目断裂强力和网目长度与外观质量

序号	项目	标准	实施例一	实施例二	实施例三
						1	网目断裂强力	≥7200	8780	8623	8572
2	网目长度偏差率	±3.0	-2.2	-2.3	+2.2
						3	破目	≤0.01	0.002	0.003	0.002
4	漏目	≤0.02	0.003	0.003	0.003
						5	活络节	≤0.01	0.001	0.001	0.001
6	扭结	≤0.01	0.002	0.002	0.001
						7	混线	不允许	无	无	无
8	K型网目	不明显	无	无	无
						9	色差	3-4	3.3	3.2	3.3

因本发明网片主要用于深海网箱，网片的实际使用中其标准网目断裂强力要达到7200N以上可满足深海养殖的对网片的要求。

超高分子量聚乙烯纤维复合网片主要用于深海，从以上检测结果可以看出其网目断裂强力远高于其养殖要求，网目断裂强力高强度的高低对网片的抗冲击力的高低与其耐磨性能、使用寿命也有直接的关系，并且和网目长度偏差率与外观质量可以得知本发明的工艺成熟良品率高。

网片的防污能力和抗附着能力很强完全符合深海养殖的需要，因聚氨酯树脂表面非常光滑，本身的性质极其稳定，可以避免因受海水腐蚀和海水波、浪、潮、流对网片的影响亦能防止微粒物质进入网片的结构中，保证了网片的强度和耐磨性能，从而且能够更好地保证其养殖质量。

综上所述，本发明实施例一效果最好为最佳实施例，若聚氨酯树脂与水的比例过低则会导致水性聚氨酯树脂溶液对超高分子量聚乙烯纤维的渗透不完全从而降低其成品的强度增加了其重量和厚度，导致网眼变小从而增加网片在海水中的阻力，亦增加网箱上的网衣遭到海洋生物的的有害附着的机率，从而造成阻滞水流、堵饵塞氧的严重后果。若聚氨酯树脂与水的比例过髙则会导致因复合到超高分子量聚乙烯纤维上面的聚氨酯树脂较薄从而导致强度与使用寿命的降低。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、稀释水性聚氨酯树脂溶液，水性聚氨酯树脂与水按照1：0-3的比例稀释，并将稀释后的水性聚氨酯树脂溶液并将其放置在溶液池中；

步骤二、预处理，将待处理的超高分子量聚乙烯纤维网片全部浸渍到步骤一中的溶液池中，网片经滚压装置滚压后通过传动装置使网片以每分钟0.1米-0.7米的速度通过装有水性聚氨酯树脂溶液的溶液池使网片上覆盖一层聚氨酯树脂之后，进入定型机进行拉伸、烘干、定型，定型机内温度为30-40度；

步骤三、干燥，将步骤二中经定型机处理后的网片取出并将其放置在晾晒架上，按照客户需要的尺寸固定后进行干燥，在25-70℃的条件下干燥的时间为3-4小时，用手触碰网片若不沾手，即可测试其含水率，最终以含水率不超过5%为干燥标准；

步骤四、再次复合，将步骤三干燥完成的网片反回步骤二进行再次处理后按照步骤三的标准进行再次干燥；

步骤五、强化网片，返回步骤四进行再处理4-7次即可得到超高分子量聚乙烯纤维复合网片。

2.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其特征在于：步骤一中的水为纯净水。

3.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其特征在于：步骤一中水性聚氨酯树脂与水的比例为1：1。

4.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其特征在于：在网片干燥时要保证网孔处于张开的状态下。

5.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其特征在于：在步骤三中网片干燥温度为35-40℃，干燥时间为3小时。

6.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其特征在于：在步骤四中网片以每分钟0.5米的速度通过装水性聚氨酯树脂溶液的溶液池。

7.根据权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维复合网片的制作方法，其特征在于：作为优选在步骤五中再处理的次数为5次。