CN111088595A - 一种高耐磨网布及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐磨网布及其制备方法，高耐磨网布由高耐磨复合单丝经编织工艺制得；高耐磨复合单丝包括内层和外层，外层包覆于内层的外周；内层和外层的截面面积之比为10：(7.5～9)；内层包括以下重量份的原料：聚己二酰己二胺90～95份、聚葵二酰葵二胺5～8份、羧基化碳纳米管4～6份、外层包括以下重量份的原料：聚己二酰己二胺13～16份、聚葵二酰葵二胺80～85份、聚己二酰丁二胺6～8份、石墨烯2～3份、纳米二氧化硅3～4.5份、润滑剂3～5份、分散剂4～6份。本发明的高耐磨网布的耐磨性能优异；（经向）撕破强力大，且（经向）拉伸强力大，具有高强度，力学性能好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及网布技术领域，具体涉及一种高耐磨网布及其制备方法。
背景技术
具有网孔的织物即网布；有机织网布和针织网布(目前还有非织造)，其中机织网布有白织或色织；透气性好，经漂染加工后，布身挺爽，除了做夏季服装外，尤其适宜做窗帘、蚊帐等用品；网孔大小一致用于印花，过滤等；机织网布的织制方法一般有三种：一种是用二组经纱(地经与绞经)，相互扭绞后形成梭口，与纬纱交织(见纱罗组织)；绞经是利用一种特制的绞综(亦称半综)时而扭绞在地经的左面，经过一次(或次、或五次)投纬后，扭绞到地经的右面，因相互扭绞与纬纱交织形成的网眼形小孔，结构稳定，称为纱罗；另一种是利用提花组织或穿筘方法的变化，经纱以三根为一组，穿入一个筘齿，也可织出布面有小孔的织物，但网孔结构不稳定，容易移动，所以也称假纱罗；还有一种平纹组织，方平组织利用筘齿密度和纬密形成网孔(筛网)；针织网布也分两种，纬编针织网布和经编针织网布，原料一般为锦纶、涤纶、氨纶等，针织网布的成品很多叫法不一。
聚酰胺(PA)俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂的总称，其具有优异的力学性能、摩擦磨损性能、自润滑性、吸震及消音等性能，耐油、碱、弱酸和一般有机溶剂。聚酰胺包括脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺和脂肪-芳香族聚酰胺，而芳香族聚酰胺又包括半芳香聚酰胺和全芳香聚酰胺。其中，脂肪族聚酰胺品种多，产量大，应用最为广泛。脂肪族聚酰胺由于熔点低、流动性好，所以其制品表面好，但是其吸水率高导致其尺寸稳定差，而且其复合产品模量较低，不适合做外壳类材料。近些年来，半芳香聚酰胺(如PA6T、PA9T和PA10T)的兴起为聚酰胺的应用增加了更多的选择性。
尼龙是聚酰胺纤维(锦纶)的一种说法，可制成长纤或短纤。锦纶是聚酰胺纤维的商品名称，又称耐纶(Nylon)。英文名称Polyamide(简称PA)，其基本组成物质是通过酰胺键—[NHCO]—连接起来的脂肪族聚酰胺。
现如今网布应用十分广泛，但是，目前所使用的网布还存在以下问题：
1、耐磨性能较差，使用过程中容易被刮花，影响美观，甚至影响使用性能；
2、强度等力学性能一般，使用过程中容易损坏，且无法满足对强度要求高的使用环境或条件；
3、使用寿命较短；
4、综合使用性能差。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种高耐磨网布及其制备方法，可有效解决以上问题。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种高耐磨网布，所述高耐磨网布由高耐磨复合单丝经编织工艺制得；
所述高耐磨复合单丝包括内层和外层，所述外层包覆于所述内层的外周；
所述内层和外层的截面面积之比为10：(7.5～9)；
所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺90～95份、
聚葵二酰葵二胺5～8份、
羧基化碳纳米管4～6份、
所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺13～16份、
聚葵二酰葵二胺80～85份、
聚己二酰丁二胺6～8份、
石墨烯2～3份。
纳米二氧化硅3～4.5份、
润滑剂3～5份、
分散剂4～6份；
所述高耐磨网布的网眼面积为：(2～8)mm×(2～8)mm；克重为：100～300g/m2。
优选的，所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺92.5份、
聚葵二酰葵二胺7.5份、
羧基化碳纳米管5份、
优选的，所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺14.5份、
聚葵二酰葵二胺82.5份、
聚己二酰丁二胺7份、
石墨烯2.5份。
纳米二氧化硅3.8份、
润滑剂4份、
分散剂5份。
优选的，所述内层的横截面轮廓呈五角星形，所述外层的横截面轮廓呈圆形。
优选的，所述羧基化碳纳米管为羧基化双壁碳纳米管；进一步优选的，所述羧基化双壁碳纳米管的直径为2～4nm，长度为20～35nm。
优选的，所述石墨烯为石墨烯纳米片，进一步优选的，厚度为4～6nm。
优选的，所述润滑剂为乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物。
优选的，所述乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物中乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的质量之比为1：(0.6～0.75)。
优选的，所述分散剂为分散剂Y-27000。
优选的，所述内层和外层均还包括以下重量份的原料：热稳定剂3～4份；进一步优选的，所述热稳定剂为热稳定剂FT-4277。
热稳定剂FT-4277一种尼龙树脂专用热稳定剂，对于本发明的原料体系，可更好地提高本发明的热稳定性。
优选的，所述高耐磨复合单丝的细度为50～250D。
本发明还提供一种所述的高耐磨网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取内层和外层的各原料，并烘干，然后将内层和外层的各原料分别混合均匀，备用；
B、将混合后的内层原料送入一双螺杆挤出机熔融成内层混合熔体；
C、将混合后的外层原料送入另一双螺杆挤出机熔融成外层混合熔体；
D、所述内层混合熔体和外层混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有内层和外层结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述高耐磨复合单丝；
E、所述高耐磨复合单丝经编织工艺制得所述高耐磨网布。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的高耐磨网布通过精选原料组成，并优化各原料含量，本发明的高耐磨网布采用特殊的高耐磨复合单丝编织而成；高耐磨复合单丝包括内层和外层；内层和外层内(及层之间)的各原料相容性良好，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的高耐磨网布的耐磨性能优异；(经向)撕破强力大，且(经向)拉伸强力大，具有高强度，力学性能好，使用寿命长；综合使用性能好，具有广阔的市场应用前景。
本发明的高耐磨网布采用特殊的高耐磨复合单丝编织而成；高耐磨复合单丝包括内层和外层；内层选用聚己二酰己二胺作为主要的基体材料，其本身强度较高；添加了适量的聚葵二酰葵二胺(少量)，其具有优异的耐磨性能和超高的韧性，拉伸强度高，延展性高，可进一步提高内层的耐磨性能、韧性和强度；这样可减少聚葵二酰葵二胺的使用，可节省原料成本。
添加了适量的羧基化碳纳米管，优选为羧基化双壁碳纳米管，它在聚己二酰己二胺和聚葵二酰葵二胺中分散性能良好，容易分散均匀，添加后可大大提高内层的强度。
外层以聚葵二酰葵二胺为主要原料，其具有优异的耐磨性能和超高的韧性，拉伸强度高，延展性高，配合内层结构(及原料)还可减少聚葵二酰葵二胺的使用，可节省原料成本；添加了适量的聚己二酰己二胺(少量)可增加外层与内层原料之间的相容性，使内层与外层之间的结合力更强，从而保证良好的力学性能；添加了适量的聚己二酰丁二胺，其具有高结晶度、高刚性、耐高温、高强度，主要用于提高外层的刚性，提高外层的尺寸稳定性；三者化学结构相似，相容性良好，三者相互配合，保证了外层的耐磨性能和强度等。
添加了适量的石墨烯，优选为石墨烯纳米片，它和纳米二氧化硅作为复合填料，其中石墨烯纳米片主要用于提高耐磨性能和减磨性能，纳米二氧化硅主要用于提高耐磨性能，在润滑剂和分散剂的配合作用下，在聚己二酰己二胺、聚己二酰丁二胺和聚葵二酰葵二胺中分散均匀，大大提高了外层的耐磨性能，并提供了外层的强度。
添加了适量的润滑剂，润滑剂优选为乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物。上述的润滑剂，对于本发明的原料体系，可提高聚己二酰己二胺、聚己二酰丁二胺和聚葵二酰葵二胺的加工流动性能，且能很好地保持外层的强度等综合性能，还可促进石墨烯纳米片和纳米二氧化硅在聚己二酰己二胺、聚己二酰丁二胺和聚葵二酰葵二胺中快速分散均匀，从而更好地保证外层的耐磨性能和强度。
添加了适量的分散剂，分散剂优选为分散剂Y-27000，可使石墨烯纳米片和纳米二氧化硅在聚己二酰己二胺、聚己二酰丁二胺和聚葵二酰葵二胺中快速分散均匀，从而更好地保证外层的耐磨性能和强度。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种高耐磨网布，所述高耐磨网布由高耐磨复合单丝经编织工艺制得；
所述高耐磨复合单丝包括内层和外层，所述外层包覆于所述内层的外周；
所述内层和外层的截面面积之比为10：(7.5～9)；
所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺90～95份、
聚葵二酰葵二胺5～8份、
羧基化碳纳米管4～6份、
所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺13～16份、
聚葵二酰葵二胺80～85份、
聚己二酰丁二胺6～8份、
石墨烯2～3份。
纳米二氧化硅3～4.5份、
润滑剂3～5份、
分散剂4～6份；
所述高耐磨网布的网眼面积为：(2～8)mm×(2～8)mm；克重为：100～300g/m2。
优选的，所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺92.5份、
聚葵二酰葵二胺7.5份、
羧基化碳纳米管5份、
优选的，所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺14.5份、
聚葵二酰葵二胺82.5份、
聚己二酰丁二胺7份、
石墨烯2.5份。
纳米二氧化硅3.8份、
润滑剂4份、
分散剂5份。
在本实施例中，所述内层的横截面轮廓优选呈五角星形，所述外层的横截面轮廓优选呈圆形。
在本实施例中，所述羧基化碳纳米管优选为羧基化双壁碳纳米管；所述羧基化双壁碳纳米管的直径优选为2～4nm，长度优选为20～35nm。
在本实施例中，所述石墨烯优选为石墨烯纳米片，厚度优选为4～6nm。
在本实施例中，所述润滑剂优选为乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物，所述乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物中乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的质量之比为1：(0.6～0.75)。
在本实施例中，所述分散剂优选为分散剂Y-27000。
在本实施例中，所述内层和外层均优选还包括以下重量份的原料：热稳定剂3～4份；所述热稳定剂优选为热稳定剂FT-4277。
在本实施例中，所述高耐磨复合单丝的细度优选为50～250D。
本实施例还提供一种所述的高耐磨网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取内层和外层的各原料，并烘干，然后将内层和外层的各原料分别混合均匀，备用；
B、将混合后的内层原料送入一双螺杆挤出机熔融成内层混合熔体；
C、将混合后的外层原料送入另一双螺杆挤出机熔融成外层混合熔体；
D、所述内层混合熔体和外层混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有内层和外层结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述高耐磨复合单丝；
E、所述高耐磨复合单丝经编织工艺制得所述高耐磨网布。
实施例2：
一种高耐磨网布，所述高耐磨网布由高耐磨复合单丝经编织工艺制得；
所述高耐磨复合单丝包括内层和外层，所述外层包覆于所述内层的外周；
所述内层和外层的截面面积之比为10：7.5；
所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺90份、
聚葵二酰葵二胺5份、
羧基化碳纳米管4份、
所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺13份、
聚葵二酰葵二胺80份、
聚己二酰丁二胺6份、
石墨烯2份。
纳米二氧化硅3份、
润滑剂3份、
分散剂4份；
所述高耐磨网布的网眼面积为：6mm×6mm；克重为：200g/m2。
在本实施例中，所述内层的横截面轮廓呈五角星形，所述外层的横截面轮廓呈圆形。
在本实施例中，所述羧基化碳纳米管为羧基化双壁碳纳米管；所述羧基化双壁碳纳米管的直径为2～4nm，长度为20～35nm。
在本实施例中，所述石墨烯为石墨烯纳米片，厚度为4～6nm。
在本实施例中，所述润滑剂为乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物，所述乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物中乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的质量之比为1：0.6。
在本实施例中，所述分散剂为分散剂Y-27000。
在本实施例中，所述内层和外层均还包括以下重量份的原料：热稳定剂3份；所述热稳定剂为热稳定剂FT-4277。
在本实施例中，所述高耐磨复合单丝的细度为150D。
在本实施例中，所述的高耐磨网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取内层和外层的各原料，并烘干，然后将内层和外层的各原料分别混合均匀，备用；
B、将混合后的内层原料送入一双螺杆挤出机熔融成内层混合熔体；
C、将混合后的外层原料送入另一双螺杆挤出机熔融成外层混合熔体；
D、所述内层混合熔体和外层混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有内层和外层结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述高耐磨复合单丝；
E、所述高耐磨复合单丝经编织工艺制得所述高耐磨网布。
实施例3：
一种高耐磨网布，所述高耐磨网布由高耐磨复合单丝经编织工艺制得；
所述高耐磨复合单丝包括内层和外层，所述外层包覆于所述内层的外周；
所述内层和外层的截面面积之比为10：9；
所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺95份、
聚葵二酰葵二胺8份、
羧基化碳纳米管6份、
所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺16份、
聚葵二酰葵二胺85份、
聚己二酰丁二胺8份、
石墨烯3份。
纳米二氧化硅4.5份、
润滑剂5份、
分散剂6份；
所述高耐磨网布的网眼面积为：6mm×6mm；克重为：200g/m2。
在本实施例中，所述内层的横截面轮廓呈五角星形，所述外层的横截面轮廓呈圆形。
在本实施例中，所述羧基化碳纳米管为羧基化双壁碳纳米管；所述羧基化双壁碳纳米管的直径为2～4nm，长度为20～35nm。
在本实施例中，所述石墨烯为石墨烯纳米片，厚度为4～6nm。
在本实施例中，所述润滑剂为乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物，所述乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物中乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的质量之比为1：0.75。
在本实施例中，所述分散剂为分散剂Y-27000。
在本实施例中，所述内层和外层均还包括以下重量份的原料：热稳定剂4份；所述热稳定剂为热稳定剂FT-4277。
在本实施例中，所述高耐磨复合单丝的细度为150D。
在本实施例中，所述的高耐磨网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取内层和外层的各原料，并烘干，然后将内层和外层的各原料分别混合均匀，备用；
B、将混合后的内层原料送入一双螺杆挤出机熔融成内层混合熔体；
C、将混合后的外层原料送入另一双螺杆挤出机熔融成外层混合熔体；
D、所述内层混合熔体和外层混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有内层和外层结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述高耐磨复合单丝；
E、所述高耐磨复合单丝经编织工艺制得所述高耐磨网布。
实施例4：
一种高耐磨网布，所述高耐磨网布由高耐磨复合单丝经编织工艺制得；
所述高耐磨复合单丝包括内层和外层，所述外层包覆于所述内层的外周；
所述内层和外层的截面面积之比为10：8.4；
所述高耐磨网布的网眼面积为：6mm×6mm；克重为：200g/m2。
在本实施例中，所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺92.5份、
聚葵二酰葵二胺7.5份、
羧基化碳纳米管5份、
在本实施例中，所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺14.5份、
聚葵二酰葵二胺82.5份、
聚己二酰丁二胺7份、
石墨烯2.5份。
纳米二氧化硅3.8份、
润滑剂4份、
分散剂5份。
在本实施例中，所述内层的横截面轮廓呈五角星形，所述外层的横截面轮廓呈圆形。
在本实施例中，所述羧基化碳纳米管为羧基化双壁碳纳米管；所述羧基化双壁碳纳米管的直径为2～4nm，长度为20～35nm。
在本实施例中，所述石墨烯为石墨烯纳米片，厚度为4～6nm。
在本实施例中，所述润滑剂为乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物，所述乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物中乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的质量之比为1：0.8。
在本实施例中，所述分散剂为分散剂Y-27000。
在本实施例中，所述内层和外层均还包括以下重量份的原料：热稳定剂3.5份；所述热稳定剂为热稳定剂FT-4277。
在本实施例中，所述高耐磨复合单丝的细度为150D。
在本实施例中，所述的高耐磨网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取内层和外层的各原料，并烘干，然后将内层和外层的各原料分别混合均匀，备用；
B、将混合后的内层原料送入一双螺杆挤出机熔融成内层混合熔体；
C、将混合后的外层原料送入另一双螺杆挤出机熔融成外层混合熔体；
D、所述内层混合熔体和外层混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有内层和外层结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述高耐磨复合单丝；
E、所述高耐磨复合单丝经编织工艺制得所述高耐磨网布。
对比例：
公开号为CN104846637B的中国发明专利。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的高耐磨网布以及对比例(克重200g/m2)进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
从上表可以看出：与对比例相比，本发明的高耐磨网布具有以下优点：耐磨性能优异；(经向)撕破强力大，且(经向)拉伸强力大，具有高强度，力学性能好，使用寿命长。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高耐磨网布，其特征在于，所述高耐磨网布由高耐磨复合单丝经编织工艺制得；
所述高耐磨复合单丝包括内层和外层，所述外层包覆于所述内层的外周；
所述内层和外层的截面面积之比为10：(7.5～9)；
所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺90～95份、
聚葵二酰葵二胺5～8份、
羧基化碳纳米管4～6份、
所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺13～16份、
聚葵二酰葵二胺80～85份、
聚己二酰丁二胺6～8份、
石墨烯2～3份。
纳米二氧化硅3～4.5份、
润滑剂3～5份、
分散剂4～6份；
所述高耐磨网布的网眼面积为：(2～8)mm×(2～8)mm；克重为：100～300g/m2。
2.根据权利要求1所述的高耐磨网布，其特征在于，所述内层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺92.5份、
聚葵二酰葵二胺7.5份、
羧基化碳纳米管5份、
所述外层包括以下重量份的原料：
聚己二酰己二胺14.5份、
聚葵二酰葵二胺82.5份、
聚己二酰丁二胺7份、
石墨烯2.5份。
纳米二氧化硅3.8份、
润滑剂4份、
分散剂5份。
3.根据权利要求1所述的高耐磨网布，其特征在于，所述内层的横截面轮廓呈五角星形，所述外层的横截面轮廓呈圆形。
4.根据权利要求1所述的高耐磨网布，其特征在于，所述羧基化碳纳米管为羧基化双壁碳纳米管；所述羧基化双壁碳纳米管的直径为2～4nm，长度为20～35nm。
5.根据权利要求1所述的高耐磨网布，其特征在于，所述石墨烯为石墨烯纳米片，厚度为4～6nm。
6.根据权利要求1所述的高耐磨网布，其特征在于，所述润滑剂为乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物。
7.根据权利要求6所述的高耐磨网布，其特征在于，所述乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的混合物中乙撑双油酸酰胺和氨基硅油的质量之比为1：(0.6～0.75)。
8.根据权利要求1所述的高耐磨网布，其特征在于，所述分散剂为分散剂Y-27000。
9.根据权利要求1所述的高耐磨网布，其特征在于，所述内层和外层均还包括以下重量份的原料：热稳定剂3～4份；所述热稳定剂为热稳定剂FT-4277。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的高耐磨网布的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取内层和外层的各原料，并烘干，然后将内层和外层的各原料分别混合均匀，备用；
B、将混合后的内层原料送入一双螺杆挤出机熔融成内层混合熔体；
C、将混合后的外层原料送入另一双螺杆挤出机熔融成外层混合熔体；
D、所述内层混合熔体和外层混合熔体，进入复合纺丝机，经熔体分配后，从复合喷丝板中喷出，形成具有内层和外层结构的丝条，然后经吹风冷却、上油、拉伸卷绕，得到所述高耐磨复合单丝；
所述高耐磨复合单丝经编织工艺制得所述高耐磨网布。
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