CN111642438B - 一种防海藻附着圆柱形吊笼制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，包括A外罩网衣制备，包括防海藻附着复合料制备、防海藻附着丝束加工、外罩网衣加工三方面，纺丝原料包括接枝聚胍盐/聚乙烯粒料、HDPE粒料、邻苯二甲酸二辛酯、十六醇磷酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、表面改性铜镍合金纳米粒子；B、吊笼装配，剪裁一块长方形外罩网，并设定该长方形外罩网的长度较层高与层数的乘积再增加44cm‑56cm，长方形外罩网的宽度为圆柱形吊笼直径的3.142倍。以本发明技术方案生产的防海藻附着圆柱形吊笼，在保持外罩网强力不变的前提下，既可使外罩网防海藻附着功能大幅度提高、又可使水阻力及海藻等污损生物附着面积降低，可大幅度减少圆柱形吊笼海藻附着及其在恶劣海况下的笼破事故发生率。
Description
技术领域
本发明属于海水吊笼技术领域，具体涉及防海藻附着圆柱形吊笼制备方法。
背景技术
海水养殖用吊笼由塑料盘和外罩网构成，常见圆柱形吊笼，用于养殖扇贝、鲍鱼和海参等海洋生物。该圆柱形吊笼包括外罩网和分层塑料盘两部分，外罩网罩在圆柱形吊笼塑料盘外部，并用作笼身；塑料盘以塑料制成，边缘通常均匀分布网衣装配用圆孔，盘面分布滤水用圆孔，用于笼具隔层以及扇贝等海洋生物栖息。
圆柱形吊笼垂直吊挂时，以一水平面与圆柱形笼身中塑料盘处相切所得圆面的直径称为吊笼直径；相邻两个塑料盘面之间的距离称为吊笼层高；圆柱形吊笼按塑料盘结构分层的数量称为吊笼层数；位于圆柱形吊笼侧边，从笼口至笼底之间的用于取放扇贝等海洋生物的通道口称为吊笼侧边口。当扇贝等海洋生物从吊笼侧边口放入后，对外罩网的两个长边进行绕缝抽紧；当扇贝等海洋生物需从吊笼侧边口取出时，将外罩网的两个长边间缝合线抽出或松脱。
吊笼装配时，用于收拢外罩网笼口位置用的网线称为笼口收拢线，用于生产中封口处理；用于收拢外罩网笼底位置的网线称为笼底边收拢线；圆柱形吊笼装配用网线称为缝合线。现有技术中，笼口收拢线、笼底边收拢线以及缝合线通常采用普通乙纶网线，未见有采用超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)编织线的公开报道。
我国是世界第一吊笼大国，2018年我国吊笼养殖面积高达131142公顷，海水吊笼产业的发展为国家粮食安全、人类优质蛋白质供给和蓝色粮仓建设等发挥了重要作用。然而，在现有产业与技术领域中一直面临着外罩网防海藻附着以及外罩网安全性差的技术难题。
现有技术中，通常以普通乙纶单丝编织外罩网。该普通乙纶单丝以单一高密度聚乙烯(简称HDPE)粒料为原料、热水为牵伸介质，采用传统熔融拉丝工艺生产，综合性能一般，如圆度和外观光泽一般、其结节强度合格品指标仅为3.6cN/dtex。因此，以该普通乙纶单丝加工后的外罩网安全性差，无法满足浪高流急等恶劣海况下抗风浪需求，在恶劣海况下的养殖生产中笼破事故时有发生，这严重制约着我国海水吊笼产业的可持续健康发展。
同时，以普通乙纶单丝加工后的圆柱形吊笼在海洋中使用一段时间后，外罩网后会被海藻等污损生物附着，从而影响圆柱形吊笼内外水体交换、养殖生物生长和养成生物质量安全。外罩网被海藻等污损生物附着严重既会导致笼内养殖生物疾病多发甚至死亡，又会严重影响吊笼设施安全及其养成生物品质等，已经成为海水吊笼产业发展的瓶颈问题，这严重制约着整个产业的可持续健康发展。
为了解决该问题，有些企业先以普通乙纶单丝加工外罩网，再在外罩网上涂覆防污涂料，以提高吊笼的防污功能，但这种防污涂料方法目前不能为吊笼产业所接受，原因如下：(1)吊笼数量庞大，繁琐的防污技术不适合产业大面积推广应用；(2)防污涂料方法工序复杂，成本高；(3)海洋养殖环境不同于淡水养殖，吊笼在浪高流急的恶劣海况下，外罩网上涂覆的防污涂料很容易脱落，涂料脱落后的外罩网也因失去防污功能而很快被海藻等海洋生物附着。
随着海水吊笼产业的发展，人们对本技术领域用外罩网的强度、防海藻附着功能等综合性能提出了更高要求。而本技术领域与纺织领域、捕捞渔具领域、养殖网箱领域等技术领域相差甚远，上述领域用丝、网的生产方法均不适用于本技术领域。因此，防海藻附着圆柱形吊笼已成为本技术领域长期悬而未决的技术难题。
发明内容
本发明是为解决外罩网的强度、防海藻附着功能等上述问题而进行的，对外罩网丝线的原料、拉丝工艺、外罩网装配工艺等进行创新，提供一种防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，以提高圆柱形吊笼的防海藻附着功能、强度、适配性和抗风浪性能，确保圆柱形吊笼内外水体交换率高、养殖生物生长快和养成生物质量安全，助推海水吊笼产业的绿色发展和现代化建设。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，包括如下步骤：
A、外罩网衣制备
1)防海藻附着复合料制备
称取高密度聚乙烯粒料、接枝聚胍盐的聚乙烯粒料、邻苯二甲酸二辛酯、十六醇磷酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、表面改性铜镍合金纳米粒子预混合后倒入高速捏合锅中在572r/min-632r/min的转速下进行高速捏合27min-36min，当高速捏合锅中混合料温度升至70℃-73℃出料，获得防海藻附着复合料。
其中，HDPE粒料熔融指数0.4g/10min-1.9g/10min，邻苯二甲酸二辛酯添加量为HDPE粒料重量的1.5％-3.0％、聚乙二醇脂肪酸酯添加量为HDPE粒料重量的1.5‰-5‰、十六醇磷酸酯添加量为高密度聚乙烯粒料重量的0.5‰-3‰、表面改性铜镍合金纳米粒子添加量为高密度聚乙烯粒料重量的0.5％-2.0％、接枝聚胍盐的聚乙烯粒料添加量为高密度聚乙烯粒料重量的16.1％-27.8％。
表面改性铜镍合金纳米粒子的制备方法如下：
将铜镍合金纳米粒子均匀分散在二甲基酮有机溶剂中，加入聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，70℃下反应1h-24h后，将其洗涤，干燥得到表面改性铜镍合金纳米粒子。其中，铜镍合金纳米粒子与二甲基酮的质量体积浓度为2g/L-10g/L，聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和铜镍合金纳米粒子的质量比为2:1-10:1。
2)防海藻附着丝束加工
防海藻附着复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区、第Ⅴ区的温控范围分别为190℃-200℃、195℃-205℃、205℃-210℃、210℃-215℃、210℃-215℃下熔融挤出造粒；上述所得粒子经单螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，单螺杆挤出机在料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区、第⑤区的温控范围分别为210℃-220℃、240℃-245℃、260℃-265℃、270℃-275℃、270℃-275℃，单螺杆挤出机机头温度范围为270℃-272℃，喷丝板上喷丝孔的孔径范围为0.77mm-0.84mm、孔数范围为150孔-210孔；挤出的初生丝经10℃-40℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经97.0℃-99.9℃高温第一牵伸水浴槽和90℃-110℃高温第二牵伸热风箱、再经90℃-119℃高温第三牵伸热风箱进行三次热牵伸，牵伸总倍数控制在6倍-9倍；而后经90℃-120℃恒温箱热定型后对防海藻附着丝束收卷，
3)外罩网衣加工
防海藻附着丝束经分丝机分丝为防海藻附着丝，分丝张力控制在防海藻附着丝断裂强力的2.1％-9.2％；防海藻附着丝再经整经工序后，通过经编机加工名义股数范围为17股-33股、网目大小范围为13mm-52mm、网目形状为菱形或六角形的网衣，织网用编织密度范围控制在3.2横列/10mm-4.9横列/10mm，获得具有防海藻附着功能的外罩网衣，这就得到了外罩网衣；
B、吊笼装配
根据生产所需的圆柱形吊笼直径、层高和层数，剪裁一块长方形外罩网衣，该长方形外罩网衣的长度较层高与层数的乘积再增加44cm-56cm，长方形外罩网的宽度为圆柱形吊笼直径的3.142倍，
以UHMWPE编织线作为圆柱形吊笼装配用缝合线、笼口收拢线和笼底边收拢线；长方形外罩网在塑料盘上作环形安装后，除作为笼底的塑料盘外，其余所有塑料盘的同一位置上留3cm-5cm距离不缝合外罩网，在笼体上形成一个侧边开口；长方形外罩网与塑料盘缝合后要求在笼具的顶部塑料盘上方预留44cm-56cm长的外罩网，长方形外罩网的上端部穿上笼口收拢线，这就获得了一种防海藻附着圆柱形吊笼。
优选的，步骤A中：
防海藻附着复合料制备步骤中，铜镍合金纳米粒子的粒径范围为20nm-50nm，接枝聚胍盐的聚乙烯粒料中聚胍盐的接枝率为20％。
防海藻附着丝束加工步骤中，所述单螺杆挤出机的长径比范围为1:32，螺杆转速为26m/min。
防海藻附着丝束加工步骤中，第一牵伸水浴槽尺寸为1.0m高度×2.5m长度×0.9m宽度，第二牵伸热风箱尺寸为1.0m高度×3m长度×0.9m宽度，第三牵伸热风箱尺寸为0.5m高度×3.5m长度×0.9m宽度；恒温箱规格为0.5m高度×1.3m长度×0.6m宽度。
优选的，步骤B中，圆柱形吊笼层高范围10cm-30cm、层数范围为5层-30层，以塑料盘对吊笼进行分层。塑料盘直径范围为220mm-300mm、厚度范围为4.5mm-6.9mm，其边缘分布孔径范围为9mm-11mm的网衣装配用圆孔；塑料盘盘面分布孔径范围为5mm-7mm的滤水用圆孔、该圆孔孔数不小于30个。
吊笼装配时，笼底边收拢线采用直径范围为1.3mm-1.9mm的UHMWPE编织线，缝合线采用直径范围为0.8mm-1.2mm的UHMWPE编织线，笼口收拢线采用直径范围为2.0mm-2.6mm的UHMWPE编织线。
将长方形外罩网下端部的网目穿上笼底边收拢线后收拢扎紧；以底端塑料盘作为笼底，通过缝合线将长方形外罩网的下端网衣与塑料盘边缘网衣装配用圆孔连接，使长方形外罩网的下端网衣均匀固定在笼底上；然后根据生产所需的圆柱形吊笼层高和层数配备塑料盘，并将塑料盘装配在长方形外罩网内。
发明的作用与效果
本发明在无数艰辛劳动和大量试验的基础上创造了一种防海藻附着圆柱形吊笼制备技术方案，在外罩网丝线的原料、拉丝工艺、外罩网装配方面进行大量开拓性创新试验论证，提高了本发明产品防海藻附着功能、强度、适配性和抗风浪性能，确保圆柱形吊笼内外水体交换率高、养殖生物生长快和养成生物质量安全，助推海水吊笼产业的绿色发展和现代化建设，具体如下：
(1)防海藻附着丝原料方面
本发明拉丝原料中添加特定比例的接枝聚胍盐的聚乙烯材料，并以此为基料，构建具有长效防污结构的大分子胍盐接枝结构。与传统小分子防污剂相比，大分子胍盐接枝结构不易因逐渐渗出而失效，提高了防海藻附着丝的防污时效。相关防污试验结果表明，本发明生产的外罩网衣可在6个月内有效防污，防污效果非常明显。
同时，本发明在接枝聚胍盐的聚乙烯粒料中添加特定比例的铜镍合金纳米粒子，获得特种具有防污功能的改性HDPE复合料，增强了防海藻附着丝及其外罩网的防海藻附着性能、耐老化性和耐磨性；同时利用具有协同防污作用的表面修饰的铜镍合金纳米粒子，由于纳米增强增韧效应，赋予了防海藻附着丝更高的结节强度，通过测试，本发明生产的防海藻附着丝单位线密度磨断次数较普通乙纶单丝提高50％以上；另外，本发明由于纳米合金构建的微电池结构，加剧了铜离子的释放，进一步提高了防海藻附着丝的防污功能。
本发明在接枝聚胍盐的聚乙烯粒料中添加特定比例的邻苯二甲酸二辛酯，它作为增塑剂使拉丝原料有良好混溶性，改进了防污复合料流动性、润滑性、可纺性与挤出质量，确保了防海藻附着丝产业化生产的正常进行且在正常拉丝生产中无断丝现象发生，大大提高了生产效率。
本发明在接枝聚胍盐的聚乙烯粒料中添加特定比例的十六醇磷酸酯，其作为抗静电剂不但增加了防海藻附着丝表面的光滑性、降低摩擦系数并防止防海藻附着丝在生产(如拉丝、分丝、整经和织网等)中摩擦起电，提高了防海藻附着丝外观、可纺性与生产效率。
本发明在接枝聚胍盐的聚乙烯粒料中添加特定比例的聚乙二醇脂肪酸酯，它作为表面活性剂增加了不同组分原料间的饱和性，提高了防海藻附着丝的可纺性。
(2)在防海藻附着丝束加工方面
本发明通过特定熔融纺丝、牵伸和热定型工艺大大提高产品取向度和变异系数，提高了产品的强度性能，降低了丝产品的变异系数：如本发明生产出的一种防海藻附着丝的圆度好、外观好、强度高，其结节强度高达4.50cN/dtex，较传统熔融纺丝工艺加工生产的普通乙纶单丝标准指标提高25％。同时具备优良的防污效果，以本发明防海藻附着丝产品制作的外罩网可在6个月内实现防海藻附着，而以普通聚乙烯单丝制作的吊笼外罩网没有防海藻附着功能(现有吊笼用外罩网有时半个月就被海藻全部附着)。
(3)在外罩网衣加工方面
本发明采用特定的分丝工艺，特殊的分丝张力不仅将收卷在筒管上防海藻附着丝束中相互交叉的丝有效分开、整齐有序地到达筒管，而且可防止筒管接受卷绕张力过大造成防海藻附着丝磨损或断裂、防止筒管接受卷绕张力过小造成防海藻附着丝松散混乱，从而提高了防海藻附着丝产品的综合性能。
本发明采用特殊的经编网衣编织工艺，如编织密度范围控制在3.2横列/10mm-4.9横列/10mm、网目形状采用六角形等，提高了外罩网的强度、滤水性和尺寸稳定性等综合性能；采用特殊的剪裁工艺(如用电络铁剪裁外罩网等)，不仅可以提高工作效率，而且可以减低工作强度、防止网衣剪裁端目脚的松散。
(4)在吊笼装配方面
与本领域用传统普通乙纶网线作为吊笼制备用线(包括装配用缝合线、笼口收拢线和笼底边收拢线)相比，本发明以高性能UHMWPE编织线作为圆柱形吊笼制备用线，提高了吊笼产品的强度、适配性和抗风浪性能，减低了圆柱形吊笼的水阻力、原材料消耗及其养殖工人的劳动强度，助力吊笼产业的降耗减阻。
在吊笼装配方面，本发明将长方形外罩网的长度设定为较层高与层数的乘积再增加44cm-56cm，长方形外罩网的宽度为圆柱形吊笼直径的3.142倍，极大提高了圆柱形吊笼空间利用率。
生产实践或实验室试验结果表明以本发明技术方案生产的防海藻附着圆柱形吊笼，在保持外罩网强力不变的前提下，既可使外罩网防海藻附着功能大幅度提高、又可使水阻力及海藻等污损生物附着面积降低。本发明产品可大幅度减少圆柱形吊笼海藻附着及其在恶劣海况下的笼破事故，实现海水吊笼产业的绿色发展、节能减排与现代化建设，创新性强、技术效果非常显著，产品的产业化前景优异。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。但下列实施例不应看作对本发明范围的限制。
本实施例以层高为15cm、层数为5、吊笼直径为280mm的防海藻附着圆柱形吊笼，对吊笼的具体制备方法进行描述。本实施例中，外罩网网衣以名义股数为25股、网目大小为30mm、网目形状为六角形网衣为例对网衣制备方法进行描述。
一、原料和设备
本发明方法中所需原料和设备如下：高密度聚乙烯粒料(简称HDPE粒料)、铜镍合金纳米粒子、丙酮、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、接枝聚胍盐的聚乙烯粒料、邻苯二甲酸二辛酯、十六醇磷酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、塑料盘、笼底边收拢线、缝合线、笼口收拢线、分丝机、整经机、经编机、高速捏合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机。
其中，HDPE粒料熔融指数0.4g/10min-1.9g/10min；铜镍合金纳米粒子的粒径范围为20nm-50nm、丙酮为试剂级市售产品、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯为工业级市售产品；接枝聚胍盐的聚乙烯粒料为市售产品，聚胍盐的接枝率为20％；邻苯二甲酸二辛酯、十六醇磷酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯均为工业级市售产品。
吊笼中，塑料盘直径为280mm、厚度为5.0mm，其边缘分布网衣装配用圆孔(孔径为10mm)、盘面分布滤水用圆孔(孔径为6mm)、盘面滤水用圆孔孔数为36个。笼底边收拢线采用直径为1.8mm的UHMWPE编织线、缝合线采用直径为1.18mm的UHMWPE编织线、笼口收拢线采用直径为2.25mm的UHMWPE编织线。
二、制备工艺
本发明提供的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，包括如下步骤：
A、外罩网衣制备
1)防海藻附着复合料制备
称取HDPE粒料、接枝聚胍盐的聚乙烯粒料、邻苯二甲酸二辛酯、十六醇磷酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、表面改性铜镍合金纳米粒子预混合后倒入高速捏合锅中在572r/min-632r/min的转速下进行高速捏合27min-36min，当高速捏合锅中混合料温度升至70℃-73℃出料，获得防海藻附着复合料。
其中，HDPE粒料熔融指数0.4g/10min-1.9g/10min，邻苯二甲酸二辛酯添加量为HDPE粒料重量的1.5％-3.0％、聚乙二醇脂肪酸酯添加量为HDPE粒料重量的1.5‰-5‰、十六醇磷酸酯添加量为HDPE粒料重量的0.5‰-3‰、表面改性铜镍合金纳米粒子添加量为HDPE粒料重量的0.5％-2.0％、接枝聚胍盐的聚乙烯粒料添加量为HDPE粒料重量的16.1％-27.8％(优选20％)。
表面改性铜镍合金纳米粒子的制备方法如下：将铜镍合金纳米粒子均匀分散在二甲基酮有机溶剂中，加入聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，70℃下反应1h-24h后，将其洗涤，干燥得到表面改性铜镍合金纳米粒子。其中，铜镍合金纳米粒子与二甲基酮的质量体积浓度为2g/L-10g/L，聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和铜镍合金纳米粒子的质量比为2:1-10:1。
如实验室制备方法如下：将10g-50g铜镍合金纳米粒子均匀分散在5L二甲基酮有机溶剂中，加入100g聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，70℃下反应1h-24h后，将其洗涤，干燥得到表面改性铜镍合金纳米粒子。在实际生产中可根据上述各种配比材料比例来进行所需重量的表面改性铜镍合金纳米粒子的生产。
2)防海藻附着丝束加工
防海藻附着复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区、第Ⅴ区的温控范围分别为190℃-200℃、195℃-205℃、205℃-210℃、210℃-215℃、210℃-215℃下熔融挤出造粒；上述所得粒子经单螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，单螺杆挤出机在料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区、第⑤区的温控范围分别为210℃-220℃、240℃-245℃、260℃-265℃、270℃-275℃、270℃-275℃(分别优选220℃、240℃、260℃、270℃、270℃)，单螺杆挤出机机头温度范围为270℃-272℃，长径比范围为1:32，螺杆转速为26m/min，喷丝板上喷丝孔的孔径为0.81mm、孔数范围为150孔-210孔。
挤出的初生丝经冷却水箱10℃-40℃(优选38℃)低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经97.0℃-99.9℃(优选97℃)高温第一牵伸水浴槽和90℃-110℃高温第二牵伸热风箱(优选107℃)、第90℃-119℃高温第三牵伸热风箱(优选107℃)进行三次热牵伸，第一牵伸水浴槽尺寸为1.0m高×2.5m长×0.9m宽、第二牵伸热风箱尺寸为1.0m高×3m长×0.9m宽、第三牵伸热风箱尺寸为0.5m高×3.5m长×0.9m宽；牵伸总倍数控制在6倍-9倍后，经规格为0.5m高×1.3m长×0.6m宽恒温箱热定型后以使用力矩电动机的收丝机收卷防海藻附着丝束，恒温箱热定型温度范围为90℃-120℃。
3)外罩网衣加工
防海藻附着丝束经分丝机分丝为防海藻附着丝，分丝张力控制在防海藻附着丝断裂强力的2.1％-9.2％；防海藻附着丝再经整经工序后，通过经编机加工名义股数为25股、网目大小为30mm、网目形状为六角形的网衣，织网用编织密度采用4.5横列/10mm，这就获得了一种具有防海藻附着功能的外罩网。
B、吊笼装配
根据生产所需的圆柱形吊笼直径为280mm、层高为15cm、层数为5，用电络铁剪裁一块规格为131cm长度×88cm宽度的长方形外罩网。圆柱形吊笼装配用笼底边收拢线采用直径为1.8mm的UHMWPE编织线，缝合线采用直径为1.18mm的UHMWPE编织线，笼口收拢线采用直径为2.25mm的UHMWPE编织线。
组装时，先将长方形外罩网下端部的网目穿上笼底边收拢线后收拢扎紧；然后以一只塑料盘作为笼底，通过缝合线将长方形外罩网的下端网衣与塑料盘边缘网衣装配用圆孔连接，使长方形外罩网的下端网衣均匀固定在笼底上。
由于生产所需的圆柱形吊笼层高为15cm、层数为5，需另外配备五只塑料盘，并将该五只塑料盘装配在长方形外罩网内，以塑料盘对笼具进行分层(圆柱形吊笼层高为15cm、层数为5)。长方形外罩网在塑料盘上作环形安装后，所有塑料盘(作为笼底的塑料盘除外)的同一位置上留3cm-5cm距离不缝合外罩网，以使笼体上形成一个侧边开口，当扇贝等海洋生物从吊笼侧边开口放入后，对外罩网的两个长边进行绕缝抽紧；当扇贝等海洋生物需从吊笼侧边开口取出时，将外罩网的两个长边间缝合线抽出或松脱。
长方形外罩网与塑料盘缝合后要求在笼具的顶部塑料盘上方预留56cm长的外罩网，长方形外罩网的上端部穿上笼口收拢线，这就获得了一种层高为15cm、层数为5、吊笼直径为280mm的防海藻附着圆柱形吊笼。
根据上述制备方法制备得到的防海藻附着单丝，圆度好、外观好、强度高，在6倍-9倍的低牵伸总倍数下，结节强度高达4.50cN/dtex，较传统熔融纺丝工艺加工生产的普通乙纶单丝标准指标提高25％。
将本发明制备的吊笼与普通PE丝制备的吊笼置于相同的养殖环境中，养殖相同的品种，每隔一段时间对两种吊笼外罩网网衣的污染面积进行估算对比。试验结果表明，本发明生产的吊笼外罩网网衣可在6个月内有效防污，防污效果非常明显；与以普通聚乙烯单丝制作的普通圆柱形吊笼外罩网网衣相比，本发明单丝制作的圆柱形吊笼外罩网网衣的污损生物附着可减少20％以上，本发明制作的圆柱形吊笼中的养殖生物生长速率明显优于传统圆柱形吊笼(传统圆柱形吊笼以普通聚乙烯单丝制作)。
上述方法制备的防海藻附着等综合性能优异，除本技术领域外，还可在淡水吊笼等其他技术领域使用。同时本发明可批量生产，产出的圆柱形吊笼防海藻附着功能好、强度高、适配性好、抗风浪性能强，在生产中使用本发明既可确保圆柱形吊笼内外水体交换率高、养殖生物生长快和养成生物质量安全，又可减少圆柱形吊笼的原材料消耗、助力吊笼产业的降耗减阻，助推海水吊笼产业的绿色发展和现代化建设。本发明技术效果非常显著，综合效益明显。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、外罩网衣制备
1)防海藻附着复合料制备
称取接枝聚胍盐的聚乙烯粒料、高密度聚乙烯粒料、邻苯二甲酸二辛酯、十六醇磷酸酯、聚乙二醇脂肪酸酯、表面改性铜镍合金纳米粒子预混合后倒入高速捏合锅中在572r/min-632r/min的转速下进行高速捏合27min-36min，当高速捏合锅中混合料温度升至70℃-73℃出料，获得防海藻附着复合料，
其中，高密度聚乙烯粒料熔融指数0.4g/10min-1.9g/10min，邻苯二甲酸二辛酯添加量为高密度聚乙烯粒料重量的1.5％-3.0％、聚乙二醇脂肪酸酯添加量为高密度聚乙烯粒料重量的1.5‰-5‰、十六醇磷酸酯添加量为高密度聚乙烯粒料重量的0.5‰-3‰、表面改性铜镍合金纳米粒子添加量为高密度聚乙烯粒料重量的0.5％-2.0％、接枝聚胍盐的聚乙烯粒料添加量为高密度聚乙烯粒料重量的16.1％-27.8％，
所述表面改性铜镍合金纳米粒子的制备方法如下：将铜镍合金纳米粒子均匀分散在二甲基酮有机溶剂中，加入聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，70℃下反应1h-24h后，将其洗涤，干燥得到表面改性铜镍合金纳米粒子；其中，铜镍合金纳米粒子与二甲基酮的质量体积浓度为2g/L-10g/L，聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯和铜镍合金纳米粒子的质量比为2:1-10:1；
2)防海藻附着丝束加工
防海藻附着复合料经双螺杆挤出机在料筒电加热区的第Ⅰ区、第Ⅱ区、第Ⅲ区、第Ⅳ区、第Ⅴ区的温控范围分别为190℃-200℃、195℃-205℃、205℃-210℃、210℃-215℃、210℃-215℃下熔融挤出造粒；上述所得粒子经单螺杆出口加装的计量泵计量后从喷丝孔熔融挤出，单螺杆挤出机在料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区、第⑤区的温控范围分别为210℃-220℃、240℃-245℃、260℃-265℃、270℃-275℃、270℃-275℃，单螺杆挤出机机头温度范围为270℃-272℃，喷丝板上喷丝孔的孔径范围为0.77mm-0.84mm、孔数范围为150孔-210孔；挤出的初生丝经10℃-40℃低温水和第一牵伸辊得到冷却和预牵伸，预牵伸丝经97.0℃-99.9℃高温第一牵伸水浴槽和90℃-110℃高温第二牵伸热风箱、再经90℃-119℃高温第三牵伸热风箱进行三次热牵伸，牵伸总倍数控制在6倍-9倍；而后经90℃-120℃恒温箱热定型后对防海藻附着丝束收卷；
3)外罩网衣加工
防海藻附着丝束经分丝机分丝为防海藻附着丝，分丝张力控制在防海藻附着丝断裂强力的2.1％-9.2％；防海藻附着丝再经整经工序后，通过经编机加工名义股数范围为17股-33股、网目大小范围为13mm-52mm、网目形状为菱形或六角形的网衣，织网用编织密度范围控制在3.2横列/10mm-4.9横列/10mm，获得具有防海藻附着功能的外罩网衣；
B、吊笼装配
根据生产所需的圆柱形吊笼直径、层高和层数，剪裁一块长方形外罩网衣，该长方形外罩网衣的长度较层高与层数的乘积再增加44cm-56cm，长方形外罩网的宽度为圆柱形吊笼直径的3.142倍，
以超高分子量聚乙烯编织线作为圆柱形吊笼装配用缝合线、笼口收拢线和笼底边收拢线；长方形外罩网在塑料盘上作环形安装后，除作为笼底的塑料盘外，其余所有塑料盘的同一位置上留3cm-5cm距离不缝合外罩网，在笼体上形成一个侧边开口；长方形外罩网与塑料盘缝合后要求在笼具的顶部塑料盘上方预留44cm-56cm长的外罩网，长方形外罩网的上端部穿上笼口收拢线，获得防海藻附着圆柱形吊笼。
2.根据权利要求1所述的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，其特征在于：
其中，铜镍合金纳米粒子的粒径范围为20nm-50nm，接枝聚胍盐的聚乙烯粒料中聚胍盐的接枝率为20％。
3.根据权利要求1所述的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，其特征在于：
其中，防海藻附着丝束加工步骤中，所述单螺杆挤出机的长径比范围为1:32，螺杆转速为26m/min。
4.根据权利要求1所述的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，其特征在于：
其中，第一牵伸水浴槽尺寸为1.0m高度×2.5m长度×0.9m宽度，第二牵伸热风箱尺寸为1.0m高度×3m长度×0.9m宽度，第三牵伸热风箱尺寸为0.5m高度×3.5m长度×0.9m宽度；恒温箱规格为0.5m高度×1.3m长度×0.6m宽度。
5.根据权利要求1所述的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，其特征在于：
其中，步骤B中，圆柱形吊笼层高范围10cm-30cm、层数范围为5层-30层，以塑料盘对吊笼进行分层，
塑料盘直径范围为220mm-300mm、厚度范围为4.5mm-6.9mm，其边缘分布孔径范围为9mm-11mm的网衣装配用圆孔；塑料盘盘面分布孔径范围为5mm-7mm的滤水用圆孔、该圆孔孔数不小于30个。
6.根据权利要求1所述的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，其特征在于：
其中，笼底边收拢线采用直径范围为1.3mm-1.9mm的超高分子量聚乙烯编织线，缝合线采用直径范围为0.8mm-1.2mm的超高分子量聚乙烯编织线，笼口收拢线采用直径范围为2.0mm-2.6mm的超高分子量聚乙烯编织线。
7.根据权利要求1所述的防海藻附着圆柱形吊笼制备方法，其特征在于：
其中，吊笼装配时，将长方形外罩网下端部的网目穿上笼底边收拢线后收拢扎紧；以底端塑料盘作为笼底，通过缝合线将长方形外罩网的下端网衣与塑料盘边缘网衣装配用圆孔连接，使长方形外罩网的下端网衣均匀固定在笼底上；然后根据生产所需的圆柱形吊笼层高和层数配备塑料盘，并将塑料盘装配在长方形外罩网内。
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