CN112391860A - 一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤为：(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；(2)然后在所述隔离层表面以熔融挤出方式包覆树脂层；所述以熔融挤出方式包覆树脂层是在树脂熔点以上20～50℃的条件下进行的；(3)最后进行冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳；制得的防生物粘附型水体用缆绳克重为100～400g/m，拉伸断裂强力>40MPa；半年时间的表面生物固着量<0.1g/m。本发明的方法通过改变内部多股多根纤维缆绳具有的丰富空隙表面，有效防止水和泥沙渗入，以及水生植物及微生物的粘附；制得的防生物粘附型水体用缆绳可以满足在海洋及淡水中的交替浸泡及阳光暴晒环境下的使用。

Description

一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法
技术领域
本发明属于水体用缆绳技术领域，涉及一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法。
背景技术
绿潮(Green tide)是世界沿海各国普遍发生的海洋异常生态现象，多以石莼属(Ulvaceae)和浒苔属绿藻种类脱离固着基形成漂浮增殖群体所致。从1980年开始，美洲的美国、加拿大，欧洲的丹麦、荷兰、法国、意大利，亚洲的日本和菲律宾等国家，均持续爆发了石莼科海藻引起的“绿潮”。我国南黄海海域自2007年以来已连续暴发大规模绿潮灾害，成为该海域主要海洋生态灾害之一。2007年，中国黄海北部和中部局部海域首次发现了由浒苔(Enteromorpha proli fera)大量增殖发生的绿潮，2008年3月以来，在黄海北部和东海南部近岸局部海域则发生了孔石莼(Ulva pertusa)和浒苔为主的绿潮的暴发。绿潮严重影响沿海区域水产养殖、滨海旅游、海上交通运输及海上赛事等活动，并对沿海城市带来巨大的经济损失和社会影响。虽然对南黄海绿潮的暴发和溯源仍有一定的争议，但是随着调查与研究的深入，通常认为紫菜养殖与绿潮的暴发存在密切的关系，筏架缆绳上固着生长的绿潮藻为绿潮暴发提供了大量的初始生物量，因此如何有效降低紫菜筏架缆绳上绿潮藻的固着、生长，对于有效防控绿潮的暴发具有重要意义。同时，淡水及海洋水体中还存在多种生命力强，并具有特殊生物粘附性的水生生物，如海虹和藤壶等。这些水生生物可以分泌具有极强抗水粘性物质，如聚多巴胺，可以高密度粘附于紫菜养殖筏架、缆绳、船体、桥梁支柱等人工水体安置材料的表面。长期累积则会造成表面严重污染、腐蚀甚至强度下降。水体微生物粘附污染目前也是全球养殖业及水中作业设备和设施所面临的难以解决的问题。
目前对绿潮问题防控主要以人工捞除和机械采收为主。局部地区水产过程养殖中，采用抛洒硫酸铜、生石灰和次氯酸钙等消杀化学品杀除浒苔等敌害绿藻，但对于大规模漂浮聚集的绿潮而言，其处理成本巨大，且存在破坏水体生态环境的风险。基于前期研究，浒苔附着主要是由于浒苔孢子能够产生并释放一种黏性聚合糖蛋白，当遇到合适的附着基时浒苔孢子就会迅速附着。紫菜养殖过程中所使用的缆绳通常由多个子绳或股而成。例如，使用聚乙烯或聚丙烯纤维制造的直径
Figure BDA0002720380480000011
为28mm的3股拧绞绳。每根股又由多根绳纱捻制而成，后者再由多根长丝(也叫纱线)、拧绞而成。此种缆绳的优点在于：(1)力学强度大，直径为20～28mm的绳缆拉伸断裂强力>40～50KN，可以承受筏架固定及养殖作物的长期负重；(2)此种具有拧绞结构的缆绳可以发生一定轴向旋转及拉伸形变，满足水体养殖过程中，特别是海水潮涨潮落所导致的应力变化及形变；(3)缆绳具有较高柔性，方便渔民进行滩涂或深海养殖固定及手工打结，可操作性强。然而，此种缆绳的弊端则在于其编织结构含有大量孔隙，非常利于海水渗入，以及泥沙、水体植物孢子和微生物的附着。因而，对缆绳进行表面性能调控，降低浒苔孢子和其它水生物的附着能力，是解决上述问题的关键。
现有技术(防绿潮藻固着和生长的初步研究，上海海洋大学学报，2018，27(2),230-237)利用低表面能物质对缆绳进行涂覆，使缆绳形成高疏水表面，进而抑制水体中微生物的附着。主要技术手段为：将有机氟、有机硅、硅-氟树脂、无机物和酚醛调和等涂料均匀涂抹于尼龙、聚丙烯、锦纶等缆绳基体上，使涂料完全覆盖整个缆绳表面，晾干后使用。研究表明此种缆绳较好保留了缆绳的柔性，能够满足渔业作业的打结需求，同时能够有效抑制绿潮藻固着、萌发和生长(涂有涂料的缆绳上的绿潮藻幼苗固着个数和生长长度明显低于对照组，其中有机氟涂料的防固着效果最好，涂在缆绳上既稳定又能有效地防止绿潮藻幼苗的固着生长)。然而此项技术的弊端在于现有商业化尼龙、聚丙烯、聚乙烯和锦纶等缆绳均为常规未改性缆绳，其表面缺乏功能性基团，上述低表面能涂层材料与缆绳的涂覆仅通过非共价键相互作用，界面相互作用力较弱。随着缆绳在海上作业过程中受到人工、潮汐和洋流的作用发生扭曲和伸缩等形变时，涂层极易发生表面裂痕及脱落等问题，从而导致其长期防护作用失效。而对缆绳进行基体组分或表面化学改性，进一步与低表面能涂层物质进行共价键合，则成本和加工成本过高。目前，我国沿海渔民的常规操作是养殖季节结束后，将上述高度被绿潮藻类及水生生物污染的缆绳和筏架回收，人工清除污染物后，利用次氯酸钠进行洗刷和浸泡后，进行低温冷冻及晾干。操作步骤极为繁琐，极大增加渔民的工作量，提高人力成本，影响养殖附加值。
针对上述现状，急需开发一种可以有效防止绿潮藻类及其它水体生物粘附的缆绳，对解决我国沿海区域绿潮藻季节性暴发的问题提供解决方案，同时通过降低缆绳的污染，延长缆绳的使用周期，降低渔民成本，提升渔业养殖附加值。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，包括如下步骤：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层(LI)，具体为手工或者机器缠绕在表面，实现表面全覆盖即可；
(2)然后在所述隔离层表面以熔融挤出方式包覆树脂层(LO)；所述以熔融挤出方式包覆树脂层是在树脂熔点以上20～50℃的条件下进行的；树脂层的厚度为0.3～1.5mm，厚度控制在此范围可以保证最终制得的防生物粘附型水体用缆绳既具有优异的力学性能，又能够起到很好的防生物粘附作用；厚度过大时，最终横截面呈圆形，对于表面较为光滑的基体，在打结过程中容易脱落；厚度过小时，则缆绳凹陷部分深，容易附着泥沙改变缆绳表面性质，从而引起藻类孢子及其它生物的附着；隔离层的熔点高于熔融挤出包覆树脂层时的温度；
具体实施过程为：在熔融挤出设备的投料口处加入一定量的树脂，在树脂熔点以上20～50℃的条件下进行熔融(温度高于树脂熔点以上20～50℃，以实现树脂比较好地流动，有助于提高加工效率)。经由螺杆剪切推动，将完全熔融态的树脂推入机头，到达机头的树脂熔体，经模芯和模套间的环形间隙，从模套口挤出，挤包在表面缠绕隔离层的缆绳周围，形成厚度为0.3～1.5mm的连续密实的树脂层。
(3)最后冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，缆绳具有分层级构造，它包括以下层级结构：纤维、纱线、复纱、绳股和子缆。上千根纤维形成纱线，多束纱线组成复纱，大量的复纱组成绳股，几根绳股组成子缆，最后子缆通过一定的制绳方法组成缆绳；绳缆结构可为编织绳、拧绞绳或编绞绳结构，优选横截面为类圆形的绳缆。缆绳的纤维材质为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸乙二醇酯、间位芳纶、对位芳纶和聚芳酯的一种以上；
构成缆绳的纤维的单丝拉伸断裂强度>3.0cN/dtex。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，隔离层的厚度为0.02～0.2mm；隔离层为薄膜或无纺布；
薄膜或无纺布隔离层的基材为聚对苯甲酸乙二酯、聚乙烯、聚酰胺6、聚酰胺66或聚四氟乙烯，以手工或者机器的方法均匀缠绕于缆绳表面，主要作用是防止缆绳基体在包覆过程中与高温塑料熔体接触发生损伤，从而导致绳体损伤、粘结，并进一步影响其实际使用的力学性能及柔软度。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，所述树脂为功能树脂，由基体树脂与功能材料通过共混形成。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，基体树脂为聚氯乙烯、低密度聚乙烯、热塑性聚酯弹性体和热塑性聚氨酯的一种以上；
功能材料为光热功能材料和增韧疏水功能材料的一种以上。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，功能材料为光热功能材料和增韧疏水功能材料的混合物；
光热功能材料为钨铯青铜粉，其在功能树脂中的含量为0.1～2.0wt％；
增韧疏水功能材料为聚硅氧烷，其在功能树脂中的含量为0.5～5.0wt％；
钨铯青铜的化学式为CsxWO3，其中0<x<0.33；
聚硅氧烷的数均分子量大小为10000～50000g/mol，分子量分布指数为2.0～4.0。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，树脂层的拉伸断裂强度≥20MPa，断裂伸长率≥100％(树脂层的拉伸断裂强度与断裂伸长率是按照材料注塑成型的方法，制备成标准样条测试得到的)；树脂层的表面接触角≥135°；在光照强度为100mW/cm2且温度为10～35℃的环境下，树脂层在10min内温升为10～30℃(将树脂层置于测试环境下一段时间至温度恒定后开始测试10min内的温升值)。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，针对不同树脂的吸湿特性差异，树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶是为了防止干燥时发生粘粘，预结晶温度比功能树脂熔点低30～50℃，预结晶时间为2～4h；因为树脂在熔融挤出过程中由于所吸收的水分在高温下迅速挥发，导致包覆缆绳产品表面出现毛孔、气泡及外径粗细不均等现象，影响缆绳外观质量和力学性能，树脂预结晶后，需要进一步进行干燥，干燥温度比功能树脂熔点低20～40℃，干燥时间为12～24h。。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤(3)中冷却固化在水浴中进行，水浴温度为10～30℃。
如上所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，防生物粘附型水体用缆绳的克重为100～400g/m，拉伸断裂强力>40MPa，断裂伸长率>100％；防生物粘附型水体用缆绳表面生物固着量测试方法以一定观测时间内，缆绳表面所粘附的生物的湿重为测量标准，防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量<0.1g/m。
由于以熔融挤出方式包覆功能树脂层，本发明制得的防生物粘附型水体用缆绳具有吸光发热快干的性能，在光照强度100mW/cm2、温度10～35℃的环境下，10min内升温幅度为10～30℃。在退潮阶段，缆绳在一定的自然光照条件下，实现短时快速升温，促进表面水分快速蒸发，同时温度较高的绳体表面不利于孢子存活，避免孢子的富集和繁殖；通过添加聚硅氧烷功能改性剂，实现防生物粘附型水体用缆绳表面疏水功能强化和增韧，表面接触角≥135°，且具有较好的力学性能及柔软度。
本发明的原理如下：
现有技术的表面涂覆涂层的工艺主要是将缆绳浸渍在室温液态涂层浴中，涂覆后通过光、热交联实现涂层固化。浸渍工艺由于只能在缆绳表面实现低厚度涂覆，因而涂覆后的缆绳较好保持了缆绳的原有的横截面结构，仍然保持一定程度的凹陷结构，不影响打结等实际使用性能，但低厚度的涂层整体力学性能较差，在长期海水浸泡、力学磨损等作用下易发生破裂和脱落；同时，缆绳的凹陷横截面结构非常易于泥沙和水体生物的附着，长期时间依然成为藻类繁殖的温床。本发明通过将缆绳表面缠绕隔离层后采用熔融挤出方式包覆树脂层，螺杆剪切推动将完全熔融态的树脂推入机头，到达机头的树脂熔体，经模芯和模套间的环形间隙，从模套口挤出，挤包在表面缠绕隔离层的缆绳周围，形成连续密实的树脂层。包覆树脂在熔点以上20～50℃的温度下具有良好的流动性，可以形成均匀熔体，使得缆绳的包覆非常均匀；同时，熔体从甬道流出后，立刻受到空气冷却和水浴冷却的作用，熔体固化迅速，可以高效保持树脂层的均匀包覆形态，通过调控包覆厚度，即可实现对缆绳横截面凹陷结构深度的控制，既可以满足打结所需咬合力，又可以有效降低泥沙和生物的附着。另外，本发明的树脂进一步地为具有光热功能和增韧疏水功能的树脂，最终形成的功能树脂层具有吸光发热快干和超疏水性能，其表面不仅具有低表面能，不利于藻类孢子和微生物，同时还具有短时快速升温的功能，多角度实现藻类及微生物的防粘附效果，还可以改善缆绳的长期耐候性和韧性，特别适用于藻类养殖过程中日晒和海水浸泡交替的复杂气候环境。
本发明的方法制得的防生物粘附型水体用缆绳具有以下特点：
(1)通过在缆绳外层包覆化学稳定性树脂材料，将传统表面为多孔隙多股缆绳结构，转变为表面无孔隙的结构，实现缆绳表面的光滑性及疏水性，因而泥沙无法附着及粘附；
(2)对树脂包覆层性能和厚度进行调控，满足包覆层力学性能(拉伸强度、抗摩擦性能和断裂伸长率)的要求；
(3)缆绳横截面具有轻微凹陷结构，不仅实现缆绳的高度抗生物粘附性能，同时保留缆绳打结时所需的接触咬合力，打结不易打滑松动，满足实际使用需求。
有益效果：
(1)本发明的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，缆绳的外层包覆层具有接近圆形的横截面，改变内部多股多根纤维缆绳具有的丰富空隙表面，可以有效防止水和泥沙渗入，以及水生植物及微生物的粘附；
(2)本发明的一种防生物粘附型水体用缆绳，具有高拉伸断裂强度、耐磨性、抗老化、抗盐雾性能，可以满足在海洋及淡水中的交替浸泡及阳光暴晒环境下的使用；
(3)本发明的一种防生物粘附型水体用缆绳，具有较高的柔性，可以满足水体养殖、船体系泊及水上作业等不同工况所需的打结和固定要求，具有较强实际应用性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤如下：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；其中，缆绳为编织绳结构，缆绳的纤维材质为聚乙烯，纤维的单丝拉伸断裂强度为4.0cN/dtex；隔离层为厚度为0.02mm的聚对苯甲酸乙二酯基薄膜；
(2)然后在隔离层表面以熔融挤出方式(具体是在树脂熔点以上20℃的条件下熔融挤出)包覆0.3mm厚的功能树脂层；其中，功能树脂由基体树脂与功能材料通过共混形成；功能树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶温度比功能树脂熔点低30℃，时间为2h，干燥的温度比功能树脂熔点低20℃，时间为12h；基体树脂为聚氯乙烯，功能材料为光热功能材料(钨铯青铜粉，化学式为Cs0.1WO3)和增韧疏水功能材料(数均分子量大小为10000g/mol、分子量分布指数为2.0的聚硅氧烷)的混合物；功能树脂层中光热功能材料的含量为0.1wt％，增韧疏水功能材料的含量为0.5wt％；功能树脂层的拉伸断裂强度为19.8MPa，断裂伸长率为205％；表面接触角为138°；在光照强度100mW/cm2、温度10℃的环境下，功能树脂层在10min内温升为10℃；
(3)最后在温度为10℃的水浴中进行冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
最终制得的防生物粘附型水体用缆绳的克重为250g/m，拉伸断裂强力为48kN；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量为0g/m。
对比例1
一种水体用缆绳的制备方法，基本同实施例1，不同之处仅在于步骤(2)中包覆树脂层的厚度为0.2mm，最终制得的水体用缆绳的克重为218g/m，拉伸断裂强力为43kN；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量为20g/m。将实施例1和对比例1进行对比可以看出功能树脂层厚度过低时不利于长期抗生物附着，这是因为对比例1制得的缆绳表面包覆的树脂层的厚度太小，缆绳凹陷部分深，容易附着泥沙改变缆绳表面性质，从而引起藻类孢子及其它生物的附着。
实施例2
一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤如下：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；其中，缆绳为编织绳结构，缆绳的纤维材质为聚丙烯，纤维的单丝拉伸断裂强度为4.8cN/dtex；隔离层为厚度为0.05mm的聚对苯甲酸乙二酯基无纺布；
(2)然后在隔离层表面以熔融挤出方式(具体是在树脂熔点以上25℃的条件下熔融挤出)包覆0.5mm厚的功能树脂层；其中，功能树脂由基体树脂与功能材料通过共混形成；功能树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶温度比功能树脂熔点低35℃，时间为3h，干燥的温度比功能树脂熔点低30℃，时间为15h；基体树脂为聚氯乙烯，功能材料为光热功能材料(钨铯青铜粉，化学式为Cs0.1WO3)和增韧疏水功能材料(数均分子量大小为12000g/mol、分子量分布指数为2.3的聚硅氧烷)的混合物；功能树脂层中光热功能材料的含量为0.5wt％，增韧疏水功能材料的含量为0.8wt％；功能树脂层的拉伸断裂强度为20.6MPa，断裂伸长率为230％；表面接触角为140°；在光照强度100mW/cm2、温度25℃的环境下，功能树脂层在10min内温升为18℃；
(3)最后在温度为10℃的水浴中进行冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
最终制得的防生物粘附型水体用缆绳的克重为226g/m，拉伸断裂强力为50kN；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量为0g/m。
实施例3
一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤如下：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；其中，缆绳为拧绞绳结构，缆绳的纤维材质为聚酰胺6，纤维的单丝拉伸断裂强度为5.2cN/dtex；隔离层为厚度为0.1mm的聚丙烯基薄膜；
(2)然后在隔离层表面以熔融挤出方式包覆1.2mm厚的功能树脂层；其中，功能树脂由基体树脂与功能材料通过共混形成；功能树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶温度比功能树脂熔点低30℃，时间为2h，干燥的温度比功能树脂熔点低20℃，时间为12h；基体树脂为密度为0.92g/cm3的低密度聚乙烯，功能材料为光热功能材料(钨铯青铜粉，化学式为Cs0.15WO3)和增韧疏水功能材料(数均分子量大小为25000g/mol、分子量分布指数为3.2的聚硅氧烷)的混合物；功能树脂层中光热功能材料的含量为1.2wt％，增韧疏水功能材料的含量为2.5wt％；功能树脂层的拉伸断裂强度为25MPa，断裂伸长率为420％；表面接触角为151°；在光照强度100mW/cm2、温度35℃的环境下，功能树脂层在10min内温升为22℃；
(3)最后在温度为15℃的水浴中进行冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
最终制得的防生物粘附型水体用缆绳的克重为250g/m，拉伸断裂强力为60kN；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量为0g/m。
实施例4
一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤如下：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；其中，缆绳为拧绞绳结构，缆绳的纤维材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯，纤维的单丝拉伸断裂强度为4.2cN/dtex；隔离层为厚度为0.12mm的聚丙烯基无纺布；
(2)然后在隔离层表面以熔融挤出方式(具体是在树脂熔点以上30℃的条件下熔融挤出)包覆1.2mm厚的树脂层；其中，功能树脂由基体树脂与功能材料通过共混形成；功能树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶温度比功能树脂熔点低30℃，时间为2h，干燥的温度比功能树脂熔点低20℃，时间为12h；基体树脂为数均分子量为密度为0.92g/cm3的低密度聚乙烯，功能材料为光热功能材料(钨铯青铜粉，化学式为Cs0.2WO3)和增韧疏水功能材料(数均分子量大小为25000g/mol、分子量分布指数为3.2的聚硅氧烷)的混合物；功能树脂层中光热功能材料的含量为1.2wt％，增韧疏水功能材料的含量为2.5wt％；功能树脂层的拉伸断裂强度为20MPa，断裂伸长率为800％；表面接触角为153°；在光照强度100mW/cm2、温度35℃的环境下，功能树脂层在10min内温升为25℃；
(3)最后在温度为15℃的水浴中进行冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
最终制得的防生物粘附型水体用缆绳的克重为252g/m，拉伸断裂强力为46kN；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量为0g/m。
实施例5
一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤如下：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；其中，缆绳为编织绳结构；缆绳的纤维材质为聚乙烯和聚丙烯的共混复合物(聚乙烯和聚丙烯质量比为1:1)，纤维的单丝拉伸断裂强度为5.0cN/dtex；隔离层为厚度为0.16mm的聚酰胺66基薄膜；
(2)然后在隔离层表面以熔融挤出方式(具体是在树脂熔点以上50℃的条件下熔融挤出)包覆1.5mm厚的树脂层；其中，功能树脂由基体树脂与功能材料通过共混形成；功能树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶温度比功能树脂熔点低50℃，时间为4h，干燥的温度比功能树脂熔点低40℃，时间为24h；基体树脂为热塑性聚氨酯，功能材料为光热功能材料(钨铯青铜粉，化学式为Cs0.3WO3)和增韧疏水功能材料(数均分子量大小为50000g/mol、分子量分布指数为4.0的聚硅氧烷)的混合物；功能树脂层中光热功能材料的含量为2.0wt％，增韧疏水功能材料的含量为5.0wt％；功能树脂层的拉伸断裂强度为21MPa，断裂伸长率为300％；表面接触角为153°；在光照强度100mW/cm2、温度30℃的环境下，功能树脂层在10min内温升为30℃；
(3)最后在温度为20℃的水浴中进行冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
最终制得的防生物粘附型水体用缆绳的克重为266g/m，拉伸断裂强力为58kN；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量为0g/m。
实施例6
一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，步骤如下：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；其中，缆绳为编绞绳结构，缆绳的纤维材质为对位芳纶，纤维的单丝拉伸断裂强度为20cN/dtex；隔离层为厚度为0.2mm的聚四氟乙烯基无纺布；
(2)然后在隔离层表面以熔融挤出方式(具体是在树脂熔点以上20℃的条件下熔融挤出)包覆1.5mm厚的树脂层；其中，功能树脂由基体树脂与功能材料通过共混形成；功能树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶温度比功能树脂熔点低45℃，时间为3h，干燥的温度比功能树脂熔点低30℃，时间为20h；基体树脂为质量比为1:1的热塑性聚酯弹性体和热塑性聚氨酯的混合物，功能材料为光热功能材料(钨铯青铜粉，化学式为Cs0.3WO3)和增韧疏水功能材料(数均分子量大小为30000g/mol、分子量分布指数为3.5的聚硅氧烷)的混合物；功能树脂层中光热功能材料的含量为0.8wt％，增韧疏水功能材料的含量为1.5wt％；功能树脂层的拉伸断裂强度为23MPa，断裂伸长率为290％；表面接触角为153°；在光照强度100mW/cm2、温度15℃的环境下，功能树脂层在10min内温升为18℃；
(3)最后在温度为30℃的水浴中进行冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
最终制得的防生物粘附型水体用缆绳的克重为266g/m，拉伸断裂强力为98kN；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量为0.007g/m。

Claims (10)

1.一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)首先将缆绳表面缠绕隔离层；
(2)然后在所述隔离层表面以熔融挤出方式包覆树脂层；所述以熔融挤出方式包覆树脂层是在树脂熔点以上20～50℃的条件下进行的；树脂层的厚度为0.3～1.5mm；隔离层的熔点高于熔融挤出包覆树脂层时的温度；
(3)最后冷却固化后制得防生物粘附型水体用缆绳。
2.根据权利要求1所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，缆绳为编织绳、拧绞绳或编绞绳结构，缆绳的纤维材质为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺66、聚对苯二甲酸乙二醇酯、间位芳纶、对位芳纶和聚芳酯的一种以上；
构成缆绳的纤维的单丝拉伸断裂强度>3.0cN/dtex。
3.根据权利要求1所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，隔离层的厚度为0.02～0.2mm；隔离层为薄膜或无纺布；
薄膜或无纺布的基材为聚对苯甲酸乙二酯、聚乙烯、聚酰胺6、聚酰胺66或聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，所述树脂为功能树脂，由基体树脂与功能材料通过共混形成。
5.根据权利要求4所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，基体树脂为聚氯乙烯、低密度聚乙烯、热塑性聚酯弹性体和热塑性聚氨酯的一种以上；
功能材料为光热功能材料和增韧疏水功能材料的一种以上。
6.根据权利要求5所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，功能材料为光热功能材料和增韧疏水功能材料的混合物；
光热功能材料为钨铯青铜粉，其在功能树脂中的含量为0.1～2.0wt％；
增韧疏水功能材料为聚硅氧烷，其在功能树脂中的含量为0.5～5.0wt％；
钨铯青铜的化学式为CsxWO3，其中0<x<0.33；
聚硅氧烷的数均分子量大小为10000～50000g/mol，分子量分布指数为2.0～4.0。
7.根据权利要求6所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，树脂层的拉伸断裂强度≥20MPa，断裂伸长率≥100％；树脂层的表面接触角≥135°；在光照强度为100mW/cm2且温度为10～35℃的环境下，树脂层在10min内温升为10～30℃。
8.根据权利要求1所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，树脂在熔融挤出之前进行预结晶和干燥，预结晶温度比树脂熔点低30～50℃，预结晶时间为2～4h，干燥温度比树脂熔点低20～40℃，干燥时间为12～24h。
9.根据权利要求1所述的一种防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，步骤(3)中冷却固化在水浴中进行，水浴温度为10～30℃。
10.根据权利要求1～9任一项所述的防生物粘附型水体用缆绳的制备方法，其特征在于，防生物粘附型水体用缆绳的克重为100～400g/m，拉伸断裂强力>40MPa；防生物粘附型水体用缆绳半年时间的表面生物固着量<0.1g/m。
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