CN113718354B - 保温隔热型皮芯复合单丝及其制备方法 - Google Patents

保温隔热型皮芯复合单丝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保温隔热型皮芯复合单丝及其制备方法，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8：(3～5)，且所述外层的横截面轮廓呈圆形，所述皮芯复合单丝的细度为50～250D；内层原料：尼龙10T：90～98份、尼龙6：3～8份、热膨胀微球：5～8份、陶瓷空心微珠：3～5份、纳米碳酸钙：2～3.5份；外层原料：尼龙10T：4～8份、尼龙6：95～100份、含氟聚氨酯弹性体：5～9份、羧基化双壁碳纳米管：3～5份、石墨烯：2～3份、纳米二氧化硅：2～5份、马来酸酐接枝聚乙烯：4～6份。本发明的皮芯复合单丝，保温性能良好；且力学性能好，经久耐用。

Description

保温隔热型皮芯复合单丝及其制备方法
本申请是发明创造名称为《一种防水网布及其制备方法》的发明专利申请的分案申请，原申请的申请号为：201911378086.0，申请日为：2019.12.27
技术领域
本发明涉及网布技术领域，具体涉及一种保温隔热型皮芯复合单丝及其制备方法。
背景技术
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。
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。
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、虽然透气性好，但是防水效果很差，不防水，无法在户外或雨天使用；
2、保温性能非常差，保暖效果差，使其应用受限；
3、撕破强力和拉伸强度等力学性能较差，容易被外力的作用下，出现严重的变形，或者损坏，不耐用；
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保温隔热型皮芯复合单丝及其制备方法，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：
一种保温隔热型皮芯复合单丝，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8：(3～5)，且所述外层的横截面轮廓呈圆形，所述皮芯复合单丝的细度为50～250D；
所述内层由以下重量份的原料组成：尼龙10T：90～98份、尼龙6：3～8份、热膨胀微球：5～8份、陶瓷空心微珠：3～5份、纳米碳酸钙：2～3.5份；
所述外层由以下重量份的原料组成：尼龙10T：4～8份、尼龙6：95～100份、含氟聚氨酯弹性体：5～9份、羧基化双壁碳纳米管：3～5份、石墨烯：2～3份、纳米二氧化硅：2～5份、马来酸酐接枝聚乙烯：4～6份。
优选地，所述内层和外层的截面面积之比为8：4。
优选地，所述内层包括以下重量份的原料：尼龙10T：95份、尼龙6：5份、热膨胀微球：6.5份、陶瓷空心微珠：4份、纳米碳酸钙：2.8份。
优选地，所述外层包括以下重量份的原料：尼龙10T：6份、尼龙6：97份、含氟聚氨酯弹性体：7份、羧基化双壁碳纳米管：4份、石墨烯：2.5份、纳米二氧化硅：3份、马来酸酐接枝聚乙烯：5份。
优选地，所述热膨胀微球为日本松本油脂制药株式会社的热膨胀微球F-230D。
优选地，所述陶瓷空心微珠的粒径为15～20um。
优选地，所述羧基化双壁碳纳米管的长度为8～12mm。
本发明还提供一种保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述皮芯复合单丝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，得到所述皮芯复合单丝。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的防水网布通过精选原料组成，并优化各原料含量，本发明的防水网布采用特殊的皮芯复合单丝编织而成；所述皮芯复合单丝包括内层和外层；所述内层和外层内(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，制得的防水网布的防水性能好，既可以提供良好的透气性，又可以起到良好的防水效果，在户外或雨天不容易浸湿、进水；防水网布的保温性能良好，既可以提供良好的透气性，又具有良好的保暖效果；且(经向)撕破强力大、(经向)拉伸强度高，力学性能好，经久耐用；各项性能指标优良，综合使用性能好，具有广阔的市场应用前景。
本发明中所述内层采用尼龙10T作为主要的原料，添加少量尼龙6，具有很好的刚性，尺寸稳定性好，通过添加适当比例的热膨胀微球和陶瓷空心微珠，大大提升了热阻隔效果，保证了制得的防水网布的保温性能良好；其中热膨胀微球在所述皮芯复合单丝制备过程中，受热膨胀，成型冷却后，其体积缩小，而基体材料刚性好，尺寸稳定性好，这样便在内层中形成真空隔热间隙，大大提升了隔热效果；陶瓷空心微珠作为隔热填料加入，进一步提升了隔热效果；最重要的是，适当比例的纳米碳酸钙、热膨胀微球和陶瓷空心微珠尺寸大小相间，相互配合，起到良好的协同分散作用，保证了良好的分散效果，提高了内层的强度，保证了良好的保温性能；
本发明中所述外层添加少量尼龙10T，配合尼龙6作为基体材料，保证了强度和柔软性，添加了适量的含氟聚氨酯弹性体，其与其他原料相容性良好，大大提升了防水性能，且增加了弹性和柔软性；添加了适量的羧基化双壁碳纳米管，其与其他原料相容性良好，且具有良好的隔热效果，可提升保温性能；添加了适量的石墨烯，可发出微米波段的远红外线的辐射(还可改善减磨性能，提升耐磨性能，进一步提高强度)，进一步提升了保温性能；添加了适量的纳米二氧化硅进一步提升了撕破强力和拉伸强度等力学性能；添加了适量的马来酸酐接枝聚乙烯作为相容剂，使本发明外层的各原料能够很好地分散均匀，从而保证产品的性能；
网眼面积过大保温效果差，网眼面积过小，会导致生产成本增加，且透气性能降低，本发明中所述防水网布的网眼面积为：(2～4)mm×(2～4)mm；克重为：100～140g/m2，可保证良好的保温性能，有节省生产成本，保证良好的透气性能。
本发明中所述三防整理剂为美国杜邦公司的奥利氟宝OLEOPHOBOL 7713；采用该三防整理剂进行整理后制得的所述防水网布的防水效果更佳，且还兼具良好的防油、防污效果。
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：
一种防水网布，所述防水网布由皮芯复合单丝经编织工艺，并采用三防整理剂整理后制得；
所述皮芯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，且所述外层的横截面轮廓呈圆形；
所述内层和外层的截面面积之比为8：(3～5)；
所述内层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：90～98份、尼龙6：3～8份、热膨胀微球：5～8份、陶瓷空心微珠：3～5份、纳米碳酸钙：2～3.5份；
所述外层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：4～8份、尼龙6：95～100份、含氟聚氨酯弹性体：5～9份、羧基化双壁碳纳米管：3～5份、石墨烯：2～3份、纳米二氧化硅：2～5份、马来酸酐接枝聚乙烯：4～6份；
所述防水网布的网眼面积为：(2～4)mm×(2～4)mm；克重为：100～140g/m2。
在本实施例中，所述皮芯复合单丝的细度为50～250D。
在本实施例中，所述内层和外层的截面面积之比优选但不局限于为8：4；
在本实施例中，所述内层优选但不局限于包括以下重量份的原料：
尼龙10T：95份、尼龙6：5份、热膨胀微球：6.5份、陶瓷空心微珠：4份、纳米碳酸钙：2.8份；
在本实施例中，所述外层优选但不局限于包括以下重量份的原料：
尼龙10T：6份、尼龙6：97份、含氟聚氨酯弹性体：7份、羧基化双壁碳纳米管：4份、石墨烯：2.5份、纳米二氧化硅：3份、马来酸酐接枝聚乙烯：5份。
在本实施例中，所述热膨胀微球为日本松本油脂制药株式会社的热膨胀微球F-230D。
在本实施例中，所述陶瓷空心微珠的粒径为15～20um。
在本实施例中，所述羧基化双壁碳纳米管的长度为8～12mm。
在本实施例中，所述三防整理剂为美国杜邦公司的奥利氟宝OLEOPHOBOL 7713。
本实施例还提供一种所述的防水网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述皮芯复合单丝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，得到所述皮芯复合单丝；
E、所述皮芯复合单丝经编织工艺制得所述防水网布初品；
F、将防水网布初品采用三防整理剂进行整理后，制得所述防水网布。
实施例2：
一种防水网布，所述防水网布由皮芯复合单丝经编织工艺，并采用三防整理剂整理后制得；
所述皮芯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，且所述外层的横截面轮廓呈圆形；
所述内层和外层的截面面积之比为8：3；
所述内层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：90份、尼龙6：3份、热膨胀微球：5份、陶瓷空心微珠：3份、纳米碳酸钙：2份；
所述外层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：4份、尼龙6：95份、含氟聚氨酯弹性体：5份、羧基化双壁碳纳米管：3份、石墨烯：2份、纳米二氧化硅：2份、马来酸酐接枝聚乙烯：4份；
所述防水网布的网眼面积为：3mm×3mm；克重为：120g/m2。
在本实施例中，所述皮芯复合单丝的细度为4d。
在本实施例中，所述热膨胀微球为日本松本油脂制药株式会社的热膨胀微球F-230D。
在本实施例中，所述陶瓷空心微珠的粒径为15～20um。
在本实施例中，所述羧基化双壁碳纳米管的长度为8～12mm。
在本实施例中，所述三防整理剂为美国杜邦公司的奥利氟宝OLEOPHOBOL 7713。
在本实施例中，所述的防水网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述皮芯复合单丝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，得到所述皮芯复合单丝；
E、所述皮芯复合单丝经编织工艺制得所述防水网布初品；
F、将防水网布初品采用三防整理剂进行整理后，制得所述防水网布。
实施例3：
一种防水网布，所述防水网布由皮芯复合单丝经编织工艺，并采用三防整理剂整理后制得；
所述皮芯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，且所述外层的横截面轮廓呈圆形；
所述内层和外层的截面面积之比为8：5；
所述内层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：98份、尼龙6：8份、热膨胀微球：8份、陶瓷空心微珠：5份、纳米碳酸钙：3.5份；
所述外层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：8份、尼龙6：100份、含氟聚氨酯弹性体：9份、羧基化双壁碳纳米管：5份、石墨烯：3份、纳米二氧化硅：5份、马来酸酐接枝聚乙烯：6份；
所述防水网布的网眼面积为：3mm×3mm；克重为：120g/m2。
在本实施例中，所述皮芯复合单丝的细度为150D。
在本实施例中，所述热膨胀微球为日本松本油脂制药株式会社的热膨胀微球F-230D。
在本实施例中，所述陶瓷空心微珠的粒径为15～20um。
在本实施例中，所述羧基化双壁碳纳米管的长度为8～12mm。
在本实施例中，所述三防整理剂为美国杜邦公司的奥利氟宝OLEOPHOBOL 7713。
在本实施例中，所述的防水网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述皮芯复合单丝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，得到所述皮芯复合单丝；
E、所述皮芯复合单丝经编织工艺制得所述防水网布初品；
F、将防水网布初品采用三防整理剂进行整理后，制得所述防水网布。
实施例4：
一种防水网布，所述防水网布由皮芯复合单丝经编织工艺，并采用三防整理剂整理后制得；
所述皮芯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，且所述外层的横截面轮廓呈圆形；
所述防水网布的网眼面积为：3mm×3mm；克重为：120g/m2。
在本实施例中，所述皮芯复合单丝的细度为150D。
在本实施例中，所述内层和外层的截面面积之比为8：4；
在本实施例中，所述内层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：95份、尼龙6：5份、热膨胀微球：6.5份、陶瓷空心微珠：4份、纳米碳酸钙：2.8份；
在本实施例中，所述外层包括以下重量份的原料：
尼龙10T：6份、尼龙6：97份、含氟聚氨酯弹性体：7份、羧基化双壁碳纳米管：4份、石墨烯：2.5份、纳米二氧化硅：3份、马来酸酐接枝聚乙烯：5份。
在本实施例中，所述热膨胀微球为日本松本油脂制药株式会社的热膨胀微球F-230D。
在本实施例中，所述陶瓷空心微珠的粒径为15～20um。
在本实施例中，所述羧基化双壁碳纳米管的长度为8～12mm。
在本实施例中，所述三防整理剂为美国杜邦公司的奥利氟宝OLEOPHOBOL 7713。
在本实施例中，所述的防水网布的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取所述皮芯复合单丝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，得到所述皮芯复合单丝；
E、所述皮芯复合单丝经编织工艺制得所述防水网布初品；
F、将防水网布初品采用三防整理剂进行整理后，制得所述防水网布。
对比例：
公开号为CN104846637B的中国专利。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的防水网布以及对比例(克重120g/m2)进行性能测试，测试结果如表1所示：
保温性能：温度降(℃)，采用测试样品(本发明实施例2至实施例4得到的防水网布以及对比例(克重120g/m2))单层包裹1kg的热水(65℃，采用相同规格的玻璃瓶密封盛装)，放置在同一室内，室内为20℃，半小时后，分别热水的温度，与65℃(初温)相减取绝对值，即为温度降。
表1
Figure BDA0003282255270000071
Figure BDA0003282255270000081
从上表可以看出，与对比例相比，本发明的防水网布具有以下优点：防水性能好，而对比例不防水；保温性能明显更优，保温性能良好；(经向)撕破强力和(经向)拉伸强度也明显优于对比例，力学性能好，经久耐用。
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 (7)

1.一种保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份分别称取皮芯复合单丝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；
所述内层由以下重量份的原料组成：尼龙10T：90～98份、尼龙6：3～8份、热膨胀微球：5～8份、陶瓷空心微珠：3～5份、纳米碳酸钙：2～3.5份；
所述外层由以下重量份的原料组成：尼龙10T：4～8份、尼龙6：95～100份、含氟聚氨酯弹性体：5～9份、羧基化双壁碳纳米管：3～5份、石墨烯：2～3份、纳米二氧化硅：2～5份、马来酸酐接枝聚乙烯：4～6份；
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，得到所述皮芯复合单丝；
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8：(3～5)，且所述外层的横截面轮廓呈圆形，所述皮芯复合单丝的细度为50～250D。
2.根据权利要求1所述的保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，所述内层和外层的截面面积之比为8：4。
3.根据权利要求1所述的保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，所述内层包括以下重量份的原料：尼龙10T：95份、尼龙6：5份、热膨胀微球：6.5份、陶瓷空心微珠：4份、纳米碳酸钙：2.8份。
4.根据权利要求1所述的保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，所述外层包括以下重量份的原料：尼龙10T：6份、尼龙6：97份、含氟聚氨酯弹性体：7份、羧基化双壁碳纳米管：4份、石墨烯：2.5份、纳米二氧化硅：3份、马来酸酐接枝聚乙烯：5份。
5.根据权利要求1所述的保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，所述热膨胀微球为日本松本油脂制药株式会社的热膨胀微球F-230D。
6.根据权利要求1所述的保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，所述陶瓷空心微珠的粒径为15～20um。
7.根据权利要求1所述的保温隔热型皮芯复合单丝的制备方法，其特征在于，所述羧基化双壁碳纳米管的长度为8～12mm。
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