CN114318627B - 一种抑菌增强塑料网的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑菌增强塑料网的生产工艺，涉及高性能塑料网技术领域，本发明的抑菌增强塑料网的生产工艺，将改性聚丙烯粉末与相容剂、复合抗菌、竹浆纤维造粒后得到改性聚丙烯颗粒，改性聚丙烯颗粒纺丝得到改性聚丙烯纱线，最后通过将聚丙烯纱线交捻、交错交织得到抑菌增强塑料网；改性聚丙烯粉末具有良好的力学性能、耐热性、耐久性，相容剂促进改性聚丙烯粉末、复合抗菌剂、竹浆纤维的分散，竹浆纤维质地柔软，透气除臭；改性聚丙烯颗粒纺丝、交捻、交错交织得到的塑料网具有良好的抗菌抑菌性能、力学性能、耐久性能，适用范围广。

Description

一种抑菌增强塑料网的生产工艺

技术领域

本发明涉及高性能塑料网技术领域，具体涉及一种抑菌增强塑料网的生产工艺。

背景技术

塑料防护网大多采用纤维织物交织而成，具有质量轻、价格便宜、安装简单的优点，应用于家居生活中，可以对栏杆、窗台进行隔离，以保护家庭中的幼年孩童和物品；应用于养殖场合中，对草坪、牧场等私人领地进行划分并限制动物活动范围；应用于边坡中，具有拦截土石和覆盖防护的作用。

授权公告号CN109798022B的专利公开了一种高强度PE塑料防护网和塑料网卷套，塑料防护网包括由经条和纬条形成的网格状塑料体，以及设于网格状塑料体内的骨架，骨架由经线和纬线相互垂直交织形成，经线和纬线的构造相同，经线由一根软质金属丝和一根聚乙烯纱线呈螺旋状交捻而成，网格状塑料体为PE材质，网格状塑料体与骨架通过注塑一体成型，该高强度PE塑料防护网具有轻质、强度高的特点，但是存在以下技术问题：通过软质金属丝来提高塑料网的强度增加了生产成本，无法使塑料网兼具良好的抗菌抑菌性、力学性能和耐久性能；

针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抑菌增强塑料网的生产工艺，用于解决现有技术中通过软质金属丝来提高塑料网的强度增加了生产成本，无法使塑料网兼具良好的抗菌抑菌性、力学性能和耐久性能的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种抑菌增强塑料网的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，按照重量份，将75～106份改性聚丙烯粉末、3～6份相容剂、0.6～2.5份复合抗菌剂依次添加入搅拌机中，40～55℃搅拌均匀得到混合料A，混合料A投入挤出机中，将12～25份竹浆纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，180～210℃挤出，经水冷、干燥、造粒得到改性聚丙烯颗粒；

步骤二，将改性聚丙烯颗粒输送至纺丝箱内进行纺丝得到初生纤维，吹风冷却，丝束上油并通过导丝系统生成改性聚丙烯纱线；其中，纺丝箱中喷丝板的孔径为0.15～0.25mm且采用异型喷丝孔，纺丝温度为206～225℃；

步骤三，通过多束纤维螺旋缠绕设备将若干根改性聚丙烯纱线进行交捻，得到经线和纬线，将经线和纬线相互垂直交错交织得到该抑菌增强塑料网。

进一步的，所述改性聚丙烯粉末的制备方法如下：按照重量份，将80～115份均聚聚丙烯、5～9份马来酸酐接枝聚丙烯、2～6份环氧大豆油、0.6～1.5份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀后投入挤出机中，将7～16份玻璃纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，180～210℃挤出，经水冷、干燥、粉碎得到改性聚丙烯粉末。

进一步的，所述复合抗菌剂的制备方法如下：按照重量份，将22～35份壳聚糖加入反应釜中，升温至75～85℃，加入0.3～1.5份硫酸锌、35～50份丙烯酸酯胶乳，搅拌2～3小时后，加入封闭型多异氰酸酯，喷雾干燥得到粒径20～30μm的复合抗菌剂。

进一步的，所述相容剂的合成方法如下：将丙烯酸甲酯和α-溴代异丁酸羟丁酯在溴化铜、溶剂甲苯条件下，于氮气保护下70～80℃水浴搅拌，加入过硫酸铵催化聚合，反应5～6小时后，甲苯洗涤，浓缩干燥得到端羟基聚丙烯酸甲酯；将端羟基聚丙烯酸甲酯、异佛尔酮二异氰酸酯溶解于甲苯中，加入过氧化苯甲酰催化接枝聚合，升温至60～70℃，搅拌反应6～8小时后，反应体系使用甲苯洗涤，乙醇重结晶得到该相容剂。

相容剂的合成原理如下：

相容剂合成过程中，先将丙烯酸甲酯和α-溴代异丁酸羟丁酯催化聚合生成端羟基聚丙烯酸甲酯，再将端羟基聚丙烯酸甲酯与异佛尔酮二异氰酸酯催化接枝得到。该相容剂与均聚聚丙烯的玻璃化转变温度靠近，达到良好的增容作用，促进改性聚丙烯粉末与复合抗菌剂、竹浆纤维的分散混合。

进一步的，所述α-溴代异丁酸羟丁酯、溴化铜、过硫酸铵的用量分别为丙烯酸甲酯重量的3～6％、0.2～0.6％、1.2～2.5％；异佛尔酮二异氰酸酯、过氧化苯甲酰的用量为端羟基聚丙烯酸甲酯重量的3～6倍、0.3～0.8％。

进一步的，步骤一干燥的条件为110～125℃，干燥时间为3～5小时，干燥至含水率小于0.02％。

进一步的，步骤二吹风冷却时吹风速度为0.55～0.75m/s，风的湿度为76～90％，风的温度为25～35℃；丝束的含油率为0.65～0.85％，丝束卷绕速度为2500～2800m/min。

本发明具备下述有益效果：

1、本发明抑菌增强塑料网的生产工艺，将改性聚丙烯粉末与相容剂、复合抗菌、竹浆纤维造粒后得到改性聚丙烯颗粒，改性聚丙烯颗粒纺丝得到改性聚丙烯纱线，最后通过将聚丙烯纱线交捻、交错交织得到抑菌增强塑料网；改性聚丙烯粉末具有良好的力学性能、耐热性、耐久性，相容剂促进改性聚丙烯粉末、复合抗菌剂、竹浆纤维的分散，竹浆纤维质地柔软，透气除臭；改性聚丙烯颗粒纺丝、交捻、交错交织得到的塑料网具有良好的抗菌抑菌性能、力学性能、耐久性能，适用范围广；

2、改性聚丙烯粉末以均聚聚丙烯为主成分，加入相容剂马来酸酐接枝聚丙烯、增塑剂环氧大豆油、抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯后，与玻璃纤维挤出处理得到；均聚聚丙烯强度较好，但是韧性差、抗冲击性能差且易老化，在相容剂的作用下，引入强极性反应性基团，促进均聚聚丙烯与玻璃纤维之间的相容以及增塑剂的分散，提高均聚聚丙烯的力学性能、耐热性、耐久性；

3、复合抗菌剂以具有良好生物降解性、相容性、抑菌抗菌的壳聚糖为主成分，加热除去水分后，加入抗菌抑菌的硫酸锌，丙烯酸酯胶乳由乙烯基烷氧基硅烷单体作为改性剂，与甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟烷基酯和烯基芳族化合物等单体通过种子乳液聚合方式进行共聚获得；壳聚糖与硫酸锌在丙烯酸酯乳液中良好的分散，喷雾干燥后得到外观形态规整，流动性良好的复合抗菌剂，兼具抗菌抑菌性能和良好的拉伸强度、耐水性。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的一种抑菌增强塑料网的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，按照重量份，将92份改性聚丙烯粉末、4.5份相容剂、1.4份复合抗菌剂依次添加入搅拌机中，48℃搅拌均匀得到混合料A，混合料A投入挤出机中，将18份竹浆纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，195℃挤出，经水冷、干燥、造粒得到改性聚丙烯颗粒。其中，干燥的条件为115℃，干燥时间为4.6小时，干燥至含水率小于0.02％；

步骤二，将改性聚丙烯颗粒输送至纺丝箱内进行纺丝得到初生纤维，吹风冷却，丝束上油并通过导丝系统生成改性聚丙烯纱线。其中，纺丝箱中喷丝板的孔径为0.18mm且采用异型喷丝孔，纺丝温度为216℃；吹风冷却时吹风速度为0.63m/s，风的湿度为85％，风的温度为30℃；丝束的含油率为0.73％，丝束卷绕速度为2600m/min。

步骤三，通过多束纤维螺旋缠绕设备将若干根改性聚丙烯纱线进行交捻，得到经线和纬线，将经线和纬线相互垂直交错交织得到该抑菌增强塑料网。

其中，改性聚丙烯粉末的制备方法如下：按照重量份，将105份均聚聚丙烯、7份马来酸酐接枝聚丙烯、3.5份环氧大豆油、1.1份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀后投入挤出机中，将12份玻璃纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，202℃挤出，经水冷、干燥、粉碎得到改性聚丙烯粉末。

复合抗菌剂的制备方法如下：按照重量份，将27份壳聚糖加入反应釜中，升温至78℃，加入1.2份硫酸锌、45份丙烯酸酯胶乳，搅拌2.5小时后，加入封闭型多异氰酸酯，喷雾干燥得到粒径20～30μm的复合抗菌剂。

相容剂的合成方法如下：将1000g丙烯酸甲酯和45gα-溴代异丁酸羟丁酯在3.5g溴化铜、2500g溶剂甲苯条件下，于氮气保护下76℃水浴搅拌，加入16g过硫酸铵催化聚合，反应5.2小时后，甲苯洗涤，浓缩干燥得到端羟基聚丙烯酸甲酯；将1000g端羟基聚丙烯酸甲酯、4500g异佛尔酮二异氰酸酯溶解于3.5kg甲苯中，加入6g过氧化苯甲酰催化接枝聚合，升温至65℃，搅拌反应7小时后，反应体系使用甲苯洗涤，乙醇重结晶得到该相容剂。

实施例2

本实施例的一种抑菌增强塑料网的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，按照重量份，将82份改性聚丙烯粉末、4.7份相容剂、1.7份复合抗菌剂依次添加入搅拌机中，52℃搅拌均匀得到混合料A，混合料A投入挤出机中，将16份竹浆纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，205℃挤出，经水冷、干燥、造粒得到改性聚丙烯颗粒。其中，干燥的条件为117℃，干燥时间为4.5小时，干燥至含水率小于0.02％；

步骤二，将改性聚丙烯颗粒输送至纺丝箱内进行纺丝得到初生纤维，吹风冷却，丝束上油并通过导丝系统生成改性聚丙烯纱线。其中，纺丝箱中喷丝板的孔径为0.20mm且采用异型喷丝孔，纺丝温度为216℃；吹风冷却时吹风速度为0.67m/s，风的湿度为85％，风的温度为32℃；丝束的含油率为0.82％，丝束卷绕速度为2650m/min。

步骤三，通过多束纤维螺旋缠绕设备将若干根改性聚丙烯纱线进行交捻，得到经线和纬线，将经线和纬线相互垂直交错交织得到该抑菌增强塑料网。

其中，改性聚丙烯粉末的制备方法如下：按照重量份，将106份均聚聚丙烯、8.2份马来酸酐接枝聚丙烯、4.5份环氧大豆油、1.3份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀后投入挤出机中，将14份玻璃纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，192℃挤出，经水冷、干燥、粉碎得到改性聚丙烯粉末。

复合抗菌剂的制备方法如下：按照重量份，将32份壳聚糖加入反应釜中，升温至83℃，加入1.2份硫酸锌、46份丙烯酸酯胶乳，搅拌2.8小时后，加入封闭型多异氰酸酯，喷雾干燥得到粒径20～30μm的复合抗菌剂。

相容剂的合成方法如下：将1000g丙烯酸甲酯和55gα-溴代异丁酸羟丁酯在3.5g溴化铜、2800g溶剂甲苯条件下，于氮气保护下80℃水浴搅拌，加入15g过硫酸铵催化聚合，反应6小时后，甲苯洗涤，浓缩干燥得到端羟基聚丙烯酸甲酯；将1000g端羟基聚丙烯酸甲酯、3200g异佛尔酮二异氰酸酯溶解于3.8kg甲苯中，加入5.8g过氧化苯甲酰催化接枝聚合，升温至68℃，搅拌反应7.6小时后，反应体系使用甲苯洗涤，乙醇重结晶得到该相容剂。

实施例3

本实施例的一种抑菌增强塑料网的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，按照重量份，将103份改性聚丙烯粉末、5.6份相容剂、1.9份复合抗菌剂依次添加入搅拌机中，53℃搅拌均匀得到混合料A，混合料A投入挤出机中，将22份竹浆纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，206℃挤出，经水冷、干燥、造粒得到改性聚丙烯颗粒。其中，干燥的条件为118℃，干燥时间为5小时，干燥至含水率小于0.02％；

步骤二，将改性聚丙烯颗粒输送至纺丝箱内进行纺丝得到初生纤维，吹风冷却，丝束上油并通过导丝系统生成改性聚丙烯纱线。其中，纺丝箱中喷丝板的孔径为0.22mm且采用异型喷丝孔，纺丝温度为223℃；吹风冷却时吹风速度为0.73m/s，风的湿度为85％，风的温度为34℃；丝束的含油率为0.83％，丝束卷绕速度为2780m/min。

步骤三，通过多束纤维螺旋缠绕设备将若干根改性聚丙烯纱线进行交捻，得到经线和纬线，将经线和纬线相互垂直交错交织得到该抑菌增强塑料网。

其中，改性聚丙烯粉末的制备方法如下：按照重量份，将112份均聚聚丙烯、8.3份马来酸酐接枝聚丙烯、5.5份环氧大豆油、1.3份四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯混合均匀后投入挤出机中，将15份玻璃纤维分3～5股从喂料口喂入挤出机，206℃挤出，经水冷、干燥、粉碎得到改性聚丙烯粉末。

复合抗菌剂的制备方法如下：按照重量份，将33份壳聚糖加入反应釜中，升温至83℃，加入1.2份硫酸锌、46份丙烯酸酯胶乳，搅拌3小时后，加入封闭型多异氰酸酯，喷雾干燥得到粒径20～30μm的复合抗菌剂。

相容剂的合成方法如下：将1000g丙烯酸甲酯和52gα-溴代异丁酸羟丁酯在4.7g溴化铜、2500g溶剂甲苯条件下，于氮气保护下80℃水浴搅拌，加入23g过硫酸铵催化聚合，反应5.6小时后，甲苯洗涤，浓缩干燥得到端羟基聚丙烯酸甲酯；将1000g端羟基聚丙烯酸甲酯、异佛尔酮二异氰酸酯溶解于甲苯中，加入过氧化苯甲酰催化接枝聚合，升温至65℃，搅拌反应7.8小时后，反应体系使用甲苯洗涤，乙醇重结晶得到该相容剂。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于，改性聚丙烯颗粒制备时未添加复合抗菌剂。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于，改性聚丙烯颗粒制备时未添加竹浆纤维。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于，相容剂替换为马来酸酐接枝聚丙烯。

性能测试

针对实施例1-3、对比例1-3生产的塑料网的交捻改性聚丙烯纱线，根据GB/T14337-2008《化学纤维短纤维拉伸性能试验方法》测试力学性能以及置于室外30天后的力学性能，根据GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的测定》测试抗菌性能以及置于室外30天后的抗菌性能，具体测试结果见下表：

从上表可以看出，本发明实施例制备的塑料网的交捻改性聚丙烯纱线，力学性能中的拉伸强度、断裂伸长率优于对比例，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率优于对比例，而且置于室外经历30天的风吹日晒后，力学性能和抑菌率的变化率明显小于对比例，说明本发明实施例制备的塑料网具有优良的力学性能和抗菌抑菌性能，经久耐用，适用范围广，使用寿命长。对比例1由于未添加复合抗菌剂，抗菌抑菌性能降低加快；对比例2由于未添加竹浆纤维，无法复合竹浆纤维的抑菌性能和力学性能；对比例3替换了相容剂，无法达到良好的增容作用以促进改性聚丙烯粉末与复合抗菌剂、竹浆纤维的分散混合，使得力学性能和抗菌抑菌性能有所下降。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种抑菌增强塑料网的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按照重量份，将75~106份改性聚丙烯粉末、3~6份相容剂、0.6~2.5份复合抗菌剂依次添加入搅拌机中，40~55℃搅拌均匀得到混合料A，混合料A投入挤出机中，将12~25份竹浆纤维分3~5股从喂料口喂入挤出机，180~210℃挤出，经水冷、干燥、造粒得到改性聚丙烯颗粒；

步骤二，将改性聚丙烯颗粒输送至纺丝箱内进行纺丝得到初生纤维，吹风冷却，丝束上油并通过导丝系统生成改性聚丙烯纱线；其中，纺丝箱中喷丝板的孔径为0.15~0.25mm且采用异型喷丝孔，纺丝温度为206~225℃；

步骤三，通过多束纤维螺旋缠绕设备将若干根改性聚丙烯纱线进行交捻，得到经线和纬线，将经线和纬线相互垂直交错交织得到该抑菌增强塑料网；

所述改性聚丙烯粉末的制备方法如下：按照重量份，将80~115份均聚聚丙烯、5~9份马来酸酐接枝聚丙烯、2~6份环氧大豆油、0.6~1.5份四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯混合均匀后投入挤出机中，将7~16份玻璃纤维分3~5股从喂料口喂入挤出机，180~210℃挤出，经水冷、干燥、粉碎得到改性聚丙烯粉末；

所述复合抗菌剂的制备方法如下：按照重量份，将22~35份壳聚糖加入反应釜中，升温至75~85℃，加入0.3~1.5份硫酸锌、35~50份丙烯酸酯胶乳，搅拌2~3小时后，加入封闭型多异氰酸酯，喷雾干燥得到粒径20~30μm的复合抗菌剂；

所述相容剂的合成方法如下：将丙烯酸甲酯和α-溴代异丁酸羟丁酯在溴化铜、溶剂甲苯条件下，于氮气保护下70~80℃水浴搅拌，加入过硫酸铵催化聚合，反应5~6小时后，甲苯洗涤，浓缩干燥得到端羟基聚丙烯酸甲酯；将端羟基聚丙烯酸甲酯、异佛尔酮二异氰酸酯溶解于甲苯中，加入过氧化苯甲酰催化接枝聚合，升温至60~70℃，搅拌反应6~8小时后，反应体系使用甲苯洗涤，乙醇重结晶得到该相容剂。

2.根据权利要求1所述的一种抑菌增强塑料网的生产工艺，其特征在于，所述α-溴代异丁酸羟丁酯、溴化铜、过硫酸铵的用量分别为丙烯酸甲酯重量的3~6%、0.2~0.6%、1.2~2.5%；异佛尔酮二异氰酸酯、过氧化苯甲酰的用量为端羟基聚丙烯酸甲酯重量的3~6倍、0.3~0.8%。

3.根据权利要求1所述的一种抑菌增强塑料网的生产工艺，其特征在于，步骤一干燥的条件为110~125℃，干燥时间为3~5小时，干燥至含水率小于0.02%。

4.根据权利要求1所述的一种抑菌增强塑料网的生产工艺，其特征在于，步骤二吹风冷却时吹风速度为0.55~0.75m/s，风的湿度为76~90%，风的温度为25~35℃；丝束的含油率为0.65~0.85%，丝束卷绕速度为2500~2800m/min。