CN114908471A - 一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，包括共混防附着复合料制备、防附着单丝丝束制备、防附网制备，将拉丝级干燥聚丙烯粒料、防老剂1076、紫外线吸收剂UV‑531、松节油助剂、聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料、纳米级奥麦丁铜粉、纳米铜粉混合后，搅拌均匀后经双螺杆挤出机进行3‑4次挤出造粒，获得共混防附着复合料，而后进行拉丝，收卷后获得防附着单丝丝束，再将防附着单丝丝束加捻后制作捻向为Z捻的防附网线，而后通过单钩型织网机将防附网线生产成网片，定型后处理，获得一种海洋牧场配套设施用新型防附网。

Description

一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法
技术领域
本发明属于海洋牧场技术领域，具体涉及一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法。
背景技术
海洋牧场是指在一定海域内，采用规模化渔业设施和系统化管理体制，利用自然的海洋生态环境，将人工放流的经济海洋生物聚集起来，像在陆地放牧牛羊一样，对鱼、虾、贝、藻等海洋资源进行有计划和有目的的海上放养，是当前实现海洋环境保护和渔业资源高效产出的新业态，也是推动渔业开发、海洋生态保护、海洋生境修复与海洋生物资源可持续利用协调发展的重要举措。
为提升海洋牧场空间利用率，人们在海洋牧场区域中利用配套设施开展水生生物增养殖活动等，将上述相关活动涉及的配套设施(如养殖笼、养殖箱等)称为海洋牧场配套设施。在本领域，人们将海洋牧场配套设施使用的网片简称为海洋牧场配套设施用网。
根据相关调研结果，目前在海洋牧场生产实践中出现了一些瓶颈问题：①因海洋牧场内存在“供电难、供电不足”的现状，导致海洋牧场配套设施等无法使用、维持，导致海洋牧场配套设施生产过程中普遍存在增养殖效率低、劳动强度大等综合性难题；②海洋牧场配套设施在海上使用一段时间后，牧场配套设施用网上会大量附着藻类、藤壶、贻贝等污损生物，一旦上述污损生物附着严重，就会导致配套设施用网受力剧增，且内外水体交换不畅，不仅严重影响海洋牧场配套设施安全及其养殖鱼贝藻参品质，更进一步加剧了劳动强度。
因此，伴随我国海洋牧场产业规模日益扩大，上述海洋牧场配套设施网附着严重等问题已经成为制约海洋牧场产业升级的关键技术瓶颈，成为当前迫切需要解决的技术难题。然而在现有技术领域，海洋牧场配套设施网一般用普通聚乙烯单丝等普通合成纤维来生产，而普通合成纤维一般采用同一种原料，采用传统纺丝工艺生产，不具备防附着性能，且纤维强力等性能差。现有海洋牧场配套设施网在风暴潮等极端天气下因此经常发生网破事故，严重制约了海洋牧场产业的高质量发展。由此可知，海洋牧场业对海洋牧场配套设施网的强力性能、防附着性能等提出了新要求。
发明内容
本发明是为解决上述问题而进行的，提供了一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，以增加海洋牧场配套设施网的防附着性能与综合性能，保障网的内外水流交换顺畅、提高海洋牧场安全性，实现海洋牧场的高质量发展。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供的海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，包括如下步骤：
A、共混防附着复合料制备
将拉丝级干燥聚丙烯粒料、防老剂1076、紫外线吸收剂UV-531、松节油助剂、聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料、纳米级奥麦丁铜粉、纳米铜粉混合后用搅拌机搅拌44-67min至料都混合均匀为止，经双螺杆挤出机进行3-4次挤出造粒，获得共混防附着复合料；
其中，防老剂1076添加量为聚丙烯粒料重量的0.4‰-0.6‰；紫外线吸收剂UV-531添加量为聚丙烯粒料重量的0.21‰-0.52‰；松节油助剂添加量为聚丙烯粒料重量的0.32％-0.45％；聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料的接枝率为10％，添加量为聚丙烯粒料重量的9.2％-11.4％；纳米级奥麦丁铜粉的粒径小于800nm，添加量为聚丙烯粒料重量的2.7‰-4.8‰；纳米铜粉的粒径小于500nm，添加量为聚丙烯粒料重量的0.6％-1.9％；干燥拉丝级聚丙烯粒料的熔融指数满足0.76克/10分钟-1.0克/10分钟。
B、防附着单丝丝束制备
共混防附着复合料经配备自动加料机的单螺杆挤出机熔融挤出。其中，该挤出机料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区的温控范围为分别为170℃-183℃、239℃-249℃、260℃-268℃、256℃-264℃；螺杆转速范围为16-30m/min；喷丝板上喷丝孔的孔径为0.75mm-1.02mm，喷丝板的孔数在数量上等于一根防附网线线股用单丝数量；
从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温16℃-36℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊冷却和预牵伸后，再依次经92℃-99.5℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸、经92℃-99.5℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸、经92℃-99.5℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行第三次热牵伸；预牵伸单丝通过三次热牵伸总倍数范围控制在8.1倍-9.0倍，收卷后获得具有防附着性能的防附着单丝丝束。
C、防附网制备
将上述防附着单丝丝束依次以33T/m-150T/m的捻度加捻后获得S捻向的防附着单丝线股；而后通过捻线机将多根S捻向的防附网线线股制作捻向为Z捻的防附网线；再通过单钩型织网机将将防附网线生产成网目内径范围为15mm-198mm、网结类型为单死结的网片；
以0.32倍-0.40倍的网片横向断裂强力作为定型张力对上述网片进行定型后处理，工艺条件为：在95℃-100℃条件下定型处理17-35min，获得一种海洋牧场配套设施用新型防附网。
本发明的第二方面，提供了采用上述制备方法制备得到的海洋牧场配套设施用新型防附网。
海洋牧场配套设施的需求差异大，当对网片的强度要求不高时，可将三牵伸机调整为双牵伸机，单丝采用两级牵伸制作生产；当对防附着要求偏低时，可将原料调整为拉丝级干燥聚丙烯粒料、紫外线吸收剂UV-531、防老剂1076、松节油助剂和聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料的混合，有助于降低生产成本，但牺牲了部分防污效果，容易增加网片的更换频率或劳动强度。
发明的作用与效果
本发明创造了一种海洋牧场配套设施用新型防附网技术方案，在不同拉丝原料、不同拉丝工艺、不同生产成本、不同线网工艺等条件下进行大量开拓性创新试验论证，经过无数艰辛劳动才创制性的获得本发明技术方案，提高了本发明产品防附着性能、网片强力、抗风浪性能以及耐候性，具体如下：
(1)在原料配比方面：
首先，本发明在拉丝原料中添加了特定比例的聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料、纳米级奥麦丁铜粉及纳米铜粉，聚六亚甲基胍大分子胍盐接枝结构不易因从聚丙烯链中逐渐渗出而失效，赋予防护网基本的防污功能；纳米级奥麦丁铜粉及纳米铜粉在进一步增强防附着性能的同时还提高了单丝的强度。相关海上挂片防附着试验结果表明，同等海洋牧场试验海况条件下本发明产出的新型防附网的污损生物附着面积较传统乙纶网减少11％以上。
其次，本发明在拉丝原料中添加了特定比例的防老剂1076，不但为防附网提供了抗氧保护，而且还减少了同等海况条件下网的降解老化。
第三，本发明在拉丝原料中添加了特定比例的紫外线吸收剂UV-531，降低了紫外线对于网丝的分解作用，大大提高了海洋牧场配套设施网的抗紫外性能及使用寿命，提高了网丝耐候性。
(2)单丝制备方面
本发明依据混合物料特性通过双螺杆挤出机多次共混造粒后再采用特种拉丝工艺生产出适合海洋牧场技术领域、具有防附着性能的新型防附着单丝，在保障单丝生产过程中拉丝正常、牵伸便利顺畅的同时，提高了织网用单丝产品的防附着性能、热稳定性和断裂强度。相关物理机械性能试验结果表明，本发明生产的防附着单丝的断裂强度高达6.3g/D，较现有SC/T 5005标准指标提高7.7％；该防附着单丝的断裂伸长率为9.7％，完全符合海洋牧场配套设施网抗冲击性要求。
此外，本发明中拉丝用喷丝板的孔数在数量上等于一根防附网线线股用单丝数量，减少了常规网线加工用分丝工序，大大节省了产品加工工序与成本。
(3)网片编织方面
本发明防附网将上述单丝作为基体纤维，以特种织网工艺制备。试验结果表明，与相同规格的普通乙纶网相比，本发明防附网的网目断裂强力较普通乙纶网至少提高10％。进一步采用网片定型设备在特殊定型张力下对新型防附网进行定型后处理，网目结牢度至少提高7％、网目内径偏差率至少降低0.2％，本发明技术创造性非常明显。
综上，海洋牧场配套设施网的网目断裂强力性能对海洋牧场设施的强度、安全及使用寿命等有着密切的关系。在网目断裂强力相同以及其它条件相同的前提下，若以本发明生产的海洋牧场配套设施用新型防附网替代网目大小相同的普通乙纶网，可使网的污损生物附着面积减小、网原材料消耗减少、网线线径减小。
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。
一、原料和设备
本发明方法中所需原料和设备如下：地槽式定型机、搅拌机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、三牵伸机、收丝机、捻线机、单钩型织网机；
拉丝级干燥聚丙烯粒料(市售，熔融指数应满足0.76g/10min-1.0g/10min，若聚丙烯粒料受潮，则应进行风干或晒干等干燥处理；如要提高干燥速度，可用干燥机等设备进行快速干燥处理)、防老剂1076(市售，添加量为聚丙烯粒料重量的0.4‰-0.6‰)、紫外线吸收剂UV-531(市售，UV-531的灰分不大于0.10％、UV-531的挥发分不大于0.50％，添加量为聚丙烯粒料重量的0.21‰-0.52‰)、松节油助剂(市售，添加量为聚丙烯粒料重量的0.32％-0.45％)、纳米级奥麦丁铜粉(粒径小于800nm，其添加量为聚丙烯粒料重量的2.7‰-4.8‰)、聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料(市售，聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料的接枝率为10％，其添加量为聚丙烯粒料重量的9.2％-11.4％)和纳米铜粉(市场销售的纳米级干燥铜粉，该纳米级干燥铜粉的粒径小于500nm，其添加量为聚丙烯粒料重量的0.6％-1.9％)。
二、制备工艺
本发明提供的海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，包括如下步骤：
A、共混防附着复合料制备
将拉丝级干燥聚丙烯粒料、防老剂1076、紫外线吸收剂UV-531、松节油助剂、聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料、纳米级奥麦丁铜粉、纳米铜粉按上述比例混合后用搅拌机搅拌44-67min至料都混合均匀为止，经双螺杆挤出机进行3-4次挤出造粒，获得共混防附着复合料。
B、防附着单丝丝束制备
共混防附着复合料经配备自动加料机的单螺杆挤出机熔融挤出。其中，该挤出机料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区的温控范围为分别为170℃-183℃、239℃-249℃、260℃-268℃、256℃-264℃；螺杆转速范围为16-30m/min；喷丝板上喷丝孔的孔径为0.75mm-1.02mm，喷丝板的孔数在数量上等于一根防附网线线股用单丝数量；
从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温16℃-36℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊冷却和预牵伸后，再依次经92℃-99.5℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸、经92℃-99.5℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸、经92℃-99.5℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行第三次热牵伸；预牵伸单丝通过三次热牵伸总倍数范围控制在8.1倍-9.0倍，收卷后获得具有防附着性能的防附着单丝丝束。
C、防附网制备
将上述防附着单丝丝束依次以33T/m-150T/m的捻度加捻后获得S捻向的防附着单丝线股；而后通过捻线机将多根S捻向的防附网线线股制作捻向为Z捻的防附网线；再通过单钩型织网机将将防附网线生产成网目内径范围为15mm-198mm、网结类型为单死结的网片；
以0.32倍-0.40倍的网片横向断裂强力作为定型张力对上述网片进行定型后处理，工艺条件为：在95℃-100℃条件下定型处理17-35min，获得一种海洋牧场配套设施用新型防附网。
本发明生产的防附着单丝的断裂强度、断裂伸长率分别为6.3g/D、9.7％，断裂强度较现有SC/T 5005标准指标提高7.7％，并且该附着单丝的断裂伸长率完全符合海洋牧场配套设施网用单丝抗冲击性等工作要求。
以该防附着单丝为基体纤维，生产制作一种海洋牧场配套设施用新型防附网(海洋牧场配套设施网的网目内径为50mm、海洋牧场配套设施网的网结类型为单线单死结)，试验结果表明，与相同规格的普通乙纶网相比，海洋牧场配套设施网的网目断裂强力较普通乙纶网至少提高10％。相关海上挂片防附着试验结果表明，同等海洋牧场试验海况条件下本发明产出的海洋牧场配套设施用新型防附网的污损生物附着面积较传统乙纶网减少11％以上。
海洋牧场配套设施的需求差异很大，针对海洋牧场配套设施(如抗风浪网箱等)有时需要价廉的防附网，我们可以将上述发明技术方案的拉丝原料方案进行简化调整，将拉丝原料方案调整为：拉丝级干燥聚丙烯粒料、防老剂1076、紫外线吸收剂UV-531、松节油助剂和聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料。
将拉丝级干燥聚丙烯粒料(市场销售的聚丙烯粒料，熔融指数应满足0.76g/10min-1.0g/10min，若聚丙烯粒料受潮，则应进行风干或晒干等干燥处理)、防老剂1076(市场销售的防老剂1076，添加量为聚丙烯粒料重量的0.4‰-0.6‰)、紫外线吸收剂UV-531(市场销售的紫外线吸收剂UV-531，UV-531的灰分不大于0.10％、UV-531的挥发分不大于0.50％，添加量为聚丙烯粒料重量的0.21‰-0.52‰)、松节油助剂(市场销售的拉丝用松节油材料，添加量为聚丙烯粒料重量的0.32％-0.45％)和聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料(市场销售的聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料，聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料的接枝率为10％，其添加量为聚丙烯粒料重量的9.2％-11.4％)混合后的防附着混合料用搅拌机搅拌44min-67min至料都混合均匀为止；其他发明技术方案不变，获得一种价廉的海洋牧场配套设施用新型防附网。
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 (6)

1.一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、共混防附着复合料制备
将拉丝级干燥聚丙烯粒料、防老剂1076、紫外线吸收剂UV-531、松节油助剂、聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料、纳米级奥麦丁铜粉、纳米铜粉混合并搅拌均匀，经螺杆挤出机进行3-4次挤出造粒，获得共混防附着复合料，
其中，防老剂1076添加量为聚丙烯粒料重量的0.4‰-0.6‰；紫外线吸收剂UV-531添加量为聚丙烯粒料重量的0.21‰-0.52‰；松节油助剂添加量为聚丙烯粒料重量的0.32％-0.45％；聚六亚甲基胍接枝改性聚丙烯料的添加量为聚丙烯粒料重量的9.2％-11.4％；纳米级奥麦丁铜粉的粒径小于800nm，添加量为聚丙烯粒料重量的2.7‰-4.8‰；纳米铜粉的粒径小于500nm，添加量为聚丙烯粒料重量的0.6％-1.9％；
B、防附着单丝丝束制备
共混防附着复合料经单螺杆挤出机熔融挤出，挤出机料筒电加热区的第①区、第②区、第③区、第④区的温控范围为分别为170℃-183℃、239℃-249℃、260℃-268℃、256℃-264℃，
从喷丝孔熔融挤出的初生单丝经过水温16℃-36℃冷却水槽低温水和第一牵伸辊冷却和预牵伸后，再依次经92℃-99.5℃高温第一牵伸水浴槽和第二牵伸辊进行第一次热牵伸、经92℃-99.5℃高温第二牵伸水浴槽和第三牵伸辊进行第二次热牵伸、经92℃-99.5℃高温第三牵伸水浴槽和第四牵伸辊进行第三次热牵伸；预牵伸单丝通过三次热牵伸总倍数范围控制在8.1倍-9.0倍，收卷后获得具有防附着性能的防附着单丝丝束；
C、防附网制备
将所述防附着单丝丝束依次以33T/m-150T/m的捻度加捻后获得S捻向的防附着单丝线股；而后通过捻线机将多根S捻向的防附网线线股制作捻向为Z捻的防附网线；再通过单钩型织网机将将防附网线生产成网目内径范围为15mm-198mm、网结类型为单死结的网片；以0.32倍-0.40倍的网片横向断裂强力作为定型张力对上述网片进行定型后处理，获得一种海洋牧场配套设施用新型防附网。
2.根据权利要求1所述的海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，其特征在于：
其中，步骤A中，干燥拉丝级聚丙烯粒料的熔融指数满足0.76克/10分钟-1.0克/10分钟；聚六亚甲基单胍盐酸盐接枝改性聚丙烯防污料的接枝率为10％，
粒料混合后用搅拌机搅拌44-67min至料都混合均匀为止。
3.根据权利要求1所述的一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，其特征在于：
其中，步骤A中，混合料搅拌均匀后经双螺杆挤出机进行3-4次挤出造粒。
4.根据权利要求1所述的一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，其特征在于：
其中，步骤B中，所述单螺杆挤出机配备自动加料机，螺杆转速范围为16-30m/min喷丝板上喷丝孔的孔径为0.75mm-1.02mm，喷丝板的孔数在数量上等于一根防附网线线股用单丝数量。
5.根据权利要求1所述的一种海洋牧场配套设施用新型防附网的制备方法，其特征在于：
其中，步骤C中，采用地槽式定型机对网片进行热定型处理，工艺条件为：在95℃-100℃条件下定型处理17-35min。
6.采用权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到的海洋牧场配套设施用新型防附网。
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