一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法技术

本发明专利技术涉及材料科学领域，针对网线涂层会剥落和网衣抗疲劳性能差的问题，公开了一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法。包括尼龙单丝，包括尼龙单丝和防污损聚乙烯单丝，所述防污损聚乙烯单丝包覆所述尼龙单丝混合加捻，单丝之间连接有改性环氧树脂，聚乙烯单丝的直径为0.2‑0.5mm，尼龙单丝的直径为0.2‑1.2 mm。混捻网线的制备步骤包括：活化、浸渍单丝、混合加捻及加热固化四个步骤。本发明专利技术通过制备防污网线和引入力学性能好的尼龙单丝，将防污剂复合至网线中，所得单丝网线具有防污功能，无需后续的防污涂料的施工，显著提升防污损能力，减少环境污染，能较大提升混捻网线和网衣的抗污损、抗拉伸和抗疲劳能力。

A kind of antifouling and fatigue resistant multi strand monofilament mixed twisted wire and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法
本专利技术属于材料科学领域，具体涉及一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法。
技术介绍
养殖网箱长期置于海水中，细菌群体会附着在其表面，污损生物的幼虫和孢子接近已附着细菌群体的网箱网衣表面时，会附着、分泌黏液并伴随一系列变态生长，造成网衣材料被附着污损。污损生物的大量附着不仅会阻碍水流的畅通和水体的交换，造成箱内水质恶化、缺氧，影响鱼类的生长，甚至，阻止残饵及代谢产物排出箱外，都会导致养殖的海产品发育不良甚至死亡，严重影响海产品养殖的产量和质量。另外，养殖过程中，网衣或者网线会受到海浪频繁的冲击，网线和网衣在拉收网或洋流涤荡过程会受到拖拽或震动。因此，在长期的深海养殖过程中网线和网衣需要具备极强的防污损和抗疲劳性能。目前常规的防污技术为在网衣网线上涂覆防污涂料，专利号为CN201711356160.X，专利名称“一种渔网防污涂料及其制备方法”，通过以水性聚氨酯树脂、乙烯基树脂作为基体树脂，避免了基体树脂的污染性，通过两种树脂间的互补，提高涂料的本身性能，在冰醋酸等的作用下使其进行部分环氧化，利用壳聚糖进行改性，增加树脂的抗菌性能，在硅烷偶联剂的作用下进行交联，使用白土作为载体，利用白土对单宁等进行吸附，使用单宁及混合酶的复配作用。专利号为CN201520054160.4，专利名称“一种水产养殖装置”，包括网衣；多层盘体，每一盘体具有第一固定件，且每一盘体通过该第一固定件与该网衣固定连接，该多层盘体与该网衣形成的笼体为可收折结构，该多层盘体将该笼体的空间分割成多层养殖区间；以及可开合结构，设置于该网衣上，该可开合结构形成的开口用以取放位于每一层养殖区间内的被养殖物。其不足之处在于，涂层涂覆网线的工作任务繁重，而且会出现涂覆的涂层不均匀，涂层中大量的有机溶剂释放和涂层会剥落，会给环境造成严重的污染，且在长期海水浸泡、长期污损和海浪冲击的条件下，网衣容易疲劳破损。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术的网线涂层会剥落和网衣抗疲劳性能差的问题，提供一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法，本专利技术通过制备防污网线和引入力学性能好的尼龙单丝，将防污剂复合至网线中，所得单丝网线具有防污功能，无需后续的防污涂料的施工，能显著提升防污损能力，减少环境污染，较大提升混捻网线和网衣的抗污损、抗拉伸和抗疲劳能力。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法，包括尼龙单丝，包括尼龙单丝和防污损聚乙烯单丝，所述防污损聚乙烯单丝包覆所述尼龙单丝混合加捻，单丝之间连接有改性环氧树脂，聚乙烯单丝的直径为0.2-0.5mm，尼龙单丝的直径为0.2-1.2mm。防污损聚乙烯单丝具有较好的防污性能，减少细菌群体和污损生物的附着，具有较好的耐腐蚀和抗老化能力；尼龙单丝机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度，耐疲劳性能突出，经多次反复屈折仍能保持原有机械强度，所以将防污损聚乙烯单丝包覆所述尼龙单丝混合加捻；连接部位引入改性环氧树脂可以提高防污损聚乙烯单丝和尼龙单丝之间的粘结力，使防污损聚乙烯单丝紧紧包覆在尼龙单丝周围，防止海水浸入内部的尼龙单丝中，损伤腐蚀尼龙单丝，当受到海水浸泡平和海浪拍打的时候单丝之间不会分开，整体具有较好的力学性能；单丝直径过大，其体积越大，当受力时，单丝表面产生裂纹的概率越高，单丝中存在粉末微粒，这些都是裂纹萌生区；而单丝直径过小时，则承力能力不足，容易拉断，因此单丝直径需界定在一个合理的范围内；所以，能够得到防污效果好，抗疲劳性能强的高综合性能网线。作为优选，所述混捻网线的制备步骤如下：1）、活化：将尼龙单丝放入60-70℃去离子水中超声，再将尼龙单丝放入稀硝酸溶液中；2）、浸渍单丝：将活化后的尼龙单丝浸渍于改性环氧树脂中50-60min；3）、混合加捻：将浸渍后的尼龙单丝和防污损聚乙烯单丝加捻；4）、加热固化：步骤3）加捻所得的网线进行加热固化。步骤1）尼龙单丝活化的目的是为了提高碳纤维表面粗糙度，使得被活化后的尼龙单丝具有较大的比表面积，含有大量的活性官能团，如羟基等，为改性环氧树脂的附着沉积提供良好的附着条件；加入稀硝酸溶液是为了去除尼龙单丝生产过程中混有的杂质。步骤2）浸渍于改性环氧树脂中50-60min是为了使尼龙单丝周围都被改性环氧树脂附着，接触面的活性官能团之间充分反应，建立化学键连接。步骤4）加热固化使得改性环氧树脂发生交联反应，将防污损聚乙烯单丝和尼龙单丝紧密连接在一起。作为优选，每100质量份的防污损聚乙烯单丝中包含以下物质：2.3-3.8份吡啶硫酮铜、2.2-3.5份吡啶溴代腈、2.8-3.2份改性纳米ZnO粉末、0.8-1.2份丙烯酸锌树脂，剩余质量份为高密度聚乙烯颗粒与聚丙烯粉混合物。吡啶硫酮铜(简称CPT)，是广谱、低毒、环保的真菌和细菌的抑菌剂，防止甲壳生物、海藻以及水生物的附着；尤其是对抑制藻类生物的附着和繁殖有着积极的作用；.溴代吡啶腈（tralopyril），对海洋藻类、菌类的生长有抑制作用，通过破坏细菌的新陈代谢，使其失去生物活性，此外，对海洋中的腕足类动物合浮游甲壳动物如剑水蚤等有特殊导向作用；纳米ZnO粉末，也是一种新型抗菌剂，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等菌种有长效的杀菌效果；海洋中最先附着到物体表面的黏膜生物大多数为革兰氏阴性菌种，而纳米ZnO对革兰氏阴性菌有着较强的抗菌效果。细菌细胞膜上的蛋白质易于游离出来的Zn离子结合，与其结构中的巯基（-SH）、羧基、羟基反应，破坏其结构，同时部分锌离子进入细胞后使蛋白质变性，破坏细菌的分裂增殖能力，达到抗菌的目的，待细菌死亡后，锌离子能游离出来继续杀死其它的细菌。改性纳米ZnO，是为了实施中避免纳米颗粒团聚，同时增进纳米颗粒的分散并与树脂体系的结合；丙烯酸锌树脂，丙烯酸锌树脂树脂是引入具有杀菌作用和防污剂单体的功能性载体树脂，本身也具有一定的抗污损性能。高密度聚乙烯颗粒材料分子链上没有支链，因此分子链排布规整，具有较高的密度，耐酸碱，耐有机溶剂，电绝缘性优良，低温时，仍能保持一定的韧性，表面硬度，拉伸强度，刚性等机械强度好。各组分相互配合，协同作用下能够制得防污损效果好，无环境污染的网线单丝。各组分相互配合，协同作用下能够制得防污损效果好，无环境污染的网线单丝。作为优选，防污损聚乙烯单丝的制备方法包括以下步骤：（1）、烘干：将所改性述纳米ZnO和所述高密度聚乙烯颗粒烘干；（2）、混匀材料：将丙烯酸锌树脂、吡啶溴代腈、吡啶硫酮铜、改性纳米ZnO粉末混合搅拌均匀，连续搅拌40-50min，得到混合材料；（3）、拉丝：将所述混合材料进行拉挤，拉挤过程需要经过三个阶段加热，拉出单丝，第一阶段为115-125℃，第二阶段为155-165℃，第三阶段为195-205℃；（4）、定型：步骤（3）拉出的单丝，然后10-20℃下冷却定型4-6min；（5）、除溶剂：定型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法，包括尼龙单丝，其特征是，包括改性尼龙单丝和防污损聚乙烯单丝，所述防污损聚乙烯单丝包覆所述改性尼龙单丝混合加捻，单丝之间连接有改性环氧树脂，聚乙烯单丝的直径为0.2-0.5mm，尼龙的直径为0.2-1.2 mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线及其制备方法，包括尼龙单丝，其特征是，包括改性尼龙单丝和防污损聚乙烯单丝，所述防污损聚乙烯单丝包覆所述改性尼龙单丝混合加捻，单丝之间连接有改性环氧树脂，聚乙烯单丝的直径为0.2-0.5mm，尼龙的直径为0.2-1.2mm。


2.如权利要求1所述的一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线的制备方法，其特征是，所述混捻网线的制备步骤如下：
1）、活化：将尼龙单丝放入60-70℃去离子水中超声，再将尼龙单丝放入稀硝酸溶液中；
2）、浸渍单丝：将活化后的尼龙单丝浸渍于改性环氧树脂中50-60min；
3）、混合加捻：将浸渍后的尼龙单丝和防污损聚乙烯单丝加捻；
4）、加热固化：步骤3）加捻所得的网线进行加热固化。


3.根据权利要求1或2所述的一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线，其特征是，每100质量份的防污损聚乙烯单丝中包含以下物质：2.3-3.8份吡啶硫酮铜、2.2-3.5份吡啶溴代腈、2.8-3.2份改性纳米ZnO粉末、0.8-1.2份丙烯酸锌树脂，剩余质量份为高密度聚乙烯颗粒与聚丙烯粉混合物。


4.根据权利要求3所述的一种防污损抗疲劳的多股单丝混捻网线，其特征是，防污损聚乙烯单丝的制备方法包括以下步骤：
（1）、烘干：将所述改性纳米ZnO和所述高密度聚乙烯颗粒与聚丙烯粉混合物烘干；
（2）、混匀材料：将丙烯酸锌树脂、吡啶溴代腈、吡啶硫酮铜、改性纳米ZnO粉末混合搅拌均匀，连续搅拌40-50min，得到混合材料；
（3）、拉丝：将所述混合材料进行拉挤，拉挤过程需要经过三个阶段加热，拉出单丝，第一阶段为115-125℃，第二阶段为155-165℃，第三阶段为195-205℃；
（4）、定型：步骤（3）拉出的单丝，然后10-20℃下冷却定型4-6min；
（5）、除溶剂：定型后的单丝经第一次牵引进入加热区，90-100℃下热水加热4-6min，再经第二次牵引收卷，即得成品。

【专利技术属性】
技术研发人员：张海龙，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33