CN105507012A - 制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法及相应的产品 - Google Patents

制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法及相应的产品 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法，其包括如下步骤：A、制备阻燃母粒；B、制备防老化母粒；C、生产扁丝，其中，经丝为单层扁丝，纬丝在分条后经折叠拉伸成折叠丝，单根折叠丝的层数为2-5层；D、编织布基，丝锭在平织机或圆织机进行编织，制成编织布基材，其中每两根经丝叠成一组进入编织；E、复合，以LDPE、高融指LLDPE为主要原料，加入质量分数为8-25％阻燃剂母粒、质量分数为3％-10％的防老化母粒、质量分数为1％-5％的钛白粉母粒，经单螺杆挤出成融熔膜，流延到编织布基材上。本发明同时提供了上述方法制造的聚乙烯编织布。

Description

制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法及相应的产品
技术领域
本发明涉及一种制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法及相应的产品。
背景技术
建筑篷布、户外篷布、仓库篷布需要高强度、阻燃、耐用性好的材料。现有的材料无法同时满足所有要求。
中国专利201520252231.1公开了一种阻燃帐篷布，其包括阻燃涤纶布层、透明本质阻燃水性高分子底涂层、抗氧防老涂层、防紫外线涂层、遮光涂层、隔热涂层和防水透湿涂层。该技术是涤纶布层上刮涂阻燃涂层、防紫外涂层、遮光涂层等六种功能性涂层，工艺复杂，而且每一层厚度不大，涤纶层属于纺织物范畴。
中国专利201310318496.2公开了一种无卤阻燃聚乙烯塑料编织布，该编织布包括：聚乙烯50％-85％，乙烯-醋酸乙烯酯弹性体10％-30％，纳米无机阻燃剂体系20％-60％，所述纳米无机阻燃剂体系中各组成的重量百分比如下：氢氧化镁50％-85％，硅烷偶联剂1％-2％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物10％-30％，有机改性蒙脱土2％-8％。通过制备纳米无机阻燃剂材料、阻燃聚乙烯复合材料、再对阻燃聚乙烯材料进行拉丝、织布，形成阻燃聚乙烯编织布。该技术是通过加入大量的无机氢氧化镁阻燃剂达到阻燃效果，编织布的力学强度不高。
中国专利200810033936.9公开了一种低烟无卤聚烯烃材料及运用该材料制造的复合编织布，该编织布通过制备低烟无卤聚烯烃材料后，对该材料进行拉丝、编织、热熔涂膜等工序后制得复合编织布。该技术通过加入复配的阻燃剂氢氧化铝和氢氧化镁实现阻燃，加入大量阻燃剂。
上述技术方案均涉及无卤阻燃编织布，加入大量阻燃剂，材料的力学性能损失大，且上述技术方案没有对编织方式有明确的说明。
中国专利201520252231.1公开了一种阻燃帐篷布，在涤纶编织布上刮涂6种功能性涂层实现阻燃、耐光老化等效果，该技术的制备工艺复杂，而且是涤纶(PET)范畴。
中国专利201310318496.2公开了一种无卤阻燃聚乙烯塑料编织布，是加入大量的无机阻燃剂氢氧化镁实现阻燃，但该技术的编织布没有涉及耐用性，而且加入大量无机阻燃剂必然破坏材料的力学性能和耐用性。
中国专利200810033936.9公开了一种低烟无卤聚烯烃材料及运用该材料制造的复合编织布，没有明确指出材料的编织结构，加入大量无机阻燃剂后，材料的防老化性能必然受到破坏，力学性能也难以得到保障。
上述技术方案的缺陷在于，加入阻燃剂后，会破坏材料的防老化性能，降低材料的力学性能。即使加入防老化剂，涉及到阻燃剂和防老化剂的配合问题，也未必会改善材料的防老化性能，
因此，如何提供一种高强度、阻燃、耐用性好的材料，成为了业界需要解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的之一是提供一种制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法，本发明的另一目的是提供按照该方法所制造的产品。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法，其包括如下步骤：
A、制备阻燃母粒；
B、制备防老化母粒；
C、生产扁丝，其中，经丝为单层扁丝，纬丝在分条后经折叠拉伸成折叠丝，单根折叠丝的层数为2-5层；
D、编织布基，丝锭在平织机或圆织机进行编织，制成编织布基材，其中每两根经丝叠成一组进入编织；
E、复合，以LDPE、高融指LLDPE为主要原料，加入质量分数为8-25％阻燃剂母粒、质量分数为3％-10％的防老化母粒、质量分数为1％-5％的钛白粉母粒，经单螺杆挤出成融熔膜，流延到编织布基材上。
本发明的加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布总重控制在350-500±5g/m2，产品拉伸强度经向不小于2000牛顿/5厘米、纬向不小于2400牛顿/5厘米；阻燃性能满足CPAI84标准要求；3000小时加速老化测试材料的力学性能保持率达85％以上。
本发明中，经丝为单层丝，纬丝为两层或以上的折叠丝，这样编织布基材经向和纬向的抗拉性能都得到提高。
根据本发明另一具体实施方式，步骤C中，采用HDPE(高透明的高密度聚乙烯)为主要原料，加入质量分数为8-25％阻燃剂母粒、质量分数为3％-10％的防老化母粒，经螺杆挤出机成膜，然后切割分条，经拉伸，然后收卷成丝锭。
根据本发明另一具体实施方式，步骤A包括如下步骤：
A1、将质量分数为40％-70％的溴类阻燃剂、质量分数15％-40％三氧化二锑与质量分数为1％-2％稀释剂稀释好的硅烷偶联剂在80-120℃下，高速搅拌0.5-2小时，干燥，形成表面改性复配阻燃剂；
A2、步骤A1中所述的表面改性复配阻燃剂与质量分数为20％-40％的HDPE，质量分数为10％-40％的LDPE，熔融指数为1-10g/10min，以及质量分数为1％-3％的抗氧剂(如1010、1076、168)预先混合、挤出造粒，制备得到阻燃剂母粒。
根据本发明另一具体实施方式，步骤B包括如下步骤：
将质量分数为5％-15％的受阻胺光稳定剂(如巴斯夫公司的FD944、770、氰特公司的UV3853、3529等)、质量分数为5％-10％的紫外吸收剂(如巴斯夫328、327、氰特公司的2908、531等)与质量分数为30％-50％的HDPE、质量分数为30％-60％的LDPE、熔融指数为1-10，以及质量分数为1％-3％的抗氧剂(如1010、1076)预先混合、挤出造粒，制备得到防老化母粒。
本发明中，通过双螺杆造粒机制备阻燃剂母粒和与该阻燃剂相适应的防老化母粒，解决聚乙烯在阻燃和防老化两项性能指标上的矛盾，使聚乙烯编织布既能满足阻燃要求，亦能满足户外使用的要求。
根据本发明另一具体实施方式，步骤E中，所述编织布基材的两边都进行具有融熔膜。
根据本发明另一具体实施方式，单面融熔膜密度为50-100g/m2。
根据本发明另一具体实施方式，步骤C中，经丝为单层扁丝，其宽度为1.5-3.5毫米、线密度为1200-2000旦尼尔；纬丝在分条后经折叠拉伸成折叠丝，单根折叠丝的层数为2-5层，宽度为1.5-3.5毫米、线密度为1800-3000旦尼尔。
根据本发明另一具体实施方式，步骤D中，编织布基材的经密度为26-38组/10厘米，纬密度为30-40根/10厘米，编织布基材的密度为180-250g/m2。
本发明通过对溴系阻燃剂的表面处理，用双螺杆造粒机制备阻燃剂母粒，通过双螺杆造粒机制备适合该阻燃剂的防老化母粒。用单螺杆熔融挤出拉制成扁丝，其中经丝为单层丝，纬丝为两层或以上的折叠丝，这样编织布纬向的抗拉性能得到提高。用有梭圆织机织出布基，其中经向是用两根单层丝组成的一组经丝编织，目的是提高经向力学性能，形成布基经裁开后有1.5-5米以上宽度，布面平整度高。通过单螺杆挤出机用流延法在布基的两边各涂复热合一层加厚的阻燃耐老化的聚乙烯薄膜为面层，经冷却、定型后形成加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布。本方法制备的加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布，密度大，可达400g/m2以上；抗拉强度高，经向抗拉达2000N/5cm，纬向抗拉达2400N/5cm；宽度可达5m以上，弥补窄幅需拼接的缺点；阻燃性能满足CPAI84标准要求；3000小时加速老化测试材料的力学性能保持率达85％以上，具有高强、阻燃、耐候、防水、耐用、等优点，能长期在户外使用，可用于建筑篷布、户外篷房、厂房搭建等领域，因此本产品具有广阔的市场前景。
另一方面，本发明提供了上述方法制造的聚乙烯编织布。
与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：
本发明制备的加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布厚度大，达350-500±5g/m2，抗拉强度高，经向抗拉达2000N/5cm，纬向抗拉达2400N/5cm；宽度可达5m以上，弥补窄幅需拼接的缺点；阻燃性能满足CPAI84标准要求；3000小时加速老化测试材料的力学性能保持率达85％以上，具有高强、阻燃、耐候、防水、耐用、等优点，能长期在户外使用，可用于建筑篷布、户外篷房、厂房搭建等。
附图说明
图1是实施例1中，制备阻燃剂母粒的流程图；
图2是实施例1中，制备防老化母粒的流程图；
图3是实施例1中，拉丝工序的流程图；
图4是实施例1中，编织工序的流程图；
图5是实施例1中，复合工序的流程图；
图6是实施例1中，编织布基材的结构示意图；
图7是实施例1所制备的聚乙烯编织布的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例制备加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法包括造粒工序、拉丝工序、编织工序、复合工序，具体如下：
1)阻燃剂母粒工序(如图1所示)：
原料配方：(20％-40％)HDPE(5000S、6094)+(10％-40％)LDPE(2420、0710)+(40％-70％)溴类阻燃剂(十溴乙烷、四溴双酚A)+15％-40％三氧化二锑+助剂
将原料投入双螺杆造粒机挤出造粒，温度分布如下：
机筒1机筒2机筒3机筒3机筒4机筒5滤网区连接头模头
温度℃180200210220220225230230220
2)防老化母粒工序(如图2所示)：
原料配方：(30％-50％)HDPE(5000S、6094)+(30％-60％)LDPE(2420、0710)+(5％-15％)受阻胺光稳定剂(944、3529)+(5％-10％)紫外吸收剂(328、531)+助剂
将原料投入双螺杆造粒机挤出造粒，温度分布如下：
机筒1机筒2机筒3机筒3机筒4机筒5滤网区连接头模头
温度℃170180200200210210210210200
3)拉丝工序(如图3所示)：
原料配方：高密度聚乙烯HDPE(5000S、6094)100％+8-25％阻燃剂母粒+3％-10％防老化母粒。
将原料投入挤出机混炼，温度分布如下：
机筒1机筒2机筒3机筒3机筒4机筒5滤网区连接头模头×5
温度℃180200230250250255260260250
纬丝的生产工艺：以上述工艺条件从挤出机中挤出平膜，将平膜以20-40℃水温冷却后分切扁丝，经折叠器折叠后，在80-128℃拉伸板作热拉伸，拉伸倍数为5-7倍，并在100-120℃下定型，得到宽度1.5-3.5mm的扁丝，塑料扁丝的线密度为250-320±5tex，抗拉强度≥0.38N/tex，伸长率15-30％。经丝的生产工艺：以上述工艺条件从挤出机中挤出平膜，将平膜以20-40℃水温冷却后分切扁丝，在80-128℃拉伸板作热拉伸，拉伸倍数为5-7倍，并在100-120℃下定型，得到宽度1.5-3.5mm的扁丝，塑料扁丝的线密度为150-230±5tex，抗拉强度≥0.38N/tex，伸长率15-30％
4)编织工序(如图4所示)：
采用六梭、八梭圆织机，经向采用了两根扁丝组成的一组经丝进行编织，将塑料扁丝编织成为折径2.5米的编织布基材，编织布基材的密度为180-250g/m2。将制得的编织布作开幅分切成为展开幅宽为5米的编织布基材，收卷。编织布基材的结构如图6所示，经向采用了两根扁丝101组成的一组经丝进行编织，纬向采用折叠丝102进行编织。
5)复合工序(如图5所示)：
将成卷编织布基材装上塑料涂覆机进行双面流延涂覆，其中，
涂覆原料配方：(LDPE+LLDPE)100％+8％-25％阻燃剂母粒+3％-10％防老化母粒+1％-5％的钛白粉母粒。
将上述原料投入挤出机中混炼，温度分布如下：
机筒1机筒2机筒3机筒3机筒4机筒5滤网区连接头模头×13
温度℃180230250260260270270275270
涂覆流延膜密度：50-100g/m2。所制得的聚乙烯编织布的结构如图7所示，其包括编织布基材1和流延膜2。
实施例2
复配阻燃剂含量20％(十溴乙烷：三氧化二锑＝3:1)防老化剂含量5％(受阻胺944：吸收剂328＝2:1)阻燃性能满足CPAI84，防老化性能满足3000小时，保持率达80％。
实施例3
复配阻燃剂含量25％(十溴乙烷：三氧化二锑＝2:1)防老化剂含量6％(受阻胺944：吸收剂360＝2:1)阻燃性能满足CPAI84，氧指数30，防老化性能满足3000小时，保持率达85％。
实施例4
复配阻燃剂含量20％(四溴双酚A：三氧化二锑＝3:2)防老化剂含量6％(受阻胺944：受阻胺622：吸收剂360＝2:1:1)阻燃性能满足CPAI84，氧指数28，防老化性能满足3000小时，保持率达85％。
实施例5
复配阻燃剂含量20％(四溴邻苯二甲酸二甲酯：三氧化二锑＝3:2)防老化剂含量6.5％(受阻胺3529：受阻胺622：吸收剂327＝2:2:1)阻燃性能满足CPAI84，氧指数29，防老化性能满足3000小时，保持率达85％。
对照例1
复配阻燃剂含量20％(十溴二苯醚：三氧化二锑＝3:2)防老化剂含量6.5％(受阻胺944：受阻胺770＝2:1)阻燃性能满足CPAI84，氧指数29；防老化性500小时后，保持率只有32％。
对照例2
复配阻燃剂含量20％(八溴二苯醚：三氧化二锑＝3:2)防老化剂含量6.5％(受阻胺944：受阻胺770＝2:1)阻燃性能满足CPAI84，氧指数28；防老化性500小时后，保持率只有40％。
对照例3
复配阻燃剂含量40％(氢氧化镁：氢氧化铝：硼酸锌＝3:3:1)防老化剂含量8％(受阻胺944：受阻胺770＝2:1)阻燃性能满足CPAI84，氧指数28；防老化性500小时后，保持率只有35％。
力学性能较差，难生产。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种制造加厚增强阻燃耐用聚乙烯编织布的方法，其包括如下步骤：
A、制备阻燃母粒；
B、制备防老化母粒；
C、生产扁丝，其中，经丝为单层扁丝，纬丝在分条后经折叠拉伸成折叠丝，单根折叠丝的层数为2-5层；
D、编织布基，丝锭在平织机或圆织机进行编织，制成编织布基材，其中每两根经丝叠成一组进入编织；
E、复合，以LDPE、高融指LLDPE为主要原料，加入质量分数为8-25％阻燃剂母粒、质量分数为3％-10％的防老化母粒、质量分数为1％-5％的钛白粉母粒，经单螺杆挤出成融熔膜，流延到所述编织布基材上。
2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤C中，采用HDPE为主要原料，加入质量分数为8-25％阻燃剂母粒、质量分数为3％-10％的防老化母粒，经螺杆挤出机成膜，然后切割分条，经拉伸，然后收卷成丝锭。
3.如权利要求1所述的方法，其中，步骤A包括如下步骤：
A1、将质量分数为40％-70％的溴类阻燃剂、质量分数15％-40％三氧化二锑与质量分数为1％-2％稀释剂稀释好的硅烷偶联剂在80-120℃下，高速搅拌0.5-2小时，干燥，形成表面改性复配阻燃剂；
A2、步骤A1中所述的表面改性复配阻燃剂与质量分数为20％-40％的HDPE，质量分数为10％-40％的LDPE，熔融指数为1-10g/10min，以及质量分数为1％-3％的抗氧剂预先混合、挤出造粒，制备得到阻燃剂母粒。
4.如权利要求1所述的方法，其中，步骤B包括如下步骤：
将质量分数为5％-15％的受阻胺光稳定剂、质量分数为5％-10％的紫外吸收剂与质量分数为30％-50％的HDPE、质量分数为30％-60％的LDPE、熔融指数为1-10，以及质量分数为1％-3％的抗氧剂预先混合、挤出造粒，制备得到防老化母粒。
5.如权利要求1所述的方法，其中，步骤E中，所述编织布基材的两边都进行具有融熔膜。
6.如权利要求5所述的方法，其中，单面融熔膜密度为50-100g/m2。
7.如权利要求1所述的方法，其中，步骤C中，经丝为单层扁丝，其宽度为1.5-3.5毫米、线密度为1200-2000旦尼尔；纬丝在分条后经折叠拉伸成折叠丝，单根折叠丝的层数为2-5层，宽度为1.5-3.5毫米、线密度为1800-3000旦尼尔。
8.如权利要求1所述的方法，其中，步骤D中，编织布基材的经密度为26-38组/10厘米，纬密度为30-40根/10厘米，编织布基材的密度为180-250g/m2。
9.权利要求1-8之一所述方法制造的聚乙烯编织布。
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