CN114351484A - 一种抗生物海藻腐蚀缆绳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗生物海藻腐蚀缆绳及其制备方法，该方法包含：步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯；步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定；步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层；外包覆层为石墨烯涂层，采用的涂料成分包含：石墨烯材料1‑8份、异氰酸酯15‑30份、季戊四醇10‑60份、乙二醇10‑30份，环氧树脂0.5‑2份。步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。本发明还提供了该方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳。该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。本发明制备的缆绳抗腐蚀性能优异，应用领域广泛，并且制备方法简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种缆绳制造领域的抗腐蚀缆绳及其制备方法，具体地，涉及一种抗生物海藻腐蚀缆绳及其制备方法。
背景技术
缆绳一般用于系结船舶的多股绳索，要求具备抗拉、抗冲击、耐磨损、柔韧轻软等性能。缆绳在过去常用钢索、麻或棉绳；合成纤维出现以后，已大多用锦纶、丙纶、维纶、涤纶等制做。合成纤维缆绳除比重轻、强度高、抗冲击和耐磨性好以外，有耐腐蚀、耐霉烂、耐虫蛀等优点。化纤缆绳除用于船舶系缆外，还广泛用于交通运输、工业、矿山、体育和渔业等方面。根据特种用途需要，还可在缆芯内编入金属材料。但是，现有的缆绳在抗腐蚀，特别是耐生物海藻腐蚀的性能上还需要进一步提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗腐蚀缆绳及其制备方法，克服现有技术的不足，制备方法简单，抗腐蚀性能优异，应用领域广泛。
为了达到上述目的，本发明提供了一种抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯；步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定；步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层；步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的步骤1中，绳芯是采用石墨烯锦纶纤维、石墨烯超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯涤纶纤维中的任意一种或多种石墨烯纤维拧绞而成。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的石墨烯纤维中，按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的0.1～15％。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的步骤2中，绳体是采用涤纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维中的任意一种或多种基础纤维拧绞而成。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的步骤3中，外包覆层为石墨烯涂层。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的石墨烯涂层，采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料1-8份、异氰酸酯15-30份、季戊四醇10-60份、乙二醇10-30份，环氧树脂0.5-2份。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的石墨烯材料是选自二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯中的任意一种或多种石墨烯粉体。
上述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其中，所述的石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
本发明还提供了一种通过上述的方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，其中，所述的缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
本发明提供的抗生物海藻腐蚀缆绳及其制备方法具有以下优点：
本发明的缆绳的绳体内部设有绳芯，绳体外部有外包覆层。抗腐蚀性能优异，应用领域广泛。采用电化学方法测试本发明缆绳的耐生物海藻腐性达到98％，比普通缆绳寿命多5-10年。
本方法制备改性石墨烯高强耐磨锦纶缆绳，工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。
本发明提供的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其包含：步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯；步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定；步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层；步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
步骤1中的绳芯是采用石墨烯锦纶纤维、石墨烯超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯涤纶纤维等中的任意一种或多种石墨烯纤维拧绞而成。
石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
石墨烯纤维中按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的0.1～15％。
步骤2中的绳体是采用涤纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维等中的任意一种或多种基础纤维拧绞而成。
步骤3中的外包覆层为石墨烯涂层。
石墨烯涂层采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料1-8份、异氰酸酯15-30份、季戊四醇10-60份、乙二醇10-30份，环氧树脂0.5-2份。
石墨烯材料是选自二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯等中的任意一种或多种石墨烯粉体。
石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
本发明中采用的设备和其他工艺条件等均为本领域内技术人员所已知的。
本发明还提供了通过该方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
下面结合实施例对本发明提供的抗生物海藻腐蚀缆绳及其制备方法做更进一步描述。
实施例1
一种抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其包含：
步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯。
绳芯是采用石墨烯锦纶纤维拧绞而成。
石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的0.1～1％。
步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定。
绳体是采用涤纶纤维拧绞而成。
步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层。
外包覆层为石墨烯涂层。采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料1份、异氰酸酯15份、季戊四醇10份、乙二醇10份，环氧树脂0.5份。
石墨烯材料选用二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯粉体。
石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
本实施例还提供了通过该方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
实施例2
一种抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其包含：
步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯。
绳芯是采用石墨烯超高分子量聚乙烯纤维拧绞而成。
石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的1～5％。
步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定。
绳体是采用超高分子量聚乙烯纤维拧绞而成。
步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层。
外包覆层为石墨烯涂层。采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料4份、异氰酸酯18份、季戊四醇20份、乙二醇15份，环氧树脂0.8份。
石墨烯材料选用化学氧化剥离的氧化石墨烯粉体。
石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
本实施例还提供了通过该方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
实施例3
一种抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其包含：
步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯。
绳芯是采用石墨烯涤纶纤维拧绞而成。
石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的5～8％。
步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定。
绳体是采用玻璃纤维。
步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层。
外包覆层为石墨烯涂层。采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料5份、异氰酸酯22份、季戊四醇35份、乙二醇20份，环氧树脂1.2份。
石墨烯材料选用偶联剂改性氧化石墨烯粉体。
石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
本实施例还提供了通过该方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
实施例4
一种抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其包含：
步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯。
绳芯是采用石墨烯锦纶纤维、石墨烯涤纶纤维，两种石墨烯纤维拧绞而成。
石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的8～12％。
步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定。
绳体是采用涤纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维中的任意一种基础纤维拧绞而成。
步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层。
外包覆层为石墨烯涂层。采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料6份、异氰酸酯25份、季戊四醇50份、乙二醇25份，环氧树脂1.6份。
石墨烯材料选用氨基高分子改性氧化石墨烯或阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯的石墨烯粉体。
石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
本实施例还提供了通过该方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
实施例5
一种抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其包含：
步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯。
绳芯是采用石墨烯锦纶纤维、石墨烯超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯涤纶纤维中的任意多种石墨烯纤维拧绞而成。
石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的12～15％。
步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定。
绳体是采用涤纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维中的任意多种基础纤维拧绞而成。
步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层。
外包覆层为石墨烯涂层。采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料8份、异氰酸酯30份、季戊四醇60份、乙二醇30份，环氧树脂2份。
石墨烯材料是选自二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯中的任意多种石墨烯粉体。
石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
本实施例还提供了通过该方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
对本发明各实施例制备的抗生物海藻腐蚀缆绳进行测试，结果明显优于现有的缆绳。采用电化学方法测试本发明缆绳的耐生物海藻腐性达到80％以上，最高可以达到98％，比普通缆绳寿命多5-10年。具体结果如下表1所示。
表1.测试结果。
本发明提供的抗生物海藻腐蚀缆绳及其制备方法，该缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。在制备该缆绳时，首先将石墨烯纤维拧绞制成绳芯，然后再在绳芯外部制成绳体，再将绳体浸渍在涂料中，并通过均匀涂覆，使绳体外部形成外包覆层。具有制备方法简单，抗腐蚀性能优异，应用领域广泛等特点。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：
步骤1，选取石墨烯纤维，通过拧绞制成绳芯；
步骤2，选取基础纤维，在绳芯外部通过拧绞制成绳体，并与绳芯固定；
步骤3，配制涂料，将绳体浸渍在涂料中，再通过均匀涂覆使绳体外部形成外包覆层；
步骤4，干燥后得到抗生物海藻腐蚀缆绳。
2.如权利要求1所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，绳芯是采用石墨烯锦纶纤维、石墨烯超高分子量聚乙烯纤维、石墨烯涤纶纤维中的任意一种或多种石墨烯纤维拧绞而成。
3.如权利要求2所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯纤维是在纤维的原料中加入石墨烯材料并均匀混合后，通过纺丝工艺制备的。
4.如权利要求3所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯纤维中，按质量百分比计石墨烯材料的添加量为石墨烯纤维总量的0.1～15％。
5.如权利要求1所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，绳体是采用涤纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维中的任意一种或多种基础纤维拧绞而成。
6.如权利要求1所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，外包覆层为石墨烯涂层。
7.如权利要求6所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯涂层，采用的涂料成分按重量份数计包含：石墨烯材料1-8份、异氰酸酯15-30份、季戊四醇10-60份、乙二醇10-30份，环氧树脂0.5-2份。
8.如权利要求3或7所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯材料是选自二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯中的任意一种或多种石墨烯粉体。
9.如权利要求8所述的抗生物海藻腐蚀缆绳的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯粉体的粒径范围为1-5μm。
10.一种通过如权利要求1～7中任意一项所述的方法制备的抗生物海藻腐蚀缆绳，其特征在于，所述的缆绳包含绳体，绳体的内部设有绳芯，绳体的外部设有外包覆层。
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