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一种功能性复合编织水带用外覆膜材料及覆膜方法与流程

2022-04-14 02:36:57 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及水带制备技术领域,具体涉及一种功能性复合编织水带用外覆膜材料及覆膜方法。


背景技术:

2.申请号为200510001696.0,发明名称为聚丙烯编织水带的制造方法及其产品的中国专利,其公开了一种编织水带的制造方法包括将聚丙烯纤维通过圆织机织成筒状水带,将得到的产品用圆筒编织袋涂塑复合机先对其外表涂覆塑料膜,然后利用翻袋器将筒状水带内表面翻成外表面,再对翻到外部的表面涂覆塑料膜,所述塑料膜为pp/pe的混合料,所需加工熔融温度(≥160℃)远高于常规纤维编织层的耐温极限,并且对于常用规格100米以上的农用灌溉水带,翻袋工艺难度大,难以实现,而且聚烯烃类材料耐光照耐候性差,易于老化。
3.申请号为201410845327.9,发明名称为一种三层共挤复合内衬高耐压超薄农用水带的中国专利,公开了水带由内而外分别为内衬层、增强层和外层构成,各层之间均采用eva基胶黏剂粘结,其外层为改性涂覆料,但该专利中并未详述改性涂覆料为何种成分或组分,不具备可实施性。此外,eva基胶黏剂耐温性较差,在60℃的地表温度下,会发生开胶分层。
4.申请号为201220378610.1,发明名称为一种耐磨耐高压消防水带,公开了水带包括内编织层、附着在内编织层内表面上的橡塑衬里和涂覆在内编织层外表面上的耐磨涂覆层,耐磨涂覆层的外表面上设有耐磨外编织层,耐磨外编织层由高强度芳纶丝作为经线和纬线编织而成,所述耐磨涂覆层为氢化丁腈橡胶涂层,涂层厚度0.5-1mm,提高了水带的耐磨性,但是氢化丁基橡胶涂层成本高、密度大,需要较大的厚度(≥0.5mm)才能满足耐磨性要求,导致带有涂层的水带重量大,不利于实际的使用以及用后收纳。此外,芳纶丝价格昂贵,严重限制农用灌溉水带的大规模应用。
5.综上,如图1所示,编织水带一般由内衬膜层1、编织层2和外防护膜层3复合形成,其中内衬膜层主要为单层或多层聚乙烯及其改性膜,主要起到防止渗漏的功能;编织层一般采用高强低缩的聚丙烯或聚酯长丝、单丝或扁丝编织而成,主要起到增强作用;外防护膜层一般采用聚乙烯涂塑或氢化丁腈橡胶涂层,主要起到耐磨防护的作用。但现有技术存在的外防护膜层原材料加工温度高、所需覆膜工艺难度大,并且外防护膜层与编织层间相容性差,容易分层和剥离,所形成涂层厚度大才能保证耐磨性,耐候性差,弹性和柔韧性低等一系列问题,严重限制了复合编织水带的发展和应用。


技术实现要素:

6.本发明目的在于克服现有编织水带存在的外防护膜与编织层间相容性差、容易分层和剥离、涂层厚度大、耐候性差、弹性和柔韧性低,现有外防护膜层覆膜工艺难度大的技术问题,而提供一种由绿色环保的水性聚氨酯改性丙烯酸树脂、增稠剂、填料以及消泡剂和
抗老化剂等添加剂混合而成的外覆膜胶膜液,通过环涂或浸涂的方式直接作用于复合编织水带表面,形成可控厚度的薄外防护膜层,覆膜工艺简单可控,不污染环境,胶膜液具有流动性强、渗透性好、粘附性强、成膜性好等优点,并且与编织层之间具有优异的相容性,获得的防护膜与编织层间相容性好、与编织层剥离强度高、涂层厚度小,并具有优异耐磨性和耐候性,弹性和柔韧性高。
7.本发明通过下述技术方案实现:
8.一种功能性复合编织水带用外覆膜材料,按质量百分比包括:水性聚氨酯改性丙烯酸乳液75-85份、增稠剂3-4份、填料10-20份、消泡剂0.1-1份、抗老化剂0.1-1份、颜料或染料0-0.5份和一种或多种功能性添加剂0-0.5份。
9.水性聚氨酯改性丙烯酸酯乳液即拥有水性聚氨酯材料的优异粘结性、弹性、耐寒性、高光泽性等优点,又具备水性丙烯酸酯的良好耐水性,耐侯性和耐老化性,防腐、耐碱、耐水、施工无污染、低成本等优势。水性聚氨酯改性丙烯酸酯乳液中聚氨酯质量含量≥30%,水溶液或悬浮液固体含量≥45%。
10.本发明中优选水性聚氨酯改性丙烯酸乳液固含量为45%,水性聚氨酯占比40wt%,由实施例可以得知水性聚氨酯改性聚丙烯酸乳液中的水性聚氨酯与丙烯酸的含量配比直接影响所形成胶膜的机械性、t剥离强度、吸水率和耐磨性,水性聚氨酯占比40wt%获得的胶膜具有最佳的性能;乳液的固含量直接影响胶膜的干燥时间、t剥离强度、吸水率和磨损质量,随着乳液固含量的减小,胶膜的干燥时间延长,t剥离强度降低,吸水率和磨损量增大;随着固含量的增大获得胶膜的t剥离强度和机械性能降低,磨损质量增大,这是由于过高的固含量导致胶膜液粘度过大,均匀性降低,获得的胶膜质量和性能降低。
11.本发明中增稠剂用于改善和提高水性混合胶膜液的粘稠度,保持水性混合胶膜液地稳定流动性和黏润性,并兼具乳化作用,增稠剂可以为明胶、琼脂、淀粉、黄原胶、瓜尔胶、天然乳胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、改性聚氨酯、聚丙烯酸盐/酯中的一种或几种混合物,优选为固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,根据混合物粘度变化,调节增稠剂添加量。
12.本发明中填料可用作水性混合胶膜液的增强材料和调节水性混合胶膜液的粘稠度,降低外覆膜的收缩率,提高外覆膜的尺寸稳定性、耐磨性、力学性能以及表面光洁度和平滑性,由实施例可知可以减少水性乳液使用量而降低成本。填料可以为轻质碳酸钙、滑石粉、高岭土、蒙脱土、硫酸钡中的一种或几种的混合物,填料可以过100目以上滤网,本发明填料优选为600目轻质碳酸钙粉末。通过比较实施例和对比例可以看出,填料的种类和尺寸直接影响所成胶膜的性能,600目轻质碳酸钙相比于同目数的滑石粉、蒙脱土具有较低的成本,在实施例范围内,随着填料尺寸的减小获得胶膜性能更佳,但过大尺寸填料使得胶膜的磨损量和吸水率增大,而过小尺寸的填料,在乳液中易发生团聚,导致胶膜性能下降,且成本高。
13.在本发明中消泡剂主要用于降低水性混合胶膜液的表面张力,防止或减少水性混合胶膜液在混合过程形成泡沫,改善所形成外覆膜的均匀性。消泡剂可以为矿物油类、醇类、脂肪酸及脂肪酸酯类、酰胺类、磷酸酯类、有机硅类、聚醚类、聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂中的一种或几种的混合物,本发明中消泡剂优选为0.5份的聚醚改性聚硅氧烷液体。
14.在本发明中在抗老化剂主要用于延缓外覆膜材料的老化,延长外覆膜的使用寿
命,抗老化剂可以为苯乙烯化苯酚,2,6-二叔丁基对甲酚,2,2
’‑
亚甲基双-(4-甲基-6叔丁基苯酚)中的一种或几种的混合物,本发明中抗老化剂优选为0.5份的苯乙烯化苯酚液体。
15.由上述材料混合形成的胶膜液流动性和渗透性强,与编织层聚合物间有较强的分子间作用力、相容性好,剥离强度高,且水性聚氨酯改性丙烯酸酯乳液为水性乳液,溶剂为水,在其干燥过程中仅有水份挥发,无voc,不污染环境。
16.可以根据颜色和功能的需求,选择性添加功能性添加剂和颜料或染料;根据所需外观颜色的需求添加对应颜色的颜料或染料,颜料可以为无机颜料或有机颜料,所述无机颜料可以为金属的氧化物、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、铬酸盐、钼酸盐、碳酸盐、氢氧化物、钒酸盐、硫化物、铁氰酸盐、金属粉、炭、珠光颜料或钴蓝颜料;所述的有机颜料可以为偶氮类颜料、非偶氮类颜料、金属络合系、异吲哚啉酮系或异吲哚啉系颜料;所述染料包括蒽醌类染料、杂环型染料、次甲基型染料、甲亚胺型溶剂染料或酞菁类溶剂染料,所述的杂环型染料为双偶氮类、萘环酮类、吡唑啉酮类、紫环酮类或喹酞酮类染料,所述的非偶氮类颜料为本征导电聚合物系、芘系、苯并咪唑酮或喹吖啶酮。
17.根据所需功能性的需求,如抗静电性、抗菌性或荧光效果等,添加抗静电剂、抗菌剂和荧光剂等的一种或几种。
18.一种功能性复合编织水带用外覆膜材料的覆膜方法,包括:
19.步骤(1),将水性聚氨酯改性丙烯酸乳液与增稠剂、填料、消泡剂和抗老化剂利用混合器混合,得到混合胶膜液;
20.步骤(2),将步骤(1)所述混合胶膜液通过浸入或环涂工艺涂覆在已覆内衬膜层的编织水带上;
21.步骤(3),将步骤(2)中涂覆有混合胶膜液的水带牵引至长甬道内,进行干燥,待降温后收卷打包制备成卷的功能性复合编织水带。
22.优选地,步骤(1)中所述混合器选用搅拌釜、u型混料机或球磨混料机,混合温度为5-80℃,转速为10-1500r/min。混合温度主要以常温为主,过低粘稠度大,导致混合不均匀,温度过高容易导致乳液中小分子的分解,可以在5-80的范围内均可。10-1500r/min为常用的高混机转速,过低的转速不能保证均匀性,转速也没必要过高,选择合适的转速主要是用于获得均匀的胶膜液即可。
23.进一步地,步骤(2)中所述浸涂工艺具体为:将连续成卷的带有内衬膜层的编织水带引入1号气动皮压辊,在主动牵引辊的牵引下完全浸入到装有步骤(1)所述混合胶膜液的胶池中;然后在主动牵引辊的带动下,通过2号气动皮压辊,挤压出多余的混合胶膜液,并在内衬膜层中打入压力为0.2-0.3mpa的水或空气,将水带撑圆,通过调节2号气动皮压辊的压力,在复合水带的编织层外表面获得相应厚度的外覆膜。
24.实施例中浸涂覆膜工艺能为直径为50-100mm带有内衬膜编织水带制备厚度≤1mm的外覆膜层,但本工艺方法不局限于编织水带的直径,也就是说还能用于涂覆直径小于50mm,以及直径大于150mm的带有内衬膜编织水带,外覆膜层不仅提高了水带的爆破压力、耐磨性和抗老化性,而且降低了延伸率和扭曲度。
25.进一步地,步骤(2)中所述环涂工艺具体为:将连续成卷的带有内衬膜层的编织水带引入1号气动皮压辊,然后在水带的内衬膜层中打入压力为0.2-0.3mpa的水或空气,将水带撑圆,通过主动牵引辊牵引穿过相应直径的环形模头,模头连接计量泵,将步骤(1)中所
述混合胶膜液,以一定转速输送到模头,均匀的涂覆于复合水带的编织层外部,通过调节计量泵的转速或主牵引辊的速度,在复合水带表面获得相应厚度的外覆膜。
26.环涂覆膜工艺能为直径为50-150mm带有内衬膜编织水带制备厚度≤0.5mm的外覆膜,但本工艺方法不局限于编织水带的直径,也就是说还能用于涂覆直径小于50mm,以及直径大于150mm的带有内衬膜编织水带,环涂工艺相较于浸涂工艺展示出更佳的优越性;外覆膜层不仅提高了水带的爆破压力、耐磨性和抗老化性,而且降低了延伸率和扭曲度。
27.优选地,步骤(2)中所述混合胶膜液温度为40℃,覆膜温度也可以在5-80的范围内调节,不需要过高的热量,只要能保持胶膜液的性能,保持胶膜液的均匀性、流动性和粘稠度,更利于胶膜液与编织层的浸润和相互作用即可。
28.步骤(3)中将涂覆有混合胶膜液的水带牵引至长甬道内,利用电磁感应将水带中的水或空气加热到90℃以上,甬道内120℃热风以2m/min风速对复合水带表面涂层进行干燥固化,通过对水带内介质加热,和外部热风的方式,对水带进行内、外干燥。
29.本发明的有益效果在于:
30.本发明所述外覆膜材料为水性聚合物乳液,相比于现有技术中外覆膜原料常用的塑料和橡胶涂层具有环保、无污染,易获得、成本低的优点;且本发明形成的混合胶膜液在40℃时即可涂覆于编织层上,用较短的干燥时间,在加热温度为120℃时即可使外覆膜快速干燥,相较于现有技术中的塑料所需加工熔融温度远高于常规纤维编织层的耐温极限,难以实现,本发明外覆膜原材料加工工艺和成膜条件简单、实施性强,与常规纤维编织层间相容性好,获得的外覆膜与编织层之间剥离强度高,并具有优异耐磨、耐候性好、弹性和柔韧性高等优点。本发明外覆膜材料配方中可以根据根据功能性或颜色需求,添加功能性添加剂和颜料或染料,使水带具有一定功能性或伪装色。
31.本发明所述覆膜方法仅通过环涂和浸涂的方式,便可以获得厚度可控的外覆膜,胶膜液无需再加工,胶膜液为水相乳液,仅通过加热干燥,便可获得外覆膜涂层,无需有机溶剂或者高温熔融过程,对于设备要求低,操作条件要求低;与现有技术中制备塑料和橡胶外覆层的加热熔体覆膜工艺及装置相比,本发明外覆膜层制备工艺简单、可控,实施性强,所需设备要求低,操作过程安全、节能,无环境污染。
附图说明
32.图1为带有外覆膜层的复合内衬膜编织水带的横截面示意图。
33.图2为浸涂法外覆膜工艺中浸涂挤压步骤示意图。
34.图3为环涂法外覆膜工艺中环涂步骤示意图。
35.图4为图3中a处局部放大视图。
具体实施方式
36.下面通过具体实施例和对比例,对本发明技术方案做进一步阐述,以验证本发明技术方案的可行性和效果。
37.颜料或染料以及功能性添加剂对胶膜性能的影响很小,而且两者的添加量非常少,主要用于赋予水带外覆膜颜色,以及一些额外的功能性,包括荧光、抗菌、反光、抗静电等,在以下实施例和对比例中不讨论颜料或染料以及功能性添加剂对胶膜性能的影响。
38.实施例1
39.依次称取800g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比30wt%),30g的固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,160g的600目轻质碳酸钙粉末,5g的聚醚改性聚硅氧烷液体,5g的苯乙烯化苯酚液体加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液,后使用涂膜仪在玻璃板上制备胶膜,后在100℃热风箱中干燥,获得胶膜。分别对获得的胶膜进行以下测试:
40.胶膜混合液的粘度:采用奥地利安东帕公司physica mcr 102型平板式流变仪在25℃下进行测试混合液的粘度。
41.t剥离强度:按照gb/t 2792-2014《胶粘带剥离强度的实验方法》进行测定角膜混合液的t剥离强度。
42.机械性能:按照gb/t 528-92《硫化橡胶和热塑性橡胶拉伸性能的测定》测试胶膜的拉伸强度和断裂伸长率。
43.吸水率:采用重量法对胶膜进行吸水率测定,剪取2cm
×
2cm的正方形胶膜样品,称取重量m1,将其置于去离子水中,25℃下浸泡24h,用吸水纸吸干表面水分,称重湿态重量m2,吸水率根据公式计算:
44.吸水率=(m
2-m1)/m1×
100%
45.回弹性:按照din 53512-2000《橡胶和弹性体的检验回弹性的测定》测试胶膜的回弹性。
46.滑动摩擦磨损:根据是gb/t 3960-2016《塑料滑动摩擦磨损实验方法》进行摩擦磨损测试,剪取7mm
×
30mm的长方形胶膜样品,称取重量m1,安装在试验机的实验环上方,并加载符合,式样保持静止,实验环以200r/min转速转动,实验时间2h,负荷196n。试验结束,称取磨损后的质量m2,磨损量根据公式计算:
47.磨损量=(m
2-m1)/m1×
100%
48.由实施例1中获得的胶膜混合液的粘度为245cp,胶膜的干燥时间为13min,胶膜的t剥离强度为31n/cm,拉伸强度为3.6mpa,断裂伸长率为296%,吸水率为7%,回弹性为99%,磨损量为6%。
49.实施例2
50.本实施例与实施例1的区别仅在于将水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的水性聚氨酯占比由30wt%更换成40wt%,其他条件不变,获得胶膜的性能汇总如表2所示。
51.实施例3
52.本实施例与实施例1的区别仅在于将水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的水性聚氨酯占比由30wt%更换成50wt%,其他条件不变,获得胶膜的性能汇总如表2所示。
53.比较表2中实施例1-3获得胶膜的性能,发现水性聚氨酯改性丙烯酸乳液中的水性聚氨酯(wpu)的含量对胶膜的物理化学性能(机械性能、剥离强度、吸水性、耐磨性等)有影响,通过比较发现实施例2即使用固含量为45%,水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的水性聚氨酯占比40wt%时,所获得胶膜平衡了作为复合编织水带外覆膜所需的性能要求。
54.实施例4
55.依次称取750g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),40g的固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,200g的600目轻质碳酸钙,5g的聚醚
改性聚硅氧烷,5g的苯乙烯化苯酚加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液,后使用涂膜仪在玻璃板上制备胶膜,后在100℃热风箱中干燥。对获得的胶膜采用实施例1所述试验方法得到相应特性,如表2所示。
56.对比例3
57.依次称取550g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),40g的固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,400g的600目轻质碳酸钙,5g的聚醚改性聚硅氧烷,5g的苯乙烯化苯酚加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液,后使用涂膜仪在玻璃板上制备胶膜,后在100℃热风箱中干燥。
58.实施例4相比实施例2,减少了水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的用量,增加了填料的用量,实施例4与实施例2相比,所获得胶膜的性能相差不多,说明在保证胶膜质量的前提下,可以通过增加填料的含量,降低胶膜的乳液使用量,减少成本。
59.对比例3大大减少了水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的用量,增加了填料的用量,相比于前述实施例中的轻质碳酸钙(填料)的用量最大,乳液的用量最少,虽然成本大幅降低,但是胶膜综合性能较差,如表2所示,对比例3获得胶膜性能大幅下降,说明填料使用量要少于40份。
60.实施例5
61.依次称取850g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),40g的固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,100g的600目轻质碳酸钙,5g的聚醚改性聚硅氧烷,5g的苯乙烯化苯酚加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液,后使用涂膜仪在玻璃板上制备胶膜,后在100℃热风箱中干燥。获得的胶膜液和胶膜的特性表1、2所示。
62.实施例5相对实施例2,增加了水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的用量,减少了填料的用量,实施例5与实施例2相比,所获得胶膜的性能相差不多。
63.对比例4
64.依次称取900g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),30g固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,50g的600目轻质碳酸钙,10g的添加剂加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液,后使用涂膜仪在玻璃板上制备胶膜,后在100℃热风箱中干燥。
65.本对比例大大增加了水性聚氨酯改性丙烯酸乳液的用量,减少了填料的用量,是所有实施例中的轻质碳酸钙(填料)的用量最少,乳液的用量最多的,导致形成的胶膜干燥时间较长,吸水率较大、耐磨性降低,成本较高,且胶膜综合质量较差。
66.实施例6
67.本实施例在实施例2的基础上,将固含量45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%)更换成固含量40%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),其他条件不变。
68.本实施例降低了水性聚氨酯改性丙烯酸乳液固含量,导致形成的胶膜干燥时间较长,胶膜液粘度低,拉伸强度和断裂伸长率明显降低、吸水率较大、耐磨性降低,胶膜综合质量不如实施例2。
69.对比例1
70.本实施例在实施例6的基础上,将固含量40%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%)更换成固含量为35%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),其他条件不变。
71.本对比例1中进一步降低乳液的固含量,导致形成胶膜中的填料含量比重偏高,降低了外覆膜的机械性能、耐磨性以及剥离强度,胶膜综合质量不如实施例6。
72.实施例7
73.本实施例在实施例2的基础上,将固含量45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%)更换成固含量50%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),其他条件不变。
74.本实施例增大了水性聚氨酯改性丙烯酸乳液固含量,导致胶膜液的粘度增加,形成外覆膜的厚度增大,胶膜的耐磨性降低、吸水率较大、拉伸强度和断裂伸长率明显降低,胶膜综合质量不如实施例2。
75.对比例2
76.本实施例在实施例7的基础上,将固含量50%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%)更换成固含量55%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),其他条件不变。
77.本对比例2中进一步增加了乳液的固含量,导致胶膜液的粘度增加,形成外覆膜的厚度增大,胶膜的耐磨性降低、吸水率较大、拉伸强度和断裂伸长率明显降低,胶膜综合质量不如实施例7。
78.综合比较实施例6、对比例1、实施例7、对比例2和实施例2可知,优选45%的固含量,获得的外覆膜具有优异的性能和相对较低的成本,性价比最好。
79.实施例8
80.本实施例在实施例2的基础上,将600目轻质碳酸钙更换为300目轻质碳酸钙,其他条件不变。
81.实施例9
82.本实施例在实施例2的基础上,将600目轻质碳酸钙更换为100目轻质碳酸钙,其他条件不变。
83.对比例5
84.本实施例在实施例2的基础上,将600目轻质碳酸钙更换为50目轻质碳酸钙,其他条件不变。
85.实施例8、9,对比例5中依次将轻质碳酸钙的尺寸变大后加入乳液中,观察填料的尺寸变大对成膜后的机械性能和耐磨性,由表2可看出,胶膜液的粘度依次减小,剥离强度、拉伸强度、断裂伸长率依次减小,耐磨性降低明显,说明填料的尺寸直接影响填料在乳液中的分散,尺寸越大,分散不均匀,导致成膜后的机械性能和耐磨性大大降低。
86.实施例10
87.本实施例在实施例2的基础上,将600目轻质碳酸钙更换为1000目轻质碳酸钙,其他条件不变。
88.对比例6
89.本实施例在实施例2的基础上,将600目轻质碳酸钙更换为2000目轻质碳酸钙,其
他条件不变。
90.实施例10、对比例6中依次将轻质碳酸钙的尺寸变小后加入乳液中,观察填料的尺寸变小对成膜后的机械性能和耐磨性,由表2可看出,胶膜液的粘度依次变大,干燥时间变长,吸水率和磨损量都有增加,断裂伸长率、拉伸强度下降明显,说明随着填料尺寸的减小分散性提高,尺寸再减小,容易团聚导致分散性变差,影响外覆膜的性能。
91.通过比较实施例8-10,对比例5、6可知,填料的尺寸对于外覆膜胶液的粘度的直接影响,对于胶液形成胶膜的机械性能、吸水性、剥离强度、耐磨性等性能的影响。
92.实施例11
93.本实施例在实施例2的基础上,将填料轻质碳酸钙更换为600目的滑石粉粉末,其他条件不变。
94.实施例12
95.本实施例在实施例11的基础上,将600目滑石粉更换为300目滑石粉粉末,其他条件不变。
96.实施例13
97.本实施例在实施例2的基础上,将填料600目的轻质碳酸钙粉末更换为600目的蒙脱土粉末,其他条件不变。
98.通过实施例2、11和13,来说明填料种类对胶膜性能的影响,发现三种填料获得的胶膜性能较为接近,故选用成本低的填料,即轻质碳酸钙;通过实施例11和12进一步证明填料的尺寸对于胶膜液和胶膜的性能影响,发现在一定范围内,填料尺寸越小,获得的胶膜性能越佳,同时需要的成本增大,600目尺寸具有最佳性价比。
99.上述实施例和对比例中外覆胶膜混合液组份配置如表1所示。
100.表1外覆胶膜混合液组份配置表
[0101][0102]
对实施例和对比例所得的混合胶膜液和胶膜进行性能测试,得到结果如表2所示,其中:
[0103]
表2实施例胶膜混合液及胶膜性能对照表
[0104]
[0105][0106]
通过对上述实施例及对比例中获得的胶膜性能进行比较,实施例1-3可以看出水性聚氨酯改性聚丙烯酸乳液中的水性聚氨酯与丙烯酸的含量配比直接影响所形成胶膜的机械性、t剥离强度、吸水率和耐磨性,优选实施例2中的两组分配比为pa:wpu=60:40获得的胶膜具有最佳的性能;比较实施例2、4、5以及对比例3、4可以看出乳液含量与填料的添加量直接影响胶膜的干燥时间、t剥离强度、机械性能、耐磨性能和吸水率。在实施例范围内随着填料含量的增加,胶膜越容易干燥,相比于对比例4和实施例5,优选实施例2中的填料添加量,可以缩短胶膜干燥时间,降低胶膜的成本,同时作为增强体均匀的分散在乳液中,能够提高胶膜的机械性能。如对比例3中过多的添加量导致胶膜t剥离强度、机械性能急剧降低,吸水率和磨损量增大,胶膜综合性能较差。对比实施例2、6、7和对比例1、2可以看出乳液的固含量直接影响胶膜的干燥时间、t剥离强度、吸水率和磨损质量。相比于对比例1和实施例6,在优选实施例2中的乳液固含量基础上,随着乳液固含量的减小,胶膜的干燥时间延长,t剥离强度降低,吸水率和磨损量增大;相比于对比例2和实施例7,在优选实施例2中的
固含量基础上,随着固含量的增大获得胶膜的t剥离强度和机械性能降低,磨损质量增大,这是由于过高的固含量导致胶膜液粘度过大,均匀性降低,获得的胶膜质量和性能降低。通过比较实施例8-13和对比例5,6可以看出,填料的种类和尺寸直接影响所成胶膜的性能,优选实施例2中的600目轻质碳酸钙,相比于滑石粉、蒙脱土具有较低的成本,在实施例范围内,随着填料尺寸的减小获得胶膜性能更佳,而对比例5中较大尺寸填料使得胶膜的磨损量和吸水率增大,而对比例6中较小尺寸的填料,在乳液中易发生团聚,导致胶膜性能下降,且成本高。综上所述优选实施例2中的由水性聚氨酯改性丙烯酸、增粘剂、填料及添加剂混合后获得胶膜混合液获得的外覆胶膜具有优异的机械性性能、高的剥离强度、高的耐磨性、低吸水率,同时成本较低,性价比最高。所以选用实施例2中优化的配方作为复合编织水带专用外覆膜材料,制备带有外覆膜的功能性复合编织水带。
[0107]
实施例14
[0108]
如图3、4,一种基于实施例2所述外覆膜材料在复合编织水带上进行覆膜的方法,具体步骤如下:
[0109]
步骤1,外覆膜混合原料的配制:依次称取800g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),30g固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,160g的600目轻质碳酸钙粉末,5g的聚醚改性聚硅氧烷液体,5g的苯乙烯化苯酚液体加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液。
[0110]
步骤2,环涂外覆膜:将连续成卷的直径50mm的带有内衬膜层的编织水带引入1号气动皮压辊4,然后在内衬膜层中打入压力为0.2-0.3mpa的水,将水带撑圆,通过主动牵引辊牵引穿过直径为49mm的环形模头5,模头连接计量泵6,计量泵将步骤1中40℃的混合胶膜液以30r/min的转速输送到模头,均匀的涂覆于复合水带的编织层外部;后牵引至5m长甬道10内,对水带内的水进行加热,使水温控制在90℃,甬道内热风温度为100℃,以2m/min风速对复合水带表面涂层进行干燥固化,在热水和热风的内、外加热作用下,在复合水带表面获得0.2mm的外覆膜,后在2号气动皮压辊7作用下阻止水带内水的溢出,水带冷却后,即温度低于40℃后,进行收卷、切割分装。其中所述主动牵引辊的速度为4m/min,1号气动皮压辊和2号气动皮压辊的压力均为0.4mpa。
[0111]
在1号皮压辊和2号皮压辊之间的水带内充满了水,通过皮压辊的挤压防止两辊之间水带中水的溢出,保证水带处于撑圆状态。主动牵引辊带动水带行走,水带中的水始终处于两个皮压辊之间。
[0112]
实施例15
[0113]
本实施例在实施例14的基础上,步骤2中将用于撑圆水带的介质更换成0.2-0.3mpa的空气,牵引至甬道后,对水带内空气进行加热,并将空气温度控制在100℃,甬道内热风温度调整为120℃,主动牵引辊的速度调整为3m/min,其他条件不变,在复合水带表面获得0.4mm的外覆膜。
[0114]
水的加热温度≤100℃,而空气的加热温度可以≥100℃。本实施例中通过降低主动牵引辊的速度,控制外覆膜的厚度,使外覆膜厚度增加;将水更改为空气,并提高了内部加热温度,降低主动牵引辊的速度,使水带在干燥甬道中的停留时间延长,可以加快外覆胶膜的干燥。
[0115]
实施例16
[0116]
本实施例在实施例15的基础上,将步骤2中的计量泵转速调整为25r/min,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在110℃,甬道内热风温度调整为140℃,主动牵引辊的速度调整为2m/min,其他条件不变,在复合水带表面获得0.5mm的外覆膜。
[0117]
本实施例在实施例15的基础上,进一步降低主动牵引辊的速度,结合调慢计量泵,可以提高水带单位面积中的外覆膜的负载量,使外覆膜厚度增加,厚度的增加需要更高的干燥温度和更多的干燥时间。
[0118]
结合实施例14、15发现,对于同一直径复合编织水带,通过环涂工艺制备外覆膜层,在保证计量泵转速相同的情况下,可以控制主牵引辊的速度,调控复合编织水带外覆膜的厚度。结合实施例14-16,可以协调计量泵转速和主牵引辊的速度,在复合编织水带表面获得目标厚度的外覆膜层。在实施例14-16中,复合编织水带外覆膜层厚度增加,可通过增大干燥温度和延长干燥时间加速外敷胶膜的干燥。
[0119]
实施例17
[0120]
如图2,一种基于实施例2所述外覆膜材料在复合编织水带上进行覆膜的方法,具体步骤如下:
[0121]
步骤1,外覆膜混合原料的配制:依次称取800g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),30g固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,160g的600目轻质碳酸钙粉末,5g的聚醚改性聚硅氧烷液体,5g的苯乙烯化苯酚液体加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液。
[0122]
步骤2,浸涂外覆膜:将连续成卷的直径50mm的带有内衬膜层的编织水带8引入压力为0.4mpa的1号气动皮压辊4,在主动牵引辊的牵引下完全浸入到装有40℃步骤1中所述混合胶膜液的500mm
×
2000mm胶池9中,后在主动牵引辊的带动下,通过压力为0.6mpa的2号气动皮压辊7,挤压出多余的混合物,并在内衬膜层打入压力为0.2-0.3mpa的水,将水带撑圆,后牵引至5m长甬道10内,水带内水温控制在90℃,甬道内热风温度100℃,风速2m/min,进行复合水带表面涂层的干燥固化,在复合水带表面获得0.6mm的外覆膜,后在3号气动皮压辊作用下阻止水带内水的溢出,压力为0.4mpa,水带冷却后,即温度低于40℃后,进行收卷、切割分装。其中所述主动牵引辊的速度为3m/min。
[0123]
主动牵引辊作为一个动力源,带动水带的运动;因为外覆膜胶液具有一定的粘度,通过调控2号皮压辊的压力,挤压浸涂有外敷膜胶液的水带,压力越大,挤压程度越大,水带表面的胶液含量越少,外覆膜厚度小;反之,水带表面的胶液含量越多,外覆膜厚度大。此处3号皮压辊的作用和实施例14中2号皮压辊作用一样,在浸涂工艺中,在2号皮压辊和3号皮压辊之间的水带中充有介质。
[0124]
实施例18
[0125]
本实施例在实施例17的基础上,将步骤2中用于撑圆水带的介质更换成0.2-0.3mpa的空气,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在100℃,甬道内热风温度调整为120℃,2号气动皮压辊的压力调整为0.5mpa,其他条件不变,在复合水带表面获得0.8mm的外覆膜。
[0126]
本实施例将2号皮压辊的压力减小,意味着水带外覆膜胶的负载量增大,形成的胶膜厚度增大,需要更高的干燥温度(空气介质温度更高)或者更长的干燥时间。
[0127]
实施例19
[0128]
本实施例在实施例18的基础上,将空气温度控制在110℃,甬道内热风温度调整为140℃,2号气动皮压辊的压力调整为0.4mpa,其他条件不变,在复合水带表面获得1.0mm的外覆膜。
[0129]
结合实施例17-19可以看出,对于同一直径复合编织水带,采用本发明中浸涂工艺制备外覆膜层,可以通过改变2号气动皮压辊的压力,调控外覆膜层的厚度,随着2号气动皮压辊压力由0.6mpa减小至0.4mpa,外覆膜层厚度由0.6mm增大到1mm,外覆膜层厚度的增大需要增加干燥温度,或减小主牵引辊的速度来增加干燥时间,保证外覆胶膜层充分干燥。
[0130]
对比例9
[0131]
为未进行外覆膜处理的,直径50mm的带有内衬膜层的编织水带。
[0132]
对以上实施例14-19所得外覆膜水带以及对比例9中的水带进行粘附性、耐磨性、爆破压力、延伸率、耐老化、扭曲度等特性的测定,其中相关测试按照下述方法进行:
[0133]
粘附性测试:按照gb 6246-2011《消防水带》中5.9中的黏附性实验进行粘附性测试,根据4.9进行判断。
[0134]
耐磨性测试:按照gb 6246-2011《消防水带》中5.12中的耐磨性实验进行耐磨性测试,根据4.12进行判断。
[0135]
爆破压力:按照gb 6264-2001《有衬里消防水带性能要求和实验方法》中的4.2中的爆破压力实验方法进行测试。
[0136]
延伸率:按照gb 6264-2001《有衬里消防水带性能要求和实验方法》中的4.4中的延伸率实验方法进行测试,计算公式:
[0137]
δl=(l
1-l0)/l0×
100%
[0138]
其中δl:试样延伸率,%;l1:试样在承受0.1mpa压力时的长度,m;l0:试样在承受设计工作压力时的长度,m。
[0139]
耐老化:按照gb/t 16422.2-2014《实验室光源暴露实验方法第2部分:氙弧灯》中的实验方法进行带有外覆膜的复合水带耐老化性能测试。
[0140]
扭曲度:按照gb 6264-2001《有衬里消防水带性能要求和实验方法》中的4.4中的扭曲度实验方法进行测试。
[0141]
δθ=(θ
1-θ0)/θ0×
100%
[0142]
其中,δθ表示式样的扭曲度,%;θ1表示试样在承受0.1mpa压力时的扭曲度,度;θ0表示试样在承受设计工作压力时的扭曲度,度。
[0143]
通过比较实施例14-16中的环涂工艺和实施例17-19中的浸涂工艺中获得的带有外覆膜的复合编织水带性能可以看出,相比于对比例9中的未带有外覆层的水带,通过两种方式获得的外覆膜层均具有优异的防护性能,外覆膜层提高了水带的爆破压力、耐磨性和耐老化性,降低了延伸率和扭曲度。在具有相似防护性能的前提下,环涂更容易获得厚度薄、质量轻的带有外覆膜的复合编织水带,是用最少的胶膜液原料获得性能优异的防护涂层,降低了成本的同时利于水带的使用和收纳。在实施例19中浸涂工艺制备的外覆膜,0.4mpa的压力获得外覆膜层厚度为1mm,相比于实施例17,18,水带综合性能并未得到提升,并且较大的厚度增加了成本的同时,增大了复合水带的重量,不利于实际生产中的实用和收纳。在100mm和150mm直径水带的浸涂工艺实施例中,不再采用0.4mpa的挤压压力。
[0144]
实施例20
[0145]
一种基于实施例2所述外覆膜材料在复合编织水带上进行覆膜的方法,具体步骤如下:
[0146]
步骤1,外覆膜混合原料的配制:依次称取800g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),30g固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,160g的600目轻质碳酸钙粉末,5g的聚醚改性聚硅氧烷液体,5g的苯乙烯化苯酚液体加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液。
[0147]
步骤2,环涂外覆膜:将连续成卷的直径100mm的带有内衬膜层的编织水带引入1号气动皮压辊,然后在内衬膜层中打入压力为0.2-0.3mpa的水,将水带撑圆,通过主动牵引辊牵引穿过直径为99mm的环形模头,模头连接计量泵将步骤1中40℃的外覆膜混合原料以25r/min的转速输送到模头,均匀的涂覆于复合水带的编织层外部;后牵引至5m长甬道内,水带内水温控制在90℃,甬道内热风温度100℃,风速2m/min进行复合水带表面涂层的干燥固化,在复合水带表面获得0.2mm的外覆膜,后在2号气动皮压辊作用下阻止水带内水的溢出,水带冷却后,即温度低于40℃后,进行收卷、切割分装。其中所述牵引辊的速度为2m/min,1号气动皮压辊和2号气动皮压辊的压力均为0.4mpa。
[0148]
对比例7
[0149]
本对比例在实施例20的基础上,仅将步骤2中的内衬膜中的水温度控制在50℃,甬道内热风温度调整为50℃,其他条件不变,在复合水带表面获得0.4mm的外覆膜。
[0150]
本实施例大大降低了外覆膜层的干燥温度,包括内部干燥温度和外部干燥温度,相较于实施例20,干燥时间相同的情况下,较低干燥温度下获得的外覆膜层干燥不完全,表面发粘。如表4所示,对比例7获得的带有外覆膜层复合编织水带的性能较差,说明较低干燥温度不能使外覆膜层充分干燥,降低外覆膜层的性能。
[0151]
对比例8
[0152]
本对比例在实施例20的基础上,仅将将步骤(2)中的计量泵转速调整为50r/min,衬膜中的水更换成0.2-0.3mpa的空气,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在110℃,甬道内热风温度调整为140℃,主动牵引辊的速度调整为7m/min,其他条件不变,在复合水带表面获得0.2mm的外覆膜。
[0153]
本实施例在实施例20的基础上大大提高了转牵引辊的速度,导致带有外覆胶膜液的复合编织水带在干燥甬道的干燥时间缩短,虽然提高了内部干燥温度和外部干燥温度,但是对比例8中获得复合编织水带外覆膜层未完全干燥,外覆膜层表面发粘。如表4所示,对比例8获得的带有外覆膜层复合编织水带的性能较差,说明较短的干燥时间不能使外覆膜层充分干燥,降低外覆膜层的性能。
[0154]
对比例7:使用的干燥温度较低,并且主牵引辊速度慢,表明甬道的干燥时间长,但是温度低,导致外覆膜未完全干燥,影响水带性能;
[0155]
对比例8:使用的干燥温度高,但是主牵引辊速度快,表明甬道干燥时间较短,虽然干燥温度高,但是较短的干燥时间,也会导致外覆膜未完全干燥,影响水带性能。
[0156]
实施例21
[0157]
本实施例在实施例20的基础上,仅将步骤2中计量泵转速调整为30r/min,内衬膜中的水更换成0.2-0.3mpa的空气,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在100℃,甬道内热风温度调整为120℃,其他条件不变,在复合水带表面获得0.3mm的外覆膜。
[0158]
实施例22
[0159]
本实施例在实施例21的基础上,仅将步骤2中计量泵转速调整为40r/min,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在110℃,甬道内热风温度调整为140℃,其他条件不变,在复合水带表面获得0.4mm的外覆膜。
[0160]
实施例21、22与实施例20相比,由表4数据可以看出不同的厚度的外覆膜对于水带性能的影响,在一定范围内,厚度的增加可以提高水带爆破压力,降低扭曲度,与实施例14-16相比,可以看出对于不同直径的水带,不同的厚度的外覆膜,对于水带性能的影响。
[0161]
实施例23
[0162]
一种基于实施例2所述外覆膜材料在复合编织水带上进行覆膜的方法,具体步骤如下:
[0163]
步骤1,外覆膜混合原料的配制:依次称取800g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),30g固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,160g的600目轻质碳酸钙粉末,5g的聚醚改性聚硅氧烷液体,5g的苯乙烯化苯酚液体加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液。
[0164]
步骤2,浸涂外覆膜:将连续成卷的直径100mm的带有内衬膜层的编织水带引入气动皮压辊1号压力为0.4mpa,在主动牵引辊的牵引下完全浸入到盛有40℃步骤1中的外覆膜混合原料的500mm
×
2000mm的胶池中,后通过控制气动皮压辊2号压力为0.6mpa,在主动牵引辊的带动下挤压出多余的混合物,并在内衬膜层打入压力为0.2-0.3mpa的空气,将水带撑圆,后牵引至5m长甬道内,水带内水温控制在90℃,甬道内热风温度100℃,风速2m/min进行复合水带表面涂层的干燥固化,在复合水带表面获得0.7mm的外覆膜,后在气动皮压辊3号作用下阻止水带内水的溢出,压力为0.4mpa,水带冷却后,即温度低于40℃后,进行收卷、切割分装。其中所述主动牵引辊的速度为3m/min。
[0165]
该实施例与实施例17相比,只改变了带有内衬膜层的编织水带的直径,通过这两个实施例所得外覆膜特性比较,不同直径的水带采用相同的工艺方式(浸涂),获得的外覆膜的厚度不同。
[0166]
实施例24
[0167]
本实施例在实施例23的基础上,仅将步骤2中的内衬膜中的水更换成0.2-0.3mpa的空气,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在100℃,甬道内热风温度调整为120℃,皮压辊2号的压力调整为0.5mpa,其他条件不变,在复合水带表面获得0.8mm的外覆膜。
[0168]
主动牵引辊速度不变时,2号皮压辊压力的降低,导致浸涂后的外覆膜厚度增加,故提高水带内填充物温度以及甬道的温度。
[0169]
对比例10
[0170]
为未进行外覆膜处理的,直径100mm的带有内衬膜层的编织水带。
[0171]
对于直径为100mm的带有内衬膜的编织水带,实施例20-22中通过环涂覆膜工艺和实施例23、24中的浸涂覆膜工艺均可在水带表面获得性能优异的外覆膜层,如表4所示,实施例20-24获得的带有外覆膜层的复合编织水带相比于对比例10未带有外覆膜层水带性能得到大幅度提升。说明本发明中开发的环涂覆膜工艺和浸涂覆膜工艺适用于直径为100mm的带有内衬膜的编织水带,在保证外覆膜性能的前提下,相较于浸涂工艺,环涂工艺更容易获得厚度薄的外覆膜层。
[0172]
实施例25
[0173]
一种基于实施例2所述外覆膜材料在复合编织水带上进行覆膜的方法,具体步骤如下:
[0174]
步骤1,外覆膜混合原料的配制:依次称取800g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),30g固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,160g的600目轻质碳酸钙粉末,5g的聚醚改性聚硅氧烷液体,5g的苯乙烯化苯酚液体加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液。
[0175]
步骤2,环涂外覆膜:将连续成卷的直径150mm的带有内衬膜层的编织水带引入气动皮压辊1号,后内衬膜层打入压力为0.2-0.3mpa的空气,将水带撑圆,通过主动牵引辊牵引穿过直径为149mm的环形模头,模头连接计量泵将步骤1中40℃的外覆膜混合原料以30r/min的转速输送到模头,均匀的涂覆于复合水带的编织层外部;后牵引至5m长甬道内,水带内水温控制在90℃,甬道内热风温度100℃,风速2m/min进行复合水带表面涂层的干燥固化,在复合水带表面获得0.2mm的外覆膜,后在气动皮压辊2号作用下阻止水带内水的溢出,水带冷却后,即温度低于40℃后,进行收卷、切割分装。其中所述牵引辊的速度为2m/min,气动皮压辊1号和2号的压力均为0.4mpa。
[0176]
实施例26
[0177]
本实施例在实施例25的基础上,将步骤(2)中的计量泵转速调整为30r/min,内衬膜中的水更换成0.2-0.3mpa的空气,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在100℃,甬道内热风温度调整为120℃,其他条件不变,在复合水带表面获得0.3mm的外覆膜。
[0178]
实施例27
[0179]
本实施例在实施例26的基础上,仅将空气温度控制在110℃,甬道内热风温度调整为140℃,主动牵引辊的速度调整为1m/min,其他条件不变,在复合水带表面获得0.5mm的外覆膜。
[0180]
降低了主动牵引辊的速度,计量泵不变的情况下,提高了外覆膜的厚度,并增加了干燥时间以及干燥温度,保证增加外覆膜厚度后,仍能保证充分的干燥。
[0181]
实施例28
[0182]
一种基于实施例2所述外覆膜材料在复合编织水带上进行覆膜的方法,具体步骤如下:
[0183]
步骤1,外覆膜混合原料的配制:依次称取800g固含量为45%的水性聚氨酯改性丙烯酸乳液(水性聚氨酯占比40wt%),30g固含量为40%的乙氧化聚氨酯悬浮液,160g的600目轻质碳酸钙粉末,5g的聚醚改性聚硅氧烷液体,5g的苯乙烯化苯酚液体加入到搅拌釜中,200r/min搅拌30min获得均匀的混合胶膜液。
[0184]
步骤2,浸涂外覆膜:将连续成卷的直径150mm的带有内衬膜层的编织水带引入气动皮压辊1号压力为0.4mpa,在主动牵引辊的牵引下完全浸入到盛有40℃步骤1中的外覆膜混合原料的500mm
×
2000mm的胶池中,后通过控制气动皮压辊2号压力为0.6mpa,在主动牵引辊的带动下挤压出多余的混合物,并在内衬膜层打入压力为0.2-0.3mpa的水,将水带撑圆,后牵引至5m长甬道内,水带内水温控制在90℃,甬道内热风温度100℃,风速2m/min进行复合水带表面涂层的干燥固化,在复合水带表面获得0.6mm的外覆膜,后在气动皮压辊3号作用下阻止水带内水的溢出,压力为0.4mpa,水带冷却后,即温度低于40℃后,进行收卷、切
割分装。其中所述主动牵引辊的速度为2m/min。
[0185]
与实施例17、23相比,由表4可看出,通过浸涂的方式,水带直径增大,更容易获得相对较薄的外覆膜层。
[0186]
实施例29
[0187]
本实施例在实施例28的基础上,将步骤2中的内衬膜中的水更换成0.2-0.3mpa的空气,牵引至甬道后,将水带内空气温度控制在100℃,甬道内热风温度调整为120℃,皮压辊2号的压力调整为0.5mpa,其他条件不变,在复合水带表面获得0.8mm的外覆膜。
[0188]
对于直径为150mm的带有内衬膜的编织水带,实施例25-27中通过环涂覆膜工艺和实施例28、29中的浸涂覆膜工艺均可在水带表面获得性能优异的外覆膜层,如表4所示,实施例25-29获得的带有外覆膜层的复合编织水带相比于对比例11未带有外覆膜层的水带性能得到大幅度提升。说明本发明中开发的环涂覆膜工艺和浸涂覆膜工艺适用于直径为150mm的带有内衬膜的编织水带,在保证外覆膜性能的前提下,相较于浸涂工艺,环涂工艺更容易获得厚度薄的外覆膜层。
[0189]
对比例11
[0190]
为未进行外覆膜处理的,直径150mm的带有内衬膜层的编织水带。
[0191]
实施例14-29、对比例1、8中所述方法,各个参数对照如表3所示,对以上实施例14-29所得外覆膜水带以及对比例9-11中的水带进行粘附性、耐磨性、爆破压力、延伸率、耐老化、扭曲度等特性的测定,测定结果如下表4所示。
[0192]
表3水带外覆膜实施例及对比例参数
[0193][0194]
注:计量泵*为:10cc
[0195]
表4复合编织水带性能
[0196][0197]
通过比较实施例1-13中外覆膜材料所形成胶膜的性能,优选实施例2中的配方制备获得的外覆胶膜表现出最佳的机械性能、高的剥离强度、耐磨性、低的吸水率和低成本,通过环涂覆膜和浸涂覆膜两种工艺对直径为50mm、100mm、150mm的带有内衬膜的编织水带制备外覆膜层。对照实施例14-29和对比例7-8获得的带有外覆膜层编织水带产品性能,如表4可以看出,本发明实施例14-16中的环涂覆膜工艺和实施例17-19中的浸涂覆膜工艺为直径为50mm带有内衬膜编织水带制备了厚度≤1mm的外覆膜层,与对比例9中未带有外覆膜层的水带相比,本发明中水带的外覆膜层不仅提高了水带的爆破压力、耐磨性和抗老化性,
而且降低了延伸率和扭曲度。本发明实施例20-22和实施例23、24选用直径为100mm带有内衬膜编织水带通过环涂和浸涂两种工艺制备了外覆膜层,相较于对比例10中未带有外覆膜层的水带,本发明中水带的外覆膜层不仅提高了水带的爆破压力、耐磨性和抗老化性,而且降低了延伸率和扭曲度。环涂和浸涂工艺同样适用于直径为150mm带有内衬膜编织水带,如实施例25-27和实施例28、29中获得带有外覆膜层的复合编织水带,相较于对比例11中未带有外覆膜层编织水带,外覆膜层不仅提高了水带的爆破压力、耐磨性和抗老化性,而且降低了延伸率和扭曲度,说明本发明中的优选实施例2中的外覆膜材料配方以及环涂覆膜和浸涂覆膜工艺适用于直径在50-150mm的带有内衬膜的复合编织水带制备高性能外覆膜层。
[0198]
从实施例14-16以及实施例20-22和实施例25-27中可以看出,对于不同直径内衬膜的复合编织水带来说,环涂方式可以通过简单的调节计量泵的转速或主牵引辊的速度精准调控复合水带外覆膜层的厚度,获得≤0.5mm的复合水带外覆膜。相比于实施例17、18、19、23、24、28、29中浸涂方式的压力控制外覆膜厚度,环涂更容易获得较薄的外覆膜。通过实施例20和对比例7,8比较发现,以环涂工艺为例,干燥温度以及干燥时间直接影响外覆膜的性能,对比例7中较低的内、外干燥温度,以及对比例8中较短的干燥时间,均不利于外覆膜材料的干燥固化,易导致水带外覆层表面发粘,降低复合水带的机械性能、爆破压力、耐磨性、耐老化以及t剥离强度。通过采用优选实施例15、21、26中的工艺参数,可以获得具有优异性能的带有外覆膜的复合内衬编织水带,相比于对比例9-11中未带有外覆膜层的水带,各项性能均得到改善。
[0199]
以上工艺方法不局限于编织水带的直径,所述工艺方法能适用于任何直径的带有内衬膜编织水带。
[0200]
水性聚合物乳液具有绿色环保、节能、安全的特点,目前在胶黏剂、皮革涂饰、涂料、油墨等领域有着广泛的应用。因此,本发明生产的功能性复合编织水带可广泛应用于农业灌溉、城市绿化浇灌、火场救援、工程排水、排污和养殖业等众多行业和领域,具有潜在应用前景。
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