本發(fā)明涉及海洋生物資源開發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域的海洋漁業(yè)有結(jié)網(wǎng)。
背景技術(shù)：
海洋漁業(yè)是海洋產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容之一，包括遠(yuǎn)洋捕撈漁業(yè)、超大型牧化圍網(wǎng)養(yǎng)殖業(yè)等海洋生物資源開發(fā)利用活動(dòng)。在本技術(shù)領(lǐng)域，由網(wǎng)線作結(jié)構(gòu)成的網(wǎng)片稱為有結(jié)網(wǎng)；人們將熔紡單絲簡稱熔紡絲。海洋漁業(yè)發(fā)展取決于國家地區(qū)的綜合實(shí)力、工業(yè)化程度、國內(nèi)外市場、民眾消費(fèi)水平以及海洋產(chǎn)業(yè)水平(如有結(jié)網(wǎng)及其織網(wǎng)用絲技術(shù)水平)等因素。隨著海洋漁業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域用有結(jié)網(wǎng)及織網(wǎng)用絲的強(qiáng)度、安全性、耐磨性和抗菌防污效果等綜合性能提出了更高要求。基于本技術(shù)領(lǐng)域涉及的作業(yè)環(huán)境條件惡劣、產(chǎn)品需價(jià)格適中且適合特定海洋漁業(yè)生產(chǎn)下的抗菌防污需要等，這與紡織、船舶和軍事等技術(shù)領(lǐng)域相差甚遠(yuǎn)，因此，上述領(lǐng)域用有結(jié)網(wǎng)及織網(wǎng)用熔紡絲的加工方法均不適合本技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域織網(wǎng)用絲一般以單一高密度聚乙烯樹脂(以下簡稱HDPE樹脂)為原料，采用傳統(tǒng)熔融紡絲工藝加工生產(chǎn)，這使得該熔紡絲及其加工后的有結(jié)網(wǎng)產(chǎn)品性能差(如現(xiàn)有領(lǐng)域織網(wǎng)用絲斷裂強(qiáng)度合格品指標(biāo)僅為5.2cN/dtex、120股聚乙烯有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)目斷裂強(qiáng)力指標(biāo)僅為1440N)，在惡劣海上條件下容易發(fā)生網(wǎng)破魚丟事故，現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域用有結(jié)網(wǎng)及織網(wǎng)用絲的強(qiáng)度、耐磨性等綜合性能較差、難以適應(yīng)現(xiàn)代海洋漁業(yè)發(fā)展要求，人們非常需要生產(chǎn)安全性好、價(jià)格適中(價(jià)格低于聚酰胺網(wǎng)片)、斷裂強(qiáng)力高、耐磨性好、具有一定抗菌防污效果的高性能海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)。本技術(shù)領(lǐng)域HDPE樹脂原料、傳統(tǒng)熔融紡絲及織網(wǎng)工藝根本無法生產(chǎn)上述海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)，而超高分子量聚乙烯(簡稱UHMWPE)加工流動(dòng)性極差，因此，一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)已成為本技術(shù)領(lǐng)域長期懸而未決的技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種安全性好、價(jià)格適中、斷裂強(qiáng)力高、耐磨性好、具有一定抗菌防污效果的高性能海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)，以減少海洋漁業(yè)有結(jié)網(wǎng)重量、水阻力和勞動(dòng)強(qiáng)度，減少海洋漁業(yè)網(wǎng)破魚丟事故發(fā)生率，發(fā)展節(jié)能降耗型海洋漁業(yè)，為海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐。
本發(fā)明的技術(shù)方案采用UHMWPE粉末、HDPE粉末、納米載銀二氧化硅抗菌劑、羥基硬脂酸、硅酮粉、抗氧劑B225、納米級(jí)白炭黑、助抗氧劑DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、納米級(jí)硅藻土、松節(jié)油原料和高速捏合機(jī)、計(jì)量泵、雙螺桿擠出機(jī)、合股機(jī)、三股捻繩機(jī)、單鉤型織網(wǎng)機(jī)設(shè)備，其特征是UHMWPE粉末熔融指數(shù)為0.09g/10min-0.29g/10min，分子量140萬-300萬；HDPE粉末熔融指數(shù)0.4g/10min-1.9g/10min，添加量為UHMWPE粉末重量的6.6％-8.4％；納米載銀二氧化硅抗菌劑粒度范圍為20nm-50nm，添加量為UHMWPE粉末重量的1.8％-5.2％；羥基硬脂酸的羥基值為148mgKOH/g-155mgKOH/g，添加量為UHMWPE粉末重量的1.2％-2.8％；硅酮粉的有機(jī)硅含量65％-80％，添加量為UHMWPE粉末重量的1.6‰-3.2‰；抗氧劑B225的揮發(fā)份≤0.5％且灰分≤0.1％，添加量為UHMWPE粉末重量的1.8‰-3.1‰；納米級(jí)白炭黑的含水量<0.2％，添加量為UHMWPE粉末重量的2.5‰-4.1‰；助抗氧劑DLTP的酸值不大于0.05mgKOH/g，添加量為UHMWPE粉末重量的1.0‰-1.3‰；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的脆性溫度<-60℃，添加量為UHMWPE粉末重量的1.5‰-3.3‰；納米級(jí)硅藻土的SiO2含量≥90％、水分含量≤0.1％，添加量為UHMWPE粉末重量的0.7％-1.3％；松節(jié)油添加量為UHMWPE粉末重量的2.5‰-3.4‰；將按配方稱量后的UHMWPE粉末、HDPE粉末、納米載銀二氧化硅抗菌劑、羥基硬脂酸、硅酮粉、抗氧劑B225、納米級(jí)白炭黑、助抗氧劑DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、納米級(jí)硅藻土、松節(jié)油預(yù)混合后倒入高速捏合鍋中在760r/min-810r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行高速捏合36min-52min，當(dāng)高速捏合鍋中混合料溫度升至76℃即可出料，獲得改性UHMWPE復(fù)合料；改性UHMWPE復(fù)合料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在料筒電加熱區(qū)的第①區(qū)、第②區(qū)、第③區(qū)、第④區(qū)、第⑤區(qū)、第⑥區(qū)、第⑦區(qū)、第⑧區(qū)、第⑨區(qū)、第⑩區(qū)的溫控范圍分別為76℃-84℃、261℃-270℃、136℃-144℃、172℃-184℃、212℃-224℃、224℃-234℃、232℃-248℃、244℃-258℃、254℃-268℃、273℃-289℃下熔融擠出，擠出物經(jīng)雙螺桿出口加裝的計(jì)量泵計(jì)量后從噴絲孔熔融擠出，雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭溫度范圍為252℃-278℃，雙螺桿擠出機(jī)噴絲板長徑比范圍為1:25-1:50，噴絲板上噴絲孔的孔徑為1.03mm、孔數(shù)為36孔，擠出的初生絲經(jīng)冷卻水箱9℃-25℃低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預(yù)牽伸，預(yù)牽伸絲經(jīng)97.0℃-99.9℃高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、98.0℃-99.9℃高溫第二牽伸水浴槽和第三牽伸輥、90℃-118℃高溫第三牽伸熱風(fēng)箱和第四牽伸輥、90℃-119℃高溫第四牽伸熱風(fēng)箱和第五牽伸輥進(jìn)行四次熱牽伸，第一牽伸水浴槽尺寸為2.5m長×0.9m寬×1.0m高、第二牽伸水浴槽尺寸為3m長×0.9m寬×1.0m高、第三牽伸熱風(fēng)箱尺寸為3.5m長×0.9m寬×0.5m高、第四牽伸熱風(fēng)箱尺寸為4.0m長×0.9m寬×0.5m高；牽伸總倍數(shù)控制在23.0倍-24.5倍后，經(jīng)規(guī)格為1.3m長×0.6m寬×0.5m高恒溫箱熱定型后以使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)收卷海洋漁業(yè)熔紡絲束，恒溫箱熱定型溫度范圍為90℃-120℃；以合股機(jī)將海洋漁業(yè)熔紡絲束以10T/m的內(nèi)捻度初捻后獲得Z捻向的海洋漁業(yè)繩股；通過三股捻繩機(jī)將3根Z捻向的海洋漁業(yè)繩股加工成捻距為24mm、捻向?yàn)镾捻的3股海洋漁業(yè)用網(wǎng)線；最后通過單鉤型織網(wǎng)機(jī)將3股海洋漁業(yè)用繩編織成網(wǎng)目大小為15cm的一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)，這就獲得了一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)。
本發(fā)明創(chuàng)造一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)技術(shù)方案，在織網(wǎng)用絲母料中添加特定劑量的HDPE粉末、納米載銀二氧化硅抗菌劑、羥基硬脂酸、硅酮粉等多種原料助劑，在特定條件下高速捏合后獲得特種改性UHMWPE復(fù)合料，開拓了織網(wǎng)用絲的原料組成，確保了紡絲生產(chǎn)的流暢進(jìn)行；本發(fā)明在不同生產(chǎn)成本、牽伸介質(zhì)、牽伸倍數(shù)與原料組成的條件下進(jìn)行大量開拓性試驗(yàn)論證，獲得本發(fā)明的最終技術(shù)方案，確保了批量生產(chǎn)中無斷絲起毛現(xiàn)象、確保了織網(wǎng)用絲的可紡性與綜合性能；本發(fā)明采用HDPE粉末、羥基硬脂酸、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物改進(jìn)了紡絲的流動(dòng)性，既有效解決了UHMWPE加工過程中出現(xiàn)的熔體破裂問題，使UHMWPE粉末的加工流動(dòng)性得到改善，又使織網(wǎng)用絲成本降低、綜合性能提高；本發(fā)明采用納米載銀二氧化硅抗菌劑增強(qiáng)了產(chǎn)品的強(qiáng)度和耐老化性，并使產(chǎn)品具有了一定的抗菌功能，這也適當(dāng)減少了長期漁業(yè)生產(chǎn)中污損生物在漁具上的附著；本發(fā)明采用硅酮粉改進(jìn)了紡絲的潤滑性，提高了改性UHMWPE復(fù)合料流動(dòng)的均勻性和擠出質(zhì)量，確保了紡絲的流暢進(jìn)行；本發(fā)明采用抗氧劑B225、助抗氧劑DLTP，保證了產(chǎn)品加工過程中不降解，改進(jìn)了產(chǎn)品的抗氧化性，提高了產(chǎn)品的適配性；本發(fā)明采用納米級(jí)白炭黑大大改進(jìn)了產(chǎn)品的耐磨性，提高了產(chǎn)品的適配性；本發(fā)明采用納米級(jí)硅藻土改進(jìn)了產(chǎn)品的斷裂強(qiáng)度、結(jié)節(jié)強(qiáng)度和耐磨性，提高了產(chǎn)品的綜合性能；本發(fā)明擠出物經(jīng)雙螺桿出口加裝的計(jì)量泵計(jì)量后從噴絲孔熔融擠出，使壓力均衡穩(wěn)定，確保了織網(wǎng)用絲生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性；本發(fā)明創(chuàng)新采用組合式四次熱牽伸以及特殊牽伸總倍數(shù)，通過四次高倍高溫?zé)釥可焯岣弋a(chǎn)品分子取向，提高了產(chǎn)品的綜合性能；本發(fā)明在收絲機(jī)收卷海洋漁業(yè)熔紡絲束前經(jīng)恒溫箱熱定型，使分子鏈有足夠的松弛能力并消除了內(nèi)應(yīng)力，降低了產(chǎn)品的不勻率，提高了產(chǎn)品的整體質(zhì)量；為增加紡絲效果，本發(fā)明用雙螺桿擠出機(jī)的流道可較普通雙螺桿擠出機(jī)加長5cm-20cm，同時(shí)將雙螺桿擠出機(jī)噴絲板長徑比加長到1:25-1:50，這樣紡絲生產(chǎn)中不容易出現(xiàn)熔體破裂，提高了產(chǎn)品的整體質(zhì)量；本發(fā)明采用特殊的噴絲孔孔徑與孔數(shù)，減少了織網(wǎng)用繩加工所需的分絲工序，方便生產(chǎn)中直接以合股機(jī)將含有36根海洋漁業(yè)熔紡絲的海洋漁業(yè)熔紡絲束以特殊內(nèi)捻度初捻成海洋漁業(yè)繩股，降低了織網(wǎng)用3股海洋漁業(yè)用繩的生產(chǎn)能耗，進(jìn)一步降低最終海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)產(chǎn)品的能耗與成本。如本發(fā)明產(chǎn)出的網(wǎng)目大小為15cm的一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)外觀好、價(jià)格適中(價(jià)格較聚酰胺有結(jié)網(wǎng)降低5％以上)、安全性好(較現(xiàn)有有結(jié)網(wǎng)綜合性能提高，同規(guī)格條件下安全系數(shù)大幅度提高)、網(wǎng)目斷裂強(qiáng)力高(網(wǎng)目斷裂強(qiáng)力較現(xiàn)有同等直徑有結(jié)網(wǎng)提高49％，且織網(wǎng)用絲斷裂強(qiáng)度高達(dá)7.7cN/dtex、結(jié)節(jié)強(qiáng)度高達(dá)5.3cN/dtex)、耐磨性好(耐磨性較現(xiàn)有有結(jié)網(wǎng)提高27％)且具有一定抗菌防污效果(使污損生物在網(wǎng)具上的附著減少4％以上)等。試驗(yàn)或生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果表明以本發(fā)明技術(shù)方案生產(chǎn)的一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)，在保持網(wǎng)目斷裂強(qiáng)力不變的前提下，既可減少海洋漁業(yè)有結(jié)網(wǎng)重量、水阻力和作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度、又可減少網(wǎng)破魚丟事故發(fā)生率、適量減少污損生物在海洋漁業(yè)有結(jié)網(wǎng)上的附著；本發(fā)明產(chǎn)品在海洋漁業(yè)上的應(yīng)用可發(fā)展節(jié)能降耗型海洋漁業(yè)，為海洋漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐，技術(shù)效果非常顯著。
具體實(shí)施方式
這里以網(wǎng)目大小為15cm的一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)為例，介紹本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
本發(fā)明的技術(shù)方案采用UHMWPE粉末、HDPE粉末、納米載銀二氧化硅抗菌劑、羥基硬脂酸、硅酮粉、抗氧劑B225、納米級(jí)白炭黑、助抗氧劑DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、納米級(jí)硅藻土、松節(jié)油、高速捏合機(jī)、計(jì)量泵、合股機(jī)、三股捻繩機(jī)、單鉤型織網(wǎng)機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)(為增加紡絲效果，本發(fā)明用雙螺桿擠出機(jī)的流道可較普通雙螺桿擠出機(jī)加長5cm-20cm)，其特征是將按配方稱量后的UHMWPE粉末(市售UHMWPE粉末，熔融指數(shù)為0.09g/10min-0.29g/10min，分子量140萬-300萬，英文為Ultra Molecular Weight Polyethylene，簡稱為UHMWPE)、HDPE粉末(市售HDPE粉末，熔融指數(shù)0.4g/10min-1.9g/10min，添加量為UHMWPE粉末重量的6.6％-8.4％)、納米載銀二氧化硅抗菌劑(市售納米載銀二氧化硅抗菌劑，粒度范圍為20nm-50nm，添加量為UHMWPE粉末重量的1.8％-5.2％)、羥基硬脂酸(市售羥基硬脂酸，羥基值為148mgKOH/g-155mgKOH/g，添加量為UHMWPE粉末重量的1.2％-2.8％)、硅酮粉(市售硅酮粉，有機(jī)硅含量65％-80％，添加量為UHMWPE粉末重量的1.6‰-3.2‰)、抗氧劑B225(市售抗氧劑B225，揮發(fā)份≤0.5％且灰分≤0.1％，添加量為UHMWPE粉末重量的1.8‰-3.1‰)、納米級(jí)白炭黑(市售納米級(jí)白炭黑，含水量<0.2％，添加量為UHMWPE粉末重量的2.5‰-4.1‰)、助抗氧劑DLTP(市售助抗氧劑DLTP，酸值不大于0.05mgKOH/g，添加量為UHMWPE粉末重量的1.0‰-1.3‰)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(市售乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，脆性溫度<-60℃，添加量為UHMWPE粉末重量的1.5‰-3.3‰)、納米級(jí)硅藻土(市售納米級(jí)硅藻土，SiO2含量≥90％、水分含量≤0.1％，添加量為UHMWPE粉末重量的0.7％-1.3％)、松節(jié)油(市售松節(jié)油，添加量為UHMWPE粉末重量的2.5‰-3.4‰)；將按配方稱量后的UHMWPE粉末、HDPE粉末、納米載銀二氧化硅抗菌劑、羥基硬脂酸、硅酮粉、抗氧劑B225、納米級(jí)白炭黑、助抗氧劑DLTP、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、納米級(jí)硅藻土、松節(jié)油預(yù)混合后倒入高速捏合鍋中在760r/min-810r/min的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行高速捏合36min-52min，當(dāng)高速捏合鍋中混合料溫度升至76℃即可出料，獲得改性UHMWPE復(fù)合料；改性UHMWPE復(fù)合料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)在料筒電加熱區(qū)的第①區(qū)、第②區(qū)、第③區(qū)、第④區(qū)、第⑤區(qū)、第⑥區(qū)、第⑦區(qū)、第⑧區(qū)、第⑨區(qū)、第⑩區(qū)的溫控范圍分別為76℃-84℃、261℃-270℃、136℃-144℃、172℃-184℃、212℃-224℃、224℃-234℃、232℃-248℃、244℃-258℃、254℃-268℃、273℃-289℃下熔融擠出，擠出物經(jīng)雙螺桿出口加裝的計(jì)量泵計(jì)量后從噴絲孔熔融擠出，雙螺桿擠出機(jī)機(jī)頭溫度范圍為252℃-278℃，雙螺桿擠出機(jī)噴絲板長徑比范圍為1:25-1:50，噴絲板上噴絲孔的孔徑為1.03mm、孔數(shù)為36孔，擠出的初生絲經(jīng)冷卻水箱9℃-25℃低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預(yù)牽伸，預(yù)牽伸絲經(jīng)97.0℃-99.9℃高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、98.0℃-99.9℃高溫第二牽伸水浴槽和第三牽伸輥、90℃-118℃高溫第三牽伸熱風(fēng)箱和第四牽伸輥、90℃-119℃高溫第四牽伸熱風(fēng)箱和第五牽伸輥進(jìn)行四次熱牽伸，第一牽伸水浴槽尺寸為2.5m長×0.9m寬×1.0m高、第二牽伸水浴槽尺寸為3m長×0.9m寬×1.0m高、第三牽伸熱風(fēng)箱尺寸為3.5m長×0.9m寬×0.5m高、第四牽伸熱風(fēng)箱尺寸為4.0m長×0.9m寬×0.5m高；牽伸總倍數(shù)控制在23.0倍-24.5倍后，經(jīng)規(guī)格為1.3m長×0.6m寬×0.5m高恒溫箱熱定型后以使用力矩電動(dòng)機(jī)的收絲機(jī)收卷海洋漁業(yè)熔紡絲束，恒溫箱熱定型溫度范圍為90℃-120℃；為增加紡絲效果，本發(fā)明用雙螺桿擠出機(jī)的流道可較普通雙螺桿擠出機(jī)加長5cm-20cm，同時(shí)將雙螺桿擠出機(jī)噴絲板長徑比加長到1:25-1:50，這樣紡絲生產(chǎn)中不容易出現(xiàn)熔體破裂，提高了產(chǎn)品的整體質(zhì)量；以合股機(jī)將海洋漁業(yè)熔紡絲束以10T/m的內(nèi)捻度初捻后獲得Z捻向的海洋漁業(yè)繩股；通過三股捻繩機(jī)將3根Z捻向的海洋漁業(yè)繩股加工成捻距為24mm、捻向?yàn)镾捻的3股海洋漁業(yè)用繩；最后通過單鉤型織網(wǎng)機(jī)將3股海洋漁業(yè)用繩編織成網(wǎng)目大小為15cm的一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)，這就獲得了一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)。本發(fā)明創(chuàng)造的一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)，它很適合本技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)使用。
本發(fā)明產(chǎn)品的綜合性能優(yōu)異，除本技術(shù)領(lǐng)域外，還可在休閑體育運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域使用。本發(fā)明可批量生產(chǎn)，產(chǎn)出的一種海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)安全性好、價(jià)格適中、斷裂強(qiáng)力高、耐磨性好、具有一定抗菌防污效果的高性能海洋漁業(yè)用有結(jié)網(wǎng)，以減少海洋漁業(yè)有結(jié)網(wǎng)重量、水阻力和勞動(dòng)強(qiáng)度，減少海洋漁業(yè)網(wǎng)破魚丟事故發(fā)生率，發(fā)展節(jié)能降耗型海洋漁業(yè)，為捕撈漁業(yè)、超大型牧化圍網(wǎng)養(yǎng)殖業(yè)等海洋生物資源開發(fā)利用提供科技支撐，技術(shù)效果非常顯著、綜合效益顯著，產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化前景很好。