本發(fā)明涉及船舶運輸捆綁技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種船用扎帶及其制造工藝。
背景技術(shù)：
對于船舶上運輸?shù)呢浳?，通常采用船用扎帶進行捆扎，而船用扎帶的種類較多，較為常用的有不銹鋼扎帶。不銹鋼扎帶具有較高的硬度，對大型的貨物具有較好的緊固作用，減少貨物在船舶運輸中發(fā)生晃動的可能。
然而，由于海上的環(huán)境較為惡劣，不銹鋼扎帶也會發(fā)生老化，且海上的風浪大小難以控制，當突然遇到較大的風浪時，不銹鋼扎帶突然受到貨物的沖擊作用，由于其自身硬度較高、強度較低，且發(fā)生老化，更易導(dǎo)致其受到局部的應(yīng)力作用而發(fā)生斷裂或者破損，進而導(dǎo)致貨物難以被固定而在倉庫中隨著船舶的晃動而晃動，對其他貨物或者船舶內(nèi)部造成破壞。因此，一種具有良好的抗老化性能，以及高強度、高抗沖擊的船用扎帶具有廣闊的市場前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的一在于提供一種船用扎帶，具有良好的抗老化性能，以及高強度、高抗沖擊的優(yōu)點。
為實現(xiàn)上述目的一，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種船用扎帶藝，包括如下重量份數(shù)的組分：
不銹鋼材料59-67份；
碳化硅纖維1-2份；
硅溶膠改性纖維3-5份；
樹脂材料10-15份；
甲階酚醛樹脂1-3份；
氨基樹脂2-3份；
納米二氧化鈦2-6份；
所述不銹鋼材料包括304不銹鋼、316不銹鋼中的至少一種；
所述樹脂材料包括雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂中的至少一種。
通過上述技術(shù)方案，304不銹鋼、316不銹鋼具有較好的加工性能和成型性。碳化硅纖維、納米二氧化鈦、不銹鋼材料相互配合形成不銹鋼復(fù)合材料，而納米二氧化鈦可使三者均勻分散，從而均勻地提高不銹鋼復(fù)合材料的強度和抗老化性能。
雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂具有良好的力學性能，且對金屬的黏著力很強，并且與甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、溶膠改性纖維相互配合形成樹脂復(fù)合材料，有助于提高不銹鋼復(fù)合材料的力學性能，使其可承受較高應(yīng)力，不易受到局部沖擊而受到損傷，可對被捆綁貨物形成長期且有效的緊固作用；另一方面，也增加了不銹鋼復(fù)合材料與固化中的樹脂復(fù)合材料的連接緊密程度，使不銹鋼復(fù)合材料具有良好的彈性形變能力，從而均勻提高整體的強度以及高抗沖擊性，在突然受到較大的外力作用下，不易出現(xiàn)局部或整體斷裂的情況。
進一步優(yōu)選為：所述船用扎帶包括如下重量份數(shù)的組分：
不銹鋼材料59-63份；
碳化硅纖維1-1.5份；
硅溶膠改性纖維4-5份；
樹脂材料10-12份；
甲階酚醛樹脂1-2份；
氨基樹脂2.5-3份；
納米二氧化鈦2-4份；
所述不銹鋼材料包括304不銹鋼、316不銹鋼中的至少一種；
所述樹脂材料包括雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂中的至少一種。
通過上述技術(shù)方案，經(jīng)研究(強度性能、老化性能試驗)發(fā)現(xiàn)，在該重量份數(shù)范圍內(nèi)的組分具有更好的強度、抗沖擊性以及抗老化性能。
進一步優(yōu)選為：所述船用扎帶包括如下重量份數(shù)的組分：
不銹鋼材料59-67份；
碳化硅纖維1-2份；
硅溶膠改性纖維3-5份；
樹脂材料10-15份；
甲階酚醛樹脂1-3份；
氨基樹脂2-3份；
納米二氧化鈦2-6份；
所述不銹鋼材料包括重量份數(shù)比為1.1-1.3∶1的304不銹鋼、316不銹鋼；
所述樹脂材料包括雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂中的至少一種。
通過上述技術(shù)方案，經(jīng)研究(強度性能、老化性能試驗)發(fā)現(xiàn)，該重量份數(shù)比范圍內(nèi)的304不銹鋼、316不銹鋼形成相互作用，使形成的不銹鋼材料達到本申請范圍內(nèi)最佳的加工性能和成型性，進而提高不銹鋼復(fù)合材料的整體強度。
進一步優(yōu)選為：所述船用扎帶包括如下重量份數(shù)的組分：
不銹鋼材料59-67份；
碳化硅纖維1-2份；
硅溶膠改性纖維3-5份；
樹脂材料10-15份；
甲階酚醛樹脂1-3份；
氨基樹脂2-3份；
納米二氧化鈦2-6份；
所述不銹鋼材料包括重量份數(shù)比為1.1-1.3∶1的304不銹鋼、316不銹鋼；
所述樹脂材料包括重量份數(shù)比為1∶2.3-3的雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂。
通過上述技術(shù)方案，經(jīng)研究(強度性能、老化性能試驗)發(fā)現(xiàn)，該重量份數(shù)比范圍內(nèi)的不銹鋼材料和樹脂材料相互配合，可提高本申請中的船用扎帶的整體強度以及抗沖擊能力。
進一步優(yōu)選為：所述船用扎帶中還包括重量份數(shù)為0.5-0.9份的石墨烯。
通過上述技術(shù)方案，石墨烯具有優(yōu)異的抗拉強度和彈性模量，并且較易分散，并且易粘附連接在碳化硅纖維上，與不銹鋼復(fù)合材料、樹脂復(fù)合材料相互配合，可進一步提高形成的本申請中的船用扎帶的強度以及其內(nèi)部的支撐力，進而也提高了外界對其產(chǎn)生局部應(yīng)力時的抗沖擊性能。
進一步優(yōu)選為：所述船用扎帶中還包括重量份數(shù)為0.2-0.6份的二氧化鋯。
通過上述技術(shù)方案，二氧化鋯可促進樹脂復(fù)合材料中的晶性進行重新排列，使排列更為緊密，并與不銹鋼復(fù)合材料形成更為緊密的連接和配合作用，進而提高船用扎帶的強度并提高整體的連接效果，并且使船用扎帶具有更好的抗沖擊能力。
本發(fā)明的目的二在于提供一種船用扎帶的制造工藝。
為實現(xiàn)上述目的二，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種船用扎帶的制造工藝，包括如下步驟：
s1，將相應(yīng)重量份數(shù)的不銹鋼材料置于高能球磨機的不銹鋼球磨罐中，磨球為直徑為10mm的不銹鋼球，抽真空，不銹鋼材料的總重量份數(shù)與不銹鋼球的重量份數(shù)比為30∶1，研磨形成粒徑為200-350nm的第一粉體，加入相應(yīng)重量份數(shù)的碳化硅纖維、納米二氧化鈦研磨5-10h，形成第一粉體混合物；
s2，將相應(yīng)重量份數(shù)的樹脂材料、硅溶膠改性纖維混合均勻后，采用高能球磨機研磨35-40h，加入相應(yīng)重量份數(shù)的甲階酚醛樹脂、氨基樹脂，研磨3-8h，獲得第二粉體混合物；
s3，將步驟s1中獲得的第一粉體混合物與步驟s2中獲得的第二粉體混合物充分混合，經(jīng)等離子放電燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1800-2000℃，保溫時間為3-4min，鍛壓、拉拔、擠壓、軋制，獲得。
通過上述技術(shù)方案，提高第一粉體混合物中各組分之間進行充分反應(yīng)并提高連接均勻程度和穩(wěn)定性，另一方面，步驟二中，先讓樹脂材料與硅溶膠改性纖維形成良好的混合以及反應(yīng)，再加入甲階酚醛樹脂、氨基樹脂進行研磨并同步與樹脂材料與硅溶膠改性纖維形成的混合物發(fā)生作用而連接。當?shù)谝环垠w混合物與第二粉體混合物相互混合后并進行燒結(jié)、鍛壓、拉拔、擠壓、軋制，使形成的船用扎帶內(nèi)部的各組分之間形成緊密的連接，并且使整體具有更好的整體連接性能。
進一步優(yōu)選為：包括如下步驟：
s1，將相應(yīng)重量份數(shù)的不銹鋼材料置于高能球磨機的不銹鋼球磨罐中，磨球為直徑為10mm的不銹鋼球，抽真空，不銹鋼材料的總重量份數(shù)與不銹鋼球的重量份數(shù)比為30∶1，研磨形成粒徑為200-350nm的第一粉體，加入相應(yīng)重量份數(shù)的石墨烯、二氧化鋯、碳化硅纖維、納米二氧化鈦研磨5-10h，形成第三粉體混合物；
s2，將相應(yīng)重量份數(shù)的樹脂材料、硅溶膠改性纖維混合均勻后，采用高能球磨機研磨35-40h，加入相應(yīng)重量份數(shù)的甲階酚醛樹脂、氨基樹脂，研磨3-8h，獲得第二粉體混合物；
s3，將步驟s1中獲得的第三粉體混合物與步驟s2中獲得的第二粉體混合物充分混合，經(jīng)等離子放電燒結(jié)，燒結(jié)溫度為2000-2700℃，保溫時間為3-4min，鍛壓、拉拔、擠壓、軋制，獲得。
通過上述技術(shù)方案，在步驟s1中加入石墨烯和二氧化鋯，與碳化硅纖維和納米二氧化鈦相互混合后進行同時研磨，在研磨的過程中，可以促進石墨烯連接在碳化硅纖維上，并在納米二氧化鈦和納米二氧化鋯的共同作用下，提高步驟s1中的各組分的分散效果。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：
1.提高船用扎帶的抗拉強度；
2.提高船用扎帶的抗沖擊性能，提高對受到的較大的局部應(yīng)力的承受能力；
3.抗老化能力，延長船用扎帶的使用壽命。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
實施例1：一種船用扎帶，采用如下步驟制造獲得：
s1，將不銹鋼材料(304不銹鋼)置于高能球磨機的不銹鋼球磨罐中，磨球為直徑為10mm的不銹鋼球，抽真空，不銹鋼材料的總重量份數(shù)與不銹鋼球的重量份數(shù)比為30∶1，研磨形成粒徑為200-350nm的第一粉體，加入碳化硅纖維、納米二氧化鈦研磨5-10h，形成第一粉體混合物；
s2，將相應(yīng)重量份數(shù)的樹脂材料(雙酚a型環(huán)氧樹脂)、硅溶膠改性纖維混合均勻后，采用高能球磨機研磨35-40h，加入相應(yīng)重量份數(shù)的甲階酚醛樹脂、氨基樹脂，研磨3-8h，獲得第二粉體混合物；
s3，將步驟s1中獲得的第一粉體混合物與步驟s2中獲得的第二粉體混合物充分混合，經(jīng)等離子放電燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1800-2000℃，保溫時間為3-4min，鍛壓、拉拔、擠壓、軋制，獲得。
其中，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。
實施例2-3：一種船用扎帶，與實施例1的區(qū)別在于，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。
實施例4：一種船用扎帶，與實施例1的區(qū)別在于，不銹鋼材料全部為316不銹鋼。
實施例5：一種船用扎帶，與實施例1的區(qū)別在于，不銹鋼材料中，304不銹鋼、316不銹鋼的重量份數(shù)比為1.1∶1。
實施例6：一種船用扎帶，與實施例1的區(qū)別在于，不銹鋼材料中，304不銹鋼、316不銹鋼的重量份數(shù)比為1.2∶1。
實施例7：一種船用扎帶，與實施例1的區(qū)別在于，不銹鋼材料中，304不銹鋼、316不銹鋼的重量份數(shù)比為1.3∶1。
實施例8：一種船用扎帶，與實施例6的區(qū)別在于，樹脂材料全部為ctbn接枝環(huán)氧樹脂。
實施例9：一種船用扎帶，與實施例6的區(qū)別在于，樹脂材料中，雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂的重量份數(shù)比為1∶2.3。
實施例10：一種船用扎帶，與實施例6的區(qū)別在于，樹脂材料中，雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂的重量份數(shù)比為1∶2.6。
實施例11：一種船用扎帶，與實施例6的區(qū)別在于，樹脂材料中，雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂的重量份數(shù)比為1∶3。
實施例12：一種船用扎帶，與實施例9的區(qū)別在于，還添加了重量份數(shù)為0.5份的石墨烯，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。且制造過程包括如下步驟：
s1，將304不銹鋼置于高能球磨機的不銹鋼球磨罐中，磨球為直徑為10mm的不銹鋼球，抽真空，不銹鋼材料的總重量份數(shù)與不銹鋼球的重量份數(shù)比為30∶1，研磨形成粒徑為200-350nm的第一粉體，加入石墨烯、碳化硅纖維、納米二氧化鈦研磨5-10h，形成第三粉體混合物；
s2，將樹脂材料、硅溶膠改性纖維混合均勻后，采用高能球磨機研磨35-40h，加入甲階酚醛樹脂、氨基樹脂，研磨3-8h，獲得第二粉體混合物；
s3，將步驟s1中獲得的第三粉體混合物與步驟s2中獲得的第二粉體混合物充分混合，經(jīng)等離子放電燒結(jié)，燒結(jié)溫度為2000-2700℃，保溫時間為3-4min，鍛壓、拉拔、擠壓、軋制，獲得。
實施例13：一種船用扎帶，與實施例12的區(qū)別在于，石墨烯的重量份數(shù)為0.7份，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。
實施例14：一種船用扎帶，與實施例12的區(qū)別在于，石墨烯的重量份數(shù)為0.9份，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。
實施例15：一種船用扎帶，與實施例12的區(qū)別在于，還添加了重量份數(shù)為0.2份的二氧化鋯，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。且制造過程包括如下步驟：
s1，將不銹鋼材料置于高能球磨機的不銹鋼球磨罐中，磨球為直徑為10mm的不銹鋼球，抽真空，不銹鋼材料的總重量份數(shù)與不銹鋼球的重量份數(shù)比為30∶1，研磨形成粒徑為200-350nm的第一粉體，加入石墨烯、二氧化鋯、碳化硅纖維、納米二氧化鈦研磨5-10h，形成第三粉體混合物；
s2，將樹脂材料、硅溶膠改性纖維混合均勻后，采用高能球磨機研磨35-40h，加入甲階酚醛樹脂、氨基樹脂，研磨3-8h，獲得第二粉體混合物；
s3，將步驟s1中獲得的第三粉體混合物與步驟s2中獲得的第二粉體混合物充分混合，經(jīng)等離子放電燒結(jié)，燒結(jié)溫度為2000-2700℃，保溫時間為3-4min，鍛壓、拉拔、擠壓、軋制，獲得。
實施例16：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，二氧化鋯的重量份數(shù)為0.4份，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。
實施例17：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，二氧化鋯的重量份數(shù)為0.6份，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表1所示。
表1實施例1-3、實施例12-17中各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)
對比例1-10：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)如表2所示。
表2對比例1-10中各組分及其相應(yīng)的重量份數(shù)
對比例11：一種船用扎帶，與對比例1的區(qū)別在于，采用風重量份數(shù)的尼龍11代替304不銹鋼。
對比例12：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，不銹鋼材料中，304不銹鋼、316不銹鋼的重量份數(shù)比為0.5∶1。
對比例13：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，不銹鋼材料中，304不銹鋼、316不銹鋼的重量份數(shù)比為2.0∶1。
對比例14：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，樹脂材料中，雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂的重量份數(shù)比為1∶1.5。
對比例15：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，樹脂材料中，雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂的重量份數(shù)比為1∶5。
對比例16：一種船用扎帶，與實施例15的區(qū)別在于，在制備過程中，將304不銹鋼、316不銹鋼、碳化硅纖維、硅溶膠改性纖維、雙酚a型環(huán)氧樹脂、ctbn接枝環(huán)氧樹脂、甲階酚醛樹脂、氨基樹脂、納米二氧化鈦、石墨烯、二氧化鋯一同混合均勻，在800-1000℃的條件下燒結(jié)，再經(jīng)鍛壓、拉拔、擠壓、軋制操作，制得。
對比例17：一種船用扎帶，與對比例16的區(qū)別在于，經(jīng)1800-2000℃離子放電燒結(jié)，保溫3-4min，鍛壓、拉拔、擠壓、軋制，獲得。
強度性能、老化性能試驗
試驗對象：采用實施例1-17制造獲得的樣品作為試驗樣1-17，采用對比例1-17制造獲得的樣品作為對照樣1-17。
試驗方法：1、選取試驗樣1-17各10條，對照樣1-17各10條，測量抗拉強度，記錄數(shù)據(jù)并取平均值；
2、選取試驗樣1-17各30條，對照樣1-17各30條，其中每種樣品中的10條作為空白對照樣，檢測抗拉強度和拉伸率，記錄并平均處理后作為對照數(shù)據(jù)；每種樣品的另外20條則在290℃的老化箱內(nèi)平鋪放置且不受阻擋，分別經(jīng)100h、300h的老化時間后各取出對應(yīng)的樣品10條進行抗拉強度和拉伸率的檢測，記錄數(shù)值并取平均值。
試驗結(jié)果：實施例1-17的抗拉強度和拉伸率如表3所示；對比例1-17的抗拉強度和拉伸率如表4所示。
由表3和表4可知，實施例1-17在老化100h后以及在老化100h-300h之間的抗拉強度的降低數(shù)值相近，且老化100h后以及老化300h后的拉伸率變化較小，表明了實施例1-17具有良好的抗老化性能和韌性，延長船用扎帶的使用壽命；且當受到突然的應(yīng)力時，仍然不易造成局部或整體的損傷，進而使實施例1-17對貨物具有穩(wěn)定的緊固作用，減少貨物脫離實施例1-17的束縛而相互碰撞損傷的可能。而對照樣1-17，在300h的老化過程中，抗拉強度的降低的范圍較大，且拉伸率減小嚴重，說明經(jīng)過老化試驗后，對照樣1-17的抗拉強度、伸縮率顯著變小，甚至難以承受貨物對其的突然沖擊力，易斷裂或破損，最終易導(dǎo)致貨物隨風浪在倉庫內(nèi)相互之間碰撞而受損或者貨物撞擊倉庫而使倉庫內(nèi)部受損。
表3實施例1-17的抗拉強度和拉伸率
表4對比例1-17的抗拉強度和拉伸率
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。