一种尼龙铜钢复合丝及其制备方法

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一种尼龙铜钢复合丝及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明具体涉及一种尼龙铜钢复合丝及其制备方法，属于高分子材料技术领域。\n背景技术\n[0002] 传统的网箱网衣一般为合成纤维渔网材料(包括聚乙烯渔网或聚酰胺渔网材料)，用合成纤维渔网制成的网箱在海区放置一段时间后网箱网衣上会布满海洋附着生物，它们不仅会影响网箱内外水体交换，而且会影响养殖鱼类的生长，导致养殖鱼类生病。此外，围殖渔网在使用过程中，还要抵抗强力风暴，海上经常有高等级风暴来临，在短时间内会对渔网进行特强的冲击，若海水网箱材质差，飓风将会毁坏海水网箱，并且，合成纤维材料的强度相对较低，在使用过程中经常出现破损等问题。\n[0003] 为解决合成纤维渔网材料存在的问题，我国曾尝试使用进口的黄铜合金网箱，由于铜具有天然抑菌特性，铜网在整个寿命期内都不会有微生物附着，所以就为鱼类创造了更为健康的生长环境。但是，铜合金材料存在耐蚀性差，成本高等问题。\n发明内容\n[0004] 本发明是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种开发成本低、耐腐蚀性能好并且耐生物附着性能好的尼龙铜钢复合丝及该尼龙铜钢复合丝的制备方法。\n[0005] 本发明采用了如下技术方案：\n[0006] 本发明提供了一种尼龙铜钢复合丝，用于制作海水围殖网箱，其特征在于，包括：\n钢丝芯；包绕在钢丝芯上的防水层；以及包绕在防水层上的外层，外层为尼龙铜复合材料，该尼龙铜复合材料包含以下组分：质量分数为5～50％的铜或铜合金，质量分数为1-40％的增强剂，质量分数为0.1～1％的添加剂，余量为尼龙，其中，添加剂为硅烷偶联剂。\n[0007] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝中，还可以具有这样的特征：其中，钢丝芯的横截面为圆形，该圆形的直径为0.01～2mm。\n[0008] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝中，还可以具有这样的特征：其中，防水层的材料为防水胶，防水胶的成分为环氧树脂或聚乙烯，防水层的厚度为10～30μm。\n[0009] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝中，还可以具有这样的特征：其中，外层的厚度为\n1～10mm。\n[0010] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝中，还可以具有这样的特征：其中，铜合金中铜含量为w，且20％≤w<100％。\n[0011] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝中，还可以具有这样的特征：其中，增强剂为六钛酸钾晶须、碳纤维以及玻璃纤维中的任意一种。\n[0012] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝中，还可以具有这样的特征：其中，尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9以及尼龙13中的任意一种或任意两种的混合物。\n[0013] 本发明还提供了一种尼龙铜钢复合丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：\n[0014] 步骤一，将钢丝除油、酸洗处理后，在钢丝的表面涂上厚度为10～30μm的防水胶得到涂有防水胶的钢丝；\n[0015] 步骤二，将尼龙粉末和一定粒径范围的铜或铜合金粉分别放入干燥箱中在温度为\n60～150℃的条件下干燥，得到干燥后的尼龙粉末和干燥后的铜或铜合金粉；\n[0016] 步骤三，将干燥后尼龙粉末、添加剂、增强剂以及干燥后的铜或铜合金粉按照预定比例放入混合机中混合均匀后取出，得到混合物料；\n[0017] 步骤四，将混合物料加入至挤出机中，在挤出温度为210～300℃的条件下，挤出机将混合物料与涂有防水胶的钢丝均匀挤出，得到尼龙铜钢复合丝。\n[0018] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤二中，一定粒径范围为泰勒标准筛制下的50～800目。\n[0019] 在本发明提供的尼龙铜钢复合丝的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，在步骤三中，预定比例为铜或铜合金粉的质量分数为5～50％，添加剂的质量分数为0.1～\n1％，增强剂的质量分数为1～40％，余量为尼龙粉末。\n[0020] 发明作用与效果\n[0021] 根据本发明所涉及的尼龙铜钢复合丝，因为尼龙铜钢复合丝包括钢丝芯，包绕在钢丝芯上的防水层以及包绕在防水层上的外层，外层为尼龙复合材料，将钢丝、尼龙以及铜或铜合金相结合，所以，本发明的尼龙铜钢复合丝不仅结构简单，而且还具有抗拉强度高、耐腐蚀性能好以及抗生物附着性好等优点，非常适合制作海水围殖网箱。本发明提供的尼龙铜钢复合丝的制备方法将涂有防水胶的钢丝、尼龙粉末、铜或铜合金粉末以及添加剂混合，然后在热挤出条件下制得尼龙铜钢复合丝，制备方法简单，加工方便，制备成本低，适用于工业化应用。\n附图说明\n[0022] 图1是本发明实施例一中尼龙铜钢复合丝的结构示意图。\n具体实施方式\n[0023] 为了使本发明的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的尼龙铜钢复合丝及其制备方法做具体阐述。\n[0024] 实施例一\n[0025] 一种尼龙铜钢复合丝的制备方法，包括以下步骤：\n[0026] 步骤一，将钢丝除油、酸洗处理后，在钢丝的表面涂上厚度为10μm的防水胶，得到涂有防水胶的钢丝。\n[0027] 步骤二，将尼龙6粉末和过50目筛(泰勒标准筛制)纯铜粉分别放入干燥箱中在温度为60℃的条件下分别干燥，得到干燥后的尼龙6粉末和干燥后的纯铜粉。\n[0028] 步骤三，将质量为54.9g干燥后的尼龙6粉末、质量为0.1g的硅烷偶联剂、质量为\n40g的六钛酸钾晶须粉末以及质量为5g干燥后的纯铜粉一起放入高速混合机中混合均匀后取出，得到混合物料。\n[0029] 步骤四，将混合物料加入至双螺杆挤出机中，在挤出温度为210℃的条件下，双螺杆挤出机将混合物料与涂有防水胶的钢丝均匀挤出，得到尼龙铜钢复合丝。\n[0030] 图1是本发明实施例一中尼龙铜钢复合丝的结构示意图。\n[0031] 对本实施例制备得到的尼龙铜钢复合丝进行检测，得到如图1所示的尼龙铜钢复合丝10，尼龙铜钢复合丝10可用来制作海水围殖网箱，它包括钢丝芯1、防水层2以及外层3。\n[0032] 钢丝芯1由高强度的钢丝制成，它的横截面为圆形，该圆形的半径为0.01mm。\n[0033] 防水层2包绕在钢丝芯1上，它的材料为防水胶，防水胶的成分为环氧树脂，防水胶的厚度为10μm。\n[0034] 外层3包绕在防水层2上，它的材料为尼龙铜复合材料，该尼龙铜复合材料包含质量分数为5％的铜，质量分数为0.1％的硅烷偶联剂，质量分数为40％的增强剂，尼龙6质量分数为54.9％，外层3的厚度为1mm。\n[0035] 根据本实施例的制备方法制得的尼龙铜钢复合丝抗拉强度为200MP a，编织后的海水围殖网箱在大黄鱼养殖基地进行养殖试验，海水围殖网箱使用两年，网箱上没有发现生物附着。\n[0036] 实施例二\n[0037] 一种尼龙铜钢复合丝的制备方法，包括以下步骤：\n[0038] 步骤一，将钢丝除油、酸洗处理后，在钢丝的表面涂上厚度为30μm的防水胶得到涂有防水胶的钢丝。\n[0039] 步骤二，将尼龙66粉末和过800目筛(泰勒标准筛制)铜合金粉(含铜20％)分别放入干燥箱中在温度为150℃的条件下干燥，得到干燥后的尼龙66粉末和干燥后的铜合金粉。\n[0040] 步骤三，将质量为48g干燥后的尼龙66粉末、质量为1g的硅烷偶联剂、质量为1g的碳纤维粉末以及质量为50g干燥后的铜合金粉一起放入高速混合机中混合均匀后取出，得到混合物料。\n[0041] 步骤四，将混合物料加入至双螺杆挤出机中，在挤出温度为300℃的条件下，双螺杆挤出机将混合物料与涂有防水胶的钢丝均匀挤出，得到尼龙铜钢复合丝。\n[0042] 对本实施例制备得到的尼龙铜钢复合丝进行检测，得到尼龙铜钢复合丝10，尼龙铜钢复合丝10可用来制作海水围殖网箱，它包括钢丝芯1、防水层2以及外层3。\n[0043] 钢丝芯1由高强度的钢丝制成，它的横截面为圆形，该圆形的半径为2mm。\n[0044] 防水层2包绕在钢丝芯1上，它的材料为防水胶，防水胶的成分为聚乙烯，防水胶的厚度为30μm。\n[0045] 外层3包绕在防水层2上，它的材料为尼龙铜复合材料，该尼龙铜复合材料包含质量分数为50％的铜，质量分数为1％的硅烷偶联剂，质量分数为1％的碳纤维粉末，质量分数为48％的尼龙，外层3的厚度为10mm。\n[0046] 根据本实施例的制备方法制得的尼龙铜钢复合丝抗拉强度为800MP a，编织后的海水围殖网箱在大黄鱼养殖基地进行养殖试验，海水围殖网箱使用四年，网箱上没有发现生物附着。\n[0047] 实施例三\n[0048] 一种尼龙铜钢复合丝的制备方法，包括以下步骤：\n[0049] 步骤一，将钢丝除油、酸洗处理后，在钢丝的表面涂上厚度为20μm的防水胶得到涂有防水胶的钢丝。\n[0050] 步骤二，将尼龙6粉末与尼龙66粉末的混合物和过400目筛(泰勒标准筛制)铜合金粉(含铜80％)分别放入干燥箱中在温度为100℃的条件下干燥，得到干燥后的尼龙6粉末与尼龙66粉末的混合物和干燥后的铜合金粉。\n[0051] 步骤三，将质量为54.8g干燥后的尼龙6粉末与尼龙66粉末的混合物、质量为0.2g的硅烷偶联剂、质量为20g的玻璃纤维以及质量为25g干燥后的铜合金粉一起放入高速混合机中混合均匀后取出，得到混合物料。\n[0052] 步骤四，将混合物料加入至双螺杆挤出机中，在挤出温度为250℃的条件下，双螺杆挤出机将混合物料与涂有防水胶的钢丝均匀挤出，得到尼龙铜钢复合丝。\n[0053] 对本实施例制备得到的尼龙铜钢复合丝进行检测，得到尼龙铜钢复合丝10，尼龙铜钢复合丝10可用来制作海水围殖网箱，它包括钢丝芯1、防水层2以及外层3。\n[0054] 钢丝芯1由高强度的钢丝制成，它的横截面为圆形，该圆形的半径为1mm。\n[0055] 防水层2包绕在钢丝芯1上，它的材料为防水胶，防水胶的成分为环氧树脂，防水胶的厚度为20μm。\n[0056] 外层3包绕在防水层2上，它的材料为尼龙铜复合材料，该尼龙铜复合材料包含质量分数为25％的铜，质量分数为0.2％的硅烷偶联剂，质量分数为20％玻璃纤维，质量分数为54.8％的尼龙，外层3的厚度为5mm。\n[0057] 根据本实施例的制备方法制得的尼龙铜钢复合丝抗拉强度为400MP a，编织后的海水围殖网箱在大黄鱼养殖基地进行养殖试验，海水围殖网箱使用三年，网箱上没有发现生物附着。\n[0058] 实施例的作用与效果\n[0059] 根据实施例一至实施例三所涉及的尼龙铜钢复合丝的制备方法，将涂有防水胶的钢丝、尼龙粉末、铜或铜合金粉末、六钛酸钾晶须(碳纤维、玻璃纤维)以及硅烷偶联剂混合，然后在热挤出条件下制得尼龙铜钢复合丝，制备方法简单、加工方便、制备成本低，适用于工业化应用。由实施例一至实施例三的尼龙铜钢复合丝的制备方法制备得到的尼龙铜钢复合丝不仅结构简单，而且还具有抗拉强度高、耐腐蚀性能好以及抗生物附着性好等优点，非常适合制作海水围殖网箱。\n[0060] 以上实施例仅为本发明构思下的基本说明，不对本发明进行限制。而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。