本發明涉及篷布,更具體地說,它涉及一種高強度篷布及其制備方法。
背景技術:
1、篷布是一種具有防水、防風、防曬、防塵等功能的織物材料,廣泛應用于物流運輸、建筑工地、露營帳篷、應急救援等場景,目前,市場上常見的篷布通常以聚酯纖維作為基礎材料制成,聚酯纖維具有一定的強度和韌性,能夠滿足一般場景下的使用需求,表面經過再涂層處理以增強防水性和阻燃性等整體性能。
2、然而,傳統的篷布材料雖然具備基礎防護功能,但在高強度應用場景中,其抗拉強度、抗撕裂強度難以滿足需求,當受到高強度的拉扯、沖擊等外力作用時,篷布容易出現破損、斷裂等問題,導致其使用壽命快速縮短。此外,傳統篷布的復合工藝多采用簡單的直接涂覆方式,涂層與基布之間的結合力較弱,在高強度使用過程中,涂層容易出現缺損、分層等現象。因此,亟需開發一種兼具高強度及優異基礎性能的新型篷布材料。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足,本發明的目的在于提供一種高強度篷布及其制備方法,解決了傳統的篷布在高強度應用場景中,其抗拉強度、抗撕裂強度難以滿足需求,此外,傳統篷布的復合工藝多采用簡單的直接涂覆方式,涂層與基布之間的結合力較弱的問題。
2、本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的:一種高強度篷布的制備方法,包括以下步驟:
3、s1:底層纖維制備:以乙烯氣體作為反應單體,己烷作為惰性溶劑,四氯化鈦和三乙基鋁作為催化劑,在低壓(0.1-1.0?mpa)、低溫(50-80℃)下進行聚合反應,最終得到底層纖維。
4、s2:基布紡織:將s1得到的底層纖維與聚酯纖維按體積比3:7混合形成復合纖維,再以該復合纖維作為經紗和緯紗,經橫縱編織形成網格狀結構的基布;
5、s3:基布表面處理:對s2得到的基布進行等離子處理,增加表面粗糙度,所述等離子處理參數為:功率200-300w,處理時間10-15分鐘,氣體為氬氣與氧氣的混合氣(體積比4:1);
6、s4:涂層原料制備:將60-80份tpu顆粒、5-10份納米二氧化硅、2-5份玻璃微珠、10-20份硅橡膠、5-10份乙烯-乙烯醇共聚物、2-5份發泡硅酮母粒和1-2份助劑在80-100℃下混煉40-60分鐘,配制成混合物,然后將混合物放入雙螺桿擠出造粒機,在熔體溫度160度-230度下擠出造粒;
7、s5:篷布涂層涂覆:將s4得到的混合物放入涂覆機熔融塑化擠出,在熔體溫度160度-200度下流延涂覆于s3得到的基布上,形成厚度0.2-0.8mm的涂層,在100-120℃下烘干固化10-20分鐘。
8、本發明進一步設置為:所述底層纖維制備具體過程為:將四氯化鈦和三乙基鋁催化劑按摩爾比為1:100加入到己烷溶劑中,配制成己烷質量占比85%的混合液,通入乙烯氣體至總壓力達0.5?mpa,進行聚合反應,經離心、脫水干燥、紡絲得到底層纖維。
9、本發明還提供一種高強度篷布,采用上述方法制得,包括基布層和功能層,所述基布層包括經紗和緯紗,經橫縱編織形成網格狀結構,所述功能層流延涂覆于基布層的表面,所述經紗和緯紗均采用步驟s2所制得的復合纖維材料。
10、本發明進一步設置為:所述功能層包含以下組分:60-80份tpu顆粒、5-8份納米二氧化硅、2-5份玻璃微珠、10-20份硅橡膠、5-10份乙烯-乙烯醇共聚物、2-5份發泡硅酮母粒和1-2份助劑。
11、本發明進一步設置為:所述功能層表面通過激光加工形成微孔結構,微孔密度為10-20個/平方厘米,微孔直徑0.1-0.5mm,用于兼顧透光性。
12、綜上所述,本發明具有以下有益效果:
13、1、將乙烯聚合成具有高強度特性的超高分子量聚乙烯纖維,超高分子量聚乙烯具有極高的分子量,分子鏈長且相互纏結,賦予了底層纖維出色的抗拉強度和抗撕裂強度,可抵御強風、尖銳物沖擊等高強度應用場景,延長使用壽命,且其纖維密度僅約為0.97?g/cm3,在高強度的基礎上做到了輕質化,有效減輕后續疊加涂層導致的整體重量上升的壓力;同時,超高分子量聚乙烯纖維與聚酯纖維通過合理的體積比例混紡,一方面使基布在整體上既具備高強度又具有一定的柔韌性,又能平衡成本和性能。
14、2、對基布進行等離子處理,利用高能粒子轟擊基布表面,使表面分子結構發生變化,產生刻蝕和活化作用,從而增加基布表面的粗糙度,為后續涂層的附著提供更多的接觸面積和更好的咬合作用,增強涂層與基布之間的結合力。
15、3、tpu具有良好的彈性、耐磨性和耐化學腐蝕性,為涂層提供了基礎性能保障。納米二氧化硅具有極高的比表面積和優異的補強性能,能夠填充到tpu分子鏈之間,增強分子間的作用力,提高涂層的強度和硬度。玻璃微珠具有質輕、高強度的特點,在涂層中均勻分布可以起到增強和增韌的作用,同時空心玻璃微珠內部封閉的氣體構成高效熱阻層,在隔熱性能上也表現優良,三者協調配合,優化涂層的內部結構,提高涂層的綜合性能,使篷布在各種惡劣環境下都能保持良好的使用性能。
1.一種高強度篷布的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
2.s2:基布紡織:將s1得到的底層纖維與聚酯纖維按體積比3:7混合形成復合纖維,再以該復合纖維作為經紗和緯紗,經橫縱編織形成網格狀結構的基布;
3.一種高強度篷布,采用如權利要求1所述的方法制得,其特征在于,包括基布層和功能層,所述基布層包括經紗和緯紗,經橫縱編織形成網格狀結構,所述功能層流延涂覆于基布層的表面,所述經紗和緯紗均采用步驟s2所制得的復合纖維材料。
4.根據權利要求2所述的高強度篷布,其特征在于:所述功能層包含以下組分:60-80份tpu顆粒、5-8份納米二氧化硅、2-5份玻璃微珠、10-20份硅橡膠、5-10份乙烯-乙烯醇共聚物、2-5份發泡硅酮母粒和1-2份助劑。
5.根據權利要求2所述的高強度篷布,其特征在于:所述功能層表面通過激光加工形成微孔結構,微孔密度為10-20個/平方厘米,微孔直徑0.1-0.5mm,用于兼顧透光性。