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      一種船用纜繩制造加工工藝的制作方法

      文檔序號:39617935發(fā)布日期:2024-10-11 13:32閱讀:52來源:國知局
      一種船用纜繩制造加工工藝的制作方法

      本發(fā)明屬于纜繩,具體地,涉及一種船用纜繩制造加工工藝。


      背景技術(shù):

      1、船舶纜繩是一款用于船舶上使用的安全繩,是系結(jié)船舶的多股繩索,也是一個重要的工具,它可以實現(xiàn)船只的牽引和固定,利用纜繩還能實現(xiàn)各種設備的固定,因此船舶纜繩常常需要具備較高的抗拉性能;但是船在海上運行,船舶纜繩常常暴露在室外,而傳統(tǒng)的船舶纜繩并不具備抗紫外性能,在長期受到紫外光的照射時,容易發(fā)生老化,降低纜繩的力學性能和纜繩的使用壽命。此外,船舶纜繩受海水沖擊和侵蝕,也會導致纜繩性能下降,因此,亟需發(fā)明一種具備抗紫外、防水和耐腐蝕性能的纜繩,以滿足船舶纜繩技術(shù)領域的更高需求。


      技術(shù)實現(xiàn)思路

      1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供了一種船用纜繩制造加工工藝。

      2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):

      3、一種船用纜繩制造加工工藝,包括以下步驟:

      4、將聚丙烯樹脂、三元乙丙橡膠、抗氧劑、改性納米二氧化硅、助劑和引發(fā)劑混合,加入到雙螺桿擠出機中,熔融共混紡絲,絲條通過冷卻吹風、冷卻、固化、卷裝成型、形成纜繩長絲;根據(jù)需求編制成船用纜繩。

      5、進一步地,各原料按照重量份數(shù)計如下:80-100份聚丙烯樹脂、10-14份三元乙丙橡膠、4-6份抗氧劑、12-16份改性納米二氧化硅、5-10份助劑、0.1-0.3份引發(fā)劑。

      6、進一步地,所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰和過氧化月桂酰中的一種。

      7、進一步地,所述抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑264中的一種。

      8、制得的船用纜繩以聚丙烯樹脂為基體,賦予了纜繩較高的機械性能和耐磨性能;添加三元乙丙橡膠,提升了纜繩的耐老化性能。

      9、進一步地,所述改性納米二氧化硅通過以下步驟制得:

      10、將納米二氧化硅分散在裝有甲苯的三口燒瓶中,超聲10min后,加入3-氨基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶聯(lián)劑kh-540),在強烈機械攪拌下緩慢升溫至75℃,反應8h,反應結(jié)束后冷卻至室溫,抽濾后取濾渣,用無水乙醇洗滌3-4次,置于60℃的真空烘箱中干燥,得到改性納米二氧化硅;納米二氧化硅、甲苯、3-氨基丙基三甲氧基硅烷的用量之比為10g:100ml:15g;

      11、納米二氧化硅表面有很多-oh,與kh-540反應可引入-nh2活性基團,得到改性納米二氧化硅;具體反應過程如下所示:

      12、

      13、納米二氧化硅具備良好的耐磨性,通過對其改性,以化學鍵合的作用接枝有機分子鏈,即在其表面形成一層有機層,能夠大幅改善改性納米二氧化硅與基體的界面相容性,從而促進改性納米二氧化硅在基體中均勻分散,使改性納米二氧化硅的性能得以充分發(fā)揮,大幅提升基體的耐磨性,此外納米二氧化硅還作為增強體材料,增強了基體的機械性能。

      14、進一步地,所述助劑通過以下步驟制得:

      15、s1、在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中將乙烯基乙酸、4-氨基-3-氟苯酚、二環(huán)己基碳二亞胺(dcc,脫水劑)和甲苯混合攪拌均勻,50℃水浴條件下,反應3h,反應結(jié)束后,過濾,減壓蒸餾去除溶劑,得到中間體1;乙烯基乙酸、4-氨基-3-氟苯酚、二環(huán)己基碳二亞胺、甲苯的用量之比為8.6g:12.7g:20.6g:75ml;

      16、乙烯基乙酸上的羧基與4-氨基-3-氟苯酚上的氨基,發(fā)生酰胺化反應,在脫水劑的作用下,較溫和的條件下就能反應,得到中間體1;具體反應過程如下所示:

      17、

      18、s2、在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中將2,2,6,6-四甲基哌啶醇、正辛烷、三氧化鉬混合攪拌均勻,加熱至80℃,滴加叔丁基過氧化氫水溶液(質(zhì)量分數(shù)18%),滴加完成后,回流反應9h,反應完成,抽濾,濾液加入活性炭攪拌1h,靜置,抽濾,取濾液,減壓蒸餾除去正辛烷,得到中間體2;2,2,6,6-四甲基哌啶醇、正辛烷、三氧化鉬、叔丁基過氧化氫水溶液的用量之比為15.7g:50ml:0.4g:15ml;

      19、在三氧化鉬的催化下和叔丁基過氧化氫的氧化下,2,2,6,6-四甲基哌啶醇與正辛烷發(fā)生自由基的偶聯(lián)反應;正辛烷既作為反應物參與到反應過程中去,也作為反應溶劑,可以減少副產(chǎn)物的生成,得到中間體2;具體反應過程如下所示:

      20、

      21、s3、在裝有攪拌裝置三口燒瓶中將中間體1、均苯三甲酰氯和甲苯混合攪拌均勻,再加入二環(huán)己基碳二亞胺(脫水劑),升溫至65℃反應5h,反應期間不斷攪拌,反應完成,過濾,旋蒸除去部分溶劑,再通過柱層析提純(洗脫液采用苯/乙酸乙酯的混合溶劑,二者的體積比為3:2),旋蒸除去洗脫液,得到中間體3;中間體1、均苯三甲酰氯、甲苯、二環(huán)己基碳二亞胺的用量之比為38.9g:28.8g:150ml:41.2g;

      22、在二環(huán)己基碳二亞胺的作用下,中間體1和均苯三甲酰氯發(fā)生酰化反應,通過控制二者的摩爾比接近2:1且均苯三甲酰氯略微過量,得到中間體3;具體反應過程如下所示:

      23、

      24、s4、在裝有攪拌裝置三口燒瓶中將中間體3、中間體2和甲苯混合攪拌均勻,再加入二環(huán)己基碳二亞胺(脫水劑),控制反應溫度為70℃,反應6h,反應期間不斷攪拌,反應完成,過濾,減壓蒸餾,再通過柱層析提純(洗脫液采用苯/乙酸乙酯的混合溶劑,二者的體積比為3:4),旋蒸除去洗脫液,得到助劑;中間體1、中間體2、甲苯、二環(huán)己基碳二亞胺的用量之比為58.2g:28.5g:150ml:20.6g;

      25、在二環(huán)己基碳二亞胺的作用下,中間體3和中間體2發(fā)生酰化反應,得到助劑;具體反應過程如下所示:

      26、

      27、本發(fā)明制得的助劑分子中含有c-f鍵、受阻胺和長碳鏈結(jié)構(gòu),其中c-f鍵化學鍵高,穩(wěn)定性好,能賦予基體顯著的防水性;并且能對c-c主鏈進行包覆,降低基體的表面能,提升基體的耐腐蝕性能;另外,受阻胺起到光穩(wěn)定劑的作用,在光防護中會分解二氧化氫產(chǎn)生穩(wěn)定的氮氧自由基,這種化合物能非常有效地捕獲光氧化降解中所產(chǎn)生的自由基,能有效地抑制基體的光氧化降解,并且在穩(wěn)定條件下可以再生,顯著提高了基體的抗紫外老化性能;最后,長碳鏈屬于亞甲基鏈節(jié),不僅擁有較強的疏水性,提升了基體的防水性能,還能提升基體的韌性,并且能穿插在基體的分子鏈中,提升穩(wěn)定性;

      28、需要補充說明的是,助劑一端還含有碳碳雙鍵,能與基體發(fā)生交聯(lián),提升與基體的相互作用力,使助劑難以遷移和脫落,提升性能的長久性。

      29、本發(fā)明的有益效果:

      30、1、本發(fā)明制得的船用纜繩以聚丙烯樹脂為基體,賦予了纜繩優(yōu)異的機械性能和耐磨性能;添加三元乙丙橡膠,提升了纜繩的耐老化性能;

      31、2、添加改性納米二氧化硅,相比普通的納米二氧化硅,與基體相容性更好,團聚現(xiàn)象明顯減輕,進一步提升了纜繩的耐磨性和機械性能;

      32、3、制得的助劑顯著增強了纜繩抗光老化性、防水性、耐腐性和一定程度的機械性能,且性能長久穩(wěn)定;

      33、因此,本發(fā)明制得的纜繩具有穩(wěn)定高效的耐老化性、防水性、耐腐性和耐磨性,并且機械性能優(yōu)異,在船舶纜繩技術(shù)領域具備重要應用價值。

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