一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法

摘要

本发明提供一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法，属于材料技术领域，其可解决现有的土工布易被腐蚀或强度低无法用于高速铁路滑动层的问题。本发明的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法中包括向冷却后的全牵伸丝喷洒润滑剂的步骤，这样可以提高全牵伸丝的力学性能，防止其在后续针刺工艺中断裂。本发明的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布物理性能优异，纵横向强度达到50kN/m以上，其顶破强力、撕裂强力均超过聚酯长丝土工布。此外其耐碱性优异，在PH值2‑13的条件下使用，不受任何影响。本发明的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布适用于高速铁路滑动层，可以保障高铁长期安全的运行。

权利要求

1.一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：将聚丙烯主料与助剂混合后形成融体；

将所述融体熔融挤出得到聚丙烯长丝并经过牵伸形成全牵伸丝，经冷却后向全牵伸丝喷洒润滑剂；

将所述全牵伸丝通过摆丝形成纤维网后经过针刺定型得到高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布，所述高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的纵横向强度大于50kN/m；

所述向全牵伸丝喷洒的润滑剂与全牵伸丝的重量比为(9-11)：100；

所述聚丙烯长丝粗细为6-8D；所述聚丙烯长丝经过牵伸形成的全牵伸丝的单丝强度大于2.5cn/dtex。

2.根据权利要求1所述的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法，其特征在于，所述润滑剂包括平滑剂、抗静电剂、乳化剂中的任意一种或几种。

3.根据权利要求2所述的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法，其特征在于，所述平滑剂、抗静电剂、乳化剂的重量比为(60-70):(20-30):(5-15)。

4.根据权利要求1所述的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法，其特征在于，所述助剂包括色母粒、抗紫外母粒中的任意一种或两种；所述聚丙烯主料与色母粒、抗紫外母粒重量比为(90-96):(1-3):(2-4)。

5.根据权利要求1所述的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出温度为230-250℃，所述融体流动速率为20-28g/10min。

6.根据权利要求1所述的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法，其特征在于，所述针刺总密度为110-150/cm2，针刺深度为9-12cm。

7.一种按权利要求1-6任一项所述的方法制备的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布，其特征在于，所述高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的纵横向强度大于50kN/m，所述高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的克重为672-728g/m2。

8.根据权利要求7所述的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布，其特征在于，所述高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布应用于pH为2-13的环境中。

说明书

一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于材料技术领域，具体涉及一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法。

背景技术

[0002] 土工布又称土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而形成的透水性土工合成材料。土工布具有优异的过滤、隔离、加固防护作用，其抗拉强度高、渗透性好，耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀性好，具有很好的过滤、隔离、加筋、防护等功效，是一种应用广泛的土工合成材料。

[0003] 发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现在国内高速铁路滑动层上使用的一般是聚酯长丝土工布和丙纶短纤土工布。因为高铁滑动层混凝土呈碱性，而聚酯土工布在碱性环境下，很容易发生化学反应被腐蚀掉，对于高铁的运行存在极大的隐患。丙纶短纤土工布虽然耐碱腐蚀，但由于其强度低，对高铁的平稳运行有着极大的不良影响，无法达到高铁的使用要求。

发明内容

[0004] 本发明针对现有的土工布易被腐蚀或强度低无法用于高速铁路滑动层的问题，提供一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法。

[0005] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

[0006] 一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法，包括以下制备步骤：

[0007] 将聚丙烯主料与助剂混合后形成融体；

[0008] 将所述融体熔融挤出得到聚丙烯长丝并经过牵伸形成全牵伸丝，经冷却后向全牵伸丝喷洒润滑剂；

[0009] 将所述全牵伸丝通过摆丝形成纤维网后经过针刺定型得到高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布。

[0010] 其中，所述聚丙烯主料是指聚丙烯切片，其等规指数≥94％。

[0011] 优选的是，所述向全牵伸丝喷洒的润滑剂与全牵伸丝的重量比为(9-11)：100。

[0012] 优选的是，所述润滑剂包括平滑剂、抗静电剂、乳化剂中的任意一种或几种。

[0013] 优选的是，所述平滑剂、抗静电剂、乳化剂的重量比为(60-70):(20-30):(5-15)。

[0014] 优选的是，所述助剂包括色母粒、抗紫外母粒中的任意一种或两种。

[0015] 其中，所述色母粒的作用是使得产品具有一定的颜色，其粒度为(2.8-3.3)mm×(3.0-3.4)mm，水份含量：≤0.3wt％，色差：4级(灰卡)，耐热性260℃，其外观表面光滑、粒度均匀、圆柱状颗粒。

[0016] 其中，所述抗紫外母粒的作用是增强产品整体的抗紫外的功能，抗紫外母粒的粒度为(2.8-3.5)mm×(3.0-3.4)mm，水份含量：≤0.3wt％，熔点：160℃，耐热性260℃，其外观表面光滑、色泽均匀、圆柱状颗粒。

[0017] 优选的是，所述聚丙烯主料与色母粒、抗紫外母粒重量比为(90-96):(1-3):(2-4)。

[0018] 优选的是，所述熔融挤出温度为230-250℃，所述融体流动速率为20-28g/10min。

[0019] 优选的是，所述聚丙烯长丝粗细为6-8D；所述聚丙烯长丝经过牵伸形成的全牵伸丝的单丝强度大于2.5cn/dtex。

[0020] 其中，聚丙烯长丝若太粗，产品外观不好看，而且相同克重下，粗丝的产品比细丝的产品断裂强度要小。聚丙烯长丝若太细，则影响产品的过滤性能。

[0021] 优选的是，所述针刺总密度为110-150/cm2，针刺深度为9-12cm。

[0022] 本发明还提供一种上述的方法制备的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布，所述高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的纵横向强度大于50kN/m，所述高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的克重为672-728g/m2。

[0023] 优选的是，所述高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布应用于pH为2-13的环境中。

[0024] 本发明的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备方法中包括向冷却后的全牵伸丝喷洒润滑剂的步骤，这样可以提高聚丙烯长丝在全牵伸丝时的力学性能，防止聚丙烯长丝在后续针刺工艺中断裂。本发明的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布物理性能优异，纵横向强度达到50kN/m以上，其顶破强力、撕裂强力均超过聚酯长丝土工布。此外其耐碱性优异，在PH值2-13的条件下使用，不受任何影响。本发明的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布适用于高速铁路滑动层，可以保障高铁长期安全的运行。

附图说明

[0025] 图1为本发明的实施例1的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布的制备流程示意图。

具体实施方式

[0026] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

[0027] 实施例1：

[0028] 本实施例提供一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法，其制备流程图见图1，该方法具体包括以下制备步骤：

[0029] (1)按重量份数，将95份聚丙烯主料与助剂(2份色母粒、3份抗紫外母粒)混合后形成融体。

[0030] (2)250℃下将所述融体熔融挤出，融体流动速率为20g/10min，通过喷丝组件纺丝得到均匀连续的聚丙烯长丝；将所述聚丙烯长丝经过牵伸形成全牵伸丝，待冷却后向全牵伸丝喷洒润滑剂；向全牵伸丝喷洒的润滑剂与全牵伸丝的重量比为10:100，润滑剂包括平滑剂、抗静电剂、乳化剂平滑剂、抗静电剂、乳化剂的重量比为65:25:10；其中，全牵伸丝的单丝强度大于2.5cn/dtex；其中，润滑剂的作用是提高全牵伸丝的力学性能，防止其在后续针刺工艺中断裂。润滑剂的用量太高会造成一定浪费，润滑剂的用量太低难以使得全牵伸丝达到相应的力学性能。可以理解的是，润滑剂为液态，喷洒后的润滑剂可回收利用。

[0031] (3)将所述全牵伸丝通过摆丝形成纤维网后经过针刺工艺，其中，针刺总密度为130/cm2，针刺深度为12cm，90℃下定型，卷绕成卷得到克重为700g/m2的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布。

[0032] 实施例2：

[0033] 本实施例提供一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法，包括以下制备步骤：

[0034] (1)按重量份数，将90份聚丙烯主料与助剂(1份色母粒、2份抗紫外母粒)混合后形成融体；

[0035] (2)230℃下将所述融体熔融挤出，融体流动速率为24g/10min，然后通过喷丝组件得到均匀连续的聚丙烯长丝；将所述聚丙烯长丝经过牵伸形成全牵伸丝，待冷却后向全牵伸丝喷洒润滑剂；向全牵伸丝喷洒的润滑剂与全牵伸丝的重量比为9:100，润滑剂包括平滑剂、抗静电剂、乳化剂平滑剂、抗静电剂、乳化剂的重量比为60:20:5；

[0036] (3)将所述全牵伸丝通过摆丝形成纤维网后经过针刺工艺，其中，针刺总密度为2 2
150/cm ，针刺深度为12cm，90℃下定型，卷绕成卷得到克重为728g/m的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布。

[0037] 实施例3：

[0038] 本实施例提供一种高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布及其制备方法，包括以下制备步骤：

[0039] (1)按重量份数，将96份聚丙烯主料与助剂(3份色母粒、4份抗紫外母粒)混合后形成融体；

[0040] (2)240℃下将所述融体熔融挤出，融体流动速率为28g/10min，通过喷丝组件得到均匀连续的聚丙烯长丝；将所述聚丙烯长丝经过牵伸形成全牵伸丝，待冷却后向全牵伸丝喷洒润滑剂；向全牵伸丝喷洒的润滑剂与全牵伸丝的重量比为11:100，润滑剂包括平滑剂、抗静电剂、乳化剂平滑剂、抗静电剂、乳化剂的重量比为70:30:15；

[0041] (3)将所述全牵伸丝通过摆丝形成纤维网后经过针刺工艺，其中，针刺总密度为110/cm2，针刺深度为9cm，90℃下定型，卷绕成卷得到克重为672g/m2的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布。

[0042] 对比例

[0043] 对比例提供一种土工布，其具有与实施例1的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布类似的制备方法，其与实施例1的区别在于，步骤(2)中未添加润滑剂。

[0044] 将实施例1-2的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布与对比例的土工布按照GB/T 17639-2008进行测试，测试结果见表1。

[0045] 表1

[0046]

[0047]

[0048] 将上述实施例的高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布用于pH值2-13的环境中，该高强度耐腐蚀聚丙烯长丝土工布不受任何影响，可以长期使用，将其用于高速铁路滑动层，完全达到使用要求。

[0049] 显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：原料的具体重量比例可以根据需要进行调整，具体的工艺参数可以根据产品需要进行改变。

[0050] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。