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一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳
申请号	CN202210062078.0	申请日	2022-01-19	公开(公告)号	CN114507996A	公开(公告)日	2022-05-17
申请人	浙江海轮绳网有限公司;			发明人	葛亮; 葛师善; 金海涛; 金海航; 葛娅嫔; 陈丽丽;
摘要	本申请涉及缆绳的领域，具体公开了一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳。超高分子量聚乙烯耐磨缆绳包括绳芯和包覆层，包覆层通过单绳一捻合于绳芯外侧制得，单绳一包括芯绳和外层，芯绳通过超高分子量聚乙烯纤维捻合制得，外层由若干股单绳二复捻合于芯绳外侧制得，单绳二的原料包括涤纶和丙纶。本申请以超高分子量聚乙烯纤维为芯，以涤纶和丙纶混合制得外层，可使缆绳兼具较好的抗拉强度和良好的耐磨性，减少缆绳在施工作业中产生的磨损，有利于延长缆绳的使用寿命，从而可减少施工作业的成本，提高缆绳整体性能的同时可达到节能效果。
权利要求	1.一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，包括绳芯和包覆层，其特征在于：所述包覆层通过单绳一捻合于所述绳芯外侧制得，所述单绳一包括芯绳和外层，所述芯绳通过超高分子量聚乙烯纤维捻合制得，所述外层由若干股单绳二复捻合于所述芯绳外侧制得，所述单绳二的原料包括涤纶和丙纶。 2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，其特征在于：所述单绳二的制备方法为：将涤纶和丙纶混合制得单线，将若干根单线混合制得单绳二。 3.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，其特征在于：所述单线中，涤纶和丙纶的数量比为2：（2‑3）。 4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，其特征在于：所述绳芯的原料包括涤纶和丙纶。 5.根据权利要求4所述的超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，其特征在于：所述绳芯的原料还包括超高分子量聚乙烯纤维。 6.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯纤维、涤纶、丙纶在混合之前进行浸胶。 7.根据权利要求6所述的超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，其特征在于：所述浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出进行真空干燥，所述树脂复合物通过1‑2份聚乙烯醇、1‑2份对羟基苯甲酸甲酯、4‑5份醋酸纤维素、8‑10份二甲基亚砜和8‑12份水搅拌混匀制得。 8.根据权利要求7所述的超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，其特征在于：按重量份数计，所述树脂复合物还包括3‑5份呋喃树脂，所述浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出，在70‑80℃下进行真空干燥。
说明书全文	一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳技术领域 [0001] 本申请涉及缆绳的领域，更具体地说，它涉及一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳。背景技术 [0002] 缆绳是由多股纤维绳捻制或编织而成的绳索，相较于普通绳索，抗拉性能更好，常被用于海洋工程、交通运输等领域中。 [0003] 缆绳通常由聚乙烯纤维编制而成，强度高，具有良好的耐腐蚀性，可满足各种施工作业的需要，但上述缆绳在耐磨性能上存在不足，导致缆绳的使用寿命短，消耗较大，增加了施工作业的成本，有待改进。发明内容 [0004] 为了改善聚乙烯缆绳的耐磨性不足的问题，本申请提供一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳。 [0005] 本申请提供的一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳采用如下的技术方案：一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，包括绳芯和包覆层，所述包覆层通过单绳一捻合于所述绳芯外侧制得，所述单绳一包括芯绳和外层，所述芯绳通过超高分子量聚乙烯纤维捻合制得，所述外层由若干股单绳二复捻合于所述芯绳外侧制得，所述单绳二的原料包括涤纶和丙纶。 [0006] 通过采用上述技术方案，超高分子量聚乙烯纤维具有良好的纤维强度，涤纶和丙纶的耐磨性较好，以超高分子量聚乙烯纤维为芯绳，以涤纶和丙纶混合制得外层来包覆芯绳，可使缆绳兼具较好的抗拉强度和良好的耐磨性，减少缆绳在施工作业中产生的磨损，有利于延长缆绳的使用寿命，从而可减少施工作业的成本，提高缆绳整体性能的同时可达到节能效果，且丙纶具有较好的浮水性，当将缆绳应用于海上作业时，可减少水对缆绳的渗透，从而减轻缆绳作业时的重量，使得利用缆绳进行海上作业操作更加轻便，缩短操作时间。 [0007] 优选的，所述单绳二的制备方法为：将涤纶和丙纶混合制得单线，将若干根单线混合制得单绳二。 [0008] 通过采用上述技术方案，可使外层中涤纶和丙纶的分布更加均匀，有利于提高外层性能的均一性，从而更好的发挥外层的耐磨效果，使得缆绳整体更加耐磨。 [0009] 优选的，所述单线中，涤纶和丙纶的数量比为2：（2‑3）。 [0010] 通过采用上述技术方案，经试验可知，当单线中涤纶和丙纶的数量比为2：（2‑3），采用上述单线制得的缆绳整体的性能更佳。 [0011] 优选的，所述绳芯的原料包括涤纶和丙纶。 [0012] 通过采用上述技术方案，涤纶具有较强的弹性恢复能力且模量较高，丙纶具有强伸性且质地轻，采用涤纶和丙纶混合制得绳芯，使得绳芯更易于加工，且尺寸稳定不易变形，有利于提高缆绳整体性能的稳定性，减少了缆绳变形对缆绳整体强度和耐磨性能的影响。 [0013] 优选的，所述绳芯的原料还包括超高分子量聚乙烯纤维。 [0014] 通过采用上述技术方案，可根据实际需要，在绳芯的原料中添加适量的超高分子量聚乙烯纤维进行混合，可提高绳芯的强度，进而提高缆绳的整体强度，以使缆绳满足不同作业的强度需要。 [0015] 优选的，所述超高分子量聚乙烯纤维、涤纶、丙纶在混合之前进行浸胶。 [0016] 通过采用上述技术方案，通过浸胶，以提高纤维之间的结合牢固度，进而提高缆绳的整体抗拉强度，以优化缆绳的整体性能。 [0017] 优选的，所述浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出进行真空干燥，所述树脂复合物通过1‑2份聚乙烯醇、1‑2份对羟基苯甲酸甲酯、4‑ 5份醋酸纤维素、8‑10份二甲基亚砜和8‑12份水搅拌混匀制得。 [0018] 通过采用上述技术方案，二甲基亚砜易溶于水，聚乙烯醇、对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素均可溶于二甲基亚砜中，各组分混合后对纤维进行浸胶，可使对羟基苯甲酸甲酯、醋酸纤维素和聚乙烯醇包覆于聚乙烯、涤纶、丙纶表面。 [0019] 对羟基苯甲酸甲酯具有较好的抗菌性能，可抑制微生物在聚乙烯、涤纶、丙纶表面滋生，减少了微生物引起的缆绳腐蚀，使得缆绳的整体性能更加稳定，间接抑制了缆绳的磨损，且对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素之间可发生氢键结合，在聚乙烯、涤纶、丙纶表面形成平整光滑的润滑膜，降低了缆绳表面的粗糙度，协同提高了缆绳的耐磨性能。 [0020] 聚乙烯醇混合后提高了树脂复合物的粘度，包覆于纤维表面后，增大了润滑膜和纤维之间的附着力，提高了对羟基苯甲酸甲酯在聚乙烯、涤纶、丙纶表面的附着，有利于提高对缆绳上的微生物滋生的抑制效果，并增大了聚乙烯、涤纶、丙纶之间的抱合力，减少了纤维表面突出的毛羽，提高了缆绳表面的平滑度，进一步提高了缆绳的耐磨性能。 [0021] 优选的，按重量份数计，所述树脂复合物还包括3‑5份呋喃树脂，所述浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出，在70‑80℃下进行真空干燥。 [0022] 通过采用上述技术方案，呋喃树脂与醋酸纤维素较易混溶，混和后在树脂复合物内分散均匀，在高温下会发生交联固化，从而在聚乙烯、涤纶、丙纶表面的树脂复合物内形成网状结构，将对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素进行包裹并锁定于聚乙烯、涤纶、丙纶表层，减少了羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素的损耗，提高了缆绳的耐磨性，并有助于缆绳的耐磨性能更加持久。 [0023] 综上所述，本申请具有以下有益效果：1、本申请以超高分子量聚乙烯纤维为芯，以涤纶和丙纶混合制得外层，可使缆绳兼具较好的抗拉强度和良好的耐磨性，减少缆绳在施工作业中产生的磨损，有利于延长缆绳的使用寿命，从而可减少施工作业的成本，提高缆绳整体性能的同时可达到节能效果。 [0024] 2、本申请通过在混合前，将纤维在含有聚乙烯醇、对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素的树脂复合物中进行浸胶，可抑制微生物在缆绳表面滋生，减少缆绳的腐蚀磨损，并提高缆绳表面的平滑度，从而协同提高了缆绳的耐磨性能。 [0025] 3、本申请通过在树脂复合物中加入呋喃树脂，使得对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素包裹并锁定于聚乙烯、涤纶、丙纶表层，减少了羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素的损耗，有助于缆绳的耐磨性能更加持久。具体实施方式 [0026] 以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。 [0027] 超高分子量聚乙烯纤维购于北京同益中新材料科技股份有限公司；聚乙烯醇购于常州市商联化工有限公司，货号为2019‑9002‑89‑5，牌号为1788；醋酸纤维素购于上海益增塑化有限公司，型号为CA‑398‑3；呋喃树脂购于山东多聚化学有限公司；环氧树脂购于河北米阳防腐材料有限公司，牌号为144；阿克隆耐磨试验机由江苏正瑞泰邦电子科技有限公司生产，型号为ZB‑201，货号为201；聚乙烯缆绳购于东泰力特新材实力工厂，货号为11317。 [0028] 以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。 [0029] 原料的制备例制备例1 单绳二的制备：将涤纶和丙纶混合制得单线，涤纶和丙纶的数量比为1：1，将若干根单线混合制得单绳二。 [0030] 制备例2与制备例1的区别在于，涤纶和丙纶的数量比为2：3。 [0031] 制备例3与制备例1的区别在于，涤纶和丙纶的数量比为4：5。 [0032] 制备例4与制备例1的区别在于，涤纶和丙纶的数量比为2：1。 [0033] 制备例5与制备例1的区别在于，涤纶和丙纶的数量比为1：2。实施例 [0034] 实施例1本申请公开了一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，包括绳芯和包覆层，绳芯通过涤纶和丙纶混合制得，在实际使用中，还可根据实际需要，在绳芯中加入超高分子量聚乙烯纤维，通过超高分子量聚乙烯纤维、涤纶和丙纶混合制得绳芯，以满足不同作业的强度需要。 [0035] 包覆层通过四股单绳一捻合于绳芯外侧制得，每股单绳一均包括芯绳和外层，芯绳通过超高分子量聚乙烯纤维捻合制得，外层由若干股单绳二复捻合于芯绳外侧制得，本实施例中，单绳二为4股，其中，单绳二由制备例1制得。 [0036] 缆绳整体中，超高分子量聚乙烯纤维的数量占比为30%，涤纶的数量占比为35%，丙纶的数量占比为35%。 [0037] 实施例2与实施例1的区别在于，超高分子量聚乙烯纤维、涤纶、丙纶在混合之前进行浸胶，浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出进行真空干燥，其中，树脂复合物通过10g聚乙烯醇、10g对羟基苯甲酸甲酯、40g醋酸纤维素、80g二甲基亚砜和80g水搅拌均匀制得。 [0038] 实施例3与实施例3的区别在于，树脂复合物通过10g聚乙烯醇、10g对羟基苯甲酸甲酯、40g 醋酸纤维素、80g二甲基亚砜、30g呋喃树脂和80g水搅拌均匀制得。 [0039] 浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出，在70℃下进行真空干燥。 [0040] 实施例4本申请公开了一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，包括绳芯和包覆层，绳芯通过涤纶和丙纶混合制得，包覆层通过四股单绳一捻合于绳芯外侧制得，每股单绳一均包括芯绳和外层，芯绳通过超高分子量聚乙烯纤维捻合制得，外层由若干股单绳二复捻合于芯绳外侧制得，本实施例中，单绳二为4股，其中，单绳二由制备例1制得。 [0041] 缆绳整体中，超高分子量聚乙烯纤维的数量占比为30%，涤纶的数量占比为35%，丙纶的数量占比为35%。 [0042] 其中，超高分子量聚乙烯纤维、涤纶、丙纶在混合之前进行浸胶，浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出，在70℃下进行真空干燥，树脂复合物通过10g聚乙烯醇、10g对羟基苯甲酸甲酯、40g醋酸纤维素、80g二甲基亚砜、30g呋喃树脂和80g水搅拌均匀制得。 [0043] 实施例5本申请公开了一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，包括绳芯和包覆层，绳芯通过涤纶和丙纶混合制得，包覆层通过四股单绳一捻合于绳芯外侧制得，每股单绳一均包括芯绳和外层，芯绳通过超高分子量聚乙烯纤维捻合制得，外层由若干股单绳二复捻合于芯绳外侧制得，本实施例中，单绳二为4股，其中，单绳二由制备例2制得。 [0044] 缆绳整体中，超高分子量聚乙烯纤维的数量占比为30%，涤纶的数量占比为35%，丙纶的数量占比为35%。 [0045] 其中，超高分子量聚乙烯纤维、涤纶、丙纶在混合之前进行浸胶，浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出，在80℃下进行真空干燥，树脂复合物通过20g聚乙烯醇、20g对羟基苯甲酸甲酯、50g醋酸纤维素、100g二甲基亚砜、50g呋喃树脂和120g水搅拌均匀制得。 [0046] 实施例6本申请公开了一种超高分子量聚乙烯耐磨缆绳，包括绳芯和包覆层，绳芯通过涤纶和丙纶混合制得，包覆层通过四股单绳一捻合于绳芯外侧制得，每股单绳一均包括芯绳和外层，芯绳通过超高分子量聚乙烯纤维捻合制得，外层由若干股单绳二复捻合于芯绳外侧制得，本实施例中，单绳二为4股，其中，单绳二由制备例3制得。 [0047] 缆绳整体中，超高分子量聚乙烯纤维的数量占比为30%，涤纶的数量占比为35%，丙纶的数量占比为35%。 [0048] 超高分子量聚乙烯纤维、涤纶、丙纶在混合之前进行浸胶，浸胶步骤为：将超高分子量聚乙烯纤维/涤纶/丙纶浸入树脂复合物，然后取出，在75℃下进行真空干燥，树脂复合物通过15g聚乙烯醇、15g对羟基苯甲酸甲酯、45g醋酸纤维素、90g二甲基亚砜、40g呋喃树脂和100g水搅拌均匀制得。 [0049] 实施例7与实施例1的区别在于，单绳二由制备例4制得。 [0050] 实施例8与实施例1的区别在于，单绳二由制备例5制得。 [0051] 实施例9与实施例2的区别在于，将对羟基苯甲酸甲酯替换为甲酸甲酯。 [0052] 实施例10与实施例2的区别在于，将醋酸纤维素替换为醋酸。 [0053] 实施例11与实施例9的区别在于，将醋酸纤维素替换为醋酸。 [0054] 实施例12与实施例3的区别在于，将呋喃树脂替换为环氧树脂。 [0055] 对比例对比例1 与实施例1的区别在于，以市售聚乙烯缆绳作为空白对照组。 [0056] 性能检测试验耐磨性测试（以磨损量表征耐磨性）：将实施例1‑12和对比例1的缆绳分别裁切出长50mm的一段作为试样，将试样称重（m1），然后采用阿克隆磨耗试验机对各个试样进行试验，圈数为300圈，试验后再次称重（m2），计算两次称重的差值（m1‑m2），记为磨损量，磨损量越小，耐磨性越好，测试结果如下表1所示。 [0057] 表1 各实施例和对比例的测试结果表磨损量/g 实施例1 15.4 实施例2 13.5 实施例3 12.2 实施例4 11.9 实施例5 11.5 实施例6 11.8 实施例7 16.3 实施例8 16.9 实施例9 14.7 实施例10 14.3 实施例11 14.1 实施例12 13.1 对比例1 18.3 综上所述，可以得出以下结论： 1.结合实施例1和对比例1并结合表1可以看出，本申请的缆绳相较于市售聚乙烯缆绳耐磨性更佳。 [0058] 2.结合实施例1‑2、9‑11并结合表1可以看出，采用组分为聚乙烯醇、对羟基苯甲酸甲酯、醋酸纤维素、二甲基亚砜和水的树脂复合物对纤维进行浸胶可提高缆绳的耐磨性，其原因可能是：二甲基亚砜易溶于水，聚乙烯醇、对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素均可溶于二甲基亚砜中，浸胶后，对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素之间可发生氢键结合，在聚乙烯、涤纶、丙纶表面形成平整光滑的润滑膜，降低了缆绳表面的粗糙度，协同提高了缆绳的耐磨性能。 [0059] 3.结合实施例1‑3、12并结合表1可以看出，在浸胶的树脂复合物中加入呋喃树脂有利于提高缆绳的耐磨性，其原因可能是：呋喃树脂与醋酸纤维素较易混溶，混和后在树脂复合物内分散均匀，在高温下会发生交联固化，从而在聚乙烯、涤纶、丙纶表面的树脂复合物内形成网状结构，将对羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素包裹并锁定于聚乙烯、涤纶、丙纶表层，减少了羟基苯甲酸甲酯和醋酸纤维素的损耗，提高了缆绳的耐磨性。 [0060] 4.结合实施例1、7‑8并结合表1可以看出，当单线中涤纶和丙纶的数量比为2：（2‑3）时，采用上述单线制得的缆绳整体的性能更佳。 [0061] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。