本發(fā)明涉及一種安全網(wǎng)，特別涉及防電建筑安全網(wǎng)。
背景技術(shù)：
建筑安全網(wǎng)可以采用聚丙烯纖維，由于聚丙烯纖維所固有的疏水性和絕緣性，靜電性能嚴重，在電線桿附近建筑安全網(wǎng)會有安全隱患。故必須對聚丙烯纖維進行改性才能在建筑施工現(xiàn)場廣泛應(yīng)用?？梢钥紤]摻入抗靜電材料以加強其抗靜電性，納米氧化錫的抗靜電效果較好，可以將其加入聚丙烯原液，并因為紡絲工藝要求要加入凝固浴，在聚丙烯原液、納米氧化錫、凝固浴和水的兩相共混體系，由于凝固浴溶液的溶劑化效應(yīng)使聚丙烯溶解在一定濃度范圍的鹽溶液中，但是鹽溶液不同于有機溶劑，凝固浴溶液本身是電解質(zhì)溶液，納米粒子分散在鹽溶液中，由于電解質(zhì)中與納米粒子帶的電荷相反離子的作用使膠體失去靜電穩(wěn)定作用而團聚成比較大的聚集體，在聚丙烯原液中尤其會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，這對于納米氧化錫在聚丙烯原液中的均勻分散是一個阻礙。另外，聚丙烯原液有一定的粘度，這是由聚丙烯大分子鏈間的纏結(jié)點所引起的，這種大分子鏈間的纏結(jié)點可以起到對納米氧化錫因重力而下沉的抵抗作用，阻礙了納米氧化錫的團聚和沉降。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明采用分散劑硬脂酰胺來解決納米氧化錫的均勻分散問題。分散劑硬脂酰胺的作用主要是空間位阻效應(yīng)，親水基吸附在粉體表面，疏水鏈伸向溶劑中，對改善納米漿料的流變性有較好效果。同時在共混液中加入分散劑硬脂酰胺和偶聯(lián)劑后，由于聚丙烯和分散劑硬脂酰胺有一定的相容性，聚丙烯大分子鏈對包覆在氧化錫周圍的分散劑硬脂酰胺和偶聯(lián)劑有吸引作用；分散劑硬脂酰胺和偶聯(lián)劑在水中有穩(wěn)定性，它們阻止了氧化錫因重力的影響而下沉，使納米氧化錫、聚丙烯共混原液可以穩(wěn)定存在，而且由分散劑硬脂酰胺和偶聯(lián)劑包覆的納米氧化錫粒子很少團聚，這為聚丙烯共混原液的紡絲提供了有利條件。
制備步驟采用如下：
(1)制備納米氧化錫粉體
納米氧化錫制備方法采用如下：配制1mol/L硝酸錫溶液，取3份硝酸錫溶液，加入7份水，加入0.2份的0.9mol/L NaOH，攪拌30min。加入0.1份乙醇回流4h。抽濾后再加0.2份乙醇分散，裝入高壓釜，再加入0.2份的0.5mol/L硝酸和1份水，180℃水熱反應(yīng)12h，獲得納米氧化錫粉體。
(2)制備納米氧化錫溶液
將納米氧化錫粉體加入水中，并加入分散劑硬脂酰胺，高速攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分。納米氧化錫粉體與水的重量比為1，分散劑硬脂酰胺與水的重量比為5％。
(3)采用硅烷偶聯(lián)劑對納米氧化錫進行表面修飾
由于沒有經(jīng)過修飾的納米粉體比表面積大，極易團聚，所以對納米粉體的表面修飾成為非常重要的應(yīng)用手段之一。在納米氧化錫加入硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑重量為納米氧化錫溶液的4％，高速攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，然后超聲震蕩30分鐘。
(4)配制凝固浴
凝固浴采用以下原料重量配比：硫酸6份、硫酸鋁1份、硫酸鈉12份。
(5)配制共混液
在聚丙烯原液中加入凝固浴、納米氧化錫溶液、水形成共混液，加溫至80℃進行攪拌，轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為8～10小時，配制成共混液。共混液中各組分的重量配比采用如下：聚丙烯原液為36％～38％、凝固浴為19％～21％、納米氧化錫溶液為8％～10％、水為32％～36％。
納米氧化錫的配比根據(jù)靜電效果來確定。當納米氧化錫加入到纖維中，并使其沿著纖維軸向取向，從而在纖維內(nèi)部形成了導(dǎo)電通路，起到較好的抗靜電效果。由表1可以看出：添加抗靜電劑后，無論是洗滌前還是經(jīng)過20次洗滌后，改性聚丙烯纖維表面的體積比電阻都較純聚丙烯有明顯下降。雖然改性纖維經(jīng)過洗滌后體積比電阻有所改變，但是影響不多，主要是由于納米氧化錫含量比較多，因此表面洗掉之后纖維內(nèi)部會繼續(xù)溢出，納米氧化錫的總含量并沒有減少很多。而聚丙烯纖維表面的體積比電阻隨著摻量呈現(xiàn)出先減少后增大的態(tài)勢，尤其是摻量較小時改變較大，分析其原因是由于納米氧化錫顆粒粒徑非常小，在外電場作用下，很容易形成瞬間電荷集中，使介質(zhì)產(chǎn)生電極化而導(dǎo)電；而摻量達到一定程度是會出現(xiàn)體積比電阻增大的現(xiàn)象可能是由于納米氧化錫的添加量較多時出現(xiàn)了團聚現(xiàn)象，反而堵塞了導(dǎo)電通路，降低了導(dǎo)電性能。基于以上原因，適宜的摻量會使改性聚丙烯纖維具有較好抗靜電性和持續(xù)抗靜電性。表1表明納米氧化錫溶液為8％～10％時防靜電效果較好。
表1不同添加量的聚丙烯纖維體積比電阻的測試結(jié)果
(6)紡制聚丙烯纖維
紡絲工藝參數(shù)根據(jù)試驗情況進行優(yōu)化，主要從負欠伸倍數(shù)、熱欠伸倍數(shù)、紡絲速度、凝固浴流量、供紡漿液溫度進行優(yōu)化。
從完善成型和減少斷裂絲考慮，負欠伸倍數(shù)高會有利，但負欠伸倍數(shù)太高，會增加墜蕩，同時相應(yīng)的熱欠伸倍數(shù)增加后，纖維剛性過高，勾結(jié)強度下降。因此，通過不斷實驗、現(xiàn)場觀察及取樣分析，確定了合理的負欠伸倍數(shù)。在紡絲速度、噴絲頭固定后，負欠伸倍數(shù)決定于紡絲機卷取速度，兩者成反比關(guān)系。為了提升負欠伸倍數(shù)，本發(fā)明根據(jù)大量試驗對紡絲速度進行了優(yōu)化，傳統(tǒng)紡絲速度為70～80m/min，本發(fā)明降低至50～60m/min，這樣的凝固速度會使凝固點至噴絲頭距離減少，避免細流內(nèi)部還沒有完全凝固就已離開凝固浴。負欠伸倍數(shù)為-0.7～-0.75，熱欠伸倍數(shù)為6.2～7.2。
紡速提高后凝固浴流量提高，有利于減少絲束在凝固浴中阻力，且可使凝固浴濃度均勻。但流量太大，會對成型的纖維產(chǎn)生沖擊，產(chǎn)生毛絲。因此，通過調(diào)節(jié)流量來找出最佳流量范圍。從實驗看，流量對纖維成型的影響與凝固浴溫度、密度相比要小得多。凝固浴流量控制在6000～7000L/h，纖維成型較好。
供紡漿液溫度高，傳質(zhì)速度快；溫度低，漿液粘度高，流動性差，擴散系數(shù)小，凝固速度慢，而且由于漿液粘度高，使?jié){液的流動形變差，成型欠伸困難，細流容易出現(xiàn)斷裂。但溫度提高后，漿液中分散劑容易揮發(fā)，產(chǎn)生小氣泡。這些小氣泡部分停留在細流中，到熱欠伸時造成絲束斷裂。而部分氣泡則在出噴絲孔后就在凝固浴中從細流中擴散出來，使細流斷裂。通過調(diào)整供紡漿液溫度觀察成型情況，確定供紡漿液溫度。漿液溫度為34℃～38℃時成型狀況較好。
本發(fā)明防靜電效果好，應(yīng)用前景廣闊。
具體實施方式
實施例中制備步驟采用如下：
(1)制備納米氧化錫粉體
納米氧化錫制備方法采用如下：配制1mol/L硝酸錫溶液，取3份硝酸錫溶液，加入7份水，加入0.2份的0.9mol/LNaOH，攪拌30min。加入0.1份乙醇回流4h。抽濾后再加0.2份乙醇分散，裝入高壓釜，再加入0.2份的0.5mol/L硝酸和1份水，180℃水熱反應(yīng)12h，獲得納米氧化錫粉體。
(2)制備納米氧化錫溶液
將納米氧化錫粉體加入水中，并加入分散劑硬脂酰胺，高速攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分。納米氧化錫粉體與水的重量比為1，分散劑硬脂酰胺與水的重量比為5％。
(3)采用硅烷偶聯(lián)劑對納米氧化錫進行表面修飾
在納米氧化錫加入硅烷偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑重量為納米氧化錫溶液的4％，高速攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分，然后超聲震蕩30分鐘。
(4)配制凝固浴
凝固浴采用以下原料重量配比：硫酸6份、硫酸鋁1份、硫酸鈉12份。
(5)配制共混液
在聚丙烯原液中加入凝固浴、納米氧化錫溶液、水形成共混液，加溫至80′C進行攪拌，轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為8～10小時，配制成共混液。共混液中各組分的重量配比采用如下：聚丙烯原液為36％～38％、凝固浴為19％～21％、納米氧化錫溶液為8％～10％、水為32％～36％。
(6)紡制聚丙烯纖維
紡絲速度為50～60m/min，負欠伸倍數(shù)為-0.7～-0.75，熱欠伸倍數(shù)為6.2～7.2。凝固浴流量控制在6000～7000L/h；供紡漿液溫度為34℃～38℃。