[发明专利]防电建筑安全网

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全网，特别涉及防电建筑安全网。

背景技术

建筑安全网可以采用聚丙烯纤维，由于聚丙烯纤维所固有的疏水性和绝缘性，静电性能严重，在电线杆附近建筑安全网会有安全隐患。故必须对聚丙烯纤维进行改性才能在建筑施工现场广泛应用。可以考虑掺入抗静电材料以加强其抗静电性，纳米氧化锡的抗静电效果较好，可以将其加入聚丙烯原液，并因为纺丝工艺要求要加入凝固浴，在聚丙烯原液、纳米氧化锡、凝固浴和水的两相共混体系，由于凝固浴溶液的溶剂化效应使聚丙烯溶解在一定浓度范围的盐溶液中，但是盐溶液不同于有机溶剂，凝固浴溶液本身是电解质溶液，纳米粒子分散在盐溶液中，由于电解质中与纳米粒子带的电荷相反离子的作用使胶体失去静电稳定作用而团聚成比较大的聚集体，在聚丙烯原液中尤其会出现这种现象，这对于纳米氧化锡在聚丙烯原液中的均匀分散是一个阻碍。另外，聚丙烯原液有一定的粘度，这是由聚丙烯大分子链间的缠结点所引起的，这种大分子链间的缠结点可以起到对纳米氧化锡因重力而下沉的抵抗作用，阻碍了纳米氧化锡的团聚和沉降。

发明内容

本发明采用分散剂硬脂酰胺来解决纳米氧化锡的均匀分散问题。分散剂硬脂酰胺的作用主要是空间位阻效应，亲水基吸附在粉体表面，疏水链伸向溶剂中，对改善纳米浆料的流变性有较好效果。同时在共混液中加入分散剂硬脂酰胺和偶联剂后，由于聚丙烯和分散剂硬脂酰胺有一定的相容性，聚丙烯大分子链对包覆在氧化锡周围的分散剂硬脂酰胺和偶联剂有吸引作用；分散剂硬脂酰胺和偶联剂在水中有稳定性，它们阻止了氧化锡因重力的影响而下沉，使纳米氧化锡、聚丙烯共混原液可以稳定存在，而且由分散剂硬脂酰胺和偶联剂包覆的纳米氧化锡粒子很少团聚，这为聚丙烯共混原液的纺丝提供了有利条件。

制备步骤采用如下：

(1)制备纳米氧化锡粉体

纳米氧化锡制备方法采用如下：配制1mol/L硝酸锡溶液，取3份硝酸锡溶液，加入7份水，加入0.2份的0.9mol/L NaOH，搅拌30min。加入0.1份乙醇回流4h。抽滤后再加0.2份乙醇分散，装入高压釜，再加入0.2份的0.5mol/L硝酸和1份水，180℃水热反应12h，获得纳米氧化锡粉体。

(2)制备纳米氧化锡溶液

将纳米氧化锡粉体加入水中，并加入分散剂硬脂酰胺，高速搅拌30分钟，转速为1000转/分。纳米氧化锡粉体与水的重量比为1，分散剂硬脂酰胺与水的重量比为5％。

(3)采用硅烷偶联剂对纳米氧化锡进行表面修饰

由于没有经过修饰的纳米粉体比表面积大，极易团聚，所以对纳米粉体的表面修饰成为非常重要的应用手段之一。在纳米氧化锡加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂重量为纳米氧化锡溶液的4％，高速搅拌30分钟，转速为1000转/分，然后超声震荡30分钟。

(4)配制凝固浴

凝固浴采用以下原料重量配比：硫酸6份、硫酸铝1份、硫酸钠12份。

(5)配制共混液

在聚丙烯原液中加入凝固浴、纳米氧化锡溶液、水形成共混液，加温至80℃进行搅拌，转速为500转/分，搅拌时间为8～10小时，配制成共混液。共混液中各组分的重量配比采用如下：聚丙烯原液为36％～38％、凝固浴为19％～21％、纳米氧化锡溶液为8％～10％、水为32％～36％。

纳米氧化锡的配比根据静电效果来确定。当纳米氧化锡加入到纤维中，并使其沿着纤维轴向取向，从而在纤维内部形成了导电通路，起到较好的抗静电效果。由表1可以看出：添加抗静电剂后，无论是洗涤前还是经过20次洗涤后，改性聚丙烯纤维表面的体积比电阻都较纯聚丙烯有明显下降。虽然改性纤维经过洗涤后体积比电阻有所改变，但是影响不多，主要是由于纳米氧化锡含量比较多，因此表面洗掉之后纤维内部会继续溢出，纳米氧化锡的总含量并没有减少很多。而聚丙烯纤维表面的体积比电阻随着掺量呈现出先减少后增大的态势，尤其是掺量较小时改变较大，分析其原因是由于纳米氧化锡颗粒粒径非常小，在外电场作用下，很容易形成瞬间电荷集中，使介质产生电极化而导电；而掺量达到一定程度是会出现体积比电阻增大的现象可能是由于纳米氧化锡的添加量较多时出现了团聚现象，反而堵塞了导电通路，降低了导电性能。基于以上原因，适宜的掺量会使改性聚丙烯纤维具有较好抗静电性和持续抗静电性。表1表明纳米氧化锡溶液为8％～10％时防静电效果较好。

表1不同添加量的聚丙烯纤维体积比电阻的测试结果

(6)纺制聚丙烯纤维

纺丝工艺参数根据试验情况进行优化，主要从负欠伸倍数、热欠伸倍数、纺丝速度、凝固浴流量、供纺浆液温度进行优化。