本发明涉及一种高强防切割耐磨防水大吨位集装袋及其制备方法，属于集装袋技术领域。
背景技术：
矿石开采出来后要及时输送走，堆放会造成环境污染，通常采用海运、铁运和汽运等方式运输矿石，但是在运输过程中通常需要倒运，既增加环境污染，又提高运输成本。而由于矿石的棱角较多且硬度大，而现有的集装袋(也称吨袋)没有防切割的功能，且不耐磨、强度差、不防水，并不具备运输矿石的能力，而在运输过程中即便使用了现有集装袋，在使用过程中也极容易被破坏，只能够一次性使用，不能够重复利用，加大了运输的成本，并且现有集装袋最大只能够承重5吨，不能够承载更重的矿石。
技术实现要素：
为解决现有集装袋强度差、耐磨性差、不防水且没有防切割功能，不适用于运输矿石的问题，本发明提供了一种高强防切割耐磨防水大吨位集装袋及其制备方法，该集装袋可以重复使用，最大吨位能够达到20吨，即最高能够承受20吨的重量，该集装袋具有高强度、防切割、耐磨、防水、可以加工成大吨位的特点，采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种高强防切割耐磨防水大吨位集装袋，该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：高强高模量纤维40％～100％；涤纶或丙纶0～20％；锦纶0～18％；玻璃纤维0-25％；其中：所述高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯纤维或芳纶。
优选地，所述集装袋以芳纶为原料制备而成。该集装袋的制备方法为将芳纶加捻成线，织成平纹布，再利用防水胶体对平纹布的双面做防水涂层得集装袋面料，然后将集装袋面料缝制成集装袋。
优选地，所述集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：高强高模量纤维40％～80％；涤纶或丙纶10％～20％；锦纶10％～18％；玻璃纤维0-25％；其中：所述高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯纤维或芳纶。
更优选地，所述集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维40％～80％；涤纶或丙纶10％～18％；锦纶10％～18％；玻璃纤维0-25％。
更优选地，所述集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维40％～70％；涤纶或丙纶10％～18％；锦纶10％～18％；玻璃纤维10％-25％。
更优选地，所述集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：芳纶40％～70％；涤纶或丙纶10％～20％；锦纶10％～18％；玻璃纤维10％-25％。
上述集装袋的制备方法为：将高强高模量纤维(超高分子量聚乙烯纤维或芳纶)、涤纶或丙纶、锦纶和玻璃纤维按照由外至内依次为玻璃纤维、涤纶或丙纶、锦纶、高强高模量纤维(超高分子量聚乙烯纤维或芳纶)的包覆顺序制成包覆纱，然后织成平纹布，再利用防水胶体对平纹布的双面做防水涂层得集装袋面料，然后将集装袋面料缝制成集装袋。
更优选地，所述集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维64％～80％；涤纶或丙纶10％～18％；锦纶10％～18％。该集装袋的制备方法为：将超高分子量聚乙烯纤维、涤纶或丙纶、和锦纶进行加捻、合股，制备成纱线，然后织成平纹布，再利用防水胶体对平纹布的双面做防水涂层得集装袋面料，然后将集装袋面料缝制成集装袋。
优选地，以上所述任一一种集装袋的内壁表面和外壁表面均涂有一层防水胶体，即集装袋面料双面涂有防水胶体。更优选地，防水胶体的涂抹厚度为0.05mm～0.15mm。更优选地，防水胶体可以采用聚胺脂胶或杜仲胶。
本发明的集装袋最大吨位能够达到20吨，如下列举一个能够实现最大吨位能够达到20吨的集装袋作为举例说明：超高分子量聚乙烯纤维1600d含量为80％，涤纶300d含量为10％，锦纶200d含量为10％，制成尺寸为2.4米*2.4米*2.6米的集装袋可实现承装20吨位。但是本发明不仅限于该举例，在本发明所提供的范围内进行常规设计调整尺寸都可以获得最大吨位能够达到20吨的效果。
本发明高强度高模量纤维是指强度大于15cn/dtex，模量大于500cn/dtex的合成纤维。本发明所述超高分子量聚乙烯纤维是分子量在400万～500万的聚乙烯所纺出的纤维，其物理性能为：密度：0.97～0.98g/cm3。比水的密度低，可以漂浮在水上；强度：28～40cn/dtex；模量：910～1400cn/dtex；延伸度：1.5％～3％。超高分子量聚乙烯纤维与芳纶(全称为：聚苯二甲酰苯二胺，英文名称aramidfiber)、碳纤维称为世界三大高科技纤维，其产品广泛应用于防弹、防刺等轻质高强类国防军需装备，以及航空航天、海洋产业、运动器材、建筑加固等领域。
本发明有益效果：
现有最好的集装袋(或称吨袋)是用涤纶为材料制作的，而该种集装袋存在不具有防切割、耐磨性差、强度低和不防水等缺点，而本发明是采用高强度高模量纤维、涤纶或丙纶、锦纶来制备集装袋，采用上述三种成分制备的集装袋具有高强度、防切割、耐磨、可以加工成大吨位(最高可达20吨)的优点，并且通过在集装袋面料的双面涂一层防水胶体，可以获得防水耐磨的性能。本发明配方中按照astmf2992/f2992m–15方法测定防切割效果发现，配方中采用超高分子量聚乙烯纤维和玻璃纤维的可以达到4级防切割效果，只采用超高分子量聚乙烯纤维，不添加玻璃纤维的集装袋可以达到3级防切割效果，采用芳纶和玻璃纤维的集装袋可以达到3级防切割效果，芳纶制备的集装袋可以达到2级防切割效果，本发明配方中加入玻璃纤维可以进一步增强防切割效果。本发明中涤纶或丙纶、和锦纶的作用是为了提高高强度高模量纤维(超高分子量聚乙烯纤维与芳纶)与胶体的复合性能。本发明集装袋其具有高强度、防切割、耐磨、防水的性能，并且可以加工成大吨位集装袋，最大可以加工成15吨位的集装袋，相当于软质集装箱，可以重复使用，适用于矿坑开采出来的矿石直接装袋运输走，免去了露天堆放所造成的环境污染，提高了矿坑的工作效率和取消了运输过程中的倒运成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
以下实施例中包覆纱工艺参照《包覆纱工艺技术的研究》，作者：张洪宾，孙广辉，邢明杰；发布于“第十八届全国花式纱线及其织物技术进步研讨会，2013.10，上海。以下实施例中以杜仲胶作为防水胶体为例进行说明，采用聚胺脂胶也可以获得相近的效果。
实施例1：
本实施例提供了一种高强防切割耐磨防水大吨位集装袋，该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维70％，涤纶10％；锦纶10％；玻璃纤维10％；集装袋的内壁表面和外壁表面均涂有一层厚度为0.1mm的防水胶体层。
该集装袋的加工方法为：将超高分子量聚乙烯纤维、涤纶、锦纶和玻璃纤维按照由外至内依次为玻璃纤维、涤纶、锦纶、超高分子量聚乙烯纤维的包覆顺序制成包覆纱，然后用梭织机织成平纹布，再利用涂层机用防水胶体对平纹布的双面做防水涂层得集装袋面料，然后将集装袋面料缝制成集装袋。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维55％，涤纶15％；锦纶15％；玻璃纤维15％，其他均与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维40％，涤纶17％；锦纶18％；玻璃纤维25％，其他均与实施例1相同。
实施例4
本实施例1与实施例1的区别在于：用丙纶代替涤纶，按照由外至内依次为玻璃纤维、丙纶、锦纶、超高分子量聚乙烯纤维的包覆顺序制成包覆纱，其他均与实施例1相同。
实施例5
本实施例1与实施例2的区别在于：用丙纶代替涤纶，用丙纶代替涤纶，按照由外至内依次为玻璃纤维、丙纶、锦纶、超高分子量聚乙烯纤维的包覆顺序制成包覆纱，其他均与实施例2相同。
实施例6
本实施例1与实施例3的区别在于：用丙纶代替涤纶，用丙纶代替涤纶，按照由外至内依次为玻璃纤维、丙纶、锦纶、超高分子量聚乙烯纤维的包覆顺序制成包覆纱，其他均与实施例3相同。
实施例7
本实施例提供了一种高强防切割耐磨防水大吨位集装袋，该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：芳纶70％，涤纶10％；锦纶10％；玻璃纤维10％；集装袋的内壁表面和外壁表面均涂有一层厚度为0.1mm的防水胶体层。
该集装袋的加工方法为：将芳纶、涤纶、锦纶和玻璃纤维按照由外至内依次为玻璃纤维、涤纶、锦纶、芳纶的包覆顺序制成包覆纱，然后用梭织机织成平纹布，再利用涂层机用防水胶体对平纹布的双面做防水涂层得集装袋面料，然后将集装袋面料缝制成集装袋。
实施例8
本实施例1与实施例7的区别在于：该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：芳纶55％，涤纶17％；锦纶18％；玻璃纤维25％；其他均与实施例7相同。
实施例9
本实施例1与实施例7的区别在于：该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：芳纶40％，涤纶20％；锦纶15％；玻璃纤维25％；其他均与实施例7相同。
实施例10
本实施例提供了一种高强防切割耐磨防水大吨位集装袋，该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维80％；涤纶10％；锦纶10％；集装袋的内壁表面和外壁表面均涂有一层厚度为0.1mm的防水胶体层。
该集装袋的制备方法，该方法是将超高分子量聚乙烯纤维、涤纶或丙纶和锦纶进行加捻、合股，制备成纱线，然后用梭织机织成平纹布，再利用涂层机用防水胶体对平纹布的双面做防水涂层得集装袋面料，然后将集装袋面料缝制成集装袋。
实施例11
本实施例与实施例10的区别在于：该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维70％；涤纶15％；锦纶15％；其他均与实施例10相同。
实施例12
本实施例与实施例10的区别在于：该集装袋由如下质量百分比的原料制备而成：超高分子量聚乙烯纤维64％；涤纶18％；锦纶18％；其他均与实施例10相同。
实施例13
本实施例提供了一种高强防切割耐磨防水大吨位集装袋，该集装袋由芳纶制备而成；集装袋的内壁表面和外壁表面均涂有一层厚度为0.1mm的防水胶体层。该集装袋的制备方法，该方法是将芳纶加捻成线，用梭织机织成平纹布，再利用涂层机用防水胶体对平纹布的双面做防水涂层得集装袋面料，然后将集装袋面料缝制成集装袋。
为说明本发明所能够获得的效果，进行了如下实验：
分别对实施例1-13所制备的集装袋进行性能检测，并以现有涤纶材料制备的集装袋作为对照例，测试结果如表1所示。
表1性能测试结果
表中：耐光后拉伸强度是经过5天光照后测试的；耐磨性检测方法中采用cs-10，负重1000g；*＝样品破裂，但内部纱线依然连接。
从表1中的数据可知：本发明采用“高强高模量纤维40％～100％；涤纶或丙纶0～20％；锦纶0～18％；玻璃纤维0-25％；其中：所述高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯纤维或芳纶”可以获得较好的强度和耐磨效果；其中高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯纤维的效果比芳纶效果更好。此外，实施例1-3中实施例1为最优实施例，实施例4-6中实施例4为最优实施例，
实施例7-9中实施例7为最优实施例，实施例10-12中实施例10为最优实施例，最优实施例是指上述指标综合效果最好。
分别对实施例1-13所制备的集装袋采用astmf2992/f2992m–15规定的方法进行切割性能检测，并以现有涤纶材料制备的集装袋作为对照例，防切割测试结果如表2所示。
表2防切割性能测试结果
由表2可知：本发明采用“高强高模量纤维40％～100％；涤纶或丙纶0～20％；锦纶0～18％；玻璃纤维0-25％；其中：所述高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯纤维或芳纶”可以获得防切割效果，而现有涤纶材料制备的集装袋不具备防切割效果，并且添加玻璃纤维可以进一步强化切割效果。此外，实施例1-3中实施例1为最优实施例，实施例4-6中实施例4为最优实施例，实施例7-9中实施例7为最优实施例，实施例10-12中实施例10为最优实施例，最优实施例是指上述切割效果最好。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。