本发明涉及消防器材领域，具体地，涉及一种消防水带的制备方法。
背景技术
消防水带是用来运送高压水或泡沫等阻燃液体的软管。传统的消防水带一般是塑料扁丝、合成纤维或纱线、亚麻编织物等按照经纬纺织而成的编织层为主体实现水带耐压的骨架主体，但是编织层具有空隙无法阻止水分漏出，然后在编织层内层内衬材料层以实现防水性能。现有的消防水带的制造方法主要有2种：第一种是将内衬材料层、编织层和外包覆层复合成水带壁面，然后再搭接形成水带管道。第二种是直接将塑料扁丝、合成纤维或纱线、亚麻编织物立体编制成水带管，然后将制造好的内衬管和外包覆管涂覆粘结剂套入粘结固定而成。第一种方法制造简单，但防漏性和耐压性有限。第二种方法制造相对有难度，但防漏性和耐压性均更高。
申请号为200710014126.4的中国发明专利申请公开了一种消防水带，包括橡塑管、筒状骨架、涂层；该消防水带的制造方法：a、经线与纬线进行交织形成筒状骨架；b、将制造橡塑管的原料聚氯乙烯、硬脂酸镉、丁晴橡胶、二辛脂油、硬脂酸钙锌、轻质碳酸钙粉、硬脂酸钡混合；c、将混合后的橡塑管原料加热，将加热后的橡塑管原料挤压成橡塑管，经冷却后橡塑管成卷；d、将成卷的橡塑管进行浸胶，橡塑管外壁的浸胶层为涂层，将浸胶后的橡塑管穿入筒状骨架内，然后进行硫化，硫化时，先向橡塑管内冲入空气，使橡塑管膨胀与筒状骨架吻合，然后，向橡塑管管筒内通入水蒸气，然后干燥，最后包装成品；本发明成本低，生产效率高，但采用橡胶作为内衬，耐油、耐腐蚀性较差。
申请号为201410782170.x的中国发明专利申请公开了一种消防水带制备方法，包括按以下步骤制成：a，先制得内衬圆筒；b，将石棉绳与尼龙绳加钢丝线通过立体编织形成包裹内衬圆筒的编织层；c，将制得的内衬圆筒套入编织层内，并涂覆粘接剂使编织层固定在内衬圆筒表面；d，在编织层表面使用粘接剂粘接一层防腐、耐磨、耐高温包覆层。本发明的消防水带制备方法虽然无需硫化的仿橡胶材质的消防水带的制备方法，具有与橡胶内衬消防水带相仿的特性，采用石棉绳与尼龙绳加钢丝线来制备编织层，具有不耐腐蚀、易生锈的缺点，大大限制了消防水带的应用场所。
因此，研究开发一种生产工艺简单、安全，且制备得到的消防水带具有较好的耐磨、耐油、耐腐蚀、耐老化及高强度的消防水带的制备方法具有重要意义，也是符合目前市场需要。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种消防水带的制备方法，工艺简单、安全无污染，制备得到的消防水带不仅具有较好的耐油、耐腐蚀及耐老化性能，还具有优异的耐磨、耐刮擦、高韧性等力学性能，大大延长了消防水带的使用寿命，扩大了应用范围，适合推广应用。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种消防水带的制备方法，包括如下步骤：
（1）内衬圆筒的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚氯乙烯32~46份、聚对苯二甲酸丁二醇酯12~18份、石墨烯0.3~0.6份、纳米二氧化钛0.5~2.1份、高粘凹凸棒石粘土7~15份、轻质碳酸钙20~30份、增塑剂9~13份、防老剂1~4份；
其次，称取配比量的聚对苯二甲酸丁二醇酯，加入到反应釜中，升温至90~100℃，边搅拌边加入配比量的石墨烯，搅拌反应2~3h，得到产物a1；
再次，将产物a1、配比量的聚氯乙烯、纳米二氧化钛、轻质碳酸钙、增塑剂混合均匀，然后将混合物投入到密炼机中混炼3~5min，然后再加入配比量的高粘凹凸棒石粘土和防老剂，继续混炼1~3min，得到混合物a2；
最后，将混合物a2在开炼机上补充混炼3~5min，然后挤压并冷却，即得所述内衬圆筒；
（2）编织层的制备
采用玻纤增强尼龙66复合材料纤维进行编织，形成筒状骨架，即得所述编织层；
（3）加强外层材料的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚丙烯酰胺25~32份、聚氨酯10~17份、石墨烯0.2~0.8份、白炭黑7~14份、邻苯二甲酸二丁酯5~12份、硬脂酸锌1~5份、纳米氧化镁6~12份、光稳定剂0.5~1.8份、抗氧化剂1.2~2.5份；
其次，将配比量的聚丙烯酰胺、聚氨酯加入到反应釜中，混合均匀，升温至60~70℃，向反应釜中加入石墨烯，恒温反应1~2h，得到产物b1；
再次，将产物b1苯二甲酸二丁酯、硬脂酸锌、纳米氧化镁混合均匀，然后将混合物置于转速为2000转/min的剪切机中与白炭黑、邻剪切分散20~30min，然后再向混合物中加入光稳定剂、抗氧化剂，充分混合均匀，即得所述加强外层材料；
（4）消防水带的制备
将内衬圆筒置于浸胶池进行浸胶，然后将浸胶后的内衬圆筒穿入编织层内，然后再再编织层外表面均匀涂覆加强层材料，干燥后包装成品，即得所述消防水带。
优选地，所述步骤（1）中包括如下重量份的各组分：
聚氯乙烯40份、聚对苯二甲酸丁二醇酯16份、石墨烯0.5份、纳米二氧化钛1.8份、高粘凹凸棒石粘土12份、轻质碳酸钙25份、增塑剂10份、防老剂3份。
优选地，所述高粘凹凸棒石粘土为自然风化后的凹凸棒石粘土经提纯后，然后置于马弗炉中以20℃/min的升温速度程序升温至900℃，恒温焙烧4h，冷却之后即得。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂。
优选地，所述防老剂为防老剂d、防老剂a、防老剂4010中的任一种。
优选地，所述步骤（1）中密炼机的混炼温度为140~150℃。
优选地，所述步骤（1）的开炼机的混炼温度为130~140℃。
优选地，所述步骤（3）中包括如下重量份的各组分：
聚丙烯酰胺30份、聚氨酯15份、石墨烯0.6份、白炭黑10份、邻苯二甲酸二丁酯8份、硬脂酸锌3份、纳米氧化镁8份、光稳定剂1.2份、抗氧化剂1.6份。
优选地，所述步骤（3）中光稳定剂为氧化锌、锌钡中的一种。
优选地，所述步骤（3）中抗氧剂为抗氧剂bht。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的消防水带的制备方法，工艺简单、安全无污染，制备得到的消防水带采用内衬圆筒-编织层-加强层的结构，三者协同作用，使得消防水带不仅具有较好的耐油、耐腐蚀及耐老化性能，还具有优异的耐磨、耐刮擦、高韧性等力学性能，大大延长了消防水带的使用寿命，扩大了应用范围，适合推广应用。
（2）本发明所述的消防水带的内衬圆筒摒弃了传统的橡胶原料，采用聚对苯二甲酸丁二醇酯与石墨烯改性处理，然后再与聚氯乙烯混炼制备而得，由于石墨烯独特的片层共轭结构，层层叠加形成致密的防护层，具有较好的防水、防腐蚀性能，优异的耐磨等力学性能及较好的化学稳定性，使得制备得到的内衬圆筒具有较好的防腐蚀性能、耐磨性能及较好的化学稳定性。
（3）本发明所述的消防水带的内衬圆筒中添加有高粘凹凸棒石粘土，提高了各组分之间的粘结牢固性及分散均匀性，进而提高了内衬圆筒的力学强度。
（4）本发明所述的编织层采用玻纤增强尼龙66复合材料纤维进行编织而成，不仅具有尼龙66优良的耐磨性、耐溶剂性、绝缘性及化学稳定性，还具有优异的耐热性、吸水性及尺寸稳定性，大大提高了编织层的使用性能，进而提高了消防水带的使用性能。
（5）本发明所述的消防水带的加强层中采用聚丙烯酰胺、聚氨酯与石墨烯进行改性后的材料制备，由于石墨烯的存在，大大提高了加强层的耐磨、耐腐蚀性能及韧性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
本实施例涉及一种消防水带的制备方法；
所述消防水带的制备方法，包括如下步骤：
（1）内衬圆筒的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚氯乙烯40份、聚对苯二甲酸丁二醇酯16份、石墨烯0.5份、纳米二氧化钛1.8份、高粘凹凸棒石粘土12份、轻质碳酸钙25份、增塑剂10份、防老剂3份；
其次，称取配比量的聚对苯二甲酸丁二醇酯，加入到反应釜中，升温至90℃，边搅拌边加入配比量的石墨烯，搅拌反应3h，得到产物a1；
再次，将产物a1、配比量的聚氯乙烯、纳米二氧化钛、轻质碳酸钙、增塑剂混合均匀，然后将混合物投入到密炼机中混炼5min，然后再加入配比量的高粘凹凸棒石粘土和防老剂，继续混炼3min，得到混合物a2；
最后，将混合物a2在开炼机上补充混炼5min，然后挤压并冷却，即得所述内衬圆筒；
（2）编织层的制备
采用玻纤增强尼龙66复合材料纤维进行编织，形成筒状骨架，即得所述编织层；
（3）加强外层材料的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚丙烯酰胺30份、聚氨酯15份、石墨烯0.6份、白炭黑10份、邻苯二甲酸二丁酯8份、硬脂酸锌3份、纳米氧化镁8份、光稳定剂1.2份、抗氧化剂1.6份；
其次，将配比量的聚丙烯酰胺、聚氨酯加入到反应釜中，混合均匀，升温至70℃，向反应釜中加入石墨烯，恒温反应2h，得到产物b1；
再次，将产物b1苯二甲酸二丁酯、硬脂酸锌、纳米氧化镁混合均匀，然后将混合物置于转速为2000转/min的剪切机中与白炭黑、邻剪切分散30min，然后再向混合物中加入光稳定剂、抗氧化剂，充分混合均匀，即得所述加强外层材料；
（4）消防水带的制备
将内衬圆筒置于浸胶池进行浸胶，然后将浸胶后的内衬圆筒穿入编织层内，然后再再编织层外表面均匀涂覆加强层材料，干燥后包装成品，即得所述消防水带。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为自然风化后的凹凸棒石粘土经提纯后，然后置于马弗炉中以20℃/min的升温速度程序升温至900℃，恒温焙烧4h，冷却之后即得。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂。
其中，所述防老剂为防老剂4010。
其中，所述步骤（1）中密炼机的混炼温度为140℃。
其中，所述步骤（1）的开炼机的混炼温度为130℃。
其中，所述步骤（3）中光稳定剂为氧化锌。
其中，所述步骤（3）中抗氧剂为抗氧剂bht。
实施例2：
本实施例涉及一种消防水带的制备方法；
所述消防水带的制备方法，包括如下步骤：
（1）内衬圆筒的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚氯乙烯32份、聚对苯二甲酸丁二醇酯12份、石墨烯0.3份、纳米二氧化钛0.5份、高粘凹凸棒石粘土7份、轻质碳酸钙20份、增塑剂9份、防老剂1份；
其次，称取配比量的聚对苯二甲酸丁二醇酯，加入到反应釜中，升温至90℃，边搅拌边加入配比量的石墨烯，搅拌反应3h，得到产物a1；
再次，将产物a1、配比量的聚氯乙烯、纳米二氧化钛、轻质碳酸钙、增塑剂混合均匀，然后将混合物投入到密炼机中混炼3min，然后再加入配比量的高粘凹凸棒石粘土和防老剂，继续混炼1min，得到混合物a2；
最后，将混合物a2在开炼机上补充混炼3min，然后挤压并冷却，即得所述内衬圆筒；
（2）编织层的制备
采用玻纤增强尼龙66复合材料纤维进行编织，形成筒状骨架，即得所述编织层；
（3）加强外层材料的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚丙烯酰胺25份、聚氨酯10份、石墨烯0.2份、白炭黑7份、邻苯二甲酸二丁酯5份、硬脂酸锌1份、纳米氧化镁6份、光稳定剂0.5份、抗氧化剂1.2份；
其次，将配比量的聚丙烯酰胺、聚氨酯加入到反应釜中，混合均匀，升温至60℃，向反应釜中加入石墨烯，恒温反应2h，得到产物b1；
再次，将产物b1苯二甲酸二丁酯、硬脂酸锌、纳米氧化镁混合均匀，然后将混合物置于转速为2000转/min的剪切机中与白炭黑、邻剪切分散20min，然后再向混合物中加入光稳定剂、抗氧化剂，充分混合均匀，即得所述加强外层材料；
（4）消防水带的制备
将内衬圆筒置于浸胶池进行浸胶，然后将浸胶后的内衬圆筒穿入编织层内，然后再再编织层外表面均匀涂覆加强层材料，干燥后包装成品，即得所述消防水带。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为自然风化后的凹凸棒石粘土经提纯后，然后置于马弗炉中以20℃/min的升温速度程序升温至900℃，恒温焙烧4h，冷却之后即得。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂。
其中，所述防老剂为防老剂d。
其中，所述步骤（1）中密炼机的混炼温度为140℃。
其中，所述步骤（1）的开炼机的混炼温度为130℃。
其中，所述步骤（3）中光稳定剂为氧化锌。
其中，所述步骤（3）中抗氧剂为抗氧剂bht。
实施例3：
本实施例涉及一种消防水带的制备方法；
所述消防水带的制备方法，包括如下步骤：
（1）内衬圆筒的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚氯乙烯46份、聚对苯二甲酸丁二醇酯18份、石墨烯0.6份、纳米二氧化钛2.1份、高粘凹凸棒石粘土15份、轻质碳酸钙30份、增塑剂13份、防老剂4份；
其次，称取配比量的聚对苯二甲酸丁二醇酯，加入到反应釜中，升温至100℃，边搅拌边加入配比量的石墨烯，搅拌反应2h，得到产物a1；
再次，将产物a1、配比量的聚氯乙烯、纳米二氧化钛、轻质碳酸钙、增塑剂混合均匀，然后将混合物投入到密炼机中混炼5min，然后再加入配比量的高粘凹凸棒石粘土和防老剂，继续混炼3min，得到混合物a2；
最后，将混合物a2在开炼机上补充混炼5min，然后挤压并冷却，即得所述内衬圆筒；
（2）编织层的制备
采用玻纤增强尼龙66复合材料纤维进行编织，形成筒状骨架，即得所述编织层；
（3）加强外层材料的制备
首先，按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚丙烯酰胺32份、聚氨酯17份、石墨烯0.8份、白炭黑14份、邻苯二甲酸二丁酯12份、硬脂酸锌5份、纳米氧化镁12份、光稳定剂1.8份、抗氧化剂2.5份；
其次，将配比量的聚丙烯酰胺、聚氨酯加入到反应釜中，混合均匀，升温至70℃，向反应釜中加入石墨烯，恒温反应1h，得到产物b1；
再次，将产物b1苯二甲酸二丁酯、硬脂酸锌、纳米氧化镁混合均匀，然后将混合物置于转速为2000转/min的剪切机中与白炭黑、邻剪切分散30min，然后再向混合物中加入光稳定剂、抗氧化剂，充分混合均匀，即得所述加强外层材料；
（4）消防水带的制备
将内衬圆筒置于浸胶池进行浸胶，然后将浸胶后的内衬圆筒穿入编织层内，然后再再编织层外表面均匀涂覆加强层材料，干燥后包装成品，即得所述消防水带。
其中，所述高粘凹凸棒石粘土为自然风化后的凹凸棒石粘土经提纯后，然后置于马弗炉中以20℃/min的升温速度程序升温至900℃，恒温焙烧4h，冷却之后即得。
其中，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂。
其中，所述防老剂为防老剂a。
其中，所述步骤（1）中密炼机的混炼温度为150℃。
其中，所述步骤（1）的开炼机的混炼温度为140℃。
其中，所述步骤（3）中光稳定剂为氧化锌、锌钡中的一种。
其中，所述步骤（3）中抗氧剂为抗氧剂bht。
试验：
根据gb6246-2011《消防水带》对本发明实施例1~3制备得到的消防水带进行性能测试，具体结果如下表所示：
由上表可知，按照本发明的方法制备得到的消防水带经耐磨试验后，均无渗漏或者破裂，说明具有较好的耐磨性能；经热空气老化试验后，水带的爆破压力达到老化前的90%以上，耐老化性能优异；此外，由表中数据可知，还具有较好的断裂强度、耐压强度及渗水量。
综上所述，本发明所述的消防水带的制备方法，工艺简单、安全无污染，制备得到的消防水带采用内衬圆筒-编织层-加强层的结构，三者协同作用，使得消防水带不仅具有较好的耐油、耐腐蚀及耐老化性能，还具有优异的耐磨、耐刮擦、高韧性等力学性能，大大延长了消防水带的使用寿命，扩大了应用范围，适合推广应用。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。