一种氟碳聚合物复合缠包带及其制备方法与应用与流程

本发明涉及桥梁索杆防腐保护，具体涉及一种氟碳聚合物复合缠包带及其制备方法与应用。

背景技术：

1、斜拉索作为斜拉桥的主要受力构件，起到将主梁的恒载及车辆的载荷传递到主塔的作用，按照目前桥梁技术发展的情况看，斜拉索主要分为高强度平行钢丝斜拉索和钢绞线斜拉索两种。但无论哪种结构形式的斜拉索，其主要受力部件均为钢材，都面临耐久性防腐问题。无论是平行钢丝拉/吊索还是钢绞线拉索均使用了高密度聚乙烯(hdpe)作为护套材料，它既可以为桥梁索体系外部提供流线型的风动结构，也可以为桥梁索体系内部的钢丝提供防水保护，避免钢丝因为雨水或者湿气侵蚀的原因而发生腐蚀。在桥梁应用实践中我们发现，采用改性高密度聚乙烯制成的拉索护套综合防护效果好，强度高兼具一定的柔软性，能够满足拉索打卷，运输，放卷吊装等各种工况的要求。

2、桥梁除了承载了其主要的交通属性外，更是以一种城市景观的形式存在，出于景观目的我国建成了大量使用彩色hdpe护套的斜拉桥。然而，伴随着桥梁服役年限的增加彩色拉索护套开始出现老化现象，护套表面的色彩慢慢褪去并伴随着大量龟裂产生，这些老化问题轻则影响桥梁整体美观，重则持续恶化导致密封失效引发内部钢丝锈蚀，最后危及桥梁结构安全。通过在桥梁索杆外侧缠包本发明所述缠包带，可以重新密封桥梁护套，恢复桥梁原有颜色，阻止桥梁护套材料持续老化，延长拉索整体使用寿命，保障桥梁结构安全。

3、目前国内外用于桥梁索杆hdpe护套的防老化手段仅限于使用pvf缠包带，该类型的缠包带是由pvf膜背胶而成，主要原材料pvf膜需要依赖进口，主要由美国杜邦公司提供，该薄膜价格昂贵且随时有断供的风险，此外，杜邦公司只能提供一种灰白色的pvf膜，无法满足彩色桥梁索杆护套修旧如旧的需求，基于涉及到国家基础设施安全的产品必须摆脱进口依赖的考虑，我们必须研发出一种替代现有方案的新产品。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明的首要目的是：提供一种氟碳聚合物复合缠包带。

2、本发明的又一目的是提供上述氟碳聚合物复合缠包带的制备方法。

3、本发明的再一目的是提供上述氟碳聚合物复合缠包带在桥梁索杆防老化中的应用，从而解决现有索杆缠包带原材料必须依靠进口困局，同时可以根据需要定制合适的缠包带颜色，满足日益增长的社会需求。

4、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

5、一种氟碳聚合物复合缠包带，所述氟碳聚合物复合缠包带为多层复合结构，自下而上分别为：离型膜层、压敏胶粘层、增强层、着色层和透明面层；

6、所述氟碳聚合物复合缠包带通过将增强层、着色层和透明面层通过干式复合得到复合膜，或者在增强层上依次挤出淋膜着色层、透明面层得到复合膜；再在复合膜的增强层一侧涂布压敏胶粘层，压敏胶粘层一侧复合离型膜，即得到所述氟碳聚合物复合缠包带。

7、优选地，所述增强层为聚酯膜或聚酰亚胺薄膜，优选为杜邦鸿基薄膜有限公司生产的sunc系列太阳膜；

8、所述压敏胶粘层为橡胶型、丙烯酸聚氨酯类或有机硅类的压敏胶，优选为3m公司的压敏胶水。

9、优选地，所述离型膜层为聚酯膜，聚乙烯膜或者聚乙烯淋膜纸，更优选为广州缆索新材料科技有限公司生产的p1型聚酯离型膜；

10、所述着色层由氟碳聚合物，抗氧剂，紫外线吸收剂以及颜料组成；

11、所述透明面层由氟碳聚合物，抗氧剂和紫外线吸收剂组成。

12、优选地，所述氟碳聚合物为聚氟乙烯(pvf)，乙烯四氟乙烯共聚物(etfe)，聚偏氟乙烯(pvdf)的一种或两种以上，更优选为旭硝子或者大金生产的etfe树脂；

13、所述紫外吸收剂为uv-531或uv3-326，更优选为ciba公司生产的chimassorb 81型紫外线吸收剂；

14、所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168；

15、所述颜料包括但不限于吡咯并吡咯二酮类、喹吖啶酮、苯并咪唑酮或酞青；

16、着色层中，所述紫外吸收剂添加量为着色层总质量的0.1-1％，所述抗氧剂添加量为着色层总质量的0.1％-1％，所述颜料添加量为着色层总质量的0.5-2％，余量为氟碳聚合物；

17、透明面层中，所述紫外吸收剂添加量为透明面层总质量的0.1-1％，所述抗氧剂添加量为透明面层总质量的0.1％-1％，余量为氟碳聚合物。

18、优选地，所述压敏胶粘层、增强层、着色层和透明面层总厚度为100-150微米。

19、优选地，所述压敏胶粘层厚度为30-50微米，所述增强层厚度为30-50微米，所述着色层厚度为25-30微米，所述透明面层后的为25-30微米。

20、优选地，所述压敏胶粘层上均匀分布有斜纹凹槽，所述斜纹凹槽深度为10-30微米，宽度为10-30微米，间距为10-50微米。

21、所述离型膜层由单面涂覆硅脂制作而成的聚酯薄膜，该层是作为缠包带的离型层而存在的，作用是避免缠包带上的压敏胶在使用之前粘接到缠包带的面层上去，本离型层优选使用15-30微米厚度的透明聚酯膜；

22、所述压敏胶粘层作用是为胶带提供必要的粘合力，该层的作用在于为缠包带提供粘接力，使用时将离型膜撕下，然后完成缠包带与桥梁索体之间，缠包带与缠包带之间的粘接；为了避免氟碳缠包带在使用过程中产生气泡，本压敏胶层上均匀分布有斜纹凹槽，方便缠包带粘接的时候进行良好的排气；

23、所述增强层作用是为氟碳复合缠包带提供足够的力学强度，其拉伸强度高达150mpa，断裂伸长率达到90％以上，为了确保耐久性能，防止在户外发生水解老化，该薄膜配方中添加了耐水解改性剂，必须能够满足pct高压蒸煮加速试验不小于72小时老化后拉伸强度保持率不少于50％，断裂伸长率保持率不小于50％，该层薄膜颜色为白色或者金色；

24、所述着色层由有氟碳聚合物通过淋膜法或者涂布法制成的着色粘合层，该层根据需要可以为白色或者彩色，由氟碳聚合物，紫外线吸收剂，抗氧化剂以及耐候颜料混合改性组成，其作用一方面提供与底层聚酯膜的粘合力，另一方面是作为着色层存在，为产品提供所需的颜色；为了保证氟碳缠包带的色牢度，以及良好的粘合型，优选使用etfe作为本着色层的树脂，熔融指数mi必须介于1-5之间；优选ciba公司耐光色牢度达到8级的有机颜料作为本缠包带的着色剂；

25、所述透明面层由氟碳聚合物通过挤出淋膜法制作而成的面层，该面层根据需要可为透明，该层的作用为阻挡紫外线，但可见光可以穿透，因此可以将着色层反应到面层上来，本面层除了具有高透性外，还具备优良的自洁性能，能够防止污染物的附着，缠包结束后，拉索表面能够有效防止冰凌的产生，一定程度解决桥梁拉索冰凌掉落损伤汽车的问题。

26、一种上述氟碳聚合物复合缠包带的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

27、(1)复合膜的制备

28、①增强层：对增强层薄膜内外表面进行电晕处理后，置于淋漠机的放卷装置上；

29、②着色层：将氟碳聚合物粒子与紫外线吸收剂，抗氧剂以及颜料混合，将上述混合物加入淋膜机的挤出机模块的料斗中，将螺杆温度设定到150-320℃之间，配合螺杆的剪切作用，得到熔融且颜色均匀的的彩色氟碳聚合物树脂；

30、③将熔融的彩色氟碳聚合物树脂均匀淋膜到增强层上，使用冷却辊快速冷却定型，得到彩色半成品基础膜，安装到另一台淋漠机的放卷装置上备用；

31、④透明面层：将原色氟碳聚合物粒子与紫外线吸收剂，抗氧剂、混合，熔融，得到熔融的透明面层；

32、⑤将熔融的透明面层均匀淋膜到步骤③的彩色半成品基础膜上，冷却定型，得到复合膜；

33、(2)复合膜背胶

34、将步骤(1)的复合膜的增强层一侧涂布压敏胶水，胶水层经烘干后，将离型膜复合到压敏胶粘层一侧，经压辊使得压敏胶层形成均匀的排气凹槽，得到背好压敏胶的胶带半成品；

35、(3)压敏胶熟化

36、将胶带半成品进行熟化，得到氟碳聚合物复合缠包带。

37、优选地，步骤(1)所述电晕处理条件为10000-20000v，功率为2-70kw进行处理；

38、步骤(1)淋漠机的挤出机各区温度在150-320℃之间；设定淋膜t型模头温度为320℃，冷却辊冷却水温度：25-30℃；或者步骤(1)淋漠机的挤出机各区温度在100-150℃之间，设定淋膜t型模头温度为150℃；

39、步骤(3)所述熟化条件为60℃～80℃，熟化24～72h。

40、上述氟碳聚合物复合缠包带在桥梁索杆防老化中的应用。

41、本发明具有如下优点及有益效果：

42、1.本发明带来一种采用特种耐老化，耐水解聚酯或聚酰亚胺薄层作为增强层，赋予胶带比以往产品高出50％的拉伸强度；

43、2.以往产品颜色只有白色一种选择，本发明带来了一种可以根据客户需求定制颜色的解决方案；

44、3.本发明带来一种自洁性优良的特种缠包带解决方案，能够有效防止灰尘粘附，冬天能够有效防止冰凌形成。

45、4.以往产品只能选择从美国杜邦公司进口的pvf薄膜作为原材料，本发明引入了包含pctfe，pvf，pvdf，etfe等氟碳聚合物作为备选项，突破了pvf单一材料的限制；

46、5.以往常规产品通过采购进口的pvf膜作为原材料，通过使用胶黏剂进行干式复合，本发明提供了一种挤出淋膜生产工艺供选择，省去了粘合剂复合的环节，减少有机溶剂的使用，提高了生产效率，也有效保护了环境；

47、6.本发明带来一种带导气槽的胶带胶粘层，胶粘层上的导气槽是通过预先压制在离型膜上的比较规则的斜向花纹实现的，该导气槽能够有效排出缠包时包在胶带内部的气体，使得胶带与hdpe护套贴合更紧密。