本發(fā)明涉及繩網(wǎng)領(lǐng)域，具體的說是一種戶外運動繩索防水涂層劑的制備及使用方法。

背景技術(shù)：

在高海拔徒步、冰山旅行、陡壁跋涉等戶外運動中使用的安全繩索多使用尼龍纖維為原料制作而成。尼龍纖維容易吸潮，吸濕后的繩纜重量增加，且強度會相應(yīng)減小，耐磨性下降，繩子吸濕結(jié)冰后失去了原有的柔軟性，不易操作。因此需要對該類戶外運動繩索進行防水整理，提高繩索對戶外運動人員的安全和保護性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種戶外運動繩索防水涂層劑的制備及使用方法，工藝簡單，原料成本低，使用方法簡便易行，對于戶外運動繩索進行復(fù)合整理，有效提高戶外繩索的防水性能，提高繩索對戶外運動人員的安全和保護性能。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種戶外運動繩索防水涂層劑，是由丙烯酸酯、含氟丙烯酸單體在引發(fā)劑和乳化劑水溶液體系中經(jīng)預(yù)聚并聚合而成的氟碳改性的水性丙烯酸酯，其中各反應(yīng)物組分的體積百分含量為：丙烯酸酯10-30、含氟丙烯酸單體10-30，引發(fā)劑0.1-0.8，乳化劑2-10，去離子水30-77。

所述丙烯酸酯采用甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯中的一種或者幾種組合物。

所述含氟丙烯酸單體采用丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸全氟烷基磺酰胺基乙酯、丙烯酸全氟酰胺酯中的一種或幾種組合物。

所述引發(fā)劑采用過硫酸鈉、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰中的一種或幾種組合物。

所述乳化劑采用十二烷基苯磺酸鈉、平平加o-15、平平加o-20、全氟烷基乙氧基醚醇、乙二醇、乙二醇丁醚中的一種或幾種組合物。

一種戶外運動繩索防水涂層劑的制備方法，通過如下步驟實現(xiàn)：

1）按體積含量稱取組分中各反應(yīng)物，將1/2乳化劑、1/2引發(fā)劑加入1/2離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

2）將丙烯酸酯和含氟丙烯酸單體按體積比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

3）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至80-85℃；

4）將剩余的預(yù)聚體乳液b在2-3h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2-3h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，即為防水涂層劑。

一種戶外運動繩索防水涂層劑的使用方法，通過如下步驟實現(xiàn)：

1）將制備的戶外運動繩索、繩股或紗線無張力浸漬到制備的防水涂層劑中，浸漬時間為10s-10min；

2）將浸漬后的繩索、繩股或紗線進行擠膠，并在110-130℃下烘干30s-20min，整理后涂層膠在繩索、繩股或紗線上的附膠率為4-8%，整理后繩索的防水率在5%以內(nèi)。

本發(fā)明提供的用于戶外運動繩索的防水涂層劑，主要由丙烯酸酯、含氟丙烯酸單體在引發(fā)劑和乳化劑水溶液體系中經(jīng)預(yù)聚、聚合而成，制作工藝和使用方法相對簡單，原料成本低，簡單易得，將含氟單體引入丙烯酸酯中,形成的含氟涂層膠在繩索纖維上可以較好地鋪展和滲透,形成的薄膜具有較低的表面張力值,拒水效果良好。根據(jù)戶外用繩索的性能指標，對于防水性的要求在吸水率不大于5%，將本發(fā)明應(yīng)用后，按照國際登山聯(lián)合會標準uiaa101《動力繩》的防水測試方法進行測試，整理后的繩索吸水率為0-4%，符合標準要求，滿足戶外運動中對于繩索防水性能的要求。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述：

一種戶外運動繩索防水涂層劑，是由丙烯酸酯、含氟丙烯酸單體在引發(fā)劑和乳化劑水溶液體系中經(jīng)預(yù)聚并聚合而成的氟碳改性的水性丙烯酸酯，其中各反應(yīng)物組分的體積百分含量為：丙烯酸酯10-30、含氟丙烯酸單體10-30，引發(fā)劑0.1-0.8，乳化劑2-10，去離子水30-77。

所述丙烯酸酯采用甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯中的一種或者幾種組合物。

所述含氟丙烯酸單體采用丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸全氟烷基磺酰胺基乙酯、丙烯酸全氟酰胺酯中的一種或幾種組合物。

所述引發(fā)劑采用過硫酸鈉、過硫酸銨、偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰中的一種或幾種組合物。

所述乳化劑采用十二烷基苯磺酸鈉、平平加o-15、平平加o-20、全氟烷基乙氧基醚醇、乙二醇、乙二醇丁醚中的一種或幾種組合物。

一種戶外運動繩索防水涂層劑的制備方法，通過如下步驟實現(xiàn)：

1）按體積含量稱取組分中各反應(yīng)物，將1/2乳化劑、1/2引發(fā)劑加入1/2離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

2）將丙烯酸酯和丙烯酸單體按體積比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

3）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至80-85℃；

4）將剩余的預(yù)聚體乳液b在2-3h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2-3h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，即為防水涂層劑。

一種戶外運動繩索防水涂層劑的使用方法，通過如下步驟實現(xiàn)：

1）將制備的戶外運動繩索、繩股或紗線無張力浸漬到制備的防水涂層劑中，浸漬時間為10s-10min；

2）將浸漬后的繩索、繩股或紗線進行擠膠，并在110-130℃下烘干30s-20min，整理后涂層膠在繩索、繩股或紗線上的附膠率為4-8%，整理后繩索的防水率在5%以內(nèi)。

實施例1：

制備直徑為9.5mm的防水戶外救援繩索，要求整理后的吸水率為5%以內(nèi)。

步驟1：

1）按體積稱取丙烯酸酯為甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯混合物10份，含氟丙烯酸單體為丙烯酸十二氟庚酯10份，引發(fā)劑為過硫酸銨0.3份，乳化劑為平平加o-15和乙二醇丁醚混合物8份，去離子水為57份；

2）將將1/2乳化劑、1/2引發(fā)劑加入1/2離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

3）將甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯混合物和丙烯酸十二氟庚酯按比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

4）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、去離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至80℃；

5）將剩余的預(yù)聚體乳液b在3h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)3h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，備用；

步驟2，將上述乳化分散液膠倒入涂層設(shè)備中，對制備的9.5m戶外救援繩索進行復(fù)合整理；

步驟3，將9.5mm戶外救援繩無張力的浸漬到浸膠槽中，浸漬時間為5min，擠膠后在130℃下烘干20min,得到附膠率為5%的防水戶外救援繩索。按照國際登山聯(lián)合會標準uiaa101《動力繩》的防水測試方法進行測試，整理后的繩索吸水率為4%，可以滿足要求。

實施例2：

制備直徑為10.5mm的溯溪登山繩，要求整理后的吸水性能為3%以內(nèi)。

步驟1：

1）按體積稱取丙烯酸酯為丙烯酸月桂酯20份，含氟丙烯酸單體為丙烯酸全氟烷基磺酰胺基乙酯30份，引發(fā)劑為過硫酸鈉0.1份，乳化劑為全氟烷基乙氧基醚醇10份，去離子水為30份；

2）將將1/2乳化劑、1/2引發(fā)劑加入1/2離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

3）將丙烯酸月桂酯和丙烯酸全氟烷基磺酰胺基乙酯按比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

4）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、去離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至83℃；

5）將剩余的預(yù)聚體乳液b在2h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，備用；

步驟2，將上述乳化分散液膠倒入涂層設(shè)備中，將繩索紗線無張力的浸漬到浸膠槽中，浸漬時間為10s，擠膠后在110℃下烘干5min，得到附膠率為4%的防水纖維。

步驟3，使用經(jīng)防水處理的紗線編織成防水溯溪登山繩。按照國際登山聯(lián)合會標準uiaa101《動力繩》的防水測試方法進行測試，整理后的繩索吸水率為2.5%，可以滿足要求。

實施例3：

制備直徑為11mm的攀冰繩，要求整理后的吸水性能為5%以內(nèi)。

步驟1：

1）按體積稱取丙烯酸酯為丙烯酸月桂酯30份，含氟丙烯酸單體為丙烯酸甲基丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸六氟丁酯混合物20份，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈和過氧化苯甲酰混合物0.8份，乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉2份，去離子水為77份；

2）將1/2乳化劑、1/2引發(fā)劑加入1/2離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

3）將丙烯酸月桂酯和丙烯酸甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸六氟丁酯的混合物按比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

4）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、去離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至85℃；

5）將剩余的預(yù)聚體乳液b在2.5h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2.5h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，備用；

步驟2，將上述乳化分散液膠倒入涂層設(shè)備中，將攀冰繩的繩股無張力的浸漬到浸膠槽中，浸漬時間10min，擠膠后在120℃下烘干30s，得到附膠率為6%的防水纖維。

步驟3，使用經(jīng)防水處理的繩股，編織成防水攀冰繩。按照國際登山聯(lián)合會標準uiaa101《動力繩》的防水測試方法進行測試，整理后的繩索吸水率為3.5%，可以滿足要求。

實施例4：

制備直徑為12mm的防水戶外繩索，要求整理后的吸水率為4%以內(nèi)。

步驟1：

1)按體積稱取丙烯酸酯為甲基丙烯酸乙酯25份，含氟丙烯酸單體為丙烯酸全氟酰胺酯20份，引發(fā)劑為過硫酸銨0.6份，乳化劑為平平加o-15和平平加o-20混合物5份，去離子水為55份；

2）將1/2乳化劑、1/2引發(fā)劑加入1/2離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

3）將甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸全氟酰胺酯按體積比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

4）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、去離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至80℃；

5）將剩余的預(yù)聚體乳液b在2.5h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，備用；

步驟2，將上述乳化分散液膠倒入涂層設(shè)備中，對制備的12mm戶外繩進行復(fù)合整理；

步驟3，將12mm戶外繩無張力的浸漬到浸膠槽中，浸漬時間為8min，擠膠后在130℃下烘干20min,得到附膠率為5%的防水動力繩索。按照國際登山聯(lián)合會標準uiaa101《動力繩》的防水測試方法進行測試，整理后的繩索吸水率為4%，可以滿足要求。

實施例5：

制備直徑為8.5mm的防水登山繩，要求整理后的吸水性能為5%以內(nèi)。

步驟1：

1）按體積稱取丙烯酸酯為甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸月桂酯混合物共15份，含氟丙烯酸單體為丙烯酸全氟酰胺酯20份，引發(fā)劑為偶氮二異丁腈0.3份，乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉7份，去離子水為60份；

2）將1/2乳化劑、1/2引發(fā)劑加入1/2離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

3）將甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸月桂酯混合物和丙烯酸全氟酰胺酯按比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

4）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、去離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至80℃；

5）將剩余的預(yù)聚體乳液b在2h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，備用；

步驟2，將上述乳化分散液膠倒入涂層設(shè)備中，對制備的8.5mm登山繩進行復(fù)合整理；

步驟3，將8.5mm登山繩無張力的浸漬到浸膠槽中，浸漬時間為4min，擠膠后在120℃下烘干20min,得到附膠率為6%的防水登山繩索。按照國際登山聯(lián)合會標準uiaa101《動力繩》的防水測試方法進行測試，整理后的繩索吸水率為3.5%，可以滿足要求。

實施例6：

制備直徑為10mm的防水動力繩，要求整理后的吸水性能為5%以內(nèi)。

步驟1：

1）按體積稱取丙烯酸酯為丙烯酸月桂酯和丙烯酸丁酯混合物23份，含氟丙烯酸單體為甲基丙烯酸十二氟庚酯和丙烯酸全氟酰胺酯混合物25份，引發(fā)劑為過氧化苯甲酰0.6份，乳化劑為乙二醇和乙二醇丁醚混合物8份，去離子水為55份；

2）將1/2的乳化劑、1/2的引發(fā)劑加入1/2的去離子水中，在膠體磨中形成乳化水溶液體系a；

3）將丙烯酸月桂酯、丙烯酸丁酯混合物和甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸全氟酰胺酯混合物按比例混合，緩慢加入膠體磨中的上述乳化劑體系a中，乳化40分鐘，形成預(yù)聚體乳液b；

4）將剩余的乳化劑、引發(fā)劑、去離子水以及1/4的預(yù)聚體乳液b投入到帶有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，水浴加熱至85℃；

5）將剩余的預(yù)聚體乳液b在2.5h內(nèi)滴入燒瓶中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2.5h，降溫出料，得到均質(zhì)乳化分散液，備用；

步驟2，將上述乳化分散液膠倒入涂層設(shè)備中，將靜力繩的繩股無張力的浸漬到浸膠槽中，浸漬時間7min，擠膠后在120℃下烘干30s，得到附膠率為6%的防水纖維。

步驟3，使用經(jīng)防水處理的繩股，編織成防水動力繩。按照國際登山聯(lián)合會標準uiaa101《動力繩》的防水測試方法進行測試，整理后的繩索吸水率為4.5%，可以滿足要求。

當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。