一种气相防锈包装材料及制造方法

《一种气相防锈包装材料及制造方法》涉及一种气相防锈包装材料及制造方法。

1.一种气相防锈包装材料，包括提供强度和骨架支撑的高聚物织物层（1）和提供防锈作用的聚烯烃防锈膜（2）这两层，其特征在于：所说的聚烯烃防锈膜（2）是，将基体树脂和缓蚀剂混合后，通过淋膜机流涎到高聚物织物层（1）的一面上形成的，所说的高聚物织物层（1）产品定量为20～80克/平方米；防锈膜（2）厚度为15～80微米。

2.根据权利要求1所述的一种气相防锈包装材料，其特征在于：高聚物织物层（1），其材质为LDPE、HDPE、PP或PA中的一种，其产品形式为编织布、丝或网。

3.制造根据权利要求1所述一种气相防锈包装材料的方法，其特征在于：所说的聚烯烃防锈膜（2）的主要材质为基体树脂和缓蚀剂，其中基体树脂为LDPE、LLDPE、HDPE、PP其中一种或它们的混合物，基体树脂组份质量百分含量为90％～99％，其余为缓蚀剂，按此比例将基体树脂和缓蚀剂混合，混合均匀后，经上料机加入到挤出机料斗中；将高聚物织物层（1）放在二放送机上；最后混合基体树脂和缓蚀剂经淋膜机流涎在高聚物织物层（1）的一面形成聚烯烃防锈膜（2）。

4.根据权利要求1所述的一种气相防锈包装材料，其特征在于：在所说的高聚物织物层（1）的另一面还有提供高阻隔作用的高聚物薄膜（3）；所说的高聚物薄膜（3）是将基体树脂和纳米高阻隔母粒混合后，通过淋膜机流涎到高聚物织物层（1）的另一面上形成的，在高聚物薄膜（3）中基体树脂占80-95％，纳米高阻隔母粒占5-20％、高聚物薄膜（3）薄膜厚度为15～80微米。

5.根据权利要求4所述的一种气相防锈包装材料，其特征在于：高聚物织物层（1），其材质为LDPE、HDPE、PP或PA中的一种，其产品形式为编织布、丝或网；聚烯烃防锈膜（2），主要材质为基体树脂和缓蚀剂，其中基体树脂为LDPE、LLDPE、HDPE、PP其中一种或它们的混合物，基体树脂组份质量百分含量为90％～99％，其余为缓蚀剂；抑制金属腐蚀的缓蚀剂为粉体、液体或母粒；高阻隔高聚物薄膜（3），主要材质为基体树脂和纳米高阻隔功能母粒，基体树脂为LDPE、LLDPE、HDPE、PP、PVA、PA其中一种或它们的混合物，组份质量百分含量为80％～95％，纳米高阻隔功能母粒组份质量百分含量为5％～20％。

6.根据权利要求5所述的一种气相防锈包装材料，其特征在于：在聚烯烃防锈膜（2）、高聚物薄膜（3）中添加色母粒、增韧母粒、抗氧化老化母粒和/或抗静电母粒。

7.制造权利要求5所述一种气相防锈包装材料的方法，其特征在于：工序①，将上述中间层高聚物织物（1）和外层的高聚物薄膜（3）复合：按权利要求5所述的高聚物薄膜（3）原料质量比例在混料机中进行基体树脂和纳米高阻隔功能母粒的混合，混合均匀后经上料机加入到挤出机料斗中；将中间高聚物织物层（1）放在二放送机上，然后经淋膜机在织物层的一面流涎外层高阻隔的高聚物薄膜（3），再经牵引，卷取完成外层的涂覆加工；该工序加工工艺参数控制如下：挤出机机筒温度控制在150℃～270℃，模头温度控制在260℃～300℃，牵引辊车速控制在50米/分钟～100米/分钟；工序②，将工序①半成品与内层聚烯烃防锈膜（2）层的复合：按权利要求5所述的防锈膜（2）原料质量比例在混料机中进行基体树脂和缓蚀剂的混合，混合均匀后加到挤出机料斗中，将工序①复合好外层的半成品用吊车吊装放在二放送机上，然后经淋膜机在织物层（1）的另一面流涎一层防锈膜（2），再经牵引、卷取完成三层结构包装材料的加工；该工序加工工艺参数控制如下：挤出机机筒温度控制在140℃～250℃，模头温度控制在220℃～260℃，牵引辊车速控制在40米/分钟～80米/分钟。

截至2009年11月17日，冶金钢卷、钢板、重型机械的防锈包装一般采用织物增强型气相防锈纸，尽管用织物增强防锈纸弥补了防锈纸易破损的不足，但由于防锈纸表面吸潮、吸油等缺陷使防锈包装效果降低，影响产品的防锈功能。另外，由于纸塑分离技术的不成熟，材料不易完全回收，造成资源的极大浪费和环境污染。中国国内外环保要求的逐步提高也限制了织物增强型防锈纸的应用。再者，传统织物增强型气相防锈膜的加工方式为：吹塑加工气相防锈膜，然后再与织物增强层进行复合，加工工序多，成本高，质量不稳定。

一种气相防锈包装材料及制造方法专利目的

《一种气相防锈包装材料及制造方法》的目的是提供一种气相防锈包装材料及制造方法，两层或三层增强型气相防锈包装材料，是直接流涎气相防锈膜于织物上，减少一道工序而实现加工技术的优化。

一种气相防锈包装材料及制造方法技术方案

气相防锈包装材料，包括防锈膜和织物层，其特征在于该包装材料有两层或三层复合结构：两层结构由高聚物织物层1和聚烯烃防锈膜层2构成；三层结构依次为：防锈作用的内层聚烯烃防锈膜2，防锈膜厚度为15微米～80微米；强度和骨架支撑作用的中间高聚物织物层1，定量为20克/平方米～80克/平方米；高阻隔作用的外层高聚物薄膜3，薄膜厚度为15微米～80微米。制造方法：先在高聚物织物层1上流涎高聚物薄膜3后放在二放送机上，然后再经淋膜机在高聚物织物层1的另一面流涎一层聚烯烃防锈膜2，经牵引，卷取完成三层结构的复合加工。

一种气相防锈包装材料及制造方法改善效果

《一种气相防锈包装材料及制造方法》的特点在于：

1.突破了气相防锈膜必须在≤200℃温度条件下吹塑加工的限制，拓展了气相防锈膜的加工方式；

2.《一种气相防锈包装材料及制造方法》产品是在织物增强层的两面均采用流涎法直接淋膜的加工方式，减少一道工序而实现加工技术的优化。改变了传统的先吹塑气相防锈膜再与织物膜层复合的加工方式，工序少、成本低、质量稳定；

3.该产品阻隔层采用纳米级高阻隔成分，使产品对水蒸气的透过量比传统的同类产品低0.2g/平方米·24小时～0.4g/平方米·24小时；

4.用过的包装材料能完全回收再利用，符合环保要求。

该项创新工艺得以实现来自于耐高温缓蚀剂的设计及选用；《一种气相防锈包装材料及制造方法》的另一特征是成功引进纳米高阻隔母粒技术，使阻隔层和防锈层对包装金属制品形成了双重保护，从而抑制锈蚀的发生。

《一种气相防锈包装材料及制造方法》的气相防锈复合膜加工方式不同于传统的先吹塑防锈膜再与织物复合的加工方式，是防锈膜的一项创新加工方式：在织物增强层的两面分别流涎纳米阻隔层和聚烯烃防锈层，其中防锈层中含有抑制金属腐蚀的缓蚀剂。包装金属制品时，膜中的缓蚀剂会吸收包装空间内的水蒸气而发生化学反应，挥发出缓蚀剂气体分子，形成一个缓蚀气氛，同时在膜与金属制品接触处，缓蚀剂分子迁移到金属表面形成致密的保护层，从而抑制金属的腐蚀；织物层为编织布、丝或网，对包装材料起到加强和骨架支撑的作用，提供良好的耐撕裂、抗拉伸、抗戳穿的功能；纳米阻隔层提供良好的阻隔性，阻止水、汽的渗透，隔离被包装物与诱发锈蚀的环境因子，抑制金属的腐蚀。

气相防锈包装材料的制造方法，其特征在于三层复合结构：工序①，将高聚物织物层1与外层高阻隔薄膜3复合：高阻隔薄膜层3的原料组份为：基体树脂LDPE、LLDPE、PP、PVA、PA其中一种或它们的混合物，组份质量百分含量为80％-95％；纳米高阻隔塑料母粒，采购自北京大正伟业塑料助剂有限公司，牌号DZPE-F，产品执行企业标准。该母粒组份质量百分含量为5％～20％。

按原料组份质量百分含量在混料机中进行基体树脂和纳米阻隔塑料母粒的混合，混合均匀后经上料机加入到挤出机料斗中。

将高聚物织物1，定量为20克/平方米～80克/平方米，卷放在二放送辊上，先经烘缸烘干，然后经装有上述混合物的挤出机时，在高聚物织物1的一面流涎形成高阻隔薄膜3层，薄膜厚度为15微米～80微米，同时经牵引、卷取完成外层的涂覆加工。该工序加工工艺参数控制如下：挤出机机筒温度控制在150℃～270℃，模头温度控制在260℃～300℃，牵引辊车速控制在50米/分钟～100米/分钟。

工序②，将工序①复合后的半成品再复合内层聚烯烃防锈膜2：聚烯烃防锈膜层2的原料组份质量含量为：基体树脂可以为LDPE、LLDPE、HDPE、PP其中一种或它们的混合物，组份质量百分含量为90％-99％；余量缓蚀剂，缓蚀剂形态可以是粉体、液体或母粒。

按上述基体树脂与缓蚀剂原料组份质量比例在混料机中进行原料混合，混合均匀后加到挤出机料斗中。

将工序①复合好外层的半成品卷经吊车吊装放在二放送辊上，然后经挤出机在高聚物织物1的另一面流涎一层防锈膜2，聚烯烃防锈膜2的厚度为15微米～80微米；再经牵引、卷取完成内层防锈膜2的涂覆加工。该工序加工工艺参数控制如下：挤出机机筒温度控制在140℃～250℃，模头温度控制在220℃～260℃，牵引辊车速控制在40米/分钟～80米/分钟。

聚烯烃防锈膜层2中添加的缓蚀剂母粒制造方法为：

（1）选料选择熔融指数为2～50克/10分钟的LDPE、LLDPE、PP或它们的混合物作为缓蚀剂母粒的载体树脂，其含量为50％-75％；缓蚀剂作为母粒的功能组份，用量为20％-40％，缓蚀剂功能组份为一种或几种混合：苯三唑及其衍生物、咪唑及咪唑啉类化合物、有机酸盐类-苯甲酸盐、硬脂酸盐、肉桂酸盐，醋酸盐；无机酸盐类-亚硝酸盐、钼酸盐、碳酸盐；选择PE蜡作为分散剂，其含量为3％-5％；选钛酸酯类、铝酸酯类或硬脂酸类偶联剂，其含量为1％-2％；选硬脂酸盐作为润滑剂，其含量为1％-3％。

（2）功能组份的预处理[0020]将所选的各种粉状缓蚀剂分别进行烘干处理，烘干温度控制在50℃-100℃，烘干时间视粉体的具体状况进行调整，一般控制在1-2小时。烘干后的粉体在密闭空间内进行冷却至室温，然后按缓蚀剂配方进行混合，最后经磨粉设备进行超微粉碎加工，使95％粉体粒径控制在800-1200目之间。

将经过超微粉碎的缓蚀剂先用偶联剂进行表面处理，然后投入高搅机中与分散剂、润滑剂、载体树脂等低温混合。

（3）缓蚀剂母粒的成型[0023]将上述混合均匀的原料从高搅机中放出，快速投入到挤出造粒机中完成缓蚀剂母粒的成型加工。

另一种制造两层结构气相防锈包装材料的方法，上述高聚物织物层1和聚烯烃防锈膜2层的复合工序：

按上述聚烯烃防锈膜2的原料质量比例在混料机中进行基体树脂和缓蚀剂的混合，混合均匀后，经上料机加入到挤出机料斗中，按工序①的方法及工艺条件在高聚物织物层1的一面流涎一层聚烯烃防锈膜层2。

在内层2、外层3的加工原料中可根据其他功能要求添加色母粒、增韧母粒、抗氧化老化母粒、抗静电母粒等功能母粒，赋予材料良好的综合性能。

2018年12月20日，《一种气相防锈包装材料及制造方法》获得第二十届中国专利奖优秀奖。

《一种制造光纤预制件的方法及装置》涉及一种制造光纤预制件的方法及装置，属光导纤维的制造领域。

2016年12月7日，《一种制造光纤预制件的方法及装置》获得第十八届中国专利优秀奖。

一种制造光纤预制件的方法及装置专利目的

《一种制造光纤预制件的方法及装置》要解决的技术问题和提出的技术任务是克服2003年1月前光纤预制件制造过程中所存在的技术缺陷，提供一种可以调整反应容器内气流的光纤预制件的制造方法及其装置，以保证在整个沉积过程中反应容器内压力及气流的基本稳定，并及时向外排出未沉积成型的SiO₂、GeO₂微粒，有效减小反应容器内的温度波动、光纤预制件的生长不均等问题，并进一步增大光纤预制件的有效长度和提高其原料利用率。

一种制造光纤预制件的方法及装置技术方案

《一种制造光纤预制件的方法及装置》特征是：

a、准备：在侧面有排气口、下部有喷枪的球形反应容器的上部连接法兰管，将种棒经法兰管置于反应容器内并使其下端与喷枪相对，种棒上连接圆柱形气流整流体，该整流体的下端邻近种棒下端；

b、顶吹风：从法兰管上端向下导入压力为0.5×10⁵～2.0×10⁵帕、温度为20～600℃的整流气流，使该整流气流流经气流整流体与法兰管之间的空隙后，再由排气口排出；所述整流气流为干燥空气、氮气或惰性气体中的一种；

c、沉积成形：先将氢气和氧气通入两喷枪，在反应容器内产生氢氧焰；再将气体原料SiCl₄、GeCl₄送入喷枪，气体原料在氢氧焰中发生氢氧水解反应，生成SiO₂、GeO₂微粒并沉积在种棒上逐渐形成光纤预制件，同时匀速旋转并提升种棒；

d、待光纤预制件达到预定长度时，停止导入气体原料、氢气和氧气以及整流气流，将光纤预制件提升至法兰管外；

e、在整个制造过程中，排气口始终排气。

一种制造光纤预制件的装置，包括一上部接有法兰管的反应容器，该反应容器下部有喷枪，其侧面有排气口，其特征是一根种棒经所述的法兰管置于反应容器内，种棒下端与喷枪相对，种棒上连接与其同轴的圆柱形气流整流体。

所述的制造光纤预制件的装置，其特征是所述的整流体上部形状为空心圆柱体，下部形状为空心锥体。

所述的制造光纤预制件的装置，其特征是所述的气流整流体由两个对称的半圆柱单元组成。

所述的制造光纤预制件的装置，其特征是所述的半圆柱单元上端开设轴向槽。

所述的制造光纤预制件的装置，其特征是所述的半圆柱单元上端开设“L”形槽。

一种制造光纤预制件的方法及装置改善效果

1、按照上述方法，①消除了反应容器内气流紊乱的现象，从反应容器上端向下导入的气流可以缩小未沉积成形而剩余的SiO₂、GeO₂微粒在反应容器内游动的空间，减少微粒在反应容器内滞留的时间，并可以有效地将其排出反应容器之外，而不使其附着在反应容器内壁上，保证反应容器内的温度稳定，减少波动；②由于剩余的SiO₂、GeO₂微粒被尽快地排出反应容器之外，因此其附着在已成形的光纤预制件上的机会大大减少，从而可以保证光纤预制件沿轴线方向生长均匀，尤其是外径均匀；③由于没有SiO₂、GeO₂微粒附着在反应容器内壁上，因此也不会有SiO₂、GeO₂玻璃微粒从反应容器壁上剥落而附着在光纤预制件的表面上而形成密度不均匀的区域，从而可以防止光纤预制件在后续的玻璃化工序后产生气泡；④由于导入的整流气流沿法兰管和反应容器的内壁向下流动，可以有效地阻止未沉积成形而剩余的SiO₂、GeO₂微粒靠近反应容器内壁并沉积在其上，同时阻止导入的整流气流直接流至已成形的光纤预制件上，有效避免光纤预制件表面在制造过程中开裂；⑤由于增加气流整流体，可以保证在沉积过程中时刻以上述4条优势进行沉积，有效避免沉积初期反应容器内气体流场不稳定的现象，节约原料、提高产品成品率并降低产品成本。

2、《一种制造光纤预制件的方法及装置》的制造装置，通过在反应容器上部的法兰管内设置气流整流体，进一步地将该气流整流体连接在种棒上，在使用过程中，气流整流体随着种棒的旋转提升而上升，可以达到如下效果：①可以有效地消除反应容器内气流的紊乱现象；②在从法兰管上端向下导入气流时，迫使气流仅沿反应容器内壁向下流动，其间，可以对整流气流加热，以防止冷气流直接与玻璃微粒沉积体接触，光纤预制件表面温度快速下降所致的光纤预制件表面开裂现象的发生；③由于气流沿反应容器内壁向下流动，对反应容器内壁具有一定的清洗作用，阻止SiO₂、GeO₂微粒沉积在反应容器内壁；④气流调整单元与玻璃微粒沉积体之间的距离可以调节，从而可以得到更好的整流效果；⑤在沉积反应初期，光纤预制件的上端在被提升经过法兰管与反应容器的结合部时，反应容器内气体流场基本不受光纤预制件上部形状变化的影响，从而节约原料、提高产品收率；⑥便于安装拆卸，节约工时。