CN101187083A - 一种芳香人造草坪纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芳香人造草坪纤维，其以芳香微胶囊通过共混法或者后整理法制备而成，该芳香微胶囊是由香精和包裹在其外的壁材组成，粒径1～100μm；具体制备步骤是：1.通过单层或多层造壁法把香精乳液包覆于壁材中制备香精微胶囊；2.香精微胶囊通过和基体树脂、色母粒以及助剂等共混挤出成型制备芳香人造草坪纤维，或者把香精微胶囊、胶粘剂以及水按照一定比例制成整理剂后采用涂抹或浸压将其粘附在人造草坪纤维表面制备芳香人造草坪纤维。本发明制备的芳香人造草坪具有芳香均匀释放，留香持久的特点。
Description
【技术领域】
本发明涉及人造草坪制造技术领域，具体地说，是一种芳香人造草坪纤维及其制备方法。
【背景技术】
出于种种原因，人们喜欢在草坪上运动和休闲，而由于受生态环境的影响，天然草的利用有很大的局限性，使用成本也非常高，维护有难度；因此，对人造运动草坪的利用为人们所关注。人造运动草坪采用仿生学原理制造，具有良好的仿真性，其运动性能、弹性、脚感、球的反弹速度等均与天然草坪相似，而且受环境、天气、地域的影响非常小，能在高寒、高温、高原等极端气候地区使用。上世纪60年代，欧美发达国家就开始了在室内运动场地使用人造运动草坪，经过30多年的发展，目前，人造运动草坪已广泛应用于各种体育运动场所和休闲场所。有报道，国际足联已决定在2010年南非世界杯上采用人造运动草坪，这一决定会对人造运动草坪的推广应用肯定会起到非常大的促进作用。
据权威部门统计和预测，目前全世界人造运动草坪的使用量已经达到2亿平方米，今后每年将会有1000块以上的体育场地铺装人造运动草坪，这一数字还不包括更多的非标准场地和休闲场所，因此，人造运动草坪的应用已形成了一个巨大的市场。
在人造运动草坪的制造中，人造草坪纤维是其核心材料，人造草坪纤维的性能决定了运动草坪的运动力学性能、安全性能和舒适性能。从专利文献检索的情况来看，目前人造运动草坪的研究大多集中在人造草丝外形——如美国专利USP 5462778、编织、铺装方法——如美国专利USP 4381805、USP6491991、USP 6815059、USP 6955841、性能测试仪器设计——如美国专利USP6854316、USP 6962073以及制备工艺上——如欧洲专利EP 1672020，对人造运动草坪材料的研究还不多，带有芳香气息的人造草坪纤维的研究还未见报道。
微胶囊技术是一种利用成膜材料将固体、液体或气体物质包裹于囊中，形成一个个直径几微米至毫米的微小容器的技术，微胶囊具有保护囊中物质免受环境条件的影响、屏蔽味道、颜色和气味的作用，能降低毒性，改变物质的性质或性能，延长挥发性物质储存时间、持续释放进入外界，还有将不可混合的化合物隔离的功能等。目前，微胶囊技术广泛应用于生物医药、食品、涂料、油墨、纺织品、化妆品、农牧业等多个领域。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有人造运动草坪的不足，提供一种利用微胶囊技术开发的、制造人造运动草坪的芳香人造草坪纤维，以满足市场对仿真运动草坪的需求；本发明的另一个目的是，提供所述的芳香人造草坪纤维的一种制备方法；本发明的再一目的是，提出了微胶囊技术在芳香人造草坪纤维制备中的应用。
为实现以上目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种芳香人造草坪纤维，由香精微胶囊、基体树脂、色母粒和助剂组成，其按质量百分比构成的组分为：
基体树脂： 70～95％
色母粒： 1～25％
香精微胶囊：0.1～10％
助剂： 0.1～10％
所述的香精微胶囊由香精，乳化剂和壁材组成，其按质量百分比构成的组分为：
壁材： 30～80％
香精： 10～60％
乳化剂：0.01～10％
所述组成香精微胶囊的壁材为氨基树脂、环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯、明胶、阿拉伯树胶、苯乙烯马来酸酐共聚物、环糊精中的一种或几种；所述组成香精微胶囊的香精为草香型、玫瑰香型、森林浴香型、茉莉香型、薰衣草香型、水果香型中的任意一种；所述组成香精微胶囊的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、丙烯酸类均聚物或共聚物、马来酸酐类均聚物或共聚物中的一种或几种。
所述的基体树脂为聚烯烃类。
所述的助剂为加工助剂和光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、分散剂、增塑剂中的一种或几种。
为实现以上发明目的，本发明一种芳香人造草坪纤维的制备方法为：
通过单层或多层造壁法制备成香精微胶囊后，再利用共混法将其制备成芳香人造草坪纤维，共混法制备方法包含两个步骤：步骤一、香精微胶囊的制备；步骤二、芳香人造草坪纤维的制备；其具体制备工序为：
步骤一
(1)将香精、乳化剂和水按照一定比例混合后在高速乳化机作用下乳化成香精乳液，其按质量百分比构成的组分为：壁材为30～80％，香精为10～60％，乳化剂为0.01～10％；
(2)然后采用单层或多层造壁法把香精乳液包裹于壁材中制备香精微胶囊，其形态为球形，粒径为0.1～100μm；
(3)在高速乳化机中以转速为100～20000转/分高速乳化1～100分钟制备香精乳液；
(4)并通过单层或多层造壁法按照如下条件制备香精微胶囊，反应温度为10～90℃，pH值为1～6，时间0.1～100小时；
步骤二
把香精微胶囊、基体树脂、色母粒和助剂等共混挤出成型从而制备芳香人造草坪纤维，其按质量百分比构成的组分为：基体树脂为70～95％，色母粒为1～25％，香精微胶囊为0.1～10％，助剂为0.1～10％；
其中，挤出成型时的控制温度为100～260℃，总拉伸比为3～12，烘箱温度为50～150℃。
为实现以上发明目的，本发明一种芳香人造草坪纤维的制备方法为：
通过单层或多层造壁法制备成香精微胶囊后，再利用后整理法将其制备成芳香人造草坪纤维，其具体制备工序为：
(1)将香精微胶囊、胶粘剂和水按照一定质量配比混合制成整理剂，其按质量百分比构成的组分为：水20～80％，香精微胶囊10～50％，胶粘剂5～30％；
(2)采用涂抹或浸压法将其粘附在人造草丝纤维表面制备成芳香人造草丝纤维。
为实现以上目的，本发明一种芳香人造草坪纤维的制备方法的特征为，微胶囊技术在芳香人造草坪纤维制备中的应用。
本发明的积极效果是：用本发明的芳香人造草坪纤维所制造的人造运动草坪可以具有天然草坪的芳香气息，也可以根据需求调整香型，并且具有芳香释放均匀、留香时间长的特点。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种芳香人造草坪纤维及其制备方法的具体实施方式，共提供3个实施例，但本发明不限于所提供的实施例。
实施例1
1.原料：
(1)草香型香精20kg，十二烷基苯磺酸钠1kg，脲醛树脂预聚体20kg。
(2)香精微胶囊5kg，聚丙烯树脂100kg，色母粒5kg，抗氧剂0.5kg，加工助剂1kg。
2.制备方法
一、香精微胶囊的制备：
(1)将草香型香精、十二烷基苯磺酸钠和100kg的水混合后在高速乳化机作用下乳化成香精乳液；
(2)然后采用单层或多层造壁法把香精乳液包裹于脲醛树脂预聚体中制备香精微胶囊，其形态为球形，平均粒径为10μm；
(3)在高速乳化机中以转速为3000转/分高速乳化30分钟制备香精乳液；
(4)并通过单层或多层造壁法按照如下条件制备香精微胶囊，反应温度为50℃，pH值为4.5，时间30min；
二、芳香人造草坪纤维的制备：
把香精微胶囊、基体树脂、色母粒和助剂等共混挤出成型从而制备芳香人造草坪纤维，其中，挤出成型时的控制温度为190℃，总拉伸比为5，烘箱温度为50℃。
所制备出的芳香人造草坪纤维留香时间可达到3年以上。
实施例2
1.原料：
(1)玫瑰型香精20kg，吐温80 1.5kg，脲醛树脂预聚体20kg。
(2)香精微胶囊5kg，聚乙烯树脂100kg，色母粒5kg，抗氧剂0.5kg，加工助剂1kg。
2.制备方法
一、香精微胶囊的制备：
(1)将玫瑰型香精、吐温80和120kg的水混合后在高速乳化机作用下乳化成香精乳液；
(2)然后采用单层或多层造壁法把香精乳液包裹于脲醛树脂预聚体中制备香精微胶囊，其形态为球形，平均粒径为15μm；
(3)在高速乳化机中以转速为3000转/分高速乳化15分钟制备香精乳液；
(4)并通过单层或多层造壁法按照如下条件制备香精微胶囊，反应温度为70℃，pH值为4.5，时间60min；
二、芳香人造草坪纤维的制备：
把香精微胶囊、基体树脂、色母粒和助剂等共混挤出成型从而制备芳香人造草坪纤维，其中，挤出成型时的控制温度为190℃，总拉伸比为5，烘箱温度为50℃。
所制备出的芳香人造草坪纤维留香时间可达到3年以上。
实施例3
1.原料：
(1)草香型香精20kg，司班80 0.5kg，β-环糊精50kg。
(2)香精微胶囊5kg，胶粘剂10kg，去离子水100kg。
2.制备方法
一、香精微胶囊的制备：
(1)将草香型香精、司班80和100kg的水混合后在高速乳化机作用下乳化成香精乳液；
(2)然后采用单层或多层造壁法把香精乳液包裹于β-环糊精中制备香精微胶囊，其形态为球形，平均粒径为15μm；
(3)在高速乳化机中以转速为3000转/分高速乳化15分钟制备香精乳液；
(4)并通过单层或多层造壁法按照如下条件制备香精微胶囊，反应温度为50℃，pH值为4，时间60min；
二、芳香人造草坪纤维的制备：
(1)将上述制备的香精微胶囊，胶粘剂，去离子水混合制成香精后整理剂；
(2)然后将后整理剂浸涂在人造草坪纤维表面上，80℃烘干制备芳香人造草坪纤维。
所制备出的芳香人造草坪纤维留香时间可达到3年以上。
Claims (8)
1.一种芳香人造草坪纤维，其特征在于，由香精微胶囊、基体树脂、色母粒和助剂组成，按质量百分比构成的组分为：
基体树脂： 70～95％
色母粒： 1～25％
香精微胶囊：0.1～10％
助剂： 0.1～10％
2.根据权利要求1所述的一种芳香人造草坪纤维，其特征在于，所述的微胶囊由香精，乳化剂和壁材组成，按质量百分比构成的组分为：
壁材： 30～80％
香精： 10～60％
乳化剂：0.01～10％
3.根据权利要求2所述的一种芳香人造草坪纤维，其特征在于，所述的壁材为氨基树脂、环氧树脂、脲醛树脂、聚氨酯、明胶、阿拉伯树胶、苯乙烯马来酸酐共聚物、环糊精中的一种或几种；所述的香精类型为草香型、玫瑰香型、森林浴香型、茉莉香型、薰衣草香型、水果香型中的任意一种；所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、丙烯酸类均聚物或共聚物、马来酸酐类均聚物或共聚物中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种芳香人造草坪纤维，其特征在于，所述的基体树脂为聚烯烃类；所述的助剂为加工助剂和光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、分散剂、增塑剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种芳香人造草坪纤维的制备方法，其特征在于，通过单层或多层造壁法制备香精微胶囊后将其利用共混法制备芳香人造草坪纤维，共混法包含二个步骤，一、香精微胶囊的制备；二、芳香人造草坪纤维的制备，具体制备工序为：
步骤一：
(1)将香精、乳化剂和水按照一定比例混合后在高速乳化机作用下乳化成香精乳液，按质量百分比构成的组分为：壁材为30～80％，香精为10～60％，乳化剂为0.01～10％；
(2)然后采用单层或多层造壁法把香精乳液包裹于壁材中制备香精微胶囊，其形态为球形，粒径为0.1～100μm；
(3)在高速乳化机中以转速为100～20000转/分高速乳化1～100分钟制备香精乳液；
(4)并通过单层或多层造壁法按照如下条件制备香精微胶囊，反应温度为10～90℃，pH值为1～6，时间0.1～100小时；
步骤二：
把香精微胶囊、基体树脂、色母粒和助剂等共混挤出成型从而制备芳香人造草坪纤维，按质量百分比构成的组分为：基体树脂为70～95％，色母粒为1～25％，香精微胶囊为0.1～10％，助剂为0.1～10％；其中，挤出成型条件为温度为100～260℃，总拉伸比为3～12，烘箱温度为50～150℃。
6.根据权利要求1所述的一种芳香人造草坪纤维的制备方法，其特征在于，通过单层或多层造壁法制备香精微胶囊后将其利用后整理法制备芳香人造草坪纤维；具体步骤为：
(1)把香精微胶囊、胶粘剂和水按照一定质量配比混合制成整理剂；
(2)采用涂抹或浸压将其粘附在人造草丝纤维表面制备芳香人造草丝纤维。
7.根据权利要求6所述的一种芳香人造草坪纤维的制备方法，其特征在于，所述的后整理剂由香精微胶囊，胶粘剂及水组成；按质量百分比构成的组分为：
水： 20～80％
香精微胶囊：10～50％
胶粘剂： 5～30％
8.根据权利要求5和6所述的一种芳香人造草坪纤维的制备方法，其特征在于，所述的微胶囊技术在芳香人造草坪纤维制备中的应用。
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