CN101424068B

CN101424068B - 新型人造草皮及其制造方法

Info

Publication number: CN101424068B
Application number: CN2007101652799A
Authority: CN
Inventors: 陈玉坤; 贾德民
Original assignee: GuangZhou ACT Corp
Current assignee: Guangzhou ACT Corporation
Priority date: 2007-11-02
Filing date: 2007-11-02
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2027-11-02
Also published as: CN101424068A

Abstract

本发明提供一种新型人造草皮及其制造方法以及由该人造草皮回收制得的回收材料。该人造草皮包括草纤维、草底部和背胶三部分，其中草纤维和草底部分别主要由聚乙烯和聚丙烯制成，而背胶由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(EVA)作为主材料，并加入填料、增粘树脂、调解剂、增塑剂、抗氧化剂等制成。该人造草皮通过将背胶与装配有草纤维的草底部粘合制成，该粘合可以通过两种方式实现，第一种方式是先将背胶制成薄膜，再实现背胶与装配有草纤维的草底部的粘合；第二种方式是将背胶经过流延形成薄膜并且同时将该薄膜直接与装配有草纤维的草底部粘合。本发明的人造草皮可以整体回收得到有用的回收复合材料，从而消除环境污染和降低回收成本。

Description

新型人造草皮及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种新型人造草皮及其制造方法，并且更具体涉及含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的人造草皮及其制造方法。

背景技术

由于人造草皮具有抗老化、防晒、防水、防滑、耐磨、脚感舒适、色泽鲜艳、使用寿命长、维护保养费用低、可全天候使用等优点，因此，近来在体育场馆、学校、宾馆以及建筑屋顶等多种场合得到了广泛应用。

图1示出现有的人造草皮的结构，其主要是由草纤维、草底部和背胶组成。通常，草纤维和草底部由热塑性高分子材料制成，例如草纤维主要由聚乙烯制成，草底部主要由聚丙烯制成，而背胶则通常由热固性交联高分子材料例如硫化羧基丁苯橡胶或聚氨酯制成。背胶的作用是将草固定在草底部上，使草不易从草底部抽出。背胶应该能将草纤维和草底部(即聚乙烯和聚丙烯)粘合在一起，同时还要具有一定的强度以及耐水、耐热、耐寒、抗老化等性能。

例如，现有的人造草皮背胶通常由羧基丁苯胶乳、碳酸钙、硫磺、促进剂制成。具体是在一定温度下(如145℃以上)，由硫化体系(硫磺、促进剂)引发羧基丁苯胶乳的交联，得到硫化羧基丁苯橡胶。经过硫化后的羧基丁苯橡胶是热固性高分子材料，分子链呈交联网状结构，不熔不溶，受热后只能分解，不能软化，不能回复到可塑状态。

现有的人造草皮中，草纤维和草底部是由热塑性高分子材料例如聚乙烯、聚丙烯制成，而背胶却是由例如硫化羧基丁苯橡胶或交联聚氨酯这类热固性高分子材料制成。众所周知，热塑性高分子材料具有热塑性，可在特定的温度范围内反复加热软化、冷却固化加工成型。而热固性交联高分子材料在一定温度等条件下硫化成型后，就不再能够通过升高温度而重新加工成型。因而，二者之间的相容性差，不能通过熔融共混等方法同时回收再利用。所以，由聚乙烯、聚丙烯、羧基丁苯橡胶或聚氨酯等材料制备的现有人造草皮不能统一回收再利用。其缺点在于：一方面，废弃或焚烧现有人造草皮会导致环境污染和资源浪费；另一方面，将现有人造草皮的草纤维和草底部与背胶分离后再回收会导致回收成本过高。

发明内容

本发明针对现有人造草皮的材料互不相容、不能统一回收利用的问题，提出一种新型人造草皮，其中采用热熔型的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)树脂作为背胶的主材料。本文中术语“乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂”是指通常以树脂形式提供的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

由于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂不仅可以具有现有背胶所采用的交联高分子材料的性能，而且还是热塑性高分子材料，因而使得构成本发明人造草皮的聚合物材料可以都是热塑性高分子材料，彼此相容，有利于一起回收加工成复合材料，而不必分离后分别回收。因此，根据本发明制造的人造草皮解决了现有人造草皮不能统一回收利用的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种由草纤维、草底部和背胶构成的人造草皮。根据本发明的一个实施方案，背胶主要包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。

根据本发明的实施方案，所用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的醋酸乙烯酯含量可为约10～60mol％，优选约15～55mol％，更优选约20～50mol％，还更优选约30～45mol％，再更优选约35～45mol％。

在本发明的一个实施方案中，草纤维和草底部可采用与现有技术类似的配方生产，其中所述草主要由聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺中的一种或多种制成，所述草底部主要由聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种制成。

根据本发明，背胶还可包含选自填料、增粘树脂、调解剂、增塑剂和抗氧化剂中的一种或多种添加剂。

根据本发明的一个实施方案，背胶中各组分含量可以为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂30～100重量％，优选40～90重量％，更优选50～80重量％，还更优选60～70重量％；填料0～40重量％，优选10～30重量％；增粘树脂0～30重量％，优选10～20重量％；调解剂0～15重量％，优选5～10重量％；增塑剂0～15重量％，优选5～10重量％；抗氧化剂0～4重量％，优选1～3重量％。

填料例如可以选自炭黑、白炭黑、重质碳酸钙、轻质碳酸钙、滑石粉、蒙脱土、埃洛石、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种，优选重质碳酸钙、埃洛石、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种。

增粘树脂可包括以下组分中的一种或多种：

(a)松香、其衍生物或它们的混合物，所述松香衍生物例如是各种歧化松香和氢化松香；(b)萜烯树脂、其改性产品或它们的混合物；(c)石油树脂，优选C5和C9的石油树脂，所述石油树脂还包括其氢化物、混合物和/或共聚物等；(d)氧茚树脂、其氢化物或它们的混合物。

增粘树脂优选松香及其衍生物。

调解剂例如可以选自蜂蜡、虫胶蜡、巴西棕榈蜡、褐煤蜡、石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、羟基蜡和氢化植物油中的一种或多种，优选石蜡、聚乙烯蜡和微晶蜡中的一种或多种。

增塑剂例如可以选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、环氧大豆油、己二酸二辛酯和癸二酸二辛酯中的一种或多种，优选环氧大豆油。

抗氧化剂例如可以选自抗氧化剂1010、抗氧化剂245、抗氧化剂246、抗氧化剂264、抗氧化剂3125、抗氧化剂DSTP、抗氧化剂DLTP、抗氧化剂CA、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二特丁基-4-甲氧甲基苯酚、抗氧化剂P-EPQ、硫代二丙酸二(十三)酯、硫代二丙酸月桂十八酯中的一种或多种。

根据本发明的另一方面，还提供一种制造人造草皮的方法，该方法包括通过将背胶形成薄膜并与装配有草纤维的草底部背面粘合的步骤。

根据本发明的一个实施方案，所述粘合步骤包括将预先将背胶组分制成薄膜，然后将该薄膜与装配有草纤维的草底部背面粘合，或者将背胶组分在制成薄膜的同时将该薄膜直接与装配有草纤维的草底部背面粘合。

根据本发明的又一方面，还提供一种人造草皮整体回收材料，该回收材料由本发明的人造草皮在120℃～180℃下整体加热混合均匀而得到。

附图说明

图1示出现有技术的人造草皮的结构和组成。

具体实施方式

如图1所示，本发明的人造草皮由草纤维、草底部、背胶三部分组成。草纤维和草底部的配方与现有人造草皮类似，而本发明的背胶则主要由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(EVA)与填料、增粘树脂、调解剂、增塑剂和抗氧化剂等制备而成。

本发明使用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(EVA)中的醋酸乙烯酯含量为约10～60mol％，优选约15～55mol％，更优选约20～50mol％，还更优选约30～45mol％，再更优选约35～45mol％。

本发明使用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(EVA)例如可以是：Arkema公司的EVATANE 28-03、EVATANE 24-03、EVATANE 28-40；日本三井公司(Mitsui Polychemical Co.，Ltd.)的Evaflex 260(VA：28％，MI：6)；日本东曹公司的EVA710(Nipoflex 710：VA：28％，MI：18)、EVA634(Nipoflex 634：VA：26％，MI：4)；台湾聚合化学品有限公司(USICORPORATION)的UE638-04(VA：28％，MI：18)和UE633(VA：20％，MI：19)等。

本发明人造草皮的草纤维和草底部可根据现有技术制造并可市购，在此省略对其具体制造工艺的描述。以下给出本发明人造草皮的背胶的配方实例。

背胶配方实施例1：

EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂)100份(重量份，下同)、滑石粉30份、松香10份、石蜡10份、环氧大豆油10份、抗氧化剂10101份。

背胶配方实施例2：

EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂)100份、重质碳酸钙100份、松香50份、石蜡50份、环氧大豆油20份、抗氧化剂10102份。

背胶在使用前，先将除EVA以外的背胶配方各组分预先在容器(如高混机)中搅拌均匀并造粒后，备用。

本发明人造草皮的制造工艺包括将上述背胶配方组分制备成薄膜并将其与已装配好的草纤维和草底部(下文中，称为“草皮”)粘合。具体制造工艺的实施方案说明如下。

制造工艺实施方案一

将预处理过的除EVA以外的背胶配方各组分与EVA均匀混合在一起，制备成热熔膜。制备好的热熔膜经输送辊传送并通过压轴与草皮背面紧密附着在一起。将热熔膜、草皮以相同的速度通过热风箱，在热风箱中，热风(110℃～150℃)由上至下吹向热熔膜，使得热熔膜与草皮粘合在一起。制造工艺实施方案二

将预处理过的除EVA以外的背胶配方各组分与EVA均匀混合在一起，制备成热熔膜。制备好的热熔膜经输送辊传送并通过压轴与草皮背面紧密附着在一起。将热熔膜、草皮以相同的速度向热风箱方向移动，移动的同时，在草皮下方提供吸风箱向下吸风，并且在热熔膜和草皮通过热风箱时，热风箱中有热风(110℃～150℃)由上至下吹向热熔膜，使得热熔膜与草皮粘合在一起。

制造工艺实施方案三

将预处理过的除EVA以外的背胶配方各组分与EVA混合在一起，经过挤出机、流延模头流延出热熔膜。将该热熔膜直接与草皮背面贴合，二者一起通过热风箱，在热风箱中，热风(110℃～150℃)由上至下吹向热熔膜，使得热熔膜与草皮粘合在一起。

制造工艺实施方案四

将预处理过的除EVA以外的背胶配方各组分与EVA混合在一起，经过挤出机、流延模头流延出热熔膜。将该热熔膜直接与草皮背面贴合，二者一起向热风箱移动，移动的同时，在草皮下方提供吸风箱向下吸风，并且热熔膜和草皮通过热风箱时，热风箱中有热风(110℃～150℃)由上至下吹向热熔膜，使得热熔膜与草底粘合在一起。

其中制备实施方案三和四与制备实施方案一和二相比，省略了热熔膜的贮存环节并且不需要再次加热，但是对设备和操作要求提高。

制造工艺实施例1

将背胶组分根据上述配方按比例配混，放入流延机的挤出机料筒中，挤出机的温度控制在100℃～190℃，根据制备实施方案一，利用流延机制备成热熔膜，成膜速度为0.5m/min～10m/min。利用压轴将热熔膜与预先制备的草皮粘合，热熔膜和草皮的移动速度为0.5m/min～10m/min。利用热风箱鼓风，保持粘合温度在110℃～150℃。

制造工艺实施例2

将背胶根据上述配方按比例配混，放入流延机的挤出机料筒中，挤出机的温度控制在100℃～190℃，根据制造工艺实施方案三，使经流延机流延的热熔膜直接与预先制备的草皮粘合。热熔膜的流延速度和草皮的移动速度保持一致，均控制在0.5m/min～10m/min。利用热风箱鼓风，保持粘合温度在110℃～150℃。

性能对比

表1示出现有人造草皮背胶和本发明的人造草皮背胶的性能对比。以下性能测试根据国家标准GB/T20394-2006进行。

表1

	现有人造草皮背胶	本发明人造草皮背胶
			草线束缚力使用温度范围弹性	40～89 N-30℃～70℃合格	40～125 N-30℃～70℃合格
耐老化性能	合格	合格

由表1可见，本发明的人造草皮背胶在草线束缚力方面优于现有人造草皮背胶，并且在其它性能方面与现有人造草皮背胶相当。

回收

现有人造草皮的草纤维、草底部和背胶在不经过分离的情况下，在加热到120℃～180℃时，不能够通过双螺杆挤出机等常规设备均匀混合，因而无法共同回收再利用。而本发明人造草皮的草纤维、草底部和背胶可以不经过分离，在加热到120℃～180℃时，能够通过双螺杆挤出机等常规设备均匀混合，得到均匀的复合回收材料，并能够加工成人造草皮的草底部、桌椅、水桶、垃圾桶等产品。

以下示出本发明人造草皮回收后得到的复合回收材料的物理机械性能。

人造草皮回收材料一：背胶成分：EVA 100重量％。

将上述组成的本发明人造草皮的草纤维、草底部和背胶一同粉碎并熔融共混后，按国家标准制备样条检测其物理机械性能，性能如下：

拉伸强度11.6MPa；拉伸模量207MPa；弯曲强度11.4MPa；弯曲模量358 MPa；冲击强度30 KJ/m²。

人造草皮回收材料二：背胶成分：EVA 40重量％；重质碳酸钙59重量％；抗氧化剂1010 1重量％。

将上述组成的本发明人造草皮的草纤维、草底部、背胶一同粉碎并熔融共混后，按国家标准制备样条检测其物理机械性能，性能如下：

拉伸强度10.3MPa；拉伸模量277 MPa；弯曲强度13.6MPa；弯曲模量387 MPa；冲击强度10.1 KJ/m²。

由以上数据可知，本发明人造草皮统一回收得到的复合回收材料具备相当优异的物理机械性能，完全可以用于一般塑料材料的各种用途。

本发明并不局限于上述实施例，这些实施例不以任何方式限制本发明的范围。本领域技术人员在权利要求的范围内所作出的任何改变和调整也应认为属于本发明的范围。

Claims

1.一种人造草皮，所述人造草皮包括草纤维、草底部和背胶；

所述草纤维由聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺中的一种或多种制成；

所述草底部由聚乙烯、聚丙烯中的一种或两种制成；

所述背胶中各组分含量按重量计为：

EVA100份、滑石粉30份、松香10份、石蜡10份、环氧大豆油10份、抗氧化剂1010为1份。