CN102535308B - 一种抗静电人造草坪及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有长久有效抗静电性的抗静电人造草坪，满足人们对抗静电草坪的需求，同时本发明还提供该抗静电人造草坪的制备方法。本发明的抗静电人造草坪，包括有人造草丝、底基布和背胶，其所述的人造草丝为抗静电人造草丝，该抗静电人造草丝由以下重量份计各成份制成：基本树脂80～95份、色母0～5份、助剂0.1～5份、抗静电母粒1～10份。
Description
技术领域
本发明涉及人造草坪及其制备方法，具体的说涉及一种抗静电人造草坪及其制备方法。
背景技术
人造草坪起源于20世纪60年代的美国，能满足全天候的高强度运动需要，且具有养护简单、排水迅速、均一耐用、耗水少等优点，被广泛用于曲棍球、棒球、橄榄球等专用比赛场地，以及休闲和环境景观场地。随着人造草坪的发展，其在颜色外形和性能上更加接近于天然草，其中包括摩擦力、回弹力、软硬度、冲击吸收和垂直变形等，赋予了人造草坪优异的运动性、安全性和舒适性。由于人造草坪是由塑料化纤人为加工而成，具有较强的电绝缘性，在经过摩擦带电后，集聚在材料表面的电荷很难耗散而容易产生放电现象，不仅影响了人造草坪的运动性和舒适性，也限制了人造草坪在一些特殊场合的推广和使用，例如工矿企业。
中国专利CN200920101997.4公开了一种中部具有纵向缺口管道的人造草叶片，用以吸附少量水份来达到抗静电的效果，但这种抗静电方法难以达到全天候和低湿度下抗静电。国外的一些公司如Mountain公司通过在人造草坪表面喷撒抗静电溶液来达到抗静电效果，但这种表面喷洒的方法随着时间的推移无法保持抗静电效果。因此需要开发一种新的人造草坪使之具有长期有效的抗静电效果。
发明内容
本发明目的在于克服现有人造草坪的问题和不足，提供一种具有长久有效抗静电性的抗静电人造草坪，满足人们对抗静电草坪的需求，同时本发明还提供该抗静电人造草坪的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的抗静电人造草坪，包括有人造草丝、底基布和背胶，其所述的人造草丝为抗静电人造草丝，该抗静电人造草丝由以下重量份计各成份制成：
所述的背胶由以下重量份各成份制成：
基本胶乳 80～100份
碳酸钙 80～140份
导电填料 1～10份。。
本发明的抗静电人造草坪，其进一步的技术方案是所述的抗静电母粒由以下重量份各成份制成：
基本树脂 40～80份
助剂 0.1～5份
抗静电填料 10～50份。
本发明的抗静电人造草坪，其更进一步的技术方案是所述的抗静电填料为非离子型抗静电剂、纳米氧化锡锑和纳米导电云母中的一种或几种的混合物。
本发明的抗静电人造草坪，其进一步的技术方案还可以是所述的基本树脂为聚乙烯、聚丙烯和尼龙中的一种或几种的混合物。
本发明的抗静电人造草坪，其进一步的技术方案还可以是所述的助剂为紫外光稳定剂、抗氧剂、加工助剂、分散剂中的一种或几种，更进一步的技术方案是所述的加工助剂为开口剂。
本发明的抗静电人造草坪，其进一步的技术方案还可以是所述的导电填料优选为碳纳米管、导电碳纤维、超导炭黑、导电石墨粉和纳米导电云母中的一种或几种的混合物。
本发明的抗静电人造草坪，其进一步的技术方案还可以是所述的基本胶乳为丁苯胶乳、羟基丁苯胶乳和聚氨酯中的一种或几种混合物。
本发明的抗静电人造草坪的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(A)先将基本树脂、抗静电填料和助剂在双螺杆挤出机上共混造粒制成抗静电母粒，其中挤出温度为100～250℃；
(B)再在将基本树脂、色母、助剂和抗静电母粒经过共混、挤出、拉丝制备成抗静电人造草丝，其挤出成型控制温度为150～300℃，总生产比为3～10，烘箱温度为50～150℃；
(C)将基本胶乳、碳酸钙和导电填料混合制备成抗静电背胶；
(D)最后经簇绒、在背部涂覆胶乳制备成抗静电人造草坪。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明的抗静电人造草坪包含了抗静电人造草丝，人造草坪表面经过运动摩擦积累了静电，可以通过抗静电人造草丝叶片表面耗散，抗静电效果比现有技术手段耐候性好、持久优异。本发明中抗静电填料所使用的非离子型抗静电剂与聚乙烯、聚丙烯等基本树脂具有较好的相容性，耐温性能好，抗静电性能持久优异。纳米氧化锡锑(ATO)与传统填料相比具有良好优异的导电性、浅色透明性、良好的耐候性和稳定性以及低的红外发射率，同时纳米导电云母导电性优异、色浅。抗静电填料使抗静电人造草不仅迅速具有抗静电性，而且效果持久稳定。
本发明的抗静电人造草坪在包含了抗静电人造草丝的同时还可以包含抗静电背胶，人造草坪表面经过运动摩擦积累了静电，不但可以通过抗静电人造草叶片表面耗散而且可以通过草坪底部的抗静电背胶通过大地传导耗散，抗静电效果比现有技术手段耐候性好、持久优异。本发明所选用的导电填料碳纳米管具有巨大的长径比和比表面积、纳米级管径以及优异的导电性，在较低的含量下就可以使材料的电阻率迅速下降；导电碳纤维具有巨大的长径比，可以在背胶中形成网络状传导结构；超导炭黑、导电石墨粉和纳米导电云母具有巨大的比表面积、优良的导电性，是理想的导电填料；这些导电填料可以使抗静电背胶具有持久的抗静电性能。
本发明的抗静电草坪添加量少，生产工艺易于实现，抗静电人造草丝和抗静电背胶的表面电阻率可以达到108～1010Ω，抗静电效果持久稳定。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，ATO2kg，抗静电剂2kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.3kg、开口剂0.2kg、分散剂0.2kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为200kg，总拉伸比为5.2，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，碳纳米管1kg，超导炭黑1kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例2
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，纳米导电云母2kg，抗静电剂2kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5.1，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，导电碳纤维0.5kg，超导炭黑1.5kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例3
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，ATO1kg，纳米导电云母1kg，抗静电剂2kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.2kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5.1，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，碳纳米管0.5kg，导电碳纤维1.5kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例4
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，ATO2kg，纳米导电云母1kg，抗静电剂1kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.2kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳40kg，碳酸钙60kg，导电石墨粉1.5kg，导电碳纤维0.5kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例5
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，ATO1kg，纳米导电云母1kg，抗静电剂2kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.2kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5.1，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳40kg，碳酸钙60kg，碳纳米管1kg，导电碳纤维1kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例6
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，纳米导电云母2kg，抗静电剂2kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.3kg、开口剂0.2kg、分散剂0.3kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.2kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒10kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5.2，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，碳纳米管0.5kg，纳米导电云母1.5kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例7
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，ATO3kg，抗静电剂1kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.3kg、开口剂0.2kg、分散剂0.2kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，碳纳米管0.5kg，导电碳纤维1.5kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例8
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，ATO1.5kg，纳米导电云母0.5kg，抗静电剂2kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.2kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳40kg，碳酸钙60kg，导电石墨1.5kg，导电云母0.5kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例9
抗静电母粒制备：
将聚乙烯5kg，ATO2kg，抗静电剂2kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.3kg、开口剂0.2kg、分散剂0.2kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在165℃；
抗静电人造草丝制备：
聚乙烯90kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.2kg、抗氧剂0.2kg、开口剂0.3kg、分散剂0.3kg)，抗静电母粒5kg共混挤出成型，制备抗静电草丝，挤出成型温度为200kg，总拉伸比为5.2，烘箱温度95℃；
背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
实施例10
人造草丝制备：
聚乙烯95kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.3kg、开口剂0.2kg、分散剂0.2kg)共混挤出成型，制备草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5，烘箱温度95℃；
抗静电背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，碳纳米管1kg，超导炭黑1kg搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
对比例1
人造草丝制备：
聚乙烯95kg，色母4kg，助剂1kg(其中紫外光稳定剂0.3kg、抗氧剂0.3kg、开口剂0.2kg、分散剂0.2kg)共混挤出成型，制备草丝，挤出成型温度为210kg，总拉伸比为5，烘箱温度95℃；
背胶制备：
将丁苯胶乳50kg，碳酸钙50kg，搅拌混合；
将草丝簇绒，在背部涂覆胶乳制备人造草坪。
按照GB/T1410-2006材料体积电阻率和表面电阻率试验方法测试标准，对以上实施例与对比例中抗静电草和抗静电背胶进行表面电阻率测试，结果如下：
表1
表2
同时，按照ISO6356－2000《纺织铺地物－静电习性评价法－行走试验》标准，对以上实施例1、9、10与对比例进行抗静电性测试，结果如下：
表3
Claims (9)
1.一种抗静电人造草坪，包括有人造草丝、底基布和背胶，其特征在于所述的人造草丝为抗静电人造草丝，该抗静电人造草丝由以下重量份计各成份制成：
所述的背胶由以下重量份各成份制成：
基本胶乳 80～100份
碳酸钙 80～140份
导电填料 1～10份。
2.根据权利要求1所述的抗静电人造草坪，其特征在于所述的抗静电母粒由以下重量份各成份制成：
基本树脂 40～80份
助剂 0.1～5份
抗静电填料 10～50份。
3.根据权利要求2所述的抗静电人造草坪，其特征在于所述的抗静电填料为非离子型抗静电剂、纳米氧化锡锑和纳米导电云母中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的抗静电人造草坪，其特征在于所述的基本树脂为聚乙烯、聚丙烯和尼龙中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的抗静电人造草坪，其特征在于所述的助剂为紫外光稳定剂、抗氧剂、加工助剂、分散剂中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的抗静电人造草坪，其特征在于所述的加工助剂为开口剂。
7.根据权利要求1所述的抗静电人造草坪，其特征在于所述的导电填料为碳纳米管、导电碳纤维、超导炭黑、导电石墨粉和纳米导电云母中的一种或几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的抗静电人造草坪，其特征在于所述的基本胶乳为丁苯胶乳、羟基丁苯胶乳和聚氨酯中的一种或几种混合物。
9.如权利要求1～8任一所述的抗静电人造草坪的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(A)先将基本树脂、抗静电填料和助剂在双螺杆挤出机上共混造粒制成抗静电母粒，其中挤出温度为100～250℃；
(B)再在将基本树脂、色母、助剂和抗静电母粒经过共混、挤出、拉丝制备成抗静电人造草丝，其挤出成型控制温度为150～300℃，总生产比为3～10，烘箱温度为50～150℃；
(C)将基本胶乳、碳酸钙和导电填料混合制备成抗静电背胶；
(D)最后经簇绒、在背部涂覆胶乳制备成抗静电人造草坪。
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