CN103172928A - 聚乙烯草坪丝专用色母粒及其制备方法 - Google Patents

聚乙烯草坪丝专用色母粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚乙烯草坪丝专用色母粒及其制备方法，该聚乙烯草坪丝专用色母粒由下述重量份的组分制成：聚乙烯树脂30～60份，复合润滑分散剂5～15份，颜料20～60份，光稳定剂8～15份，抗氧剂2.0～7.5份；所述的复合润滑分散剂由硬脂酸锌、聚乙烯蜡以及酰胺类化合物按照1∶（1～2）∶（1～3）的重量比组成。本发明采用的复合润滑分散剂能有效地使颜料均匀分散于色母粒中，从而保证聚乙烯草坪丝颜色的稳定性，而且优异的颜料分散还能进一步提高聚乙烯草坪丝的综合力学性能；而本发明采用的光稳定剂和抗氧剂可以有效防止聚乙烯草坪丝的老化对力学性能的影响，还能有效防止聚乙烯草坪丝的褪色。

Description

聚乙烯草坪丝专用色母粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高分子材料及其制备方法，具体涉及一种聚乙烯草坪丝专用色母粒及其制备方法。
背景技术
人造草坪诞生于上个世纪60年代，它是以非生命的塑料化纤产品为原料采用人工方法制作的拟草坪。它不像天然草坪那样需要消耗生长必需的肥料、水等资源，能满足全天24小时高强度的运动需要，且养护简单、排水迅速、场地平整度优秀。
目前人造草坪已被广泛用于曲棍球、棒球、橄榄球的专用比赛场地，足球、网球、高尔夫球等运动的公众练习场或作为地面铺装美化室内环境等。人造草坪的主体结构为仿草叶状的合成纤维，为了达到色彩缤纷的视觉效果，浓缩色母粒被广泛使用。
一方面，由于人造草坪主要用于运动场所，所以对其力学性能，尤其是韧性要求特别高；而且还要求长时间使用后力学性能保持良好。另一方面，由于人造草坪为户外24小时使用，所以对其耐光、耐候性要求较高，长时间使用不易褪色。
中国专利文献CN101187076A公开了一种聚烯烃草丝纤维用色母粒及其制备方法，该色母粒由颜料、塑料助剂和载体树脂组成；塑料助剂包括分散润滑剂、抗氧剂、光稳定剂、偶联剂和液体石蜡。其中分散润滑剂为脂肪族酰胺类、脂肪酸类、金属皂类、氧化聚乙烯蜡或低分子聚乙烯蜡中的一种或几种的混合；抗氧剂为胺类、受阻酚类、亚磷酸盐或硫代酸酯中的一种或几种的混合；光稳定剂为受阻胺类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类或三嗪类中的一种或几种的混合。该文献的不足在于：配方中采用的偶联剂和液体石蜡容易使颜料析出，尤其是石蜡在日照下很容易变黄，这样使得最终得到的草坪丝容易变黄变暗。
中国专利文献CN101899182A公开了一种人造草丝色母粒及其制备方法，该色母粒包括光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、颜料、爽滑剂、分散剂以及载体树脂。该专利主要通过在色母粒配方中加入爽滑剂从而使人造草丝具有高层次爽滑的手感。爽滑剂为超高分子量聚硅氧烷或超高分子量聚硅氧烷与酰胺类化合物的混合物。该文献的不足在于：由该色母粒制得的草坪丝的力学性能不高。
发明内容
本发明的目的之一在于解决上述问题，提供一种力学性能优异、颜色稳定性较好的聚乙烯草坪丝专用色母粒。
本发明的另一目的在于提供上述聚乙烯草坪丝专用色母粒的制备方法。
实现本发明目的之一的技术方案是：一种聚乙烯草坪丝专用色母粒，由下述重量份的组分制成：聚乙烯树脂30～60份，复合润滑分散剂5～15份，颜料20～60份，光稳定剂8～15份，抗氧剂2.0～7.5份。
所述的聚乙烯树脂为线性低密度聚乙烯（LLDPE）树脂，其熔体流动速率为1g/10min～4g/10min。
所述的复合润滑分散剂由硬脂酸锌、聚乙烯蜡以及酰胺类化合物按照1∶（1～2）∶（1～3）的重量比组成。其中酰胺类化合物选自苏州兴泰国光化学助剂有限公司生产的光亮润滑剂TAS-2A。
所述的颜料采用的是耐光牢度为7～8级（按颜料耐光性测定法GB1710-79表示）、耐候性为4～5级（按GB250-1984染色牢度褪色样卡-灰色卡的5级表示法）、耐温性为260℃以上的环保高耐候颜料。
所述的光稳定剂为光稳定剂944、光稳定剂622、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-P以及紫外线吸收剂UV-328中的一种或者两种或者三种以上；优选由光稳定剂944与光稳定剂622按照1∶1的重量比组成。
光稳定剂944的化学名称为：聚{6-[（1,1,3,3,-四甲基丁基）氨基]-1,3,5,-三嗪-2,4-二基}{[（2,2,6,6-四甲基哌啶基）亚氨基]-1,6-己烷二基-[（2,2,6,6-四甲基哌啶基）-亚氨基]}。光稳定剂622的化学名称为：聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯。2-羟基-4甲氧基二苯甲酮、2-（2-羟基-5-甲基苯基）苯并三唑、2-（2-羟基-3-5-二叔戊基）苯并三唑。紫外线吸收剂UV-9的化学名称为：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。紫外线吸收剂UV-P的化学名称为：2-（2’-羟基-5’-甲基苯基）苯并三唑。紫外线吸收剂UV-328的化学名称为：2-（2’-羟基-3’-5’-二叔戊基苯基）苯并三唑。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂DSTP、中的一种或者两种或者三种以上；优选由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1∶1的重量比组成。
抗氧剂1010的化学名称为：四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。抗氧剂168的化学名称为：三（2,4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯。抗氧剂1076的化学名称为：β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八碳醇酯。抗氧剂2246的化学名称为：2,2-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）。抗氧剂DSTP的化学名称为：硫代二丙酸双十八醇酯。
实现本发明另一目的的技术方案是：一种聚乙烯草坪丝专用色母粒的制备方法，具有以下步骤：①将按照上述配方称取的聚乙烯树脂、复合润滑分散剂、颜料、光稳定剂以及抗氧剂倒入高速混合机中混合，直至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至90℃～105℃，出料冷却；②将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒，即得聚乙烯草坪丝专用色母粒。
上述步骤②中，双螺杆挤出机各区的温度为：T1=70℃～85℃，T2=130℃～150℃，T3=180℃～190℃，T4=180℃～190℃，T5=180℃～190℃，T6=180℃～190℃，T7=175℃～185℃，T8=170℃～180℃，T9=160℃～170℃，T模=150℃～160℃。
本发明具有的积极效果：（1）本发明采用硬脂酸锌、聚乙烯蜡以及酰胺类化合物按照一定的重量比组成复合润滑分散剂，该复合润滑分散剂能有效地使颜料均匀分散于色母粒中，从而保证聚乙烯草坪丝颜色的稳定性，而且优异的颜料分散还能进一步提高聚乙烯草坪丝的综合力学性能。（2）本发明采用光稳定剂944与光稳定剂622按照1∶1的重量比组成复合光稳定剂，采用抗氧剂1010与抗氧剂168按照1∶1的重量比组成复合抗氧剂，这样可以有效防止聚乙烯草坪丝的老化对力学性能的影响，还能有效防止聚乙烯草坪丝的褪色。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的聚乙烯草坪丝专用色母粒由下述重量份的组分制成：
37.8份的产品牌号为7042的LLDPE树脂，其熔体流动速率为2g/10min。
8.2份的复合润滑剂，由2份的硬脂酸锌（熔点为118℃～125℃）、3份的聚乙烯蜡（其软化点为107±2℃）以及3.2份的光亮润滑剂TAS-2A组成。
36.6份的环保高耐候颜料，由30份的铁酸锌黄颜料、3份的黄110颜料以及3.6份的酞菁绿G颜料组成。
其中铁酸锌黄颜料的耐温性为260℃，耐光牢度为8级，耐候性为5级，耐迁移耐酸。黄110颜料的耐温性为290℃，耐光牢度为7-8级，耐候性为5级，耐迁移耐酸。酞菁绿G颜料的耐温性为260℃，耐光牢度为7-8级，耐候性为5级，耐迁移耐酸。
13.4份的光稳定剂，由6.7份的光稳定剂944和6.7份的光稳定剂622组成。
4份的抗氧剂，由2份的抗氧剂1010和2份的抗氧剂168组成。
上述聚乙烯草坪丝专用色母粒的制备方法具有以下步骤：
①将上述37.8份的LLDPE树脂、2份的硬脂酸锌、3份的聚乙烯蜡、3.2份的光亮润滑剂TAS-2A、30份的铁酸锌黄颜料、3份的黄110颜料、3.6份的酞菁绿G颜料、6.7份的光稳定剂944、6.7份的光稳定剂622、2份的抗氧剂1010以及2份的抗氧剂168倒入转速为950转/分钟的高速混合机中混合，使颜料打散并均匀的分散包裹在LLDPE树脂上，至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至100℃，出料，冷却至环境温度。
②将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒，即得聚乙烯草坪丝专用色母粒。
双螺杆挤出机各区的温度为：T1=70℃～85℃，T2=130℃～150℃，T3=180℃～190℃，T4=180℃～190℃，T5=180℃～190℃，T6=180℃～190℃，T7=175℃～185℃，T8=170℃～180℃，T9=160℃～170℃，T模=150℃～160℃。
（实施例2～实施例4）
各实施例与实施例1基本相同，不同之处在于见表1。
表1
Figure BDA00003070921800041
。
（应用例）
将实施例1～实施例4制得的聚乙烯草坪丝专用色母粒与LLDPE树脂（产品牌号为7042）以及HDPE按照5∶75∶25的重量比共混，然后用人造草坪拉丝机组拉丝，得到聚乙烯草坪丝，并以快速紫外老化试验箱进行老化加速试验，测试结果见表2。
表2
Figure BDA00003070921800051
。
注：老化条件：荧光紫外UVB432h，8h/60℃光照，4h/50℃冷凝。
（对比例1～对比例6）
其中，对比例1为中国专利文献CN101187076A实施例1制得的色母粒。
对比例2为中国专利文献CNCN101899182A实施例1制得的色母粒。
对比例3～对比例6见表3。
表3
Figure BDA00003070921800052
。
（对比应用例）
其中对比例1和对比例2分别按照其应用例的方法制得草坪丝。
其余对比例按照上述应用例的方法得到聚乙烯草坪丝。
并采用相同方法对各对比例的草坪丝进行老化加速试验，测试结果见表4。
表4
Figure BDA00003070921800061
。
由表4可知：
对比例1的草坪丝抗老化性和力学性能尚可，但是颜色稳定性差，极易褪色。
对比例2的草坪丝抗老化性和颜色稳定性尚可，但是力学性能不佳。
对比例3和对比例4的草坪丝抗老化性和颜色稳定性较好，但是力学性能不佳。
对比例5和对比例6的草坪丝力学性能较好，但是颜色稳定性和抗老化性略差一些，较易褪色。

Claims (10)

1.一种聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于由下述重量份的组分制成： 
聚乙烯树脂30～60份，复合润滑分散剂5～15份，颜料20～60份，光稳定剂8～15份，抗氧剂2.0～7.5份； 
所述的复合润滑分散剂由硬脂酸锌、聚乙烯蜡以及酰胺类化合物按照1∶（1～2）∶（1～3）的重量比组成。 
2.根据权利要求1所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于：所述的颜料采用的是耐光牢度为7～8级、耐候性为4～5级、耐温性为260℃以上的环保高耐候颜料。 
3.根据权利要求1所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于：所述的光稳定剂由光稳定剂944与光稳定剂622按照1∶1的重量比组成。
4.根据权利要求2所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于：所述的光稳定剂由光稳定剂944与光稳定剂622按照1∶1的重量比组成。 
5.根据权利要求1所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1∶1的重量比组成。 
6.根据权利要求2所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1∶1的重量比组成。 
7.根据权利要求3所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1∶1的重量比组成。 
8.根据权利要求4所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒，其特征在于：所述的抗氧剂由抗氧剂1010与抗氧剂168按照1∶1的重量比组成。 
9.权利要求1至8之一所述的聚乙烯草坪丝专用色母粒的制备方法，其特征在于具有以下步骤： 
①将按照配方称取的聚乙烯树脂、复合润滑分散剂、颜料、光稳定剂以及抗氧剂倒入高速混合机中混合，直至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至90℃～105℃，出料冷却； 
②将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒，即得聚乙烯草坪丝专用色母粒。 
10.根据权利要求9所述聚乙烯草坪丝专用色母粒的制备方法，其特征在于：步骤②中，双螺杆挤出机各区的温度为：T1=70℃～85℃，T2=130℃～150℃，T3=180℃～190℃，T4=180℃～190℃，T5=180℃～190℃，T6=180℃～190℃，T7=175℃～185℃，T8=170℃～180℃，T9=160℃～170℃，T模=150℃～160℃。 
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