CN103183898A

CN103183898A - 人造草坪用热塑性弹性体材料及其制备方法

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Publication number: CN103183898A
Application number: CN2013101336320A
Authority: CN
Inventors: 金海兰; 马秀峰; 张超智
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-07-03

Abstract

本发明了提供一种人造草坪用热塑性弹性体材料及其制备方法，该材料既满足了环保要求，同时保证了人造草坪的良好的性能，该材料料能提高人造草坪的回弹性，具有环保性。该材料中各成份的重量份为：苯乙烯类热塑性弹性体10～30份，PP或PE或重量比为（0.5～3）∶1的PP/PE混合物1～5份，新型的茂金属催化丙烯一乙烯共聚物2～10份，矿物油5～20份，硬脂酸4～10份，活性碳酸钙20～200份，抗氧剂0.1～2份，抗紫外线剂0.1～2份，颜料0.1～5份。

Description

人造草坪用热塑性弹性体材料及其制备方法

技术领域：

本发明属于热塑性弹性体领域，特别设计一种人造草坪用热塑性弹性体材料及其制备方法。

背景技术:

近几年来，人造草坪以良好的使用性能和环境友好特征代替天然草坪活跃在体育场地上。人造草坪填充颗粒作为草坪系统的一个组成部分，对草坪的减震，缓冲，压实等方面起着重要的作用。

过去，填充颗粒一直以回收轮胎颗粒为主，随着欧洲环保指令的出台，由于不符合环保要求，而且颜色单一，夏天场地温度过高，容易出现粉尘，所以已被禁止使用。

在专利文献（1）中，公开号CN 101581068 A，公开了一种邵氏硬度为60以上的合成树脂为原料，空隙部分占总体积10～75%的立体形状颗粒的设计方法。但其中没有对制备方法做具体说明，不利于推广使用。

在专利文献（2）中，公开号CN 102308047 A，公开了一种地面填充材料，用树脂、稻壳和黄土制备的用于运动场地和游乐场地人造草坪的填充颗粒，但不满足目前国内市场的需要。

发明内容：

为了克服现有技术存在的问题，本发明了提供一种人造草坪用热塑性弹性体材料，该材料既满足了环保要求，同时保证了人造草坪的良好的性能，该材料料能提高人造草坪的回弹性，具有环保性。

本发明的另一目的是提供上述材料的制备方法，该方法制备过程简单，原料易得，且符合环保要求，适于大批量工业化生产。

本发明的技术方案具体如下：

一种用于人造草坪的热塑性弹性体材料，该材料中各成份的重量份为：

苯乙烯类热塑性弹性体10～30份，

PP或PE或重量比为（0.5～3）：1的PP/PE混合物 1～5份，

新型的茂金属催化丙烯一乙烯共聚物2～10份,

矿物油5～20份，

硬脂酸4～10份，

活性碳酸钙20～200份，

抗氧剂0.1～2份，

抗紫外线剂0.1～2份，

颜料0.1～5份。

所述苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯—丁烯—苯乙烯嵌段共聚物SBS，或苯乙烯—乙烯—丁烯—苯乙烯嵌段共聚物SEBS，或重量比为（0.3～5）：1的SBS与SEBS的混合物。

所述矿物油为环烷油；所述抗氧剂含有受阻酚类抗氧剂（1010）；所述抗氧剂中还含有硫代二丙酸双酯（如抗氧化剂DSTP），或含有亚磷酸酯（如抗氧剂168）；所述抗紫外线剂为UV-9或者UV-531。

所述颜料为酞青绿或者橄榄绿，或者酞青蓝与柠檬黄调配成绿色，或者土黄色颜料其中一种颜料来制备绿色或黄色颗粒。

上述人造草坪用热塑性弹性体材料的制备方法，该方法具体步骤如下：

（1）先将SBS或SEBS或二者的混合物与矿物油预混合，放置2~12小时；

（2）再将PP或PE或二者的混合物，茂金属催化丙烯一乙烯共聚物,硬脂酸，活性碳酸钙，抗氧剂，抗紫外线剂和颜料预混合；

（3）然后将步骤（1）与步骤（2）的预混料在1200～2000rpm的混合机混合10~60分钟，经挤出机在120～200℃挤出，得到颗粒料。

茂金属催化丙烯一乙烯共聚物是指美国埃克森美孚化学公司推出的共聚物，产品名VISTAMAXX,以丙烯为主要单体，要有优良的弹性,型号以6102、6202、3000为宜。

组分PP或PE没有型号所限，市售均可。矿物油是指环烷油，型号以橡胶专用油为宜，以新疆克拉玛依和辽河石化的油品为主。活性碳酸钙是指600～800目轻质碳酸钙或重质碳酸钙，经硬脂酸、钛酸酯或硅烷类偶联剂活化的活性碳酸钙。抗氧剂是指受阻酚类抗氧剂为主抗氧剂，以硫代二丙酸双酯或亚磷酸酯做辅助抗氧剂。

抗紫外线剂是通用型抗紫外线剂，以橡胶塑料专用抗紫外线剂为宜。颜料是指耐高温的适用于橡胶塑料加工的有机颜料或者无机颜料，或者以有机和无机颜料相混合，调出所需颜色即可。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明设计的人造草坪用热塑性弹性体材料，符合我国国情，我国有丰富的碳酸钙矿作为填充材料，不仅可以降低成本，而且原料容易获取。

本发明人造草坪用热塑性弹性体材料制备方法简单，适于大批量生产。所得的材料符合环保要求，而且能提高人造草坪的耐热性，低温性，回弹性，环保性。

本发明中使用的苯乙烯类热塑性弹性体SEBS，SBS是一种环保型材料，由于其三嵌段构型，具有与传统硫化橡胶相似的弹性体性能，不用经过硫化，即可以作为弹性体使用，在生产中可以降低能量消耗，减少有害物质的产生；该材料还具有塑料一样的性能，在加工性能使其可以回收再加工。

本发明使用的的矿物油选择环烷油，废旧轮胎颗粒中使用的是芳烃油，有高含量的PAHS，而环烷油不含PAHS，使用环烷油不仅有利于环保，也可以增加它的耐低温性能。

本发明制备的热塑性弹性体材料与现有方法回收轮胎颗粒料的性能对比如下表：

项目	塑胶弹性体	轮胎颗粒
			外观	可做成圆形或椭圆颗粒	只能是有棱角颗粒
舒适度	对皮肤刺激小	皮肤舒适度差
			颜色	可以任意调色	只有黑色
环保性	无PAHS	有PAHS
			热塑性	可热塑	不可热塑
回收	可回收加工	不可回收加工
			气味	无气味	有橡胶气味
表面吸热能力	有浅色可降低吸热能力	夏天表面温度很高
			加工性	易于加工	加工繁琐
硬度	可调（通过成份含量调节）	不可调

其中硬度可通过调节材料中活性碳酸钙的含量进行调节，活性碳酸钙的含量越高，硬度越高。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明，以下各实施例中所提份数均为重量份：

实施例1

（1）预混料：苯乙烯类热塑性弹性体SBS为10份（燕山石化4452），环烷油（KN4006）为5份混合，放置2小时。

（2）预混料：PP（燕山石化4220）为1份，VISTAMAXX（美国埃克森美孚化学公司6102）为5份,，硬脂酸4份，活性碳酸钙20份（600目），抗氧剂0.5份（选用抗氧剂1010与抗氧剂168重量比为2：1混配而成），抗紫外线剂0.2份（UV-9），绿色颜料0.2份（酞青绿）。

（3）制备工艺：将步骤（1）与步骤（2）的预混料在高速混合机高速（1500rpm）混合20分钟，用双螺杆挤出机130℃挤出，拉条切粒，得出圆柱形颗粒。

根据GB/T 3511-2008 对制得的材料进行耐光暴晒性能的检测，表面温度比黑色轮胎颗粒低5℃。表面没有变色、分解、发白、硬化现象。

实施例2

（1）预混料：苯乙烯类热塑性弹性体SEBS 10份（美国科腾1651），环烷油（KN4008）为8份混合，放置8小时。

（2）预混料：PP(燕山石化4220）为2份，VISTAMAXX(美国埃克森美孚化学公司6102)为8份，硬脂酸5份，活性碳酸钙(活性轻钙800目)60份，抗氧剂0.6份（抗氧剂1010与抗氧剂168重量比为1：2），抗紫外线剂（UV-531）0.3份，橄榄绿（上海一品S564B）1份。

（3）制备工艺：将步骤（1）与步骤（2）的预混料在高速混合机（2000rpm）混合30分钟，用单螺杆挤出机150℃挤出，水环切粒，得出圆柱形颗粒。

实施例3

（1）预混料：苯乙烯类热塑性弹性体SBS（燕山石化4452）为5份，SEBS（美国科腾1651）为5份，环烷油（KN4010）为9份混合，放置6小时。

（2）预混料：PE（燕山石化1F7B）为1份，VISTAMAXX（美国埃克森美孚化学公司6202）为6份，硬脂酸7份，活性碳酸钙（活性重钙800目）100份，抗氧剂（抗氧剂1010与抗氧剂168重量比为1：1混配而成）0.5份，抗紫外线剂（UV-9）0.3份，（酞青蓝与柠檬黄重量比5：1）2份。

（3）制备工艺：将步骤（1）与步骤（2）的预混料在高速混合机（2500rpm）混合25分钟，用双螺杆挤出机170℃挤出，水下切粒，得出椭圆形颗粒。

根据GB/T 3511-2008 对制得的材料进行耐光暴晒性能的检测，表面温度比黑色轮胎颗粒低6℃。表面没有变色、分解、发白、硬化现象。

实施例4

（1）预混料：苯乙烯类热塑性弹性体SBS（燕山石化4452）为5份，SEBS（美国科腾1651）为10份，环烷油（K6A）为10份混合，放置12小时。

（2）预混料：PP(燕山石化4220）为1份，PE（燕山石化1F7B）为2份，VISTAMAXX（美国埃克森美孚化学公司6102）为8份，硬脂酸8份，活性碳酸钙（活性重钙600目）150份，抗氧剂（抗氧剂1010与抗氧剂168重量比为1：1）1份，抗紫外线剂（UV-9）0.5份，颜料（土黄色颜料）2份。

（3）制备工艺：将步骤（1）与步骤（2）的预混料在高速混合机（1500rpm）混合20分钟，用双螺杆挤出机200℃挤出，水环切粒，得出圆柱形颗粒。

实施例5

（1）预混料：苯乙烯类热塑性弹性体SBS（燕山石化4452）为10份，SEBS（美国科腾1651）为5份，环烷油（KN4006）为10份混合，放置4小时。

（2）预混料： PP(燕山石化4220）为0.5份，PE（燕山石化1F7B）为1份，VISTAMAXX（美国埃克森美孚化学公司6102）为6份，硬脂酸5份，活性碳酸钙（活性轻钙800目）200份，抗氧剂（抗氧剂1010）1份，抗紫外线剂（UV-531）0.5份，颜料（酞青绿）3份。

（3）制备工艺：将步骤（1）与步骤（2）的预混料在高速混合机（1500rpm）混合20分钟，用双螺杆挤出机140℃挤出，水下切粒，得出橄榄形颗粒。

实施例6

（1）预混料：苯乙烯类热塑性弹性体SEBS（美国科腾1651）为10份，环烷油KN4010为6份混合，放置7小时。

（2）预混料：PP(燕山石化4220）为1份，PE（燕山石化1F7B）为0.5份，VISTAMAXX（美国埃克森美孚化学公司6102）为3份,，硬脂酸4份，活性碳酸钙（活性轻钙800目）120份，抗氧剂（抗氧剂1010与抗氧剂168重量比为3：1）0.5份，抗紫外线剂（UV-531）0.5份，颜料（酞青绿）2份。

（3）制备工艺：将步骤（1）与步骤（2）的预混料在高速混合机（2000rpm）混合15分钟，用双螺杆挤出机190℃挤出，水环切粒，得出不规则形颗粒。

实施例7

（1）预混料：苯乙烯类热塑性弹性体SBS（燕山石化4452）为20份，SEBS（美国科腾1651）为5份，环烷油KN4010为17份混合，放置3小时。

（2）预混料：PP(燕山石化4220）为3.2份，PE（燕山石化1F7B）为0.5份，VISTAMAXX（美国埃克森美孚化学公司6102）为3份,，硬脂酸4份，活性碳酸钙（活性轻钙800目）180份，抗氧剂（抗氧剂1010与抗氧剂168重量比为3：1）1.8份，抗紫外线剂（UV-531）2份，颜料（酞青绿）4份。

性能测试方法

1. 根据GB/T 531.2-2009用硬度计进行邵氏A硬度检测

2. 根据GB/T533-91对颗粒进行实体密度的检测

3. 根据SN/T 2712—2010对颗粒进行堆积密度的检测

4. 根据GB/T7759-1996对材料进行压缩永久变形的检测

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Claims

1.一种人造草坪用热塑性弹性体材料，其特征是：该材料中各成份的重量份为：

苯乙烯类热塑性弹性体10～30份，

PP或PE或重量比为（0.5～3）：1的PP/PE混合物 1～5份，

茂金属催化丙烯一乙烯共聚物2～10份,

矿物油5～20份，

硬脂酸4～10份，

活性碳酸钙20～200份，

抗氧剂0.1～2份，

抗紫外线剂0.1～2份，

颜料0.1～5份。

2.根据权利要求1所述人造草坪用热塑性弹性体材料，其特征是：所述苯乙烯类热塑性弹性体为苯乙烯—丁烯—苯乙烯嵌段共聚物SBS，或苯乙烯—乙烯—丁烯—苯乙烯嵌段共聚物SEBS，或重量比为（0.3～5）：1的SBS与SEBS的混合物。

3.根据权利要求1所述人造草坪用热塑性弹性体材料，其特征是：所述矿物油为环烷油。

4.根据权利要求1、2或3所述人造草坪用热塑性弹性体材料，其特征是：所述抗氧剂中含有受阻酚类抗氧剂。

5.根据权利要求4所述人造草坪用热塑性弹性体材料，其特征是：所述抗氧剂中还含有硫代二丙酸双酯抗氧剂，或含有亚磷酸酯抗氧剂。

6.根据权利要求5所述人造草坪用热塑性弹性体材料，其特征是：所述硫代二丙酸双酯抗氧剂为抗氧化剂DSTP；所述亚磷酸酯抗氧剂为抗氧剂168。

7.根据权利要求1所述人造草坪用热塑性弹性体材料，其特征是：所述抗紫外线剂选用UV-9或者UV-531。

8.权利要求1所述人造草坪用热塑性弹性体材料的制备方法，该方法具体步骤如下：

（1）先将SBS或SEBS或二者的混合物与矿物油预混合，放置2～12小时；

（3）然后将步骤（1）与步骤（2）的预混料在1200～2000rpm的混合机混合10～60分钟，经挤出机在120～200℃挤出，得到颗粒料。