CN106400652A - 一种用于人工草坪的泡沫垫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于人造草坪的泡沫垫，包括具有第一热膨胀系数的第一泡沫层、设置在所述第一泡沫层下的第二泡沫层和设置在所述第一泡沫层和第二泡沫层之间的中间层，所述第二泡沫层具有第二热膨胀系数，所述中间层具有第三热膨胀系数，所述第三热膨胀系数小于所述第一热膨胀系数和第二热膨胀系数中的较小值。本发明提供的泡沫垫，既可以用于改善人造草坪的脚感，又能保证草坪在热胀冷缩的情况下不会出现起皱不平的现象，而且能适应的温差范围大，大大提高的人造草坪的舒适度和牢固度。

Description

一种用于人工草坪的泡沫垫
技术领域
本发明涉及一种用于人造草坪的泡沫垫，属于发泡材料领域。
背景技术
近年来，随着足球、网球、高尔夫球等运动的产业化、商业化发展，人造草坪的发展也非常迅速。人造草坪不仅可应用于体育运动领域，还可应用于各种休闲、装饰领域。
现有的运动场使用的人造草坪一般由底布和固定在底布上的人造草丝构成，现有技术中人造草坪的底布通常是由一层复合材料制成，这种草坪在使用过程中，脚感过硬，脚感差，缓冲性能也不理想，尤其是当在人造草坪上进行足球或网球等剧烈运动时，还容易受伤。专利号为201120188248.7的中国专利也公开了一种高弹性人造草坪，设置弹性材料层，将现有人造草坪与高弹性材料粘结形成整体结构。这样不仅能够对运动中的人体起到较好的保护作用，保护人体运动关节，减少运动损伤和运动疲劳，增加了在人造草坪上进行体育运动的舒适性，同时也提高了人造草坪的使用寿命。但是在使用过程中，由于温差的变化，导致材料的热胀冷缩，弹性材料和人造草坪的热胀冷缩程度不一致，造成草坪起皱、不平，影响脚感和草坪的正常使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的人造草坪存在的脚感差、硬度大、易导致运动者受伤的缺陷，提供一种用于人造草坪的泡沫垫，不仅使得人造草皮脚感好、弹性好，而且在使用时，即使有热胀冷缩，也不会出现起皱的现象。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于人造草坪的泡沫垫，包括具有第一热膨胀系数的第一泡沫层、设置在所述第一泡沫层下的第二泡沫层和设置在所述第一泡沫层和第二泡沫层之间的中间层，所述第二泡沫层具有第二热膨胀系数，所述中间层具有第三热膨胀系数，所述第三热膨胀系数小于所述第一热膨胀系数和第二热膨胀系数中的较小值。
现有的人造草坪在人造草皮层下加上泡沫层，会出现起皱、凹凸不平的现象，本方案的泡沫垫通过在第一、第二泡沫层之间设置中间层，在热胀冷缩条件下，对两层泡沫层的伸缩进行限制，用于人造草皮下，使人造草皮层和泡沫垫的伸缩性能够彼此接近，达到不会出现起皱的程度，达到这种效果，是通过选择中间层的材料，使其第三热膨胀系数，小于第一热膨胀系数和第二热膨胀系数中较小的一个，若第一热膨胀系数大于第二热膨胀系数，则第三热膨胀系数小于第二热膨胀系数，反之则第三热膨胀系数小于第一热膨胀系数；第一人膨胀系数也可以等于第二热膨胀系数，这样的话，第三热膨胀系数就小于它们的值。
作为优选，所述第三热膨胀系数至少小于所述第一热膨胀系数和第二热膨胀系数中的较小值的1/10，这样，中间层对第一泡沫层和第二泡沫层的伸缩的限制作用更好，防皱效果更佳。
作为优选，所述第一泡沫层与所述第二泡沫层的厚度和不超过25㎝，两者的整体厚度对伸缩性的控制有很大影响，25厘米范围内，伸缩性的控制效果最好，高温下不会出现起皱，适应的温度变化范围更广。
作为优选，所述第一泡沫层与所述第二泡沫层的厚度差不超过2.5㎝，这两层的厚度差决定着彼此伸缩性调节的程度，也即决定着中间层所能达到的效果，要两者的厚度差在2.5cm之内，协调效果更好，中间层对两层泡沫层的伸缩性的限制更好，在温差较大的情况下，草坪的平整度更好。
作为优选，所述中间层的厚度为所述第一泡沫层和第二泡沫层之和的1/10-1/20，能够适应更大的温差，在更大的温差范围内，热胀冷缩也不会导致草坪起皱。
作为优选，所述中间层的厚度为0.1-1.5㎝，中间层的厚度不仅决定着对泡沫垫的伸缩性的控制效果，而且还影响着泡沫垫的弹性效果，影响草坪的脚感。
作为优选，所述中间层具有网状结构，优选具有经线和纬线的网状结构，网状结构不仅能够更好的实现对第一、第二泡沫层伸缩性的限制，使草坪在热胀冷缩情况下也不会起皱，而且网状结构还能够提高中间层与两层泡沫层的连接力，确保人造草坪的牢固性。
作为优选，所述中间层的原料为玻璃纤维或者无纺纤维或者陶瓷纤维或者竹纤维中的一种或几种，这几种原料，可以实现中间层的功能，而且原料本身的牢固度强，不会因为中间层原料的降解或者其它破损导致中间层功能丧失。
作为优选，所述第一泡沫层和第二泡沫层的原料为聚氯乙烯泡沫材料、聚乙烯泡沫材料、化学交联聚乙烯发泡材料、电子交联聚乙烯发泡材料、改性聚乙烯发泡材料、改性聚丙烯发泡材料、聚苯乙烯发泡材料、聚氨酯或者改性聚氨酯发泡材料中的一种或几种。
上述所选择的几种泡沫原料，本身的弹性好，能满足人造草坪脚感舒适的需要，既具有一定的弹性，而且热胀冷缩系数合理，伸缩性又比较稳定， 与中间层的配合度更高。
作为优选，所述改性聚乙烯发泡材料为橡胶改性聚乙烯发泡材料。
作为优选，橡胶改性聚乙烯发泡材料按如下方法制备：
（1）配料：按重量份计，聚乙烯70-80份、顺丁橡胶20-35份、过氧化二异丙苯1-3份、氧化锌1-3份、硬脂酸0.5-1份、硫黄1-2份、柠檬酸0.1-0.3份；
（2）初混：将聚乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌、硫黄混合，获得初级反应物；
（3）二混：将所述初级反应物、顺丁橡胶、硬脂酸混合，得到而次级反应物；
（4）终混：将柠檬酸加入到所述次级反应物中，在温度为75-80℃条件下保温1-1.5小时，然后进行炼料：将温度升至105-110℃维持10-15min、温度降至75-80℃维持30-35min，得到橡胶改性聚乙烯发泡材料。
上述方案中，通过橡胶对聚乙烯进行改性，提高泡沫层的弹性稳定性和伸缩稳定性，加入氧化锌、硫黄和柠檬酸，可以提高改性效果，使其在保证缓冲弹性的同时，热胀冷缩系数有所降低，与中间层的配合度更高，在温差较大的情况下也不会出现草坪起皱不平的现象。
作为优选，所述中间层与所述第一泡沫层和/或所述中间层与所述第二泡沫层之间设置有连接层，加强各层之间的连接力，保证草坪的牢固度。
作为优选，按重量份计，所述连接层包括聚氨脂25-30份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯20-25份、乙烯基合成树脂乳液25-35份、溶剂3-5份、促进剂1-3份、填料6-8份、稳定剂1-3份。
上述连接层可以满足与多种不同热膨胀系数的材料之间的粘接，粘结力强。
通过实施上述技术方案，本发明提供的泡沫垫，既可以用于改善人造草坪的脚感，又能保证草坪在热胀冷缩的情况下不会出现起皱不平的现象，而且能适应的温差范围大，大大提高的人造草坪的舒适度和牢固度。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种用于人造草坪的泡沫垫，包括具有第一热膨胀系数的第一泡沫层、设置在所述第一泡沫层下的第二泡沫层和设置在所述第一泡沫层和第二泡沫层之间的中间层，所述第二泡沫层具有第二热膨胀系数，所述中间层具有第三热膨胀系数，第一泡沫层和第二泡沫层所用到的泡沫材料相同，为聚乙烯泡沫材料，第一热膨胀系数和第二热膨胀系数相等，所述第三热膨胀系数小于所述第一热膨胀系数，中间层采用玻璃纤维网。
实施例2：
一种用于人造草坪的泡沫垫，包括具有第一热膨胀系数的第一泡沫层、设置在所述第一泡沫层下的第二泡沫层和设置在所述第一泡沫层和第二泡沫层之间的中间层，所述第二泡沫层具有第二热膨胀系数，所述中间层具有第三热膨胀系数，第一泡沫层和第二泡沫层所用到的泡沫材料相同，为化学交联聚乙烯发泡材料，第一热膨胀系数和第二热膨胀系数相等，所述第三热膨胀系数小于所述第一热膨胀系数，中间层采用具有经纬线的无纺布纤维网。
每层的厚度也会影响泡沫垫的质量，第一泡沫层和第二泡沫层的厚度之和不超过25cm，人造草皮层与所述弹性泡沫层的厚度差不超过2.5㎝，本实施中第一泡沫层为5㎝，第二泡沫层为5㎝，中间层的厚度为0.5cm。
实施例3：
一种用于人造草坪的泡沫垫，包括具有第一热膨胀系数的第一泡沫层、设置在所述第一泡沫层下的第二泡沫层和设置在所述第一泡沫层和第二泡沫层之间的中间层、中间层和第二泡沫层之间的连接层，所述第二泡沫层具有第二热膨胀系数，所述中间层具有第三热膨胀系数，第一泡沫层和第二泡沫层所用到的泡沫材料相同，第一热膨胀系数和第二热膨胀系数相等，所述第三热膨胀系数小于所述第一热膨胀系数，中间层采用具有经纬线的玻璃纤维网。
第一泡沫层和第二泡沫层的厚度之和不超过25cm，人造草皮层与所述弹性泡沫层的厚度差不超过2.5㎝，本实施中第一泡沫层为11㎝，第二泡沫层为9㎝，中间层的厚度为1cm。
两层的原料为橡胶改性聚乙烯发泡材料，橡胶改性聚乙烯发泡材料按如下方法制备：
（1）配料：按重量份计，聚乙烯70份、顺丁橡胶35份、过氧化二异丙苯1份、氧化锌3份、硬脂酸0.5份、硫黄2份、柠檬酸0.1份；
（2）初混：将聚乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌、硫黄混合，获得初级反应物；
（3）二混：将所述初级反应物、顺丁橡胶、硬脂酸混合，得到而次级反应物；
（4）终混：将柠檬酸加入到所述次级反应物中，在温度为80℃条件下保温1小时，然后进行炼料：将温度升至110℃维持10min、温度降至80℃维持30min，得到橡胶改性聚乙烯发泡材料。
连接层，按重量份计，包括聚氨脂30份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯20份、乙烯基合成树脂乳液35份、溶剂3份、促进剂3份、填料6份、稳定剂3份。
实施例4：
一种用于人造草坪的泡沫垫，包括具有第一热膨胀系数的第一泡沫层、设置在所述第一泡沫层下的第二泡沫层和设置在所述第一泡沫层和第二泡沫层之间的中间层、中间层和第一泡沫层之间的连接层，所述第二泡沫层具有第二热膨胀系数，所述中间层具有第三热膨胀系数，第一泡沫层和第二泡沫层所用到的泡沫材料相同，第一热膨胀系数和第二热膨胀系数相等，所述第三热膨胀系数小于所述第一热膨胀系数。
第一泡沫层和第二泡沫层的厚度之和不超过25cm，人造草皮层与所述弹性泡沫层的厚度差不超过2.5㎝，本实施中第一泡沫层为11㎝，第二泡沫层为9㎝，中间层的厚度为1cm。
所述中间层为具有网状结构的无纺纤维；泡沫层的原料为橡胶改性聚乙烯发泡材料，橡胶改性聚乙烯发泡材料按如下方法制备：
（1）配料：按重量份计，聚乙烯80份、顺丁橡胶20份、过氧化二异丙苯3份、氧化锌1份、硬脂酸1份、硫黄1份、柠檬酸0.3份；
（2）初混：将聚乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌、硫黄混合，获得初级反应物；
（3）二混：将所述初级反应物、顺丁橡胶、硬脂酸混合，得到而次级反应物；
（4）终混：将柠檬酸加入到所述次级反应物中，在温度为75℃条件下保温1.5小时，然后进行炼料：将温度升至105℃维持15min、温度降至75℃维持35min，得到橡胶改性聚乙烯发泡材料。
按重量份计，所述连接层包括聚氨脂25份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯25份、乙烯基合成树脂乳液25份、溶剂5份、促进剂1份、填料8份、稳定剂1份。
实施例5：
一种用于人造草坪的泡沫垫，包括由上至下依次设置的第一泡沫层、连接层、中间层、第二泡沫层，第一泡沫层具有第一热膨胀系数，第二泡沫层具有第二热膨胀系数，中间层具有第三热膨胀系数，三者的热膨胀系数关系满足：所述第三热膨胀系数小于第一热膨胀系数，第一热膨胀系数小于第二热膨胀系数。
按重量份计，连接层包括聚氨脂28份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯22份、乙烯基合成树脂乳液30份、溶剂4份、促进剂2份、填料7份、稳定剂2份。
所述中间层为具有网状结构的陶瓷纤维；第一泡沫层原料为聚乙烯泡沫材料，第二泡沫层的原料为聚氯乙烯泡沫材料。
实施例6：
一种用于人造草坪的泡沫垫，包括由上至下依次设置的第一泡沫层、连接层、中间层、第二泡沫层，第一泡沫层具有第一热膨胀系数，第二泡沫层具有第二热膨胀系数，中间层具有第三热膨胀系数，三者的热膨胀系数关系满足：所述第三热膨胀系数小于第二热膨胀系数，第二热膨胀系数小于第一热膨胀系数。
所述中间层为具有网状结构的竹纤维层；第一泡沫层为化学交联聚乙烯发泡材料，第二泡沫层的原料为橡胶改性聚乙烯发泡材料与聚乙烯的混合物，橡胶改性聚乙烯发泡材料按如下方法制备：
（1）配料：按重量份计，聚乙烯75份、顺丁橡胶30份、过氧化二异丙苯2份、氧化锌2份、硬脂酸0.8份、硫黄1.5份、柠檬酸0.1份；
（2）初混：将聚乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌、硫黄混合，获得初级反应物；
（3）二混：将所述初级反应物、顺丁橡胶、硬脂酸混合，得到而次级反应物；
（4）终混：将柠檬酸加入到所述次级反应物中，在温度为78℃条件下保温1.2小时，然后进行炼料：将温度升至110℃维持12min、温度降至75℃维持35min，得到橡胶改性聚乙烯发泡材料。
按重量份计，连接层包括聚氨脂28份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯22份、乙烯基合成树脂乳液30份、溶剂4份、促进剂2份、填料7份、稳定剂2份。

Claims (10)

1.一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，包括具有第一热膨胀系数的第一泡沫层、设置在所述第一泡沫层下的第二泡沫层和设置在所述第一泡沫层和第二泡沫层之间的中间层，所述第二泡沫层具有第二热膨胀系数，所述中间层具有第三热膨胀系数，所述第三热膨胀系数小于所述第一热膨胀系数和第二热膨胀系数中的较小值。
2.根据权利要求1所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述第三热膨胀系数至少小于所述第一热膨胀系数和第二热膨胀系数中的较小值的1/10。
3.根据权利要求1所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述第一泡沫层与所述第二泡沫层的厚度差不超过2.5㎝。
4.根据权利要求1所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述中间层的厚度为所述第一泡沫层和所述第二泡沫层厚度之和的1/10-1/20。
5.根据权利要求1所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述中间层的厚度为0.1-1.5㎝。
6.根据权利要求1所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述中间层具有网状结构。
7.根据权利要求6所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述中间层为具有经线和纬线的网状结构。
8.根据权利要求7所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述中间层的原料为玻璃纤维或者无纺纤维或者陶瓷纤维或者竹纤维中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述第一泡沫层和第二泡沫层的原料为聚氯乙烯泡沫材料、聚乙烯泡沫材料、化学交联聚乙烯发泡材料、电子交联聚乙烯发泡材料、改性聚乙烯发泡材料、改性聚丙烯发泡材料、聚苯乙烯发泡材料、聚氨酯或者改性聚氨酯发泡材料中的一种或几种。
10.根据权利要求9所述一种用于人工草坪的泡沫垫，其特征在于，所述改性聚乙烯发泡材料为橡胶改性聚乙烯发泡材料，所述橡胶改性聚乙烯发泡材料按如下方法制备：
（1）配料：按重量份计，聚乙烯70-80份、顺丁橡胶20-35份、过氧化二异丙苯1-3份、氧化锌1-3份、硬脂酸0.5-1份、硫黄1-2份、柠檬酸0.1-0.3份；
（2）初混：将聚乙烯、过氧化二异丙苯、氧化锌、硫黄混合，获得初级反应物；
（3）二混：将所述初级反应物、顺丁橡胶、硬脂酸混合，得到而次级反应物；
（4）终混：将柠檬酸加入到所述次级反应物中，在温度为75-80℃条件下保温1-1.5小时，然后进行炼料：将温度升至105-110℃维持10-15min、温度降至75-80℃维持30-35min，得到橡胶改性聚乙烯发泡材料。
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