CN107286629B

CN107286629B - 一种环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒及其制备方法

Info

Publication number: CN107286629B
Application number: CN201610205656.6A
Authority: CN
Inventors: 杨永柱; 黄岐善; 付小亮; 李栋; 翟志斌
Original assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd
Current assignee: Wanhua Chemical Group Co Ltd
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2036-04-05
Also published as: CN107286629A

Abstract

本发明涉及一种环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒及其制备方法。制备它的原料包含以下质量含量的各组分，(A)30％‑70％的热塑性材料，(B)0‑25％的矿物油，(C)10％‑40％的热塑性聚氨酯弹性体，(D)10％‑50％的无机填料，(E)0.1％‑3％的耐UV助剂，(F)0.5％‑6％的色母粒子或色粉，基于各组分总质量。将各组分按一定比例通过熔融共混得到组合物粒料，本热塑性弹性体颗粒可回收利用，环保无污染、回弹性及耐磨性显著提高、颜色丰富多彩；颗粒生产简便，形态可调控，填充密度低。

Description

一种环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒及其制备方法，具体涉及一种含热塑性聚氨酯弹性体的高回弹性的热塑性弹性体颗粒及其制备方法，属于高分子材料研究领域。

背景技术

人造草坪广泛应用于体育运动及景观造景领域，因具有优异的机械性能、维护成本低、受环境、天气及地域的影响小等天然草坪无法比拟的优点，近年来其市场每年以20％以上的速率增加。

人造草坪一般由四层结构组成：草丝纤维、填充层、背衬及地基。填充层目前主要是橡胶填充颗粒，其主要作用是：一方面可以保持草丝直立；另一方面可以赋予人造草坪类似于天然草坪的弹性。

目前市场上人造草坪填充颗粒有三类：1)黑色废旧轮胎填充颗粒；2)硫化EPDM填充颗粒；3)热塑性弹性体颗粒。其中国内外大量使用的主要是黑色废旧轮胎颗粒及硫化EPDM填充颗粒，较少使用热塑性弹性体颗粒。但黑色废旧轮胎颗粒含有致癌的稠环芳烃，面临较大的环保压力；硫化EPDM颗粒本身为热固性材料，无法回收利用，且有橡胶气味；因此热塑性弹性体颗粒是未来发展的趋势。

中国专利CN200910029870.0公开了一种人造草坪热塑性橡胶填充颗粒及其制备方法，以苯乙烯类热塑性弹性体、乙烯辛烯共聚弹性体、PE/PP混合物、胶粉、活性碳酸钙、硬脂酸、环烷油、抗氧剂、抗紫外线剂及颜料为原料，获得的草坪填料可回收利用、环保。但填料的回弹率较低，在36％以下。

中国专利CN201210424799.8公开了一种人造草坪填充用空心热塑性橡胶填充颗粒及其制备方法，以SEBS、PE、环烷油、无机填充物、色母粒等为原料，获得的草坪填料弹性持久、通水性能好、堆积密度小、可回收利用。但对客户关心的回弹性、耐磨性等关键指标均无具体说明。

中国专利CN201210109974.4公开了一种户外用热塑性弹性体降温颗粒及其制备方法，以基本树脂、降温填料及助剂为原料，获得的热塑性弹性体颗粒可降低系统表面温度且环保、可回收利用，其中基本树脂为SBS、PE、PS、SEBS中的一种或几种的共混物。同样对客户关心的回弹性关键指标无具体说明。

目前热塑性弹性体填充颗粒的主要组成为TPE弹性体，其回弹性及耐磨性仍不能满足客户的较高需求。因此，需要寻找一种用于人造草坪填充颗粒的新型热塑性弹性体，在保证环保、热塑性、可回收的前提下，进一步提高草坪系统的回弹性、耐磨性等综合机械性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有热塑性弹性体填充颗粒回弹性能较低的问题，提供一种环保型人造草坪填充用热塑性体颗粒及其制备方法，通过引入热塑性聚氨酯弹性体，使得该颗粒材料在满足环保、热塑性、可回收的前提下，能够有效提高人造草坪的回弹性，同时填充颗粒本身具有较好的耐磨性等综合机械性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，制备它的原料包含以下质量含量的各组份：

(A)30-70％，优选35-60％，更优选40-55％的热塑性材料，

(B)0-25％，优选5-20％，更优选8-15％的矿物油，

(C)10-40％，优选12-30％，更优选15-25％的热塑性聚氨酯弹性体，

(D)10-50％，优选15-40％，更优选20-35％的无机填料，

(E)0.1-3％，优选0.2-2％，更优选0.5-1％的耐UV助剂，

(F)0.5-6％，优选1-3％，更优选1.5-2％的色母，

以上为基于各原料组分的总质量，其中，所述热塑性材料不包含热塑性聚氨酯弹性体。

本发明所述的热塑性材料选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-辛烯共聚物(POE)和三元乙丙橡胶(EPDM)中的一种或多种，优选聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和乙烯-辛烯共聚物(POE)中的一种或多种。

本发明所述的热塑性材料更优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与聚乙烯(PE)的共混物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与聚丙烯(PP)的共混物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与聚乙烯(PE)的共混物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与聚丙烯(PP)的共混物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的共混物或氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)的共混物，进一步优选地，所述热塑性材料中苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)的质量比为10：(1～2)。

本发明所述的矿物油为环烷油和/或白油。

本发明中，所述热塑性聚氨酯弹性体为高回弹型热塑性聚氨酯弹性体，其回弹率高于40％，优选回弹率高于45％，更优选回弹率高于50％，进一步优选回弹率高于52％。

本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体衍生自至少一种多异氰酸酯、至少一种多元醇和至少一种扩链剂的反应。

本发明所述多异氰酸酯选自芳香族多异氰酸酯和脂肪族多异氰酸酯中的一种或多种；所述多异氰酸酯包括但不限于4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'-MDI)、2,2'-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,2'-MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己基二异氰酸酯(CHDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、癸烷-1,10-二异氰酸酯和二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(H₁₂MDI)中的一种或多种，优选4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯。

本发明所述多元醇选自聚酯多元醇、聚内酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚醚多元醇中的一种或多种，优选聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。

本发明所述聚酯多元醇可通过二元醇与二元羧酸、二元羧酸酸酐或二元羧酸酯进行酯化或酯交换反应制备得到。所述聚酯多元醇的数均分子量(Mn)为500～10000，优选为700～5000，更优选为710～4000；酸值为0～1.0mgKOH/g，优选为0.1～0.5mgKOH/g。

本发明所述聚酯多元醇制备中所使用的二元醇选自脂肪族二元醇和芳香族二元醇中的一种或多种，优选碳原子数为2～12个的脂肪族二元醇和碳原子数为6～12个芳香族二元醇中的一种或多种；更优选乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,4-环己二甲醇、癸二醇和十二烷二醇中的一种或多种，更优选1,4-丁二醇。

本发明所述聚酯多元醇制备中所使用的二元羧酸、二元羧酸酐或二元羧酸酯为脂肪族、脂环族和芳族二元羧酸、二元羧酸酐和二元羧酸酯中的一种或多种，优选碳原子数为4～15的脂肪族和脂环族二元羧酸、二元羧酸酐、二元羧酸酯以及碳原子数为6～15的芳族二元羧酸、二元羧酸酐和二元羧酸酯中的一种或多种；包括但不限于苯二甲酸、苯二甲酸酐、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己二甲酸、邻苯二甲酸酐和四氢邻苯二甲酸酐中的一种或多种；更优选己二酸、邻苯二甲酸酐和四氢邻苯二甲酸酐中的一种或多种。

本发明所述聚酯多元醇的制备过程中，所述二元醇与二元羧酸、二元羧酸酸酐或二元羧酸酯的摩尔比为1.0～3.0，优选1.02～2.0。

本发明所述聚内酯多元醇优选为聚己内酯多元醇，是由ε-己内酯单体和起始剂在催化剂引发作用下制备而成。所述聚己内酯多元醇的数均分子量(Mn)为500～3000，优选为1000～2000。

本发明所述聚内酯多元醇制备中所使用的起始剂为二元醇、二元胺、醇胺和多元醇中的一种或多种，包括但不限于乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷、二乙基甲苯二胺、一乙醇胺和二乙醇胺中的一种或多种；优选为乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、二乙二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇中的一种或多种。

本发明所述聚碳酸酯多元醇可采用光气法、二氧化碳调节共聚法、环状碳酸酯开环聚合法或酯交换法合成获得。

本发明所述聚碳酸酯多元醇的数均分子量(Mn)为500～4000，优选为1000～3000。

本发明所述聚碳酸酯多元醇优选通过二元醇和碳酸酯进行酯交换反应合成聚碳酸酯多元醇。

本发明所述酯交换法合成聚碳酸酯多元醇过程中，所述二元醇包括但不限于1,2-乙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇中的一种或多种；优选为1,4-丁二醇和/或1,5-戊二醇。所述碳酸酯包括但不限于碳酸二甲酯和/或碳酸二乙酯；优选为碳酸二甲酯。

本发明所述聚醚多元醇是由起始剂与含有2～6个碳原子的环氧化合物反应，制备得到的聚醚多元醇。

本发明所述聚醚多元醇的数均分子量(Mn)为500～10000，优选为700～4000。

本发明所述聚醚多元醇制备过程中使用的起始剂为水、小分子多元醇、小分子多元胺和小分子醇胺中的一种或多种；包括但不限于水、乙二醇、丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇、双酚A、乙二胺、三乙烯二胺和甲苯二胺中的一种或多种；优选为水、丙二醇和甘油中的一种或多种。

本发明所述聚醚多元醇制备过程中使用的环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷和四氢呋喃(THF)中的一种或多种。

本发明所述聚醚多元醇优选自环氧乙烷与乙二醇反应制备的聚乙二醇、环氧丙烷与丙二醇反应制备的聚丙二醇、水与THF反应制备的聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)、THF与环氧乙烷或THF与环氧丙烷的反应产物共聚醚；更优选的聚醚多元醇为聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)。

本发明所述扩链剂选自具有2～10个碳原子的二元醇中的一种或多种，包括但不限于乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-环己二醇、氢醌二(羟乙基)醚和新戊二醇中的一种或多种，更优选1,4-丁二醇。

本发明所述多异氰酸酯与多元醇的摩尔比为0.95～1.10，优选为0.96～1.02。

本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体制备中所用的扩链剂的用量为基于多异氰酸酯与多元醇总质量的3～25％，优选为5～20％。

本发明所述的热塑性聚氨酯弹性体的重均分子量为80000至600000，优选100000至400000；硬度为邵A50-邵D80，优选为邵A60-邵A70。更优选的热塑性聚氨酯弹性体为万华化学集团股份有限公司牌号为WHT-1560IC、WHT-1565IC、WHT-1570IC和WHT-8170RV中的一种或多种。

本发明所述的无机填料选自碳酸钙、白炭黑、滑石粉、高岭土、硅藻石、云母片、蒙脱土、硅灰石、石英粉、碳酸钡、硫酸钡、硫酸钙、钛白粉、氧化铟锡、氧化锌锑和氧化铝锌中一种或多种；优选碳酸钙、滑石粉、高岭土、钛白粉、氧化铟锡、氧化锌锑和氧化铝锌中一种或多种；进一步优选碳酸钙。

本发明所述的无机填料的平均粒径尺寸为1nm-100um，优选10nm-50um，进一步优选50nm-10um。

本发明所述的色母为色母粒子和/或色粉，所述色母粒子由热塑性聚合物、色粉和通用加工助剂制备得到；所述的色粉为目前公开已知各种颜色的色粉，优选为绿色、蓝色、黄色、红色、白色、褐色和橙色色粉中一种或多种；优选经上述颜色调制而成的草绿色、深绿色、橄榄绿色和米黄色色粉中的一种或多种。

本发明所述的耐UV助剂选自苯并三唑类、三嗪类、酮类和受阻胺类中的一种或多种；优选UV-531、UV-326、UV-327、UV-320、UV-9、UV-622和UV-234中一种或多种，进一步优选UV-531、UV-327及UV-320中的一种或多种。

本发明所述热塑性弹性体颗粒的制备原料还可任选地包含以下组分中的一种或多种：抗氧剂、润滑剂、耐水解剂、抗静电剂和分散剂。

基于制备所述热塑性弹性体颗粒的各原料组份的质量和，所述抗氧剂选自芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂中的一种或多种，优选受阻酚类抗氧剂，用量范围0-1.5％，优选0.1-1.0％；所述润滑剂选自聚乙烯蜡、氯化石蜡、氧化聚乙烯、硬脂酸、硬脂酸酯和乙撑双硬脂酰胺中的一种或多种，优选聚乙烯蜡和氯化石蜡中的一种或两种，用量范围0-3％，优选0.1-2.0％；所述耐水解剂选自单(多)碳化二亚胺、噁唑啉类化合物及环氧化合物中的一种或多种，优选单(多)碳化二亚胺，用量范围0-5％，优选0.1-3.0％；所述抗静电剂选自阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型、高分子型和复配型中的一种或多种，优选阴离子型抗静电剂，用量范围0-8％，优选0.2-5.0％；所述分散剂选自氯化石蜡、氧化聚乙烯、硬脂酸、硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺、金属皂盐类和有机硅酮中的一种或多种，优选乙撑双硬脂酰胺，用量范围0-5％，优选0.2-2.0％。

本发明所述热塑性弹性体颗粒为实心圆柱状、空心圆柱状和含凹槽圆柱状中的一种或多种，为降低单位面积的填充质量，优选地所述热塑性弹性体颗粒为空心圆柱状和/或含凹槽圆柱状；所述热塑性弹性体颗粒横截面的形状选自圆形、圆环形、空心为半月形的圆形、空心为三角形的圆形、空心为四边形的圆形、空心为五边形的圆形和六边形的圆形中的一种或多种。

本发明所述热塑性弹性体颗粒的堆积密度介于0.3-0.8g/cm³，优选0.45-0.55g/cm³；所述颗粒直径1-8mm，优选2-3mm；长度1-10mm，优选2-5mm。

本发明所述环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其机械性能优异，回弹率大于36％，硬度大于68A，伸长率大于380％，拉伸强度可达14.6MPa，撕裂强度可达35.5N/mm，磨耗低于300mm³。

本发明还提供上述环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照比例将各原料组分混合均匀；

(2)将混合好的物料通过熔融共混设备加工制备获得热塑性弹性体颗粒。

本发明所述熔融共混设备选自单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、双阶挤出机、密炼机、开炼机中的一种或多种；优选单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和双阶挤出机中的一种或多种，更优选双螺杆挤出机。熔融温度介于120℃-210℃，优选150℃-205℃，进一步优选180℃-200℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)采用回弹率大于40％的高回弹型热塑性聚氨酯弹性体制备本发明填充颗粒的原料，组合物的回弹性明显提高，回弹率大于36％，且耐磨性能提高，综合机械性能改善。

2)与传统废旧轮胎及硫化EPDM填充颗粒相比，本发明填充颗粒环保无毒、无气味，可热塑性多次回收利用。

3)通过对颗粒外观的设计，可有效降低堆积密度，降低单位面积草坪体系的填充量，同时保证草坪体系优异的综合性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的说明，以下的例子只是作为对本发明的说明，不用于限制本发明的范围。

在制备下文所述的示例性组合物，使用了以下材料：

SEBS弹性体：牌号：G1651，生产厂家：美国科腾。

SBS弹性体：牌号：3546，生产厂家：李长荣化工。

PE树脂：牌号：HTA108，生产厂家：埃克森美孚。

PP树脂：牌号：H1315，生产厂家：LG化学。

POE弹性体：牌号：8200，生产厂家：美国陶氏。

环烷油：牌号：4010，生产厂家：克拉玛依。

白油：牌号：26#，生产厂家：韩国双龙。

热塑性聚氨酯弹性体1：WHT-1560IC，万华化学集团股份有限公司，硬度60A，重均分子量10万，回弹率52％。

热塑性聚氨酯弹性体2：WHT-1565IC，万华化学集团股份有限公司，硬度65A，重均分子量20万，回弹率50％。

热塑性聚氨酯弹性体3：WHT-8170RV，，万华化学集团股份有限公司，硬度70A，重均分子量40万，回弹率45％。

纳米碳酸钙(无机填料)：粒径尺寸：D50≤50nm，欧米亚钙业有限公司。

碳酸钙(无机填料)：2500目，粒径尺寸：D50≤10um，欧米亚钙业有限公司。

耐UV助剂：UV-531，美国CYTEC(氰特)。

耐UV助剂：UV-327，德国巴斯夫。

TPU草绿色色母：WHC-GM1011万华化学集团股份有限公司。

TPU米黄色色母：WHC-YM8021万华化学集团股份有限公司。

乙撑双硬脂酰胺(分散剂)：牌号：EBS-SF，生产厂家：马来西亚KLK公司。

依据ASTM D412测试机械性能。

依据ASTM D2240测试试片的硬度。

依据GB/T 1681测试试片的回弹性。

依据DIN ISO 4649测试试片的磨耗。

依据GB/T 3511测试试片的耐候性能，光源选择氙弧灯，辐照强度550W/m²，辐照时间1000h，考察表面是否变色、分解或开裂。

组合物的制备通过双螺杆挤出机的熔融共混，物性测试试样通过常规的注塑机加工制备。

实施例1

按照质量百分比，将30％的SBS弹性体(李长荣化工，3546)、40％的热塑性聚氨酯弹性体(1565IC)、27％的碳酸钙(10um)、1.5％的草绿色色母WHC-GM1011以及1.5％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得四个四边形凹槽的圆柱形颗粒，颗粒直径2mm，长度3mm，堆积密度0.45g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例2

按照质量百分比，将40％的SEBS弹性体(美国科腾，G1651)、25％的环烷油(4010)、20％的热塑性聚氨酯弹性体(8170RV)、12.5％的碳酸钙(10um)、2％的草绿色色母WHC-GM1011以及0.5％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得四个圆孔凹槽圆柱形颗粒，颗粒直径3mm，长度5mm，堆积密度0.3g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例3

按照质量百分比，将40％的SBS弹性体(李长荣化工，3546)、8％的热塑性树脂PE、30％的热塑性聚氨酯弹性体(1560IC)、20％的纳米碳酸钙(50nm)、1％的草绿色色母WHC-GM1011以及1％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得实心圆柱形颗粒，颗粒直径2mm，长度3mm，堆积密度0.60g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例4

按照质量百分比，将50％的SEBS弹性体(美国科腾，G1651)、10％的白油(26#)、5％的热塑性树脂PE、15％的热塑性聚氨酯弹性体(1560IC)、15％的纳米碳酸钙(50nm)、3％的草绿色色母WHC-GM1011以及2％的耐UV助剂(UV-531)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得实心圆柱形颗粒，颗粒直径2mm，长度3mm，堆积密度0.50g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例5

按照质量百分比，将50％的SEBS弹性体(美国科腾，G1651)、15％的白油(26#)、10％的热塑性树脂PP、12％的热塑性聚氨酯弹性体(1560IC)、10％的纳米碳酸钙(50nm)、2.8％的草绿色色母WHC-GM1011以及0.2％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得实心圆柱形颗粒，颗粒直径2mm，长度3mm，堆积密度0.45g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例6

按照质量百分比，将70％的SBS弹性体(李长荣化工，3546)、5％的环烷油(4010)、10％的热塑性聚氨酯弹性体(8170RV)、10％的碳酸钙(10um)、2％的米黄色色母WHC-YM8021以及3％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得实心圆柱形颗粒，颗粒直径2mm，长度3mm，堆积密度0.55g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例7

按照质量百分比，将40％的SEBS弹性体(美国科腾，G1651)、20％的白油(26#)、4.4％的热塑性弹性体POE(8200)、20％的热塑性聚氨酯弹性体(1560IC)、15％的纳米碳酸钙(50nm)、0.5％的草绿色色母WHC-GM1011以及0.1％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得圆孔状空心圆柱形颗粒，颗粒直径2mm，长度3mm，堆积密度0.40g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例8

按照质量百分比，将30％的SEBS弹性体(美国科腾，G1651)、10％的环烷油(4010)、12％的热塑性聚氨酯弹性体(1560IC)、40％的碳酸钙(10um)、6％的草绿色色母WHC-GM1011以及2％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得四个圆孔凹槽圆柱形颗粒，颗粒直径3mm，长度5mm，堆积密度0.40g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例9

按照质量百分比，将30％的SBS弹性体(李长荣化工，3546)、5％的热塑性树脂PP、10％的热塑性聚氨酯弹性体(1560IC)、50％的碳酸钙(10um)、2.5％的草绿色色母WHC-GM1011以及0.5％的耐UV助剂(UV-327)、2％的分散剂(EBS-SF)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得实心圆柱形颗粒，颗粒直径3mm，长度5mm，堆积密度0.8g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例10

按照质量百分比，将33.4％的SEBS弹性体(美国科腾，G1651)、8％的白油(26#)、3.3％的热塑性树脂PP、3.3％的热塑性树脂PE、15％的热塑性聚氨酯弹性体(1565IC)、32.8％的碳酸钙(10um)、3％的草绿色色母WHC-GM1011以及1％的耐UV助剂(UV-327)、0.2％的分散剂(EBS-SF)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得四个三角形凹槽圆柱形颗粒，颗粒直径3mm，长度5mm，堆积密度0.3g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

实施例11

按照质量百分比，将30％的SBS弹性体(李长荣化工，3546)、3％的热塑性树脂PP、3％的热塑性树脂PE、25％的热塑性聚氨酯弹性体(1565IC)、35％的碳酸钙(10um)、1.5％的草绿色色母WHC-GM1011以及2.5％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

同向旋转双螺杆挤出机中进行熔融共混，共混温度180-200℃，挤出样条经水冷却后风干、切粒获得四个五角形凹槽圆柱形颗粒，颗粒直径3mm，长度5mm，堆积密度0.35g/cm³。将粒料在90℃下干燥2h后，制备测试样品并测试其相关性能详见表1。

对比例1

按照质量百分比，将60％的SBS弹性体(李长荣化工，3546)、25％的白油(26#)、12.5％的纳米碳酸钙(50nm)、2％的米黄色色母WHC-YM8021以及0.5％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

对比例2

按照质量百分比，将60％的SEBS弹性体(美国科腾，G1651)、10％的PE(埃克森美孚，HTA108)、10％的白油(26#)、15％的纳米碳酸钙(50nm)、3％的米黄色色母WHC-YM8021以及2％的耐UV助剂(UV-327)混合均匀。将混合好的组合物在

表1实施例及对比例样品测试结果

由表1可得，实施例1-11回弹率均高于对比例1和2；且当碳酸钙添加量相同时，实施例2和对比列1以及实施例4和对比例2对比，实施例2及实施例4的耐磨性及机械性能更优。

Claims

1.一种环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，制备它的原料由以下质量含量的各组分组成：

（A）35-70%的热塑性材料，

（B）0-25%的矿物油，

（C）10-40%的热塑性聚氨酯弹性体，

（D）10-40%的无机填料，

（E）0.1-3%的耐UV助剂，

（F）0.5-6%的色母，

任选地组分（G）抗氧剂0-1.5%，

任选地组分（H）润滑剂0-3%，

任选地组分（I）耐水解剂0-5%，

任选地组分（J）抗静电剂0-8%，

任选地组分（K）分散剂0-5%，

以上为基于各原料组分的总质量，其中，所述热塑性材料不包含热塑性聚氨酯弹性体，

所述的热塑性材料选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚乙烯的共混物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯的共混物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚乙烯的共混物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯的共混物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯和聚乙烯的共混物或氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚丙烯和聚乙烯的共混物；

所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚乙烯和/或聚丙烯的质量比为10：（1～2）；

所述热塑性聚氨酯弹性体为高回弹型热塑性聚氨酯弹性体，回弹率高于45%，硬度为邵A60-邵A70。

2.根据权利要求1所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，以下各组分的含量为：

（A）35-60%的热塑性材料，

（B）5-20%的矿物油，

（C）12-30%的热塑性聚氨酯弹性体，

（D）15-40%的无机填料，

（E）0.2-2%的耐UV助剂，

（F）1-3%的色母，

3.根据权利要求2所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，以下各组分的含量为：

（A）40-55%的热塑性材料，

（B）8-15%的矿物油，

（C）15-25%的热塑性聚氨酯弹性体，

（D）20-35%的无机填料，

（E）0.5-1%的耐UV助剂，

（F）1.5-2%的色母，

4.根据权利要求1所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体的回弹率高于50%。

5.根据权利要求4所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体的回弹率高于52%。

6.根据权利要求1所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯弹性体衍生自至少一种有机多异氰酸酯、至少一种多元醇和至少一种扩链剂的反应，所述的热塑性聚氨酯弹性体的重均分子量为80000 至600000。

7.根据权利要求6所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的热塑性聚氨酯弹性体的重均分子量为100000 至400000。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的无机填料选自碳酸钙、白炭黑、滑石粉、高岭土、硅藻石、云母片、蒙脱土、硅灰石、石英粉、碳酸钡、硫酸钡、硫酸钙、钛白粉、氧化铟锡、氧化锌锑和氧化铝锌中一种或多种；所述的无机填料的平均粒径尺寸为1nm-100um。

9.根据权利要求8所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的无机填料的平均粒径尺寸为50nm-10um。

10.根据权利要求8所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的无机填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、钛白粉、氧化铟锡、氧化锌锑和氧化铝锌中一种或多种。

11.根据权利要求10所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的无机填料为碳酸钙。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的耐UV助剂选自苯并三唑类、三嗪类、酮类和受阻胺类中一种或多种；所述色母为色母粒子和/或色粉，所述的色母粒子由热塑性聚合物、色粉和通用加工助剂制备所得；所述的色粉为目前公开已知各种颜色的色粉。

13.根据权利要求12所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的耐UV助剂选自UV-531、UV-320、UV-326、UV-327、 UV-9、UV-622、UV-234中一种或多种。

14.根据权利要求13所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的耐UV助剂选自UV-531、UV-320及UV-327中的一种或多种。

15.根据权利要求12所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的色粉为绿色、蓝色、黄色、红色、白色、褐色和橙色色粉中一种或多种。

16.根据权利要求15所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的色粉为经权利要求15所述的颜色调制而成的草绿色、深绿色、橄榄绿色和米黄色色粉中的一种或多种。

17.根据权利要求1-6中任一项所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述的矿物油为环烷油和白油中的一种或两种。

18.根据权利要求1所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，基于制备所述热塑性弹性体颗粒的各原料组份的质量和，以下组分的用量范围分别为抗氧剂0.1-1.0%，润滑剂0.1-2.0%，耐水解剂0.1-3.0%，抗静电剂0.2-5.0%，分散剂0.2-2.0%。

19.根据权利要求1-7中任一项所述环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述热塑性弹性体颗粒为实心圆柱状、空心圆柱状和含凹槽圆柱状中的一种或多种；所述热塑性弹性体颗粒横截面的形状选自圆形、圆环形、空心为半月形的圆形、空心为三角形的圆形、空心为四边形的圆形、空心为五边形的圆形和空心为六边形的圆形中的一种或多种；颗粒外径1-8mm；长度1-10mm；颗粒堆积密度介于0.3-0.8g/cm³。

20.根据权利要求19所述环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒，其特征在于，所述热塑性弹性体颗粒外径2-3mm；长度2-5mm；颗粒堆积密度介于0.45-0.55g/cm³。

21.一种制备权利要求1-7中任一项所述的环保型人造草坪填充用热塑性弹性体颗粒方法，步骤如下：

（1）按照比例将各原料组分混合均匀；

（2）将混合好的物料通过熔融共混设备加工制备获得热塑性弹性体颗粒。