CN107723823A - 一种人造草坪草丝纤维及其制备方法 - Google Patents

一种人造草坪草丝纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种人造草坪草丝纤维及其制备方法。以重量份计，草丝纤维原料包括：70～95份聚丙烯、4～10份色母粒、1～10份抗静电母粒、1～5份助剂；其中，所述抗静电剂母粒原料包括：50～70份聚丙烯、15～30份抗静电剂、1～10份填料、0.5～2份分散剂；所述抗静电剂由十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成。本发明还公开了其制备方法。本发明采用十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯复配作为抗静电剂，可克服单一抗静电剂存在的缺陷，抗静电性能优异、效果持久，表面电阻率可达到数量级109，另外，十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯在一定的比例内可提高草丝纤维的拉伸强度，保证草丝纤维的力学性能。

Description

一种人造草坪草丝纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及人造草坪，尤其涉及一种人造草坪草丝纤维及其制备方法。
背景技术
人造草是以仿草叶状的合成纤维，植入机织的基布，背面涂上起固定作用的涂层以作运动场上、庭院地坪和绿化地面上成为人造草坪，人造草坪具有外观鲜艳、四季绿色、生动、排水性能好、使用寿命长、维护费用低等优点。人造草坪适用于足球场、网球场、高尔夫球场等各类球场以及屋顶、庭院、公园等的绿色装饰。
人造草坪的草丝纤维是影响其性能的核心因素。由于草丝纤维主要以聚丙烯、聚乙烯等作为基体树脂，在人造草坪运动时与草丝纤维摩擦容易产生静电且不易消散，影响了运动的安全性和舒适性，也同时限制了其在特殊场合的应用，抗静电性是评价人造草坪性能的关键指标。目前主要有两种解决方式，其一是通过在草丝纤维外部喷洒抗静电剂，该种方法抗静电剂易被冲刷掉，作用时间短；另一种是在草丝纤维制作过程中添加抗静电成分，是目前的主流方式，常用的抗静电剂分为阴离子型、阳离子型、新型高分子材料等，仍存在抗静电剂添加量多、抗静电性效果有待提高等问题。
发明内容
发明目的：为克服现有技术中的问题，本发明提供了一种抗静电性能优异的人造草坪草丝纤维及其制备方法。
技术方案：本发明所述的人造草坪草丝纤维，以重量份计，原料包括：
其中，以重量份计，所述抗静电剂母粒原料包括：
所述抗静电剂由十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成。
优选的，所述的人造草坪草丝纤维，以重量份计，原料包括：
其中，以重量份计，所述抗静电剂母粒原料包括：
进一步优选的，所述的人造草坪草丝纤维，以重量份计，原料包括：
其中，以重量份计，所述抗静电剂母粒原料包括：
优选的，所述十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯的质量比为3～4:1。
优选的，所述填料由纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙中的一种或几种组成。
优选的，所述的填料由质量比为2～5：1：1的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙组成。
优选的，所述的助剂为紫外吸收剂、抗氧剂、增塑剂和加工助剂中的一种或几种。进一步的，所述的助剂可以为质量比1:1的抗氧剂和紫外吸收剂。
上述色母、抗氧剂、紫外吸收剂、分散剂均采用本领域的常规材料，例如，分散剂为石蜡油、硅腊、硬脂酸钙等，具体采用质量比为1:1的石蜡油和硬脂酸钙的混合物，抗氧剂可采用抗氧剂1010，紫外吸收剂可采用UV-327，纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙的粒径为10-100nm。
本发明还提供了一种人造草坪草丝纤维的制备方法，包括：
(1)制备抗静电母粒：将配方量的聚丙烯、抗静电剂、填料和分散剂混匀后于160～190℃挤出造粒；
(2)人造草坪草丝纤维的制备：将配方量的聚丙烯、色母粒、抗静电母粒、助剂共混挤出成型，制备人造草坪草丝纤维，挤出成型的温度为200～220℃，总拉伸比为4～7。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯复配作为抗静电剂，可克服单一抗静电剂存在的缺陷，抗静电性能优异、效果持久，表面电阻率可达到数量级109，另外，十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯在一定的比例内可提高草丝纤维的拉伸强度，保证草丝纤维的力学性能。
本发明采用纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙作为填料，可以进一步提升草丝纤维的力学性能。将本发明的草丝纤维用于人造草坪的制备，可提高人造草坪的使用性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明中，色母、抗氧剂、紫外吸收剂、分散剂均采用本领域的常规材料，例如，分散剂为石蜡油、硅腊、硬脂酸钙等，下面具体可采用质量比为1:1的石蜡油和硬脂酸钙的混合物，抗氧剂可采用抗氧剂1010，紫外吸收剂可采用UV-327，纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙的粒径为10-100nm。
实施例1
1、原料组成如下(以重量份计)：
其中，所述抗静电剂母粒组成(以重量份计)为：
抗静电剂由质量比为4:1的十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成；填料由质量比为3：1：1的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙组成。
2、制备步骤如下：
(1)制备抗静电母粒：将配方量的聚丙烯、抗静电剂、填料和分散剂混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在185℃；
(2)人造草坪草丝纤维的制备：将配方量的聚丙烯、色母粒、抗静电母粒、抗氧剂、紫外吸收剂共混挤出成型，制备草丝纤维，挤出成型的温度为210℃，总拉伸比为5，烘箱温度90℃。
实施例2
1、原料组成如下(以重量份计)：
其中，所述抗静电剂母粒组成(以重量份计)为：
抗静电剂由质量比为4:1的十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成；填料由质量比为3：1：1的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙组成。
2、制备步骤如下：
(1)制备抗静电母粒：将配方量的聚丙烯、抗静电剂、填料和分散剂混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在185℃；
(2)人造草坪草丝纤维的制备：将配方量的聚丙烯、色母粒、抗静电母粒、抗氧剂、紫外吸收剂共混挤出成型，制备制备草丝纤维，挤出成型的温度为210℃，总拉伸比为5，烘箱温度90℃。
实施例3
1、原料组成如下(以重量份计)：
其中，所述抗静电剂母粒组成(以重量份计)为：
抗静电剂由质量比为4:1的十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成；填料由质量比为3：1：1的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙组成。
2、制备步骤如下：
(1)制备抗静电母粒：将配方量的聚丙烯、抗静电剂、填料和分散剂混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在185℃；
(2)人造草坪草丝纤维的制备：将配方量的聚丙烯、色母粒、抗静电母粒、抗氧剂、紫外吸收剂共混挤出成型，制备制备草丝纤维，挤出成型的温度为210℃，总拉伸比为5，烘箱温度90℃。
实施例4
1、原料组成如下(以重量份计)：
其中，所述抗静电剂母粒组成(以重量份计)为：
抗静电剂由质量比为3:1的十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成；填料由质量比为3：1：1的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙组成。
2、制备步骤如下：
(1)制备抗静电母粒：将配方量的聚丙烯、抗静电剂、填料和分散剂混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在185℃；
(2)人造草坪草丝纤维的制备：将配方量的聚丙烯、色母粒、抗静电母粒、抗氧剂、紫外吸收剂共混挤出成型，制备制备草丝纤维，挤出成型的温度为210℃，总拉伸比为5，烘箱温度90℃。
实施例5
1、原料组成如下(以重量份计)：
其中，所述抗静电剂母粒组成(以重量份计)为：
抗静电剂由质量比为1:1的十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成；填料由质量比为3：1：1的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙组成。
2、制备步骤如下：
(1)制备抗静电母粒：将配方量的聚丙烯、抗静电剂、填料和分散剂混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制在185℃；
(2)人造草坪草丝纤维的制备：将配方量的聚丙烯、色母粒、抗静电母粒、抗氧剂、紫外吸收剂共混挤出成型，制备制备草丝纤维，挤出成型的温度为210℃，总拉伸比为5，烘箱温度90℃。
对比例1
抗静电剂为十八烷基二羟乙基甲基溴化铵，其他配方及制备方法同实施例3。
对比例2
抗静电剂为乙二醇单硬脂酸酯，其他配方及制备方法同实施例3。
实施例6性能测试
对上述实施例制备得到的人造草坪草丝纤维进行性能测试，性能包括抗静电性及力学性能，其中抗静电性能的指标为表面电阻率，力学性能的指标为拉伸强度，均按国家标准进行测试。
结果参见表1。
表1
表面电阻率(Ω) 拉伸强度(cN/tex)
实施例1 7×109 19
实施例2 4.6×109 18
实施例3 2×109 20
实施例4 3×109 19.5
实施例5 8×109 14
对比例1 1.5×1010 12
对比例2 9×1010 14
发明人前期研究发现，抗静电剂的添加或多或少会对草丝纤维的力学性能产生一定的影响，尤其某些抗静电性能优异的抗静电剂也存在此问题，为了平衡和改善草丝纤维的抗静电和力学性能，发明人进行了大量研究，将抗静电剂十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯复配，结合不同类型抗静电剂的优点，提高抗静电效果，表面电阻率的数量级在109，实施例3的效果最佳。另外，将两者按照4:1/3:1比例混合后，其拉伸强度也有一定的提升。

Claims (8)

1.一种人造草坪草丝纤维，其特征在于，以重量份计，原料包括：
其中，以重量份计，所述抗静电剂母粒原料包括：
所述抗静电剂由十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯组成。
2.根据权利要求1所述的人造草坪草丝纤维，其特征在于，以重量份计，原料包括：
其中，以重量份计，所述抗静电剂母粒原料包括：
3.根据权利要求1或2所述的人造草坪草丝纤维，其特征在于，所述十八烷基二羟乙基甲基溴化铵和乙二醇单硬脂酸酯的质量比为3～4:1。
4.根据权利要求1或2所述的人造草坪草丝纤维，其特征在于，所述填料由纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙中的一种或几种组成。
5.根据权利要求4所述的人造草坪草丝纤维，其特征在于，所述的填料由质量比为2～5：1：1的纳米碳酸钙、纳米二氧化硅和纳米硫酸钙组成。
6.根据权利要求1或2所述的人造草坪草丝纤维，其特征在于，所述的助剂为紫外吸收剂、抗氧剂、增塑剂和加工助剂中的一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的人造草坪草丝纤维，其特征在于，所述的分散剂为石蜡油、硅腊和硬脂酸钙中的一种或几种。
8.根据权利要求1或2所述的人造草坪草丝纤维的制备方法，其特征在于，包括：(1)制备抗静电母粒：将配方量的聚丙烯、抗静电剂、填料和分散剂混匀后于160～190℃挤出造粒；
(2)人造草坪草丝纤维的制备：将配方量的聚丙烯、色母粒、抗静电母粒、助剂共混挤出成型，制备人造草坪草丝纤维，挤出成型的温度为200～220℃，总拉伸比为4～7。
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