CN108004875A - 一种低温冷感人造草坪及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温冷感人造草坪及其制备方法，包括草纤维、底布、网格层和胶粘层，草纤维包括直丝以及包围在直丝底部的曲丝，制备方法包括：（1）直丝的制备、（2）曲丝的制备、（3）并线、（4）簇绒处理、（5）背涂成卷。本发明制备方法简单，采用无机冷颜料没有吸热炭黑颜填料通过优化配方，制造的色母粒和拉丝，提高了红外的高反射率，直丝采用异型断面C型或O型，能够改变草坪整体平均传导系数。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温冷感人造草坪，属于人造草坪技术领域。
背景技术
目前传统人造草坪已广泛应用于各种运动场所和休闲场所中，但由于受技术的限制，无论草丝还是底布，都使用炭黑和深色颜填料，加上草坪工艺和结构设计的不合理，在太阳长期暴晒时，吸收大量太阳能，特别是夏天或靠近赤道位置，草坪表面温度极高，甚至高达70℃以上，使用的舒适度较差，特别是国外许多游泳池里的儿童上岸踩到热烫的人造草坪，稚嫩的肌肤是不能忍受的。由于热岛效应大面积的使用人造草坪影响了人们的舒适的生活环境。
发明内容
本发明的目的是为了解决人造草坪使用时表面温度高影响舒适度的问题，提供了一种低温冷感人造草坪。
本发明采用如下技术方案：一种低温冷感人造草坪，包括草纤维、底布、网格层和胶粘层，所述草纤维下方设置有底布，所述底布的下方设置有网格层，所述网格层的下方设置有胶粘层，所述草纤维包括直丝以及包围在直丝底部的曲丝，所述直丝和曲丝的数量比为1:2-2:1。
进一步的，所述直丝的高度为10-50mm。
进一步的，所述曲丝的高度为15-25mm。
进一步的，所述直丝的横截面为C型或O型。
进一步的，所述曲丝的横截面有加强筋。
一种低温冷感人造草坪的制备方法：包括如下步骤：
(1)直丝的制备：
绿色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：线性低密度聚乙烯LLDPE70～30份、氧化铬颜料30～70份、分散剂0.5～5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130～190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3～6mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 60～80份、均聚PP聚丙烯树脂10～15份、润滑剂硬脂酸3～6份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类1～2份、绿色色母粒0.5～2份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到直丝；
(2)曲丝的制备：
黄色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：聚丙烯PP 70～30份、锌铁尖晶石颜料30～70份、分散剂0.5～5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130～190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3～6mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 10～15份、均聚PP聚丙烯树脂60～80份、润滑剂硬脂酸3～6份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类1～2份、黄色色母粒0.5～2份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到曲丝；
(3)并线：采用并线机分别将直丝和曲丝加捻拼合成一簇，得到簇股和成卷的草丝线卷筒子，所述并线时采用3-8根直丝或曲丝为一簇；
(4)簇绒处理：采用簇绒制造机将簇股成卷筒子放入簇绒机筒子架上，直丝和曲丝按数量比为1:2-2:1混合后进行簇绒处理，所述簇绒制造机的转速为650～910rad/min，簇绒宽度为2～4m，将簇绒植造到采用冷颜料的浅白色的底布上，形成人造草纤维层，其中直丝高度为10-50mm，曲丝的高度为15-25mm；
(5)背涂成卷：在人造草纤维层的背面喷涂胶粘层，胶粘层的厚度为0.01～3mm，喷涂完成后进入烘箱，烘烤温度为100～120℃，得到降温冷感人造草坪。
进一步的，所述分散剂为低分子聚乙烯蜡或硬脂酸盐。
进一步的，所述并线机的锭距为120～150mm，锭速为2000～3000rad/min，捻度为80～200捻/米，捻向S，所述并线机的纱架形式为轴向退绕式。
进一步的，所述拉丝设备的进料段温度为215-225℃，熔融段温度为245-255℃，均化段温度为265-275℃，模头温度为145-155℃，热定型温度为115-125℃；出丝冷却水浴30～60℃，拉伸比4～8，拉伸水浴70～90℃，定型水浴50～80℃。
进一步的，所述胶粘层中各组分按重量份数计为：55％固含量丁苯胶乳95～98份、增稠剂丙烯酸2～5份、水1～2份。
本发明具有如下优点：(1)本发明中采用无机冷颜料没有吸热炭黑颜填料通过优化配方，制造的色母粒和拉丝，提高了红外的高反射率；(2)直丝采用异型断面C型或O型，能够改变草坪整体平均传导系数，降低了草坪的温度；(3)胶粘层采用清胶，减少了吸热；(4)草坪的草纤维颜色采用绿色和黄色，提高了可见光区域的太阳能反射率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中直丝的截面图。
图3为本发明中草纤维表面的全太阳能反射率。
附图标记：草纤维1、直丝1-2、曲丝1-3、底布2、网格层3、胶粘层4。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的描述。
氧化铬颜料外购于福禄公司FERRO SPP-6016，锌铁尖晶石颜料外购于福禄公司FERRO Nubifer Y-805K。如图1-图2为本发明的人造草坪和直丝的示意图。
实施例一：
一种低温冷感人造草坪，包括草纤维、底布、网格层和胶粘层，草纤维包括直丝以及包围在直丝底部的曲丝，其制备方法包括如下步骤：
(1)直丝的制备：
绿色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：线性低密度聚乙烯LLDPE 70份、氧化铬颜料30份、低分子聚乙烯蜡5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为6mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 80份、均聚PP聚丙烯树脂10份、润滑剂硬脂酸6份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类1份、绿色色母粒2份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到直丝，拉丝设备的进料段温度为215℃，熔融段温度为255℃，均化段温度为265℃，模头温度为155℃，热定型温度为115℃；出丝冷却水浴60℃，拉伸比7，拉伸水浴70℃，定型水浴80℃，直丝的横截面为C型或O型；
(2)曲丝的制备：
黄色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：聚丙烯PP 70份、锌铁尖晶石颜料30份、低分子聚乙烯蜡0.5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为6mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 10份、均聚PP聚丙烯树脂80份、润滑剂硬脂酸3份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类2份、黄色色母粒0.5份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到曲丝，拉丝设备的进料段温度为215℃，熔融段温度为255℃，均化段温度为265℃，模头温度为155℃，热定型温度为115℃；出丝冷却水浴60℃，拉伸比7，拉伸水浴70℃，定型水浴50℃；
(3)并线：采用并线机分别将直丝和曲丝加捻拼合成一簇，得到簇股和成卷的草丝线卷筒子，所述并线时采用3根直丝或曲丝为一簇，并线机的锭距为120mm，锭速为3000rad/min，捻度为80捻/米，捻向S，所述并线机的纱架形式为轴向退绕式；
(4)簇绒处理：采用簇绒制造机将簇股成卷筒子放入簇绒机筒子架上，直丝和曲丝按1:2混合后进行簇绒处理，将簇绒植造到采用冷颜料的浅白色的底布上，形成人造草纤维层
(5)背涂成卷：在人造草纤维层的背面喷涂胶粘层，胶粘层的厚度为2mm，喷涂完成后进入烘箱，烘烤温度为100℃，得到降温冷感人造草坪。
实施例二：
一种低温冷感人造草坪，包括草纤维、底布、网格层和胶粘层，所述草纤维包括直丝以及包围在直丝底部的曲丝，其制备方法包括如下步骤：
(1)直丝的制备：
绿色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：线性低密度聚乙烯LLDPE 50份、氧化铬颜料50份、低分子聚乙烯蜡2份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至150℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为5mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 60～80份、均聚PP聚丙烯树脂12份、润滑剂硬脂酸5份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类11份、绿色色母粒1份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到直丝，拉丝设备的进料段温度为220℃，熔融段温度为250℃，均化段温度为270℃，模头温度为150℃，热定型温度为120℃；出丝冷却水浴50℃，拉伸比7，拉伸水浴80℃，定型水浴70℃，直丝的横截面为C型或O型；
(2)曲丝的制备：
黄色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：聚丙烯PP 50份、锌铁尖晶石颜料50份、低分子聚乙烯蜡2份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至160℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为5mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 12份、均聚PP聚丙烯树脂70份、润滑剂硬脂酸5份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类1份、黄色色母粒1份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到曲丝，拉丝设备的进料段温度为220℃，熔融段温度为250℃，均化段温度为270℃，模头温度为150℃，热定型温度为120℃；出丝冷却水浴50℃，拉伸比7，拉伸水浴80℃，定型水浴70℃；
(3)并线：采用并线机分别将直丝和曲丝加捻拼合成一簇，得到簇股和成卷的草丝线卷筒子，所述并线时采用5根直丝或曲丝为一簇，并线机的锭距为140mm，锭速为2500rad/min，捻度为100捻/米，捻向S，所述并线机的纱架形式为轴向退绕式；
(4)簇绒处理：采用簇绒制造机将簇股成卷筒子放入簇绒机筒子架上，直丝和曲丝按1:1混合后进行簇绒处理，将簇绒植造到采用冷颜料的浅白色的底布上，形成人造草纤维层
(5)背涂成卷：在人造草纤维层的背面喷涂胶粘层，胶粘层的厚度为0.01mm，喷涂完成后进入烘箱，烘烤温度为110℃，得到降温冷感人造草坪。
实施例三：
一种低温冷感人造草坪，包括草纤维、底布、网格层和胶粘层，草纤维包括直丝以及包围在直丝底部的曲丝，其制备方法包括如下步骤：
(1)直丝的制备：
绿色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：线性低密度聚乙烯LLDPE 30份、氧化铬颜料70份、低分子聚乙烯蜡0.5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 60份、均聚PP聚丙烯树脂15份、润滑剂硬脂酸3份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类2份、绿色色母粒0.5份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到直丝，拉丝设备的进料段温度为225℃，熔融段温度为245℃，均化段温度为275℃，模头温度为145℃，热定型温度为125℃；出丝冷却水浴30℃，拉伸比4，拉伸水浴90℃，定型水浴50℃，直丝的横截面为C型或O型；
(2)曲丝的制备：
黄色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：聚丙烯PP 30份、锌铁尖晶石颜料70份、低分子聚乙烯蜡5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 15份、均聚PP聚丙烯树脂60份、润滑剂硬脂酸6份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类1份、黄色色母粒2份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到曲丝，拉丝设备的进料段温度为225℃，熔融段温度为245℃，均化段温度为275℃，模头温度为145℃，热定型温度为125℃；出丝冷却水浴30℃，拉伸比8，拉伸水浴90℃，定型水浴80℃；
(3)并线：采用并线机分别将直丝和曲丝加捻拼合成一簇，得到簇股和成卷的草丝线卷筒子，所述并线时采用8根直丝或曲丝为一簇，并线机的锭距为150mm，锭速为2000rad/min，捻度为200捻/米，捻向S，所述并线机的纱架形式为轴向退绕式；
(4)簇绒处理：采用簇绒制造机将簇股成卷筒子放入簇绒机筒子架上，直丝和曲丝按2:1混合后进行簇绒处理，将簇绒植造到采用冷颜料的浅白色的底布上，形成人造草纤维层
(5)背涂成卷：在人造草纤维层的背面喷涂胶粘层，胶粘层的厚度为3mm，喷涂完成后进入烘箱，烘烤温度为120℃，得到降温冷感人造草坪。
图3为采用美国PerkinElmer公司生产的紫外可见分光光度计对实施例二中制备得到的低温冷感人造草坪和传统的人造草坪进行的测定，其中，横坐标为太阳能的光谱波长，纵坐标为草坪的太阳能反射率。曲线1为实施例二的低温冷感人造草坪，曲线2为传统的人造草坪，由两条曲线可知，在最重要的可见光区域400～760nm和红外光谱区域760～5300nm范围内，采用本发明制备方法得到的人造草坪的反射率高于传统的人造草坪，这表明采用本发明方法得到的人造草坪的草丝吸收的太阳能少，草丝表面升温就越不容易。
采用红外热成像仪对本发明实施例2和传统的人造草坪进行表面热成像分析，照射时间为15min，对照射前后人造草坪的温度进行测定，结果如表1所示。
表1
| 传统人造草坪 | 实施例二 | |
| 照射前温度(℃) | 28.3 | 28.5 |
| 照射后温度(℃) | 50 | 42 |
| 前后温差(℃) | 21.7 | 13.5 |
由表1结果可知，传统人造草坪在经过15min照射后温度升高21.7℃，温度升高值远远高于采用本发明实施例二的人造草坪，这说明采用本发明的制备方法得到的人造草坪吸热慢，温度升高慢，满足低温冷感的设计初衷。
Claims (10)
1.一种低温冷感人造草坪，其特征在于：包括草纤维（1）、底布（2）、网格层（3）和胶粘层（4），所述草纤维（1）下方设置有底布（2），所述底布（2）的下方设置有网格层（3），所述网格层（3）的下方设置有胶粘层（4），所述草纤维（1）包括直丝（1-2）以及包围在直丝底部的曲丝（1-3），所述直丝和曲丝的数量比为1:2-2:1。
2.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述直丝的高度为10-50mm。
3.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述曲丝的高度为15-25mm。
4.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述直丝的横截面为C型或O型。
5.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述曲丝的横截面有加强筋。
6.一种低温冷感人造草坪的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）直丝的制备：
绿色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：线性低密度聚乙烯LLDPE 70~30份、氧化铬颜料30~70份、分散剂0.5~5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130~190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3~6mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 60~80份、均聚PP聚丙烯树脂 10~15份、润滑剂硬脂酸 3~6份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类 1~2份、绿色色母粒 0.5~2份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到直丝；
（2）曲丝的制备：
黄色色母粒的制备：各组分按重量份数计为：聚丙烯PP 70~30份、锌铁尖晶石颜料30~70份、分散剂0.5~5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130~190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3~6mm；
按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 10~15份、均聚PP聚丙烯树脂 60~80份、润滑剂硬脂酸 3~6份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类 1~2份、黄色色母粒 0.5~2份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到曲丝；
（3）并线：采用并线机分别将直丝和曲丝加捻拼合成一簇，得到簇股和成卷的草丝线卷筒子，所述并线时采用3-8根直丝或曲丝为一簇；
（4）簇绒处理：采用簇绒制造机将簇股成卷筒子放入簇绒机筒子架上，直丝和曲丝按数量比为1:2-2:1混合后进行簇绒处理，所述簇绒制造机的转速为650~910 rad/min，簇绒宽度为2~4m，将簇绒植造到采用冷颜料的浅白色的底布上，形成人造草纤维层，其中直丝高度为10-50mm，曲丝的高度为15-25mm；
（5）背涂成卷：在人造草纤维层的背面喷涂胶粘层，胶粘层的厚度为0.01~3mm，喷涂完成后进入烘箱，烘烤温度为100~120℃，得到降温冷感人造草坪。
7.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述分散剂为低分子聚乙烯蜡或硬脂酸盐。
8.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述并线机的锭距为120~150mm，锭速为2000~3000 rad/min，捻度为80~200捻/米，捻向S，所述并线机的纱架形式为轴向退绕式。
9.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述拉丝设备的进料段温度为215-225℃，熔融段温度为245-255℃， 均化段温度为265-275℃，模头温度为145-155℃，热定型温度为115-125℃；出丝冷却水浴30~60℃，拉伸比4~8，拉伸水浴70~90℃，定型水浴50~80℃。
10.如权利要求1所述的低温冷感人造草坪，其特征在于：所述胶粘层中各组分按重量份数计为：55%固含量丁苯胶乳95~98份、增稠剂丙烯酸 2~5份、水 1~2份。
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