CN109338847A - 一种光催化除甲醛人造草坪 - Google Patents

一种光催化除甲醛人造草坪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光催化除甲醛人造草坪，该人造草坪由人造草丝、基布层和胶粘剂层组成，人造草丝簇绒在基布层上，胶粘剂层粘结在基布层远离人草丝的一面；所述人造草丝或/和胶粘剂层含有除甲醛功能材料。该人造草坪可以有效的分解甲醛分子产生二氧化碳和水，净化功能持久。在人造草坪领域有广泛应用前景。

Description

一种光催化除甲醛人造草坪
技术领域
本发明涉及一种除甲醛人造草坪，具体涉及一种光催化除甲醛人造草坪，属于光催化技术领域。
背景技术
随着社会的不断进步，人们生活水平也在提升，因此对于材料的回收性及环境安全要求更加的严格。特别是对于室内的装修来讲，是现代居民的关注重点。由于很多的油漆、装饰的原材料都含有大量的化学元素，不仅对空气存在污染，还严重影响了居住者的身体健康。我们最熟悉的当属甲醛、苯。它们在空气中非常容易挥发，一旦吸入就会严重的破坏呼吸以及神经系统。当室内空气中甲醛达到0.1mg/m3时，就有异味和不适感；甲醛达到0.5mg/m3时，可刺激眼睛，引起流泪；甲醛达到0.6mg/m3，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；甲醛达到30mg/m3时，会立即致人死亡。
随着人造草坪行业的不断的发展，很多功能性的人造草坪的需求量在不断的扩大。专利CN204023354U公开了一种阻燃人造草坪；专利CN204097830U公开了一种具有抗静电功能的人造草坪；专利CN107119540A公开了一种驱蚊虫人造草坪，由此看出功能性的人造草坪市场需求量越来越大。近年来国家及人民对环保的关注度提高，开发一种具有净化空气功能人造草坪是非常有意义的，不但在美化环境的同时还可以净化空气，分解空气中的甲醛。就目前来讲比较常见的有过滤、吸附以及负离子、膜分离等，它们拥有自身的特点，在净化室内空气也有发挥明显的作用，但是现在最受人们青睐的当属纳米光催化技术，它主要是利用可见光/紫外光，在正常环境中消灭微生物以及光解挥发性气体，从源头上解决了室内污染。光催化技术相对于过滤、吸附等其他技术具有以下的优点：(1)反应条件温和，在常温常压下进行；(2)反应速率快，所需时间短；(3)能将大部分有机污染物降解为小分子物质。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光催化除甲醛人造草坪，利用纳米光催化材料制成的人造草坪，能够避免传统装修物质的侵害，对空气中有害的气体不但具有净化效果好，而且降解速率也高，其表现出强氧化性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
光催化除甲醛人造草坪，由人造草丝、基布层和胶粘剂层组成，人造草丝簇绒在基布层上，胶粘剂层涂覆在基布层远离人造草丝的一面；人造草丝或/和胶粘剂层中含有除甲醛功能材料。
本发明制备的光催化除甲醛人造草坪，与普通的人造草坪相比，具有除甲醛功能，可根据客户的实际应用，比如户外、室内、无光空间，选择相应的体系，达到除甲醛净化空气的效果。使用标准JC/T1074-2008规定的方法进行评估，其净化性能达到Ⅱ类，净化效果持久性达到Ⅱ类。
进一步，人造草丝原料包含除甲醛功能母粒，具体的，人造草丝由以下质量百分比的原料制成：聚乙烯66-87wt％，除甲醛功能母粒5-20wt％，色母4-8wt％，助剂4-6wt％，除甲醛功能母粒原料中含有纳米光催化材料，优选地，除甲醛功能母粒原料由聚乙烯、纳米光催化材料、助剂组成，更优选地，除甲醛功能母粒由以下质量百分比的原料组成：聚乙烯17-49wt％、纳米光催化材料50-80wt％、助剂1-3wt％；助剂可以选择紫外光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、开口剂、分散剂中的任一种或任意几种的混合。
传统的除甲醛功能材料是纳米级粉料，而人造草丝拉丝生产用的是粒料。
本发明人造草丝最优的生产工艺：第一步用聚乙烯粉料、纳米光催化粉料、助剂三种粉料混合均匀，纳米光催化粉料充分分散后，制备除甲醛功能母粒；第二步把除甲醛功能母粒添加到人造草丝拉丝配方中生产除甲醛人造草丝。该工艺可以提高纳米粉料与聚烯烃粉料混合均一性，提高草丝的力学性能，同时避免拉丝生产过程中出现架桥现象。
进一步，胶粘剂层含有除甲醛功能材料，除甲醛功能材料为纳米光催化材料，胶粘剂层可分为水溶性胶粘剂层和油溶性胶粘剂层两种。
进一步，优选地，水溶性胶粘剂层由以下质量百分比的原料制成：胶乳30-60wt％，填料1-100wt％，色浆1-8wt％，纳米光催化材料5-30wt％，其中胶乳包含丁苯胶乳、聚丙烯酸胶乳中任一种或几种组合，优选地，胶乳的干胶量30-70％，最优选地，胶乳干胶量45-55％，填料包含碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、二氧化硅、氢氧化镁或氢氧化铝中任一种或几种组合,优选地，填料的目数120-1000目，最优选地，填料的目数325目。
含有纳米光催化材料的胶粘剂层生产步骤为：第一步，胶乳中添加纳米光催化材料，2000r/min，高速混合10min；第二步，添加填料和色浆，500r/min，高速混合30min；第三步，添加色浆，100r/min，高速混合60min，混合均匀涂覆在基布层远离人造草丝一面，140℃烘干。
进一步，油溶性聚氨酯胶粘剂层包括A组分和B组分，优选地，油溶性聚氨酯胶粘剂层A组分由以下质量百分比的原料制成：高分子量聚醚多元醇40-80wt％、低分子量聚醚多元醇30-60wt％、扩链剂1-20wt％、纳米光催化材料5-30wt％、填料50-300wt％、色浆1-3wt％、催化剂0.1-1wt％，优选地，B组分为异氰酸酯，用量占A组分体量的50-80wt％。
制备方法：第一步，高分子量聚醚多元醇、低分子量聚醚多元醇、扩链剂、催化剂、纳米光催化材混合，500r/min,2-3min；第二步，加入填料、色浆，500r/min,10min，控制空气湿度防止水进入，混合均匀后制得A组分；按照比例将A组分和B组分经高速剪切搅拌混合1min后，需立刻均匀涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干。
采用上述进一步的有益效果在于，在水溶性丁苯胶乳或聚丙烯酸胶乳体系：纳米光催化材料是纳米级粉料，在水中具有很高的溶解度，不会出现团聚现象，可以跟胶乳充分的互溶；在油溶性聚氨酯胶乳体系：纳米级的纳米光催化材料跟聚酯多元醇或聚醚都具有很好的互溶性，在体系中均匀的分散，纳米级粉料可以有利于提高聚氨酯底背的韧性，特别是在发泡聚氨酯底背中，可以有效的控制聚氨酯发泡密度，提高底背的韧性和弹性，提高草坪的体系的震动吸收和垂直变形的数值。
进一步，纳米光催化材料包含纳米金属氧化物或多孔吸附材料和纳米金属氧化物的复合材料或多孔吸附材料和Ag-AgBr的复合材料中任一种或任意几种的混合物，平均晶粒尺寸为5-700nm，优选地，平均晶粒尺寸为5-300nm，更优选地，平均晶粒尺寸为5-150nm，最优选地，平均晶粒尺寸为5-50nm，其中掺杂至少一种非金属或金属离子；
采用上述进一步的有益效果在于，纳米粒径越小，光催化材料的比表面积越大，跟无机的填料相比，相同的粒径，无机填料会出现团聚，树脂的流动性变差，而纳米光催化材料不容易团聚。用在草丝中：纳米级粉料具有很好的分散性，拉丝原料分散均一可提高草丝的耐候性能，提高草丝的耐热耐磨性能、草丝的冲击强度明显提升的同时草丝的拉断力不下降。
进一步，纳米金属氧化物包含纳米二氧化钛、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化锡、纳米三氧化钨、纳米三氧化二铋、纳米三氧化二铁中的任一种或几种的混合，人造草坪户外使用，最优选地，选择气相法生产的纳米二氧化钛,其中锐钛矿结晶形式的纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的60％-95％，金红石结晶形式的纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的5％-40％，优先选择锐钛型纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的66％、金红石型纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的35％；更优选择锐钛型纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的90％、金红石型纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的10％；更优选择锐钛型纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的79％、金红石型纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的21％；人造草坪室内使用，优选纳米氧化锌和纳米二氧化锰，最优选纳米二氧化锰；
采用上述进一步的有益效果在于，人造草坪户外，优选纳米二氧化钛，气象法生产的纳米二氧化钛成蓬松状态，比表面积大，氧化活性高。人造草坪室内使用，优选纳米氧化锌光催化材料，氧化锌是一种n型半导体，在室温下带隙能达3.37eV，被可见光照射后产生空穴和电子对，并衍生出羟基自由基等，空穴和羟基自由基具有较强氧化性，它的光催化活性比二氧化钛还要高。
进一步，多孔吸附材料和纳米金属氧化物的复合材料包含多孔活性二氧化硅负载纳米金属氧化物、多孔活性竹炭负载纳米金属氧化物、多孔活性炭负载纳米金属氧化物、多孔活性沸石负载纳米金属氧化物、多孔氧化铝负载纳米金属氧化物、多孔玻璃纤维负载纳米金属氧化物、多孔磁性壳聚糖负载纳米金属氧化物中的任一种或任意几种的混合；
进一步，多孔吸附材料和Ag-AgBr复合材料包含多孔活性竹炭负载Ag-AgBr、多孔活性炭负载Ag-AgBr、多孔活性沸石负载Ag-AgBr、多孔氧化铝负载Ag-AgBr、多孔玻璃纤维负载Ag-AgBr、多孔活性二氧化硅负载Ag-AgBr中的任一种或任意几种的混合；
采用上述进一步的有益效果在于，多孔吸附材料可以大量吸附污染物使纳米金属氧化物或Ag-AgBr周围存在较大浓度梯度的污染物，再通过扩散到达纳米金属氧化物或Ag-AgBr表面，显著提高光催化效率。
进一步，非金属为C、N或S；金属为Pt、Ag、Cu、Fe、Cr、Ce、Yb、Ni、Au、Pd、Ir、Ru或Rh；
采用上述进一步的有益效果在于，掺杂改性、半导体复合、染料敏化等手段均可用于拓宽金属氧化物的光影响范围、提高光催化效率。其中，非金属或金属掺杂改性是最重要的手段之一。以TiO2为例，通过掺杂在TiO2内部引入杂质能级或者改变价带或导带的位置来改变光生电-空穴跃迁的途径，从而达到降低激发能量，拓宽TiO2光吸收范围和提高TiO2光催化活性的目的。
具体实施方式
下面将结合对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
除甲醛功能母粒的制备：
聚乙烯4.5kg，纳米二氧化钛(粒径100nm)5kg，助剂0.5kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃；
除甲醛人造草丝的制备：
聚乙烯78kg，色母8kg、助剂4kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、除甲醛功能母粒(粒径3mm)10kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃；
纳米光催化材料为纳米二氧化钛，纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的79％，金红石结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的21％。
常规胶粘剂的制备：
丁苯胶乳50kg、碳酸钙80kg、色浆1kg，混合均匀，制得常规胶粘剂。
将除甲醛人造草丝簇绒在基布层上，常规胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量为800-900g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例2
常规胶粘剂的制备同实施例1；
除甲醛功能母粒的制备：
聚乙烯4.5kg，纳米二氧化钛(粒径100nm)5kg，助剂0.5kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃；
除甲醛人造草丝的制备：
聚乙烯78kg，色母8kg、助剂4kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、除甲醛功能母粒(粒径3mm)10kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃；
纳米光催化材料为纳米二氧化钛，纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的90％，金红石结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的10％。
除甲醛人造草坪的制备同实施例1。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例3
常规胶粘剂的制备同实施例1；
除甲醛功能母粒的制备：
聚乙烯4.5kg，纳米二氧化钛(粒径100nm)5kg，助剂0.5kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃；
除甲醛人造草丝的制备：
聚乙烯83kg，色母8kg、助剂4kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、除甲醛功能母粒(粒径3mm)5kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃；
纳米光催化材料为纳米二氧化钛，纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的79％，金红石结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的21％。
除甲醛人造草坪的制备同实施例1。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例4
常规胶粘剂的制备同实施例1；
除甲醛功能母粒的制备：
聚乙烯4.5kg，纳米二氧化钛(粒径100nm)5kg，助剂0.5kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃；
除甲醛人造草丝的制备：
聚乙烯73kg，色母8kg、助剂4kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、除甲醛功能母粒(粒径3mm)15kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃；
纳米光催化材料为纳米二氧化钛，纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的79％，金红石结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的21％。
除甲醛人造草坪的制备同实施例1。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例5
人造草丝为常规草丝，包括聚乙烯88kg，色母8kg、助剂4kg(可以选择紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)，共混挤出成型，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃。
除甲醛胶粘剂层的制备：
第一步，丁苯胶乳50kg、纳米氧化锌(50nm)10kg，2000r/min，高速混合10min；
第二步，添加碳酸钙(325目)80kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
将常规人造草丝簇绒在基布层上，除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例6
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛胶粘剂层的制备：
第一步，丁苯胶乳50kg、纳米氧化锌(500nm)10kg，2000r/min，高速混合10min；
第二步，添加碳酸钙(325目)80kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
除甲醛人造草坪的制备同实施例5。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例7
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛胶粘剂层的制备：
第一步，丁苯胶乳50kg、纳米二氧化锰(200nm)20kg，2000r/min，高速混合10min；
第二步，添加碳酸钙(325目)80kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
除甲醛人造草坪的制备同实施例5。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例8
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛胶粘剂层的制备：
第一步，丁苯胶乳50kg、纳米二氧化锰(500nm)10kg、纳米氧化锌(500nm)10kg，2000r/min，高速混合10min；
第二步，添加碳酸钙(325目)80kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
除甲醛人造草坪的制备同实施例5。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例9
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛胶粘剂层的制备：
第一步，聚丙烯酸胶乳50kg、纳米二氧化锡(150nm)30kg，2000r/min，高速混合10min；
第二步，添加碳酸钙(325目)100kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1.5kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
除甲醛人造草坪的制备同实施例5。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例10
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛胶粘剂层的制备：
第一步，聚丙烯酸胶乳50kg、多孔活性二氧化硅负载纳米氧化锌(200nm)30kg，2000r/min，高速混合10min；
第二步，添加硫酸钡(325目)100kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1.5kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
除甲醛人造草坪的制备同实施例5。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例11
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛胶粘剂层的制备：
第一步，聚丙烯酸胶乳50kg、多孔活性沸石负载纳米二氧化钛(200nm)30kg，2000r/min，高速混合10min，其中纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的79％，金红石结晶形式的二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的21％；
第二步，添加氢氧化铝(325目)100kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1.5kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
除甲醛人造草坪的制备同实施例5。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例12
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛聚氨酯胶粘剂组合物的制备：
A组分：5000分子量聚醚三元醇47.5kg、低分子量聚醚二醇47.5kg，一缩二乙二醇5kg，二乙酰丙酮镍0.4kg，纳米氧化锌(100nm)15kg混合，500r/min，2-3min，再加入碳酸钙100kg和色浆2.5kg混合，500r/min，10min。
B组分：异氰酸酯73kg；
将常规人造草丝簇绒在基布层上，按照比例将A组分和B组分经高速剪切搅拌混合1min后，立刻均匀涂覆除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量600-700g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例13
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛聚氨酯胶粘剂组合物的制备：
A组分：5000分子量聚醚三元醇47.5kg、低分子量聚醚二醇47.5kg，一缩二乙二醇5kg，二乙酰丙酮镍0.4kg，多孔玻璃纤维负载纳米三氧化二铁(300nm)15kg混合，500r/min，2-3min，再加入碳酸钙100kg和色浆2.5kg混合，500r/min，10min；
B组分：异氰酸酯73kg；
将常规人造草丝簇绒在基布层上，按照比例将A组分和B组分经高速剪切搅拌混合1min后，立刻均匀涂覆除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量600-700g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例14
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛聚氨酯胶粘剂组合物的制备：
A组分：5000分子量聚醚三元醇47.5kg、低分子量聚醚二醇47.5kg，一缩二乙二醇5kg，二乙酰丙酮镍0.4kg，多孔活性二氧化硅负载Ag-AgBr(300nm)15kg混合，500r/min，2-3min，再加入碳酸钙100kg和色浆2.5kg混合，500r/min，10min；
B组分：异氰酸酯73kg；
将常规人造草丝簇绒在基布层上，按照比例将A组分和B组分经高速剪切搅拌混合1min后，立刻均匀涂覆除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量600-700g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例15
常规人造草丝同实施例5；
除甲醛聚氨酯胶粘剂组合物的制备：
A组分：5000分子量聚醚三元醇47.5kg、低分子量聚醚二醇47.5kg，一缩二乙二醇5kg，二乙酰丙酮镍0.4kg，多孔活性竹炭负载Ag-AgBr(300nm)15kg混合，500r/min，2-3min，再加入碳酸钙100kg和色浆2.5kg混合，500r/min，10min；
B组分：异氰酸酯73kg；
将常规人造草丝簇绒在基布层上，按照比例将A组分和B组分经高速剪切搅拌混合1min后，立刻均匀涂覆除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量600-700g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例16
除甲醛功能母粒的制备：
聚乙烯4.5kg，纳米二氧化钛(粒径100nm、掺杂N)5kg，助剂0.5kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃；
除甲醛人造草丝的制备：
聚乙烯78kg，色母8kg、助剂4kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、除甲醛功能母粒(粒径3mm)10kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃；
除甲醛胶粘剂的制备：
第一步，丁苯胶乳50kg、纳米二氧化钛(粒径100nm、掺杂N)10kg，2000r/min，高速混合10min，其中纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的二氧化钛体积79％，金红石结晶形式的二氧化钛体积21％；
第二步，添加碳酸钙(325目)80kg，500r/min，高速混合30min；
第三步，添加色浆1kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
将除甲醛人造草丝簇绒在基布层上，除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量800-900g/m2。。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例17
除甲醛聚氨酯胶粘剂同实施例14；
除甲醛功能母粒的制备：
聚乙烯4.5kg，多孔活性二氧化硅负载Ag-AgBr(300nm)5kg，助剂0.5kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃；
除甲醛人造草丝的制备：
聚乙烯78kg，色母8kg、助剂4kg(助剂可以选择紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、除甲醛功能母粒(粒径3mm)10kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃；
将除甲醛人造草丝簇绒在基布层上，下一步按照比例将A组分和B组分经高速剪切搅拌混合1min后，需立刻均匀涂覆除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量600-700g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
对比例1
常规人造草丝制备同实施例5；常规胶粘剂的制备同实施例1；
将常规人造草丝簇绒在基布层上，常规胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量800-900g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
对比例1是常规人造草坪，人造草丝和胶粘剂都不含有纳米除甲醛功能材料，草坪本身不具有除甲醛功能。
对比例2
常规胶粘剂的制备同实施例1；
无机母粒的制备：
聚乙烯粉4.5kg，碳酸钙(5μm)5kg，助剂0.5kg(其中紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃。
人造草丝的制备：
聚乙烯78kg，色母8kg、助剂4kg(其中紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、无机母粒10kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃。
人造草坪制备同对比例1。
使用标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
对比例3
常规胶粘剂的制备同实施例1；
无机母粒制备：
聚乙烯粉4.5kg，硫酸钡(2μm)5kg，助剂0.5kg(其中紫外光稳定剂0.1kg、抗氧剂0.2kg、抗静电剂0.05kg、开口剂0.05kg、分散剂0.1kg)混合均匀，在双螺杆挤出机上造粒，温度控制160℃。
人造草丝的制备：
聚乙烯78kg，色母8kg、助剂4kg(其中紫外光稳定剂0.8kg、抗氧剂1.6kg、抗静电剂0.4kg、开口剂0.4kg、分散剂0.8kg)、无机母粒10kg，共混挤出成型，从而制备出除甲醛人造草丝，挤出成型温度220℃，总拉伸比5-6，烘箱温度95℃。
人造草坪制备同对比例1。
使用标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例1-4和对比例2-3比较，实施例1-4是人造草丝含有除甲醛功能材料，对比例2-3是人造草丝含有无机材料，实施例1-4制备的人造草坪具有除甲醛的功能，对比例2-3制备的人造草坪不具备除甲醛的功能，同时因为除甲醛功能材料是纳米级，在制备除甲醛功能母粒过程中，因比表面积大，充分分散在聚乙烯粉料中，且母粒放置一周时间，MFR(测试条件：190℃，5kg)数值保持在15g/10min，草丝拉丝过程正常。对比例2-3制备的无机母粒，在制备无机母粒过程中，无机粉料跟聚乙烯粉料混合过程出现团聚现象，需要加热混料，母粒放置一周时间，MFR数值下降明显，MFR(测试条件：190℃，5kg)的数值从15g/10min下降到1.5g/10min，草丝生产过程中出现竹节丝，影响草丝的力学性能。
对比例4
常规人造草坪制备同实施例5；
胶粘剂的制备：
第一步，丁苯胶乳50kg、二氧化钛(10μm)10kg，2000r/min，高速混合10min，其中纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的二氧化钛体积79％，金红石结晶形式的二氧化钛体积21％；
第二步，添加碳酸钙(325目)80kg，500r/min，高速混合30min；第三步，添加色浆1kg，100r/min，高速混合60min，混合均匀制得除甲醛胶粘剂。
将常规人造草丝簇绒在基布层上，胶粘剂涂覆在基布上远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂胶量800-900g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例5-8和对比例4比较，胶粘剂体系是水溶性丁苯胶粘剂，其中实施例5-8胶粘剂体系中含有纳米级光催化材料，材料的比表面积大，相同的添加量相同时间可以分解更多甲醛分子；对比例4中添加的光催化材料是微米级，比较面积小，相同的添加量相同时间分解甲醛分子量小，除甲醛效率明显降低。
对比例5
常规人造草丝同实施例5；
聚氨酯胶粘剂组合物的制备：
A组分：5000分子量聚醚三元醇47.5kg、低分子量聚醚二醇47.5kg，一缩二乙二醇5kg，二乙酰丙酮镍0.4kg，多孔活性竹炭负载Ag-AgBr(5μm)15kg混合，500r/min，2-3min，再加入碳酸钙100kg和色浆2.5kg混合，500r/min，10min；
B组分：异氰酸酯73kg；
将常规人造草丝簇绒在基布层上，下一步按照比例将A组分和B组分经高速剪切搅拌混合1min后，需立刻均匀涂覆除甲醛胶粘剂涂覆在基布层远离人造草丝的一面，140℃烘干，胶粘剂层胶量600-700g/m2。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
对比例6
常规人造草丝同实施例5；
常规聚氨酯胶粘剂组合物的制备：
A组分：5000分子量聚醚三元醇50kg、低分子量聚醚二醇50kg、一缩二乙二醇5kg、二乙酰丙酮镍0.4kg，500r/min，2-3min，再加入碳酸钙100kg和色浆2.5kg混合，500r/min，10min；
B组分：异氰酸酯73kg；
人造草坪的制备同比较实施例5。
按照标准JC/T1074-2008规定的方法进行除甲醛性能评估，净化效率检测结果见表1，净化效率持久性检测结果见表2。
实施例12-14和对比例5、6比较，实施例12-14中含有纳米级光催化材料比对比例5中添加的微米级光催化材料的除甲醛效率高，特别是添加多孔吸附材料和纳米金属氧化物复合材料或多孔吸附材料和Ag-AgBr复合材料可以有效的锁住A组分体系制备过程意外引入的水分或者多元醇中含有的微量水分子，可以有效避免B组分催化剂跟水发生暴聚反应，影响连续化生产。例如比较实施例6配方系统在湿度达到90％以上的天气很容易出现暴聚现象，影响正常生产。
上述实施例中标准JC/T1074-2008规定的方法包括以下步骤：
净化效率检测方法：
将制备好的规格为500mm*50mm的样品(4块)，放入样品舱内，每个舱内放置四块样品与样品架上，人造草丝一面朝向舱中心放置。将一玻璃平皿放入试验舱的底部，密闭试验舱，然后用微量注射器取分析纯甲醛，通过注射孔滴在玻璃皿内，密闭注射孔。打开两舱内的日光灯(1舱为样品舱，2舱为空白舱)。密闭1h后采集舱内的空气测试其浓度，此浓度为初始浓度。48h后采集舱内气体并测试其浓度，此浓度为终止浓度。采集气体前开启风扇30min，采样时关闭。
净化效率持久性检测将制备好的四块试验样块放入准备好的样品舱中，密闭样品舱。每天按时加入甲醛分析纯溶液，加入步骤同上(净化效率方法中甲醛加入方法)，持续4d。第5d时取出饱和试验完成的样块，放置在温度(20±2)℃，相对湿度(50±10)％环境条件下24h。把进行过饱和试验的样块，按照净化效率测试方法进行测试。
表1除甲醛人造草坪甲醛净化效率检测数据
表2除甲醛人造草坪甲醛净化效果持久性检测数据
由上表1和表2可知，对比例1中未加入母粒，除甲醛效果差且甲醛净化效果时间短，对比例2-3中加入了无机母粒后除甲醛效果较差且甲醛净化效果时间较短，对比例4-6加入了除甲醛效果差且甲醛净化效果时间短，实施例1-15在人造草丝中加入除甲醛功能母粒或在胶粘剂中加入纳米光催化材料后使得本发明的除甲醛人造草坪甲醛净化效率较高，甲醛净化效果较持久，实施例16、17在人造草丝中加入除甲醛功能母粒及在胶粘剂中加入纳米光催化材料所得除甲醛人造草坪甲醛净化效率高达100％，甲醛净化效果持久。
实施例1-4与对比例2-3比较，在母粒中加入光催化材料与未加入光催化材料的母粒比较，人造草丝的拉断力数据、草坪耐磨性能见表3。
使用标准GB/T 1040对草丝的拉断力进行检测，采用拉伸速率250mm/min，测试5根草丝的拉断力示值，取结果的算术平均值，精确到1N；
使用标准FIFA Quality Programme for FootballTurf-2015对草坪进行耐磨检测，采用Lisport XL人造草坪磨损测试仪检测，草丝规格为宽度约13mm、厚度约200μm、约2000丹尼尔。
实施例12-15与对比例5、6比较，聚氨酯胶粘剂粘结强度和耐水性能和背胶速度影响，其中胶粘剂粘结强度和耐水性能通过应用于运动草坪后草丝在热水中加速老化前后的拔脱力值来进行判断，判断标准依据FIFA Quality Programme for FootballTurf-2015进行，具体数据见表4。
粘结强度测试方法：用电子万能材料试验机按照标准ISO 4919中的方法进行测试，具体为截取20cm*20cm的待测样块，讲其置于相对湿度为(65±4)％，温度为(20±2)℃的环境下24h，将待测样块置于电子万能材料试验机上以垂直于样块方向用夹钳夹取一簇草丝，开启机器，待草丝被完全拔出后记录最大力值为草丝的拔脱力，对于每一个样块的拔脱力值都是基于10个样块数据的平均值。
耐水性能检测方法：按照标准EN 13744和ISO 4919中的方法进行测试，具体为截取两块相同的20cm*20cm的待测样块，其中一块置于相对湿度为(65±4)％，温度为(20±2)℃的环境下，另一块置于水浴中，温度维持在(70±2)℃，置于此热水环境下老化(336±2)h，老化试验结束后将样块取出置于相对湿度为(65±4)％，温度为(20±2)℃的环境下晾干，时间不能超过6d，然后将其与未老化样块一起测试拔脱力值进行对比。
表3人造草丝的拉断力数据、草坪耐磨性能
由上表3可知，对比例2-3中加入了无机母粒，所制备的人造草坪粘结效果较差，耐磨性较差，实施例1-4中在母粒中加入了纳米光催化材料，所得除甲醛人造草丝韧性强，不易开叉。
表4粒径对草丝拔出力比较
由上表4可知，实施例12-15中加入纳米光催化材料，特别是实施例13-15添加的纳米光催化材料含有多孔吸附材料，可以吸附A组分中微量的水分子，明显提高背胶的速度，同时有利于A组分和B组分充分反应，提高草坪拔脱力。

Claims (11)

1.一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，由人造草丝、基布层和胶粘剂层组成，所述人造草丝簇绒在所述基布层上，所述胶粘剂层涂覆在所述基布层远离所述人造草丝的一面；所述人造草丝或/和胶粘剂层中含有除甲醛功能材料。
2.根据权利要求1所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述人造草丝原料含有除甲醛功能母粒。
3.根据权利要求2所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述除甲醛功能母粒含有纳米光催化材料。
4.根据权利要求1所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述胶粘剂层含有纳米光催化材料。
5.根据权利要求3或4所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述纳米光催化材料包含纳米金属氧化物或多孔吸附材料和纳米金属氧化物的复合材料或多孔吸附材料和Ag-AgBr的复合材料中任一种或任意几种的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述纳米金属氧化物包含纳米二氧化钛、纳米二氧化锰、纳米氧化锌、纳米二氧化锡、纳米三氧化钨、纳米三氧化二铋、纳米三氧化二铁中的任一种或任意几种的混合。
7.根据权利要求6所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述纳米二氧化钛中锐钛矿结晶形式的纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的60％-95％，金红石结晶形式的纳米二氧化钛为纳米二氧化钛总体积的5％-40％。
8.根据权利要求5所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述的多孔吸附材料和纳米金属氧化物的复合材料包含多孔活性二氧化硅负载纳米金属氧化物、多孔活性竹炭负载纳米金属氧化物、多孔活性炭负载纳米金属氧化物、多孔活性沸石负载纳米金属氧化物、多孔氧化铝负载纳米金属氧化物、多孔玻璃纤维负载纳米金属氧化物、多孔磁性壳聚糖负载纳米金属氧化物中的任一种或任意几种的混合。
9.根据权利要求5所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述的多孔吸附材料和Ag-AgBr的复合材料包含多孔活性竹炭负载Ag-AgBr、多孔活性炭负载Ag-AgBr、多孔活性沸石负载Ag-AgBr、多孔氧化铝负载Ag-AgBr、多孔玻璃纤维负载Ag-AgBr、多孔活性二氧化硅负载Ag-AgBr中的任一种或任意几种的混合。
10.根据权利要求3、4、6至9任一项所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述纳米光催化材料的平均晶粒尺寸为5nm-700nm。所述纳米光催化材料中掺杂至少一种非金属或金属离子。
11.根据权利要求10所述的一种光催化除甲醛人造草坪，其特征在于，所述的非金属为C、N或S；所述的金属为Pt、Ag、Cu、Fe、Cr、Ce、Yb、Ni、Au、Pd、Ir、Ru或Rh。
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