CN109735913B - 一种阻燃组合物及其制备方法、人造草丝、人造草坪背胶及人造草坪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人造草坪技术领域，具体涉及一种阻燃组合物及其制备方法、人造草丝、人造草坪背胶及人造草坪。本发明的阻燃组合物，包括以下质量份数的组分组成：含氮阻燃剂10～30份，含溴阻燃剂40～60份，助阻燃剂A 5～10份，助阻燃剂B 1～3份，所述含氮阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，所述含溴阻燃剂为十溴二苯乙烷、八溴醚、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺中的任意一种，所述助阻燃剂A为三氧化二锑或锑化钠，所述助阻燃剂B为2,3‑二甲基‑2,3‑二苯基丁烷。本发明的阻燃组合物，阻燃效果好，用于人造草丝的阻燃可以达到离火自熄的效果，且使得人造草丝保持了较好的抗老化能力和力学性能。

Description

一种阻燃组合物及其制备方法、人造草丝、人造草坪背胶及人 造草坪

技术领域

本发明涉及人造草坪技术领域，具体涉及一种阻燃组合物及其制备方法、人造草丝、人造草坪背胶及人造草坪。

背景技术

人造草坪中人造草丝的阻燃，一般是通过添加氮磷膨胀性阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂或受阻胺类阻燃剂来实现阻燃的。这类阻燃剂在生产和实际应用中存在一些问题：阻燃等级较低且密度较大，长时间燃烧后无法达到阻燃的效果。另外添加了该类型阻燃剂的人造草丝，会出现力学性能和抗老化性能急剧下降的问题。

人造草坪胶水的阻燃，一般是通过添加AI(OH)₃、Mg(OH)₃、Sb₂O₃等无机阻燃物来实现，但是采用这类阻燃剂，由于其分散性难以掌控，仍然会出现阻燃等级低，阻燃效果差的问题，且容易造成重金属污染的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃组合物，该阻燃组合物用于人造草丝可以达到离火自熄的效果。

本发明的第二个目的在于提供一种上述阻燃组合物的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种人造草丝。

本发明的第四个目的在于提供一种人造草坪背胶。

本发明的第五个目的在于提供一种人造草坪。

为实现上述目的，本发明的技术方案是:

一种阻燃组合物，包括以下质量份数的组分组成：含氮阻燃剂10～30份，含溴阻燃剂40～60份，助阻燃剂A 5～10份，助阻燃剂B 1～3份，所述含氮阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐，所述含溴阻燃剂为十溴二苯乙烷、八溴醚、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺中的任意一种，所述助阻燃剂A为三氧化二锑或锑化钠，所述助阻燃剂B为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷。

上述阻燃组合物，还包括聚乙烯15～30份。

上述阻燃组合物的制备方法，将含氮阻燃剂、含溴阻燃剂、助阻燃剂A、助阻燃剂B混合均匀后于200～300℃造粒即得。

一种人造草丝，包括上述阻燃组合物。

上述人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：基材70～80％，阻燃组合物5～20％，助剂10～15％；所述基材为聚丙烯或聚乙烯；所述助剂包括色母粒、抗老化母粒、润滑剂。

所述色母粒、抗老化母粒、润滑剂的质量比为4～8:2～4:1～2。

所述润滑剂为PPA。

上述人造草丝，将基材、阻燃组合物、助剂混匀后于200～300℃挤出拉丝即得。

一种人造草坪背胶，包括丁苯胶水和上述阻燃组合物，所述丁苯胶水和所述阻燃组合物的质量比为100:10～30。

一种人造草坪，包括上述人造草丝。

所述人造草坪，还包括底布和胶黏剂，所述胶黏剂为上述人造草坪背胶。

所述人造草坪，还包括底布和胶黏剂，所述胶黏剂由PU胶水和PU胶用阻燃组合物按照100:10～30的质量比混合而成；所述PU胶用阻燃组合物由以下质量份数的组分组成：聚醚多元醇40～80份，异氰酸酯40～60份，无卤阻燃剂100～300份。

所述聚醚多元醇的分子量为3000～8000，所述无卤阻燃剂为Mg(OH)₂或AI(OH)₃。

优选的，所述聚醚多元醇的分子量为3000。

优选的，所述异氰酸酯为烟台万华PM200异氰酸酯。

上述人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1)将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2)在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂，之后烘干，得到人造草坪。

本发明的阻燃组合物，其组分中含有三聚氰胺氰尿酸盐，三聚氰胺氰尿酸盐具有抑烟、低毒、不腐蚀、对热及紫外线稳定、阻燃效果佳等优点，三聚氰胺氰尿酸盐在燃烧时能在阻燃材料的表面生成焦炭和进行焦炭泡沫化过程，生成具有阻燃性能的膨胀型焦炭保护层，该炭化层在聚合物和燃烧区形成性能极佳的阻隔层，限制热量释放速度和氧的供应，保护被阻燃材料的进一步燃烧，使烟量、毒性气体量及腐蚀性气体量减到最小的程度，另外三聚氰胺氰尿酸盐在燃烧时生成氮气，它冲淡了氧和高分子化合物分解而产生的可燃气的浓度，由于气体生成和热对流带走了一部分热量，使得燃烧速度减缓从而达到阻燃；本发明的阻燃组合物含有十溴二苯乙烷、八溴醚或乙撑双四溴邻苯二甲酰胺等溴系阻燃剂，由于C-Br键的键能较低，分解温度在200～300℃，高聚物分解时溴系阻燃剂也开始分解，并能捕捉高分子材料分解时的自由基，从而延缓或抑制燃烧链的反应，同时释放出的HBr本身是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔与稀释氧气浓度的作用；另外本发明阻燃组合物中还含有助阻燃剂，各种组分相互协同作用，具有较好的阻燃效果，且热裂解或燃烧时不产生有毒的多溴代二苯并二恶烷(PBDO)及多溴代二苯并呋喃(PBDF)，完全符合欧洲关于二恶英条例的要求，对环境不造成危害，无任何毒性，也不会对生物产生任何致畸性，对水生物如鱼等无副作用，符合环保的要求。

采用本发明阻燃组合物制得的人造草丝，持续用天然气喷枪强烈燃烧3分钟后，仍旧能够达到离火自熄，阻燃等级达到英国的英国BS-476-3AB级标准。本发明的人造草丝保持了较好的力学性能和抗老化性能，抗老化测试3000小时，人造草丝的颜色稳定无明显变化，小于灰卡4级；老化后拉断力测试，与老化前相比，拉断力保留率为90％以上。

具体实施方式

实施例1

本实施例的阻燃组合物，包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐20份，十溴二苯乙烷50份，三氧化二锑10份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷2份。

上述阻燃组合物，还包括聚乙烯18份。

本实施例的阻燃组合物，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于250℃造粒，即得。

本实施例的人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚乙烯基材70％，上述阻燃组合物20％，色母粒4％，抗老化母粒4％，润滑剂PPA 2％。

上述人造草丝，将聚乙烯基材、阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于200℃挤出拉丝即得。

本实施例的人造草坪，包括底布、胶黏剂和上述人造草丝，所述胶黏剂为人造草坪背胶，所述人造草坪背胶，由丁苯胶水和阻燃组合物组成，所述丁苯胶水和所述阻燃组合物的质量比为100:30，所述阻燃组合物包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐20份，十溴二苯乙烷50份，三氧化二锑10份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷2份。

本实施例的人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1)将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2)在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。

实施例2

本实施例的阻燃组合物，包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐30份，八溴醚40份，锑化钠5份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷3份。

上述阻燃组合物，还包括聚乙烯22份。

本实施例的阻燃组合物，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、八溴醚、锑化钠、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于200℃造粒，即得。

本实施例的人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚丙烯基材80％，上述阻燃组合物10％，色母粒6％，抗老化母粒3％，润滑剂PPA 1％。

上述人造草丝，将聚丙烯基材、阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于260℃挤出拉丝即得。

本实施例的人造草坪，由包括布、胶黏剂和上述人造草丝，所述胶黏剂为人造草坪背胶，所述人造草坪背胶，由丁苯胶水和阻燃组合物组成，所述丁苯胶水和所述阻燃组合物的质量比为100:10，所述阻燃组合物包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐30份，八溴醚40份，锑化钠5份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷3份。

本实施例的人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1)将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2)在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。

实施例3

本实施例的阻燃组合物，包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐10份，乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺60份，锑化钠8份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1份。

上述阻燃组合物，还包括聚乙烯21份。

本实施例的阻燃组合物为颗粒状，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、锑化钠、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于300℃造粒，即得。

本实施例的人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚丙烯基材78％，上述阻燃组合物10％，色母粒8％，抗老化母粒2％，润滑剂PPA 2％。

上述人造草丝，将聚丙烯基材、阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于220℃挤出拉丝即得。

本实施例的人造草坪，包括底布、胶黏剂和上述人造草丝，所述胶黏剂由PU胶水和PU胶用阻燃组合物按照100:10的质量比混合而成；所述PU胶用阻燃组合物由以下质量份数的组分组成：聚醚多元醇(分子量为3000)80份，烟台万华PM200异氰酸酯40份，Mg(OH)₂ 100份。

本实施例的人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1)将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2)在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂定型，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。

实施例4

本实施例的用阻燃组合物，包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐20份，十溴二苯乙烷44份，三氧化二锑5份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1份。

上述阻燃组合物，还包括聚乙烯30份。

本实施例的阻燃组合物，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于260℃造粒，即得。

本实施例的人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚乙烯基材70％，上述阻燃组合物20％，色母粒4％，抗老化母粒4％，润滑剂PPA 2％。

上述人造草丝，将聚乙烯基材、阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于300℃挤出拉丝即得。

本实施例的人造草坪，包括底布、胶黏剂和上述人造草丝，所述胶黏剂由PU胶水和PU胶用阻燃组合物按照100:30的质量比混合而成；所述PU胶用阻燃组合物由以下质量份数的组分组成：聚醚多元醇(分子量为8000)40份，烟台万华PM200异氰酸酯60份，Al(OH)₂ 300份。

本实施例的人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1)将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2)在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂定型，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。

实验例

1)阻燃性能测试：持续用天然气喷枪分别强烈燃烧实施例1-4中的人造草坪，实施例1-4中的人造草坪燃烧3分钟后均能够达到离火自熄，并且在草坪穿透后仍旧保持阻燃效果，阻燃等级能够达到英国BS-476-3AB级标准。

2)按照国标方法测试实施例1-4中人造草丝的力学性能和抗老化性能，老化试验条件如下：试验总时间3000小时，实验设备：美国QUV/SPRAY，总辐照量：2267W/㎡，试验程序：光照强度0.68W/㎡，55℃光照4小时←→45℃冷凝2小时；测试期间对于老化1500小时、3000小时的样品进行留样，测试人造草丝所留样品的颜色及拉断力，实验结果如表1所示。拉断力保留率为老化后的拉断力与老化前的拉断力的比值。

表1实施例1-4中人造草丝老化前后的拉断力测试及颜色变化

实验结果表明，在氙灯下照射3000小时，草丝的颜色无明显变化，小于灰卡4级；老化后测试拉断力，与老化前相比，拉断力保留率均在90％以上。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚乙烯基材70%，第一阻燃组合物20%，色母粒4%，抗老化母粒4%，润滑剂PPA 2%；第一阻燃组合物，包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐20份，十溴二苯乙烷50份，三氧化二锑10份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷2份，聚乙烯18份；所述第一阻燃组合物，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于250℃造粒；所述人造草丝是将聚乙烯基材、第一阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于200℃挤出拉丝制得。

2.一种人造草坪，其特征在于，包括权利要求1所述的人造草丝，还包括底布和胶黏剂，所述胶黏剂为人造草坪背胶，所述人造草坪背胶，由丁苯胶水和第二阻燃组合物组成，所述丁苯胶水和所述第二阻燃组合物的质量比为100:30，所述第二阻燃组合物包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐20份，十溴二苯乙烷50份，三氧化二锑10份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷2份；所述人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1）将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2）在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。

3.一种人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚丙烯基材80%，第一阻燃组合物10%，色母粒6%，抗老化母粒3%，润滑剂PPA 1%；第一阻燃组合物包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐30份，八溴醚40份，锑化钠5份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷3份，聚乙烯22份；所述第一阻燃组合物，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、八溴醚、锑化钠、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于200℃造粒；所述人造草丝是将聚丙烯基材、第一阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于260℃挤出拉丝制得。

4.一种人造草坪，其特征在于，包括权利要求3所述的人造草丝，还包括布和胶黏剂，所述胶黏剂为人造草坪背胶，所述人造草坪背胶，由丁苯胶水和第二阻燃组合物组成，所述丁苯胶水和所述第二阻燃组合物的质量比为100:10，所述第二阻燃组合物包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐30份，八溴醚40份，锑化钠5份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷3份；所述人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1）将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2）在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。

5.一种人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚丙烯基材78%，第一阻燃组合物10%，色母粒8%，抗老化母粒2%，润滑剂PPA 2%；第一阻燃组合物，包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐10份，乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺60份，锑化钠8份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1份，聚乙烯21份；所述第一阻燃组合物，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺、锑化钠、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于300℃造粒；所述人造草丝是将聚丙烯基材、第一阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于220℃挤出拉丝制得。

6.一种人造草坪，其特征在于，包括权利要求5所述的人造草丝，还包括底布和胶黏剂，所述胶黏剂由PU胶水和PU胶用阻燃组合物按照100:10的质量比混合而成；所述PU胶用阻燃组合物由以下质量份数的组分组成：分子量为3000的聚醚多元醇80份，烟台万华PM200异氰酸酯 40份，Mg(OH)₂ 100份；所述人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1）将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2）在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂定型，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。

7.一种人造草丝，由以下质量百分比的原料制得：聚乙烯基材70%，第一阻燃组合物20%，色母粒4%，抗老化母粒4%，润滑剂PPA 2%；第一阻燃组合物，包括以下质量份数的组分：三聚氰胺氰尿酸盐20份，十溴二苯乙烷44份，三氧化二锑5份，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷1份，聚乙烯30份；所述第一阻燃组合物，其制备方法包括以下步骤：按照上述质量份数将三聚氰胺氰尿酸盐、十溴二苯乙烷、三氧化二锑、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、聚乙烯混合均匀后使用双螺杆造粒机于260℃造粒；所述人造草丝是将聚乙烯基材、第一阻燃组合物、色母粒、抗老化母粒、润滑剂PPA按照上述质量百分比混匀后于300℃挤出拉丝制得。

8.一种人造草坪，其特征在于，包括权利要求7所述的人造草丝，还包括底布和胶黏剂，所述胶黏剂由PU胶水和PU胶用阻燃组合物按照100:30的质量比混合而成；所述PU胶用阻燃组合物由以下质量份数的组分组成：分子量为8000的聚醚多元醇40份，烟台万华PM200异氰酸酯 60份，Al(OH)₂ 300份；所述人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

1）将人造草丝通过簇绒机簇绒于底布上，得到人造草坪胚毯；

2）在人造草坪胚毯的背面涂胶黏剂定型，之后放入烘箱烘干，得到人造草坪。