CN110157088A - 一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒及其制备方法 - Google Patents

一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒及其制备方法，原料包括热塑性塑料、橡胶、恒温相变材料、色母粒、助剂、填充油和无机填料，通过将原料混合后在150～220℃下混炼5～8分钟，再进行挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干等操作后得到，本发明采用共混挤出工艺，在人造草坪填充颗粒中加入恒温相变材料，使其温度维持在一定范围内，提升了颗粒的耐候性能，避免了高温及严寒天气对橡塑基颗粒的影响，降低了维护成本。该填充颗粒制造工艺简单，便于规模化工业生产，促进了人造草坪系统的推广与发展。

Description

一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种人造草坪填充橡塑颗粒及其制备方法，具体涉及一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒及其制备方法，属于属于人造草坪技术领域。
背景技术
人造草坪是近几十年来迅速发展起来的草坪产业，它是以塑料化纤为原料人工制作的模拟草坪，它拥有天然草坪的部分功能，又以其较好的耐磨性、均一性和较低的养护管理需求而被人们所广泛接受。1997年，FieldTurf人造草坪的出现，标志着人造草坪从原来的“毯状草坪”过渡到了第三代人造草坪—“束状草坪”，第三代人造草坪有很长的使用寿命，它以橡塑颗粒或用沙粒和橡塑颗粒的混合物作为填充物，使这种人造草坪无论是在外观上还是使用质量上，与天然草坪都达到了极大的相似。随着FieldTurf人造草坪在全世界范围内的广泛应用及其优异性能，使其不仅成为学校体育场、城市公园、休闲娱乐场所的选择，而且成为专业体育场的选择。
填充颗粒的基材多为硫化橡胶和高分子塑料，这类制品在常温环境下具有良好的弹性与柔韧性，能为人造草坪提供优异的震动吸收及回弹缓冲性能。但橡塑制品的耐候性往往较差，高温下，挥发性有毒物质易从材料中析出，加深污染；有机树脂没有天然草的降温功能，受热会带来灼伤感，影响使用舒适度；颗粒会因聚合物分子链的缠绕及填充油渗出而黏连、结块，影响铺装。同样的，在严寒环境中，聚合物的分子链运动越来越困难，逐渐接近于玻璃态，宏观上表现为材料变硬、变脆、韧性消失，抗弯曲强度、抗拉伸度上升，易碎裂，出现应力集中等现象，严重影响填充颗粒的耐候性及其在人造草坪系统中的使用性能。
相变材料是指温度不变的情况下改变物质状态并能吸收或释放潜热的物质。当外界温度高于相变材料的相变温度时，相变材料会发生相态改变，此时相变材料需要从环境中吸热；当外界温度低于相变材料的相变温度时，相变材料发生逆相态改变，同时向外界环境放出热量。由于相变材料发生相态改变时，伴有吸热和放热现象，使得相变材料的表面温度始终保持相对恒定。由于它具有储能密度大、储热能力强、温度恒定等优点，在太阳能吸收利用、智能调温服装、新型建材及电子器件等应用领域得到了广泛关注。
公开号为CN 102795805A的中国专利文献公开了一种建筑节能相变恒温材料及其制备方法,利用微孔吸附法将吸附材料吸附在具有微孔结构的纳米氧化物中形成定型复合相变材料，再利用变性淀粉的两性基团特性，使亲油基团向相变材料定向分布形成包覆膜。该发明解决了定向复合相变材料的渗漏问题，且外露的亲水基与建筑材料有良好的润湿性。公开号为CN 103785335A的中国专利文献公开了一种无机相变微胶囊及其制备方法。该发明采用二氧化硅无机壁材二次包覆的无机相变微胶囊，提高了无机相变微胶囊的导热性和机械强度，并且外层的无机壁材可对内层的有机壁材起到保护作用。
由于相变材料具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能，因而通过恰当的设计将相变材料引入各类基材中，可以使制品热流波动的影响被削弱，温度控制在所需的范围内，提升制品的耐候性与使用寿命。但现有的文献报道中鲜有对温度可控，耐候性能良好的人造草坪填充橡塑颗粒及其制备工艺的研究。因此，开发一种生产工艺简单，低成本，温度可调控，对恶劣天气有良好耐候性的人造草坪填充颗粒成为该领域亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒及其制备方法，将恒温相变材料均匀分散于填充颗粒中，使其温度维持在一定范围内，提升了颗粒的耐候性能，避免了高温及严寒天气对橡塑基颗粒的影响，降低了维护成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，位于人造草坪石英砂填充层上端并均匀分散在人造草坪的人造草丝间，其原料包括热塑性塑料、橡胶、恒温相变材料、色母粒、助剂、填充油和无机填料；
以可控温、耐候型人造草坪填充用橡胶颗粒的重量份数为100计，恒温相变材料的重量份数为5～30份。
本发明可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒在橡塑基材中添加恒温相变材料，由于相变过程一般是等温或近似等温过程，这种特性有利于把颗粒温度变化维持在较小的范围内，使人体感到舒适。相变材料的引入延缓了颗粒在高温及严寒天气下的急剧升温、降温，避免了颗粒因曝晒出现有害气体挥发现象或因低温而脆化，提升了颗粒的耐候性能，降低了维护成本。
进一步，恒温相变材料为恒温相变微胶囊或具有相变性质的金属氧化物，其中，恒温相变微胶囊由包埋剂与相变芯材制备得到。
进一步，包埋剂为无机包埋剂、有机包埋剂中的任一种或两种的复合包埋剂；
无机包埋剂为二氧化硅及硅酸盐类物质，有机包埋剂为聚氨酯、聚苯乙烯、三聚氰胺甲醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、脲醛树脂、壳聚糖中的一种或几种的混合。
包埋剂的选取要考虑芯材性质和微胶囊应用的需要。包埋剂和芯材相容性要好，无相互腐蚀，保证芯材不渗透；包埋剂的熔点要高于芯材的相变温度；包埋剂需满足成膜性、化学稳定性好，韧性高，耐磨，耐热的要求。二氧化硅及硅酸盐类无机包埋剂具有优异的导热性与机械强度，对芯材可提供良好的保护，但其力学性能往往不理想，因而在实际生产中限制了其应用。聚氨酯、聚苯乙烯、三聚氰胺甲醛树脂等有机包埋剂有以下优势：(1)具有一定的成膜能力且渗透率低；(2)与橡塑基材有良好的互溶能力，能均匀分散于草丝介质中；(3)具有良好的弹性，保证在加工与使用过程中不破裂；(4)固化后表面不发粘。但有机包埋剂也存在不耐高温加工，稳定性差的缺点。为了获得包埋剂良好的综合性能，有时会将几种包埋剂混合使用，或设计多层包埋体系，取长补短。
进一步，相变芯材为无机相变芯材、有机相变芯材、无机-有机复合相变芯材中的任一种；
无机相变芯材为十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O)、四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)六水氯化钙(CaCl2·6H2O)十二水磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)中的一种或几种的混合，有机相变芯材为石蜡类直链烷烃、脂肪酸类、多元醇类、聚烯醇类中的一种或几种的混合，无机-有机复合相变芯材为石蜡/膨胀石墨复合材料、SiO2/脂肪酸复合物中的一种或两种的混合。
恒温相变微胶囊芯材的选择原则有：具有较大的相变潜热，在相变过程中能储存或释放更多热量；具有合适的相变温度范围；具有良好的稳定性，包括耐高温、耐机械加工和耐久性，且不易从包埋剂外泄；具有较大的导热系数；与基材相容性好。无机相变芯材具有廉价、储热量大、体积变化率小等优点，且材料无毒，不产生挥发性毒害气体，其相变温度范围广、可调节；石蜡类直链烷烃、脂肪酸类、脂类属于固-液转变型有机芯材，其相变焓值高，熔融热大，耐久性好，过冷度小，对包埋剂及橡塑基材无腐蚀性；多元醇类、聚烯醇类则属于固-固转变型有机芯材，其可直接加工成型，相变时体积变化小，不存在过冷和相分离现象，无泄漏问题，可逆性好，热效率高，使用寿命长；无机-有机复合相变芯材储热密度大，传热性能优良，循环稳定性好。受过冷度及制备工艺成本等问题制约，目前市场上最常用的还是固-液有机芯材的相变微胶囊。
进一步，具有相变性质的金属氧化物为二氧化钒(VO2)或其修饰改性物。
采用上述进一步的有益效果在于，太阳光能量主要来源于近红外波段，相变前后VO2由于晶型变化，使其红外光透射率发生突变。当温度低于其相变点时，VO2能较大程度允许红外光透过，使之内部温度上升；当温度上升至相变点以上时，VO2对红外光的反射率增强，透射率大幅下降，使得材料内部温度降低，此过程是可逆的。另外，相变前后VO2的折射率和消光系数也会明显改变。VO2的相变温度为68℃，是相变温度最接近室温的材料之一。
由晶体学理论可知，在单斜相中钒离子沿c轴形成V4+-V4+同极结合形式，从而显示半导体性质，掺杂离子则会通过取代VO2中的氧离子或钒离子来达到破坏V4+-V4+同极结合的目的。随着V4+-V4+同极结合的减少，VO2的单晶相结构变得不稳定，以致VO2相变温度降低。一般所选的掺杂离子，如果是阳离子，若其离子半径比V4+大，化合价比V4+高，若是阴离子，其离子半径比O2-大，化合价比O2-高均能使相变温度升高。相反，如果引入的是半径小、价态低、外层没有d轨道的离子，如Al3+、Cr3+、Ga3+和Ge4+，则会使相变温度升高。在众多掺杂元素中，钨掺杂(V1-xWxO2)的降温效果是最明显的。各元素离子在1％掺杂量下对VO2相变温度的影响如表1。
表1不同的掺杂元素对VO2相变温度的影响
由上表1可知，通过钼(Mo)、钨(W)金属掺杂等改性手段降低至室温附近。利用这一特性，可将VO2或其修饰改性物作为填料共混至橡塑基材中，所得橡塑制品具有冬暖夏凉的效果。
进一步，恒温相变材料可以是在不同温度发生相变的多种材料的组合。
采用上述进一步的有益效果在于，对于储能用相变材料，当温度升高至相变点时，相变材料在热量的传输过程中将能量储存起来，就像热阻一样将可以延长能量传输时间，使基材维持在一定温度。但当环境温度超过相变温度且相变过程结束后，相变材料与基材的温度均会继续升高。同样的，对于放热用相变材料，当温度降至相变温度时，相变材料通过相态改变释放潜热提供热量，使温度不再降低。但当环境温度低于相变点且相变过程完成后，基材温度仍会继续降低。
为此，本发明所用恒温相变材料可以是在不同温度发生相变的多种材料的组合。在夏季高温环境中，颗粒温度往往从常温升高至70℃以上，仅用一种相变材料，其相变过程会在短时间内结束并失效；而使用不同相变点的相变材料的组合，在温度持续上升过程中，当一种材料结束相变后，另一种相变材料刚开始发挥储热作用，因而可以为填充颗粒提供一个较宽的恒温范围。同样的，在严寒天气中，当颗粒温度持续降低时，一种材料相变结束后，另一相变材料可随即发生相变继续提供热量，避免了使用单一相变材料过早完成相变后，颗粒温度随环境温度不断下降的不利情况。
进一步，热塑性塑料、橡胶或其共混物、色母粒、助剂、填充油、无机填料及相变材料的重量份数比优选为10～25：0.1～5：0.5～3：5～20：55～80：5～30；
其中，热塑性塑料为聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)中的任一种或几种的混合；
橡胶为人造或合成橡胶，选自丁苯橡胶(SBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、苯乙烯类热塑性弹性体(TPS)、热塑性聚氨酯(TPU)、聚烯烃弹性体(POE)中的任一种或几种的混合；
助剂为紫外光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、分散剂中的任一种或几种的混合；
填充油为芳烃油、环烷油、矿物油、石蜡油、硅油中的任一种或几种的混合；
无机填料为重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、云母粉、高岭土中的任一种或几种的混合。
采用上述进一步的有益效果在于，橡塑基材多为热塑性材料，其制作周期短，生产效率高，熔料对模口的损耗小，具有优异的抗张强度、抗永久形变性能，具备高韧性和高回弹率等力学特征，颗粒的环保性能和可重复使用率得到极大提升。
热塑性塑料、橡胶或其共混物作为填充颗粒基材，主要用于控制颗粒的弯曲应力、冲击韧性等力学指标，增加用量可提升力学性能。同时，由于橡塑基材折光指数低，吸热率高，散热速度慢，用量过大易导致颗粒在太阳光照下的热平衡温度升高，故其适宜的重量份数为10～25份；相变材料利用自身相变焓储存或释放潜热，用量过少，其储热及放热量低，不能达到维持恒温的目的。常用的相变材料其相变焓一般不超过200J/g，一个人造足球场的橡塑颗粒填充量在80～100吨，根据太阳常数值(1368W/m2)计算，为保证总相变潜满足一个足球场经受6h以上的太阳辐射，相变材料的重量份数应不少于5份；同时，相变材料用过量大则影响其与橡塑基材的相容性从而影响颗粒的力学性能，且增大生产成本。故从性能和价格来比较，相变材料适宜的重量份数为5～30份。
在本发明可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒的制备过程中，可以添加色母粒调节颗粒的颜色类型与深浅；可以添加紫外光稳定剂、抗氧剂以提升颗粒的光稳定性；可以添加分散剂等以提升原料的加工性能；可以加入填充油调节颗粒的柔软程度；可以添加无机填料调节颗粒的刚性、柔韧性及耐磨性等力学性能。以上这些助剂、填充油、填料都是本领域的公知技术，均可用于本发明中。
进一步，可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒的原料还包括降温母粒，以可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒重量份数为100计，降温母粒的重量份数为0～1.5份。
对于使用有机包埋剂的相变微胶囊，受其熔点的影响，过高的共混挤出温度可能使包埋剂熔化，相变芯材流出，导致相变材料被破坏，颗粒结构受损。降温母粒初期是用在聚合物的纺丝加工中，用以降低聚合物的高粘度，防止在高加工温度下其他助剂、颜料分解而专用的，降温母粒能够降低聚合物的分子量，从而降低其加工温度，其主要成分是某些过氧化物。目前，降温母粒的运用范围已经扩大至多个领域，成为高聚物改性等生产企业的常用助剂。在聚合物制品加工过程中，添加降温母粒能明显降低电耗，提高生产效率，极大改善操作环境，且加入0.5～4％的降温母粒即可使加工温度降低20～50℃。因此，对于使用熔点低、稳定性较差的有机包埋剂型相变材料，可以添加微量降温母粒以降低加工温度，避免相变材料因高温损毁。
本发明还提供了上述可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒的制备方法，包括如下步骤：
1)将热塑性塑料、橡胶或其共混物、色母粒粒、助剂、填充油、无机填料及恒温相变材料按配比放入混炼式挤出机，各物料在150～220℃下混炼5～8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
本发明通过共混挤出工艺以制备可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，该填充颗粒制造工艺简单，便于规模化工业生产，可促进人造草坪系统的推广与发展。
附图说明
图1为本发明中实施例1、4、6及对比例1、2由室温起在70℃恒温箱中8h的温度变化图；
图2为本发明中实施例7及对比例1由室温起在-10℃恒温箱中8h的温度变化图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变微胶囊(福建天利高新材料有限公司，相变温度28℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例2
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙68.5kg，石蜡芯相变微胶囊(上海儒商新能源科技有限公司，相变温度22℃)6.5kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例3
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变微胶囊(湖北赛默新能源科技有限公司，相变温度37℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例4
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变材料(湖北赛默新能源科技有限公司，相变温度49℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例5
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，CaCl2·6H2O芯相变微胶囊(北京中瑞森新能源科技有限公司，相变温度20℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例6
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙73.5kg，W掺杂纳米VO2相变材料(杭州吉康新材料有限公司，相变温度20℃)1.5kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例7
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变微胶囊(湖北赛默新能源科技有限公司，相变温度5℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例8
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变微胶囊(杭州飞捷科技有限公司，相变温度6℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
实施例9
可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变微胶囊(苏州安道尔节能环保科技有限公司，相变温度6℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
对比例1
人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙75kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得人造草坪填充橡塑颗粒。
对比例2
人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变微胶囊(福建天利高新材料有限公司，相变温度28℃，5kg；湖北赛默新能源科技有限公司，相变温度43℃，5kg)共10kg缓慢加入混炼式挤出机中，190℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得人造草坪填充橡塑颗粒。
对比例3
人造草坪填充橡塑颗粒，由以下方法制备得到：
1)将PE 4kg，POE 16kg，色母粒1.5kg，紫外光稳定剂0.25kg，抗氧剂0.25kg，抗静电剂0.1kg，分散剂0.2kg，PE降温母粒0.4kg，矿物油6kg，重质碳酸钙65kg，石蜡芯相变微胶囊(福建天利高新材料有限公司，相变温度28℃)10kg缓慢加入混炼式挤出机中，150℃下混炼8分钟；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得人造草坪填充橡塑颗粒。
性能测试
裁剪面积为20cm×60cm的人造草坪若干块，分别将其置于样品盘内，用泡沫胶固定；在样品盘草丝内填充石英砂，再填充各实施例及对比例声明的颗粒，其中草高约5cm，石英砂填充层高度为1.5～2cm，颗粒填充层高度约2cm；将样品盘室温下置于恒温试验箱内，设置温度为70℃/-10℃，实验时间8h，每隔一段时间用红外线点温枪测试仪记录颗粒温度，记录检测结果如下表2-3。
表2实施例1-6及对比例由15.5℃升温至70℃所用时间及升温速率
表3实施例7-9及对比例1由15.5℃降温至-10℃所用时间及降温速率
由上述性能测试结果，结合所得图表可以看出，本发明的可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒能有效阻止热量在颗粒内部的迅速传递，减缓升温/降温速率。该填充颗粒可保证人造草坪场地维持在一定的温度范围内，不会使人体因高温产生灼伤或低温冻伤感。同时，该颗粒具备的良好耐候性降低了人造草坪系统的维护成本。并且该填充颗粒制造工艺简单，便于规模化工业生产，促进了人造草坪系统的推广与发展。

Claims (10)

1.一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，所述可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒位于人造草坪石英砂填充层上端并均匀分散在人造草坪的人造草丝间，其特征在于，所述可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒的原料包括热塑性塑料、橡胶、恒温相变材料、色母粒、助剂、填充油和无机填料；
以所述可控温、耐候型人造草坪填充用橡胶颗粒的重量份数为100计，所述恒温相变材料的重量份数为5～30份。
2.根据权利要求1所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，其特征在于，所述恒温相变材料为恒温相变微胶囊或具有相变性质的金属氧化物。
3.根据权利要求2所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，其特征在于，所述热塑性塑料为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的任一种或几种的混合；
所述橡胶为人造或合成橡胶，选自丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、苯乙烯类热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚烯烃弹性体中的任一种或几种的混合；
所述助剂为紫外光稳定剂、抗氧剂、抗静电剂、分散剂中的任一种或几种的混合；
所述填充油为芳烃油、环烷油、矿物油、石蜡油、硅油中的任一种或几种的混合；
所述无机填料为重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、云母粉、高岭土中的任一种或几种的混合。
4.根据权利要求2所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，其特征在于，所述恒温相变微胶囊由包埋剂与相变芯材制备得到。
5.根据权利要求4所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，其特征在于，所述包埋剂为无机包埋剂、有机包埋剂中的任一种或两种的复合包埋剂；
所述相变芯材为无机相变芯材、有机相变芯材、无机-有机复合相变芯材中的任一种。
6.根据权利要求5所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，其特征在于，所述无机包埋剂为二氧化硅及硅酸盐类物质；
所述有机包埋剂为聚氨酯、聚苯乙烯、三聚氰胺甲醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、脲醛树脂、壳聚糖中的一种或几种的混合；
所述无机相变芯材为十水硫酸钠、四硼酸钠六水氯化钙十二水磷酸氢二钠中的一种或几种的混合；
所述有机相变芯材为石蜡类直链烷烃、脂肪酸类、多元醇类、聚烯醇类中的一种或几种的混合；
所述无机-有机复合相变芯材为石蜡/膨胀石墨复合材料、SiO2/脂肪酸复合物中的一种或两种的混合。
7.根据权利要求2所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，其特征在于，所述具有相变性质的金属氧化物为二氧化钒或其修饰改性物。
8.根据权利要求1所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒，其特征在于，所述可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒的原料还包括降温母粒；
以可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒重量份数为100计，所述降温母粒的重量份数为0～1.5份。
9.一种权利要求1-8任一项所述的可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)将热塑性塑料、橡胶或其共混物、色母粒粒、助剂、填充油、无机填料及恒温相变材料按配比放入混炼式挤出机混炼；
2)将混炼后的物料经挤出、拉条、水下切粒或破碎、烘干，即得所述可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒。
10.根据权利要求9所述的一种可控温、耐候型人造草坪填充橡塑颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混炼的操作为在150～220℃下混炼5～8min。
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