CN111395102A - 一种疏水运动型人造草坪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种疏水运动型人造草坪，包括基底和设于基底上的人造草丝。其中，人造草丝按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 70‑100份、HDPE 0‑30份、POE 3‑8份、润滑分散母粒0.5‑3份、超疏水母粒5‑10份；该人造草丝的制备方法为：将LLDPE、HDPE、POE、润滑分散母粒和超疏水母粒加入到单螺杆挤出机，使用220℃‑240℃加工温度熔融喷丝，制得草丝纤维。与现有技术相比，该人造草坪的加工工艺简单、制备成本低，且疏水性能较佳。
Description
技术领域
本发明涉及人造草的技术领域，尤其涉及一种疏水运动型人造草坪。
背景技术
近年来，随着人们生活水平的提高，对于人造草坪的使用也愈加广泛。人造草坪可用在体育项目上，如足球场、网球场、高尔夫球场等，也可以使用在环境与景观美化上，如机场、公寓绿化、公共建筑物、商业区及娱乐场所等。人造草坪采用仿生学原理，具有良好的弹性和运动性能，可以有效降低运动伤害，但其在热带多降雨地区也存在一个问题：草坪排水不好导致场地使用时间缩短，无法满足人造草坪全气候使用的目的，从而影响运动爱好者的体验。
为了解决人造草坪的排水问题，现有技术研发了疏水运动型人造草。目前，制备疏水运动型人造草坪有两种方式。其一，将疏水涂料直接涂覆于传统的人造草丝纤维的外壁，利用涂料本身优异的疏水性能来实现人造草疏水的目的；但是，该方法需要特定的加工设备，工艺复杂且工艺要求高，不易实现，制备成本高，市场竞争力低。其二，对人造草的加工工艺进行改进，即在草丝定型前，对草丝进行挤压形成微米级凹槽，从而达到疏水的目的；但是，此工艺操作要求极高，对挤压设备的要求也极高，操作不方便，工艺成本高。所以，如何制备加工工艺简单、制备成本低的疏水运动型人造草坪是现有技术中亟待解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种疏水运动型人造草坪，该人造草坪的加工工艺简单、制备成本低，且疏水性能较佳。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种疏水运动型人造草坪，包括基底和设于基底上的人造草丝，所述人造草丝按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 70-100份、HDPE 0-30份、POE 3-8份、润滑分散母粒0.5-3份、超疏水母粒5-10份；
所述人造草丝的制备方法为：将LLDPE、HDPE、POE、润滑分散母粒和超疏水母粒加入到单螺杆挤出机，使用220℃-240℃加工温度熔融喷丝，制得草丝纤维。
为了解决人造草坪的疏水问题，本发明在制备人造草丝的过程中，添加超疏水母粒，再配合润滑分散母粒使得超疏水母粒均匀分散于草丝各处，从而起到较佳的疏水效果；然而，由于添加的母粒会造成草丝纤维本申请的性能下降，所以，本发明采用LLDPE、HDPE以及POE有效配合，从而有效地提高了草丝纤维的强度、回弹性和挺度，进而使得草丝纤维在保证自身性能的情况下，同时具有较佳的疏水效果。与现有技术相比，本发明将超疏水母粒融合于人造草丝中，其加工工艺简单，且制备成本低。
作为进一步实施例，所述人造草丝的制备方法还包括，将制得的草丝纤维经冷水箱冷却定型，然后牵引至热水箱中进行5-6倍的牵伸，再烘干，制得疏水人造草丝。
由于熔融喷丝制得的草丝纤维内部存在内应力，所以需要对草丝进行冷却定型，以增强草丝性能的稳定性。在保证草丝性能的情况下，再进行牵伸，制得预定粗细的人造草丝。
作为进一步实施例，所述POE的邵A硬度为70-80，密度为0.87-0.875，熔融指数为2-10。
为了使得草丝的性能较佳，本实施例对POE的相关参数进行了限制。
作为进一步实施例，所述POE为乙烯-辛烯聚合物或乙烯-丙烯聚合物
作为进一步实施例，LLDPE选用密度在0.918-0.925，熔融指数在1-5。
为了使得草丝的性能较佳，本实施例对LLDPE的相关参数进行了限制。
作为进一步实施例，HDPE选用密度在0.949-0.954，熔融指数在0.5-1.2。
为了使得草丝的性能较佳，本实施例对HDPE的相关参数进行了限制。
作为进一步实施例，所述超疏水母粒按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 45-55份、POE接枝马来酸酐4-6份、纳米高岭土30-35份、聚二甲基硅氧烷7-9份、人造蜡EBS 1-3份；
所述超疏水母粒按如下方法进行制备：(1)先将LLDPE加入搅拌机，然后加入聚二甲基硅氧烷搅拌3分钟，再将剩余的其他组分加入搅拌机中搅拌5分钟，得到第一混合物；(2)将第一混合物加入密炼机进行密炼，制得胶料；(3)将制得胶料破碎后经高速搅拌缸搅拌均匀后，再经双螺杆180℃-190℃熔融、拉条、切粒，制得超疏水母粒。
为了促使纳米高岭土的分散，从而降低纳米高岭土因团聚对草丝性能造成的不良影响，本实施例需要先将LLDEP与聚二甲基硅氧烷进行搅拌预处理，后再加入余下组分，从而使得纳米高岭土的分散更加均匀。
作为进一步实施例，所述超疏水母粒还包括聚四氟乙烯5-10份。
作为进一步实施例，所述润滑分散母粒按如下方法进行制备：将乙撑基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸酰胺、硬脂酸、芥酸酰胺、含氟聚合物中的一种或多种，与载体LLDPE预混合后经过双螺杆挤出、造粒，制成润滑分散母粒。
本实施例制得的润滑分散母粒分散能力较佳，与本发明的超疏水母粒能够很好地配合，均匀分散超疏水母粒，从而使得所制备的人造草丝疏水性能较好。
作为进一步实施例，所述润滑分散母粒按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE90份、乙撑基双硬脂酰胺2份、硬脂酸酰胺1-2份、芥酸酰胺2份、氟聚合物4-5份。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明在制备人造草丝的过程中，添加超疏水母粒，再配合润滑分散母粒使得超疏水母粒均匀分散于草丝各处，从而起到较佳的疏水效果；然而，由于添加的母粒会造成草丝纤维本申请的性能下降，所以，本发明采用LLDPE、HDPE以及POE有效配合，从而有效地提高了草丝纤维的强度、回弹性和挺度，进而使得草丝纤维在保证自身性能的情况下，同时具有较佳的疏水效果。
2、与现有技术相比，本发明将超疏水母粒融合于人造草丝中，其加工工艺简单，且制备成本低。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1：
一种疏水运动型人造草坪，包括基底和设于基底上的人造草丝，所述人造草丝按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 80份、HDPE 15份、POE 5份、润滑分散母粒2份、超疏水母粒5份；
所述人造草丝的制备方法为：将LLDPE、HDPE、POE、润滑分散母粒和超疏水母粒加入到单螺杆挤出机，使用220℃-240℃加工温度熔融喷丝，制得草丝纤维；将制得的草丝纤维经冷水箱冷却定型，然后牵引至热水箱中进行5-6倍的牵伸，再烘干，制得疏水人造草丝。
所述润滑分散母粒按如下方法进行制备：将LLDPE 90份、乙撑基双硬脂酰胺2份、硬脂酸酰胺2份、芥酸酰胺2份、氟聚合物4份通过高速搅拌缸预混合5分钟，经双螺杆190℃-200℃挤出、造粒，制成润滑分散母粒。
所述超疏水母粒按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 55份、POE接枝马来酸酐5份、纳米高岭土30份、聚二甲基硅氧烷8份、人造蜡EBS 2份。
所述超疏水母粒按如下方法进行制备：(1)先将LLDPE加入搅拌机，然后加入聚二甲基硅氧烷搅拌3分钟，再将剩余的其他组分加入搅拌机中搅拌5分钟，得到第一混合物；(2)将第一混合物加入密炼机进行密炼，制得胶料；(3)将制得胶料破碎后经高速搅拌缸搅拌均匀后，再经双螺杆180℃-190℃熔融、拉条、切粒，制得超疏水母粒。
实施例2：
一种疏水运动型人造草坪，包括基底和设于基底上的人造草丝，所述人造草丝按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 80份、HDPE 15份、POE 5份、润滑分散母粒3份、超疏水母粒8份；
所述人造草丝的制备方法为：将LLDPE、HDPE、POE、润滑分散母粒和超疏水母粒加入到单螺杆挤出机，使用220℃-240℃加工温度熔融喷丝，制得草丝纤维；将制得的草丝纤维经冷水箱冷却定型，然后牵引至热水箱中进行5-6倍的牵伸，再烘干，制得疏水人造草丝。
所述润滑分散母粒按如下方法进行制备：将LLDPE 90份、乙撑基双硬脂酰胺2份、硬脂酸酰胺1份、芥酸酰胺2份、氟聚合物5份通过高速搅拌缸预混合5分钟，经双螺杆190℃-200℃挤出、造粒，制成润滑分散母粒。
所述超疏水母粒按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 45份、POE接枝马来酸酐5份、纳米高岭土35份、聚二甲基硅氧烷8份、聚四氟乙烯5份、人造蜡EBS 2份。
所述超疏水母粒按如下方法进行制备：(1)先将LLDPE加入搅拌机，然后加入聚二甲基硅氧烷搅拌3分钟，再将剩余的其他组分加入搅拌机中搅拌5分钟，得到第一混合物；(2)将第一混合物加入密炼机进行密炼，制得胶料；(3)将制得胶料破碎后经高速搅拌缸搅拌均匀后，再经双螺杆180℃-190℃熔融、拉条、切粒，制得超疏水母粒。
实施例3：
一种疏水运动型人造草坪，包括基底和设于基底上的人造草丝，所述人造草丝按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 82份、HDPE 10份、POE 8份、润滑分散母粒3份、超疏水母粒10份；
所述人造草丝的制备方法为：将LLDPE、HDPE、POE、润滑分散母粒和超疏水母粒加入到单螺杆挤出机，使用220℃-240℃加工温度熔融喷丝，制得草丝纤维；将制得的草丝纤维经冷水箱冷却定型，然后牵引至热水箱中进行5-6倍的牵伸，再烘干，制得疏水人造草丝。
所述润滑分散母粒按如下方法进行制备：将LLDPE 90份、乙撑基双硬脂酰胺2份、硬脂酸酰胺1份、芥酸酰胺2份、氟聚合物5份通过高速搅拌缸预混合5分钟，经双螺杆190℃-200℃挤出、造粒，制成润滑分散母粒。
所述超疏水母粒按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 45份、POE接枝马来酸酐5份、纳米高岭土30份、聚二甲基硅氧烷8份、聚四氟乙烯10份、人造蜡EBS 2份。
所述超疏水母粒按如下方法进行制备：(1)先将LLDPE加入搅拌机，然后加入聚二甲基硅氧烷搅拌3分钟，再将剩余的其他组分加入搅拌机中搅拌5分钟，得到第一混合物；(2)将第一混合物加入密炼机进行密炼，制得胶料；(3)将制得胶料破碎后经高速搅拌缸搅拌均匀后，再经双螺杆180℃-190℃熔融、拉条、切粒，制得超疏水母粒。
性能检测：
力学性能参照国标GB/T 20394-2019，使用仪器：深圳三思纵横机械制造有限公司的万能拉力试验机、美国科诺工业有限公司的卓越型光学法接触角及界面张力测定仪C602。
对照组为不添加超疏水母粒制得的人造草丝，实验组为实施例1-3制得的人造草丝。每组数据测试三次，取平均值。
表1草丝性能测试记录表
| 对照组 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 草丝拉断力/N | 12.1 | 11.0 | 10.6 | 12.2 |
| 草丝伸长率/％ | 126.3 | 110.4 | 107.3 | 129.4 |
| 回弹性EN 13672 | 符合标准 | 符合标准 | 符合标准 | 符合标准 |
| 接触角/° | 97.7 | 149 | 155 | 160 |
由上表1可知，本发明制备的人造草丝的拉断力、伸长率以及回弹性与对照组相差不大，甚至实施例3的性能要优于对照组；而在接触角数据中，对照组的数据明显比实施例1-3的要低很多。可见，本发明的制备的人造草丝在保证自身性能的情况下，具有较佳的疏水效果。其中，实施例3的各方面性能均为最佳。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种疏水运动型人造草坪，其特征在于：包括基底和设于基底上的人造草丝，所述人造草丝按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 70-100份、HDPE0-30份、POE 3-8份、润滑分散母粒0.5-3份、超疏水母粒5-10份；
所述人造草丝的制备方法为：将LLDPE、HDPE、POE、润滑分散母粒和超疏水母粒加入到单螺杆挤出机，使用220℃-240℃加工温度熔融喷丝，制得草丝纤维。
2.如权利要求1所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：所述人造草丝的制备方法还包括，将制得的草丝纤维经冷水箱冷却定型，然后牵引至热水箱中进行5-6倍的牵伸，再烘干，制得疏水人造草丝。
3.如权利要求1所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：所述POE的邵A硬度为70-80，密度为0.87-0.875，熔融指数为2-10。
4.如权利要求1所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：所述POE为乙烯-辛烯聚合物或乙烯-丙烯聚合物。
5.如权利要求1所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：LLDPE选用密度在0.918-0.925，熔融指数在1-5。
6.如权利要求1所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：HDPE选用密度在0.949-0.954，熔融指数在0.5-1.2。
7.如权利要求1所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：所述超疏水母粒按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 45-55份、POE接枝马来酸酐4-6份、纳米高岭土30-35份、聚二甲基硅氧烷7-9份、人造蜡EBS 1-3份；
所述超疏水母粒按如下方法进行制备：(1)先将LLDPE加入搅拌机，然后加入聚二甲基硅氧烷搅拌3分钟，再将剩余的其他组分加入搅拌机中搅拌5分钟，得到第一混合物；(2)将第一混合物加入密炼机进行密炼，制得胶料；(3)将制得胶料破碎后经高速搅拌缸搅拌均匀后，再经双螺杆180℃-190℃熔融、拉条、切粒，制得超疏水母粒。
8.如权利要求7所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：所述超疏水母粒还包括聚四氟乙烯5-10份。
9.如权利要求1所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：所述润滑分散母粒按如下方法进行制备：将乙撑基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯、硬脂酸酰胺、硬脂酸、芥酸酰胺、含氟聚合物中的一种或多种，与载体LLDPE预混合后经过双螺杆挤出、造粒，制成润滑分散母粒。
10.如权利要求9所述的疏水运动型人造草坪，其特征在于：所述润滑分散母粒按如下重量份数的组分制备而成：LLDPE 90份、乙撑基双硬脂酰胺2份、硬脂酸酰胺1-2份、芥酸酰胺2份、氟聚合物4-5份。
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