CN1891748B - 用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定 - Google Patents

用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定 Download PDF

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Abstract

用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定。本发明涉及用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定、它们的制备方法以及基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定的用途。

Description

用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定
技术领域
本发明涉及用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体对人造草皮原料进行背面固定、它们的制备方法以及基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体用于背面固定人造草皮原料的用途。
背景技术
由聚乙烯或聚丙烯构成的或者另外由聚酯或聚酰胺或互聚物构成的人造草皮原料的条带纱至今主要用水性体系例如用不同量的白垩填充的SBR乳胶来附接。
当使用含水体系粘合(Einbindung)时，在涂覆步骤之后必须蒸发水。该水分蒸发在长度高达60到80米的干燥管道中在可观的时间和能量成本下完成。
在有些情况下，聚氨酯也用来附接软毛绒(Pole)。这一体系的缺点在于较高的材料成本和管理异氰酸酯运输的昂贵规则。
品种纯(sortenreines)的再循环对现有产品来说是不可能的。
发明内容
本发明的目的是提供以简单和有效的方式背面固定人造草皮原料的方法，其中没有与使用乳胶或聚氨酯有关的缺点。
我们已经发现这一目的通过用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体进行背面固定来实现。
本发明因此提供人造草皮原料，特征在于它含有基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的背面固定用热熔体。
本发明还提供背面固定人造草皮原料的方法，特征在于使用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体。
本发明还提供基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体用于背面固定人造草皮原料的用途。
根据本发明的重要特征是在该人造草皮原料的背面上用该热熔体完全或仅部分涂覆来对该人造草皮原料的植绒的条带进行粘合。
与现有的背面固定人造草皮原料的方法相比，使用基于无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体具有可观的优点。不存在干燥步骤意味着不需要使用长的干燥管道。相应的涂覆设备制造得更加紧凑。因为干燥步骤不再是必要的，因此不必使用长的干燥管道和后处理冷凝水。除了较低的投资费用之外，这种方法的运行成本也相当地低，因为配制和涂敷热熔体仅要求从每m2人造草皮蒸发400到600g水所需要能量的一部分。
具有以下特征的人造草皮原料是优选的：将包括20％到100wt％基本上无定形聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体作为熔体均匀地涂覆到该人造草皮原料的背面以致获得100g/m2到2000g/m2的增重，该涂料组合物在190℃的熔体粘度为300mPas到30000mPas。
该热熔体通常具有以下组成：
a)0wt％到100wt％的至少一种基本上无定形的聚-α-烯烃，
b)0wt％到100wt％的至少一种改性的无定形聚-α-烯烃，
c)0wt％到40wt％的至少一种树脂，
d)0wt％到20wt％的至少一种改性结晶聚丙烯，
e)0wt％到20wt％的至少一种结晶聚烯烃，
f)0wt％到80wt％的填料或颜料，
g)0wt％到20wt％的至少一种阻燃剂，
h)0wt％到20wt％的至少一种蜡。
该热熔体在190℃的熔体粘度(根据DIN 53019在旋转粘度计中测量)为300mPas到30000mPas，优选600mPas到20000mPas，更优选800到10000mPas，甚至更尤其为1000到7000mPas。将该热熔体均匀地涂覆到该人造草皮原料的背面以致获得100g/m2到2000g/m2，优选200g/m2到1500g/m2，更优选300g/m2到1000g/m2的增重。
该基本无定形聚-α-烯烃a)尤其具有以下单体组成：
-0wt％到20wt％，优选0.1wt％到15wt％的乙烯，
-0wt％到100wt％，优选20wt％到95wt％的丙烯，和
-0wt％到100wt％，优选0.1wt％到80wt％的具有4到20个碳原子的线性和/或支化α-烯烃单体，尤其优选的(共聚)单体是1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯和1-十八烯。
根据本发明的基本上无定形的聚-α-烯烃的实例包括但不限于：无规聚丙烯(APP)、无规聚-1-丁烯、丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、1-丁烯-乙烯共聚物和丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物。
优选的实施方案使用具有以下特征的基本上无定形的聚-α-烯烃：软化点(环球法，根据DIN EN 1427)介于70℃和165℃之间、在190℃的熔体粘度(根据DIN 53019)介于300mPas和200000mPas之间、密度小于0.90g/m3和根据DIN EN1426的100/25/5针入度介于3和50 0.1mm之间。适当的聚合物能通过根据现有技术的控制聚合来制备。
该基本上无定形的聚-α-烯烃的结晶份数可例如通过由DSC方法(根据DIN 53765)测定熔融焓来估算。首先以10℃/min的加热速率将已称重的样品从-100℃加热到+210℃，然后以10℃/min的速率冷却回-100℃。在样品的热历史已这样消除之后，以10℃/min的速率再次加热到210℃且并对可归因于微晶熔点Tm的熔融峰进行积分来测定该样品的熔融焓。为了本发明目的，该基本上无定形聚-α-烯烃的熔融焓不超过100J/g，优选不超过60J/g，更优选不超过40J/g。熔融焓的下限为1J/g，优选2J/g，更优选4J/g。
基本上无定形的聚-α-烯烃a)在热熔体中的分数(如果使用)优选为5wt％到100wt％，更优选20wt％到97wt％。
适合的改性无定形聚-α-烯烃b)包括具有马来酸酐和/或硅烷官能团的那些，尤其是硅烷-改性的聚丙烯、硅烷-改性的聚-1-丁烯、硅烷-改性的丙烯-乙烯共聚物、硅烷-改性的丙烯-1-丁烯共聚物、硅烷-改性的1-丁烯-乙烯共聚物、硅烷-改性的丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物和/或MSA(马来酸酐)改性的丙烯-乙烯共聚物、MSA-改性的聚丙烯、MSA-改性的丙烯-1-丁烯共聚物、MSA-改性的1-丁烯-乙烯共聚物、MSA-改性的丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物。自然应当理解也能使用各种聚-α-烯烃和改性聚-α-烯烃的混合物。
改性的无定形聚-α-烯烃b)在热熔体中的分数(如果使用)优选为5wt％到100wt％，更优选30wt％到70wt％。
例如组分c)的树脂是天然或合成萜烯树脂、改性萜烯树脂、松香树脂、香豆酮-茚树脂、脂族，脂族-芳族或芳族-改性的含烃树脂、液态树脂、氢化环状含烃树脂或酯树脂，例如完全或部分氢化的松香甘油酯树脂和/或松香树脂的氢化季戊四醇酯。但是还有可能使用任何其它完全或部分地和聚-α-烯烃相容的树脂。
该热熔体的树脂c)含量优选为0.1wt％到35wt％，更优选5wt％到30wt％。
组分d)的改性结晶聚丙烯通常是用马来酸酐改性的聚丙烯。同样可以使用用(甲基)丙烯酸改性的聚丙烯。
组分d)在热熔体中的分数(如果使用)优选为1wt％到15wt％，更优选2wt％到10wt％。
组分e)的结晶聚烯烃尤其适合是等规聚丙烯或等规聚-1-丁烯。除均聚物之外还能使用共聚物，例如是丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丙烯无规共聚物或乙烯-丙烯嵌段共聚物。
组分e)在热熔体中的分数(如果使用)优选为1wt％到15wt％，更优选2wt％到10wt％。
组分f)的填料或颜料可以例如是炭黑、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氢氧化铝或氢氧化镁(它们各自也能充当阻燃剂)、石墨、有机或无机有色颜料或白色涂料。
如果使用，它们的使用量优选为0.05wt％到70wt％，更优选为1wt％到60wt％。
组分g)的阻燃剂可以是通常用于聚烯烃模塑组合物的任何阻燃剂。溴化或含磷的阻燃剂是尤其适合的。如果使用，该阻燃剂在涂料组合物中的存在量为0.05wt％到10wt％。
蜡h)可以是任何通常的聚乙烯蜡或聚丙烯蜡，实例为费-托合成蜡或通过聚合乙烯或通过降解更高分子量的聚乙烯获得的聚乙烯石蜡、充分精炼的石蜡或者微结晶石油石蜡。蜡在涂料组合物中的分数(如果使用)优选为0.1wt％到15wt％，更优选2wt％到12wt％。
为了满足特定的性能要求，该涂料组合物还可以包括总计不超过30wt％的其它添加剂，如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚异丁烯、橡胶(EPM、EPDM、SEBS)、矿物油、稳定剂和/或抗静电剂。
该热熔体的软化点(使用环球法测量)优选至少80℃，更优选至少85℃，甚至更优选至少90℃并优选不超过165℃，更优选不超过150℃，甚至更优选不超过140℃。
该热熔体可以例如通过刮涂、喷涂、辊涂或使用宽的槽缝口模涂敷到该人造草皮原料的背面。涂覆温度高于该涂料组合物的软化温度并通常为100℃到190℃；其显然还依赖于待涂覆的人造草皮的材料。就由聚乙烯或聚丙烯纤维形成的人造草皮原料来说，在140到160℃的涂覆温度下操作是尤其有利的，然而就具有更高熔点的人造草皮原料(例如得自PA66)来说，原则上还允许涂覆温度超过170℃。
所要求的涂覆重量尤其依赖于该条带纱的厚度。
如果需要的话，该背衬可用与在其上层压无纺物、毛毡或泡沫(它们各自由许多不同材料形成)一样的操作来进行固定。如果需要的话，在该背部固定之后，可还使用相同的涂料体系来施加加强的涂料(Schwerbeschichtungsmasse)。
根据本发明所使用的热熔体中的专用品种纯的原材料明显地促进该例如可由聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺形成的人造草皮的再循环，就聚乙烯或聚丙烯人造草皮材料来说，品种纯的再循环是可能的。
连同优于乳胶涂料的能量节约，本发明能作为现有技术的经济的环境-和资源-保护性替代方案。
具体实施方式
现将通过实施例来对本发明进行更具体地描述。
实施例
1.热熔体的制备
1.1热熔体1
1.1.a在油加热的搅拌槽中在190℃将以下物质熔融在一起：
42.5重量份基本上无定形的富丙烯的聚-α-烯烃a)，其具有8000mPas/190℃的熔体粘度(VESTOPLAST
Figure 061945497_0
708；25℃针入度为200.1mm；软化点为106℃)，以及
42.5重量份基本上无定形的富丁烯的聚-α-烯烃a)，其具有8000mPas/190℃的熔体粘度(VESTOPLAST508；25℃针入度为140.1mm；软化点为84℃)。
混合5重量份MSA-改性的聚丙烯d)[Exxelor
Figure 061945497_2
PO 1015，具有160g/10min的MFR(2.16kg，230℃)]。
接着分成几份计量添加10重量份脂族含烃树脂(EASTOTACH130，粘度1000mPas/190℃；软化点为130℃)。
在180℃搅拌整个混合物一小时直到均匀。
所获得的组合物具有以下性能：
软化点(环球法)：141℃
针入度100/25/5：140.1mm
在190℃的熔体粘度：8000mPas
1.2热熔体2
1.2.a在惰性气氛下如在1.l.a下一样混合以下物质：
50重量份硅烷-改性的富丙烯聚-α-烯烃b)，其具有5000mPas/190℃的熔体粘度(VESTOPLAST
Figure 061945497_4
206；25℃针入度为190.1mm；软化点为98℃)，
30重量份基本上无定形富丙烯的聚-α-烯烃a)，其具有8000mPas/190℃的熔体粘度(VESTOPLAST708；25℃针度为200.1mm；软化点为106℃)，
20重量份脂族含烃树脂c)(ESCOREZ5320；粘度2000mPas/175℃；软化点为125℃)。
所获得的组合物具有以下性能：
软化点(环球法)：96℃
针头剌入度100/25/5：20 0.1mm
在190℃的熔体粘度：4000mPas
2.人造草皮原料的背部固定
测试1：
所使用的植绒的人造草皮原料由具有机织聚丙烯背衬的聚丙烯带状材料组成且总重量为1250g/m2。为了背面锁定带状软毛绒，用上面描述的热熔体1涂覆该人造草皮的背面。利用160℃的热刮刀在加热辊的协同下将该预涂材料涂覆到该人造草皮织物的背面。该热熔体的温度是160℃，涂覆速度为5m/min且增加的重量为1000g/m2。
该背部固定操作用来将带状软毛绒锁定在该机织背衬上。1天之后，该植绒粘结为4kg/植绒。
测试2：
所使用的植绒的人造草皮原料由具有机织聚酯背衬的聚乙烯带状材料组成且总重量为1450g/m2。为了在背面锁定该带状软毛绒，用如上所述的热熔体2涂覆该人造草皮的背面。利用160℃的热刮刀在加热辊的协同下将该预涂材料涂覆到该人造草皮织物的背面。该热熔体的温度是150℃，涂敷速度为5m/min且增加的重量为600g/m2。
将该带状软毛绒锁定到该机织背衬上。在1天之后，该植绒粘结是3.9kg/植绒且在5天之后，是4.9kg/植绒。

Claims (24)

1.人造草皮原料，特征在于它含有基于基本上无定形聚-α-烯烃和/或无定形改性聚-α-烯烃的背面固定用热熔体，
其特征在于：
将包括20wt％到100wt％基本上无定形的聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体作为熔体均匀地涂覆到该人造草皮原料的背面以致获得100g/m2到2000g/m2的增重，该涂料组合物在190℃的熔体粘度为300mPas到30000mPas，
特征还在于：
该基本上无定形聚-α-烯烃具有70℃和165℃之间的软化点、在190℃下为2000和200000mPas之间的熔体粘度、小于0.90g/cm3的密度和3和500.1mm之间的针入度。
2.根据权利要求1的人造草皮原料，其特征在于该热熔体具有以下组成：
a)0wt％到100wt％的至少一种基本上无定形的聚-α-烯烃，
b)0wt％到100wt％的至少一种改性的无定形聚-α-烯烃，
c)0wt％到40wt％的至少一种树脂，
d)0wt％到20wt％的至少一种改性结晶聚丙烯，
e)0wt％到20wt％的至少一种结晶聚烯烃，
f)0wt％到80wt％的填料或颜料，
g)0wt％到20wt％的至少一种阻燃剂，和
h)0wt％到20wt％的至少一种蜡。
3.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于基本上无定形聚-α-烯烃a)具有以下单体组成：
-0wt％到20wt％的乙烯，
-0wt％到100wt％的丙烯，和
-0wt％到100wt％的具有4到20个碳原子的线性和/或支化α-烯烃单体。
4.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该基本上无定形聚-α-烯烃a)选自无规聚丙烯、无规聚-1-丁烯、丙烯-乙烯共聚物、丙烯-1-丁烯共聚物、1-丁烯-乙烯共聚物和丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物。
5.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括5wt％到100wt％的该基本上无定形聚-α-烯烃a)。
6.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括用马来酸酐和/或硅烷官能化的改性无定形聚-α-烯烃b)。
7.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括5wt％到100wt％的改性无定形聚-α-烯烃b)。
8.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于存在硅烷-改性的聚丙烯、硅烷-改性的聚-1-丁烯、硅烷-改性的丙烯-乙烯共聚物、硅烷-改性的丙烯-1-丁烯共聚物、硅烷-改性的1-丁烯-乙烯共聚物、硅烷-改性的丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物和/或马来酸酐-改性的丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐-改性的聚丙烯、马来酸酐-改性的丙烯-1-丁烯共聚物、马来酸酐-改性的1-丁烯-乙烯共聚物和/或马来酸酐-改性的丙烯-1-丁烯-乙烯三元共聚物作为组分b)。
9.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于存在天然或合成萜烯树脂、改性萜烯树脂、松香树脂、香豆酮-茚树脂、脂族，脂族-芳族或芳族-改性的含烃树脂、液态树脂、氢化环状含烃树脂或酯树脂作为树脂c)。
10.根据权利要求9的人造草皮原料，特征在于存在完全或部分氢化的松香甘油酯树脂和/或松香树脂的氢化季戊四醇酯作为树脂c)。
11.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括0.1wt％到35wt％的树脂c)。
12.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括1wt％到15wt％的改性结晶聚丙烯d)。
13.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于存在用马来酸酐或(甲基)丙烯酸改性的结晶聚丙烯作为组分d)。
14.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括1wt％到15wt％的结晶聚烯烃e)。
15.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于存在等规聚丙烯、等规聚-1-丁烯、丙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丙烯无规共聚物和/或乙烯-丙烯嵌段共聚物作为组分e)。
16.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括0.05wt％到70wt％的组分f)。
17.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于存在炭黑、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氢氧化铝或氢氧化镁、石墨、有机或无机有色颜料和/或白色涂料作为组分f)。
18.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体包括0.05wt％到10wt％的组分g)。
19.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于该热熔体
包括0.1wt％到15wt％的蜡h)。
20.根据权利要求2的人造草皮原料，特征在于存在费-托合成蜡或聚乙烯石蜡作为组分h)。
21.人造草皮原料的背面固定方法，特征在于使用基于基本上无定形聚-α-烯烃和/或无定形改性聚-α-烯烃的热熔体，
特征还在于：
-热熔体中含有的基本上无定形聚-α-烯烃具有70℃和165℃之间的软化点、在190℃下为2000和200000mPas之间的熔体粘度、小于0.90g/cm3的密度和3和50 0.1mm之间的针入度；
-将包括20wt％到100wt％基本上无定形的聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体作为熔体均匀地涂覆到该人造草皮原料的背面以致获得100g/m2到2000g/m2的增重，该涂料组合物在190℃的熔体粘度为300mPas到30000mPas。
22.根据权利要求21的方法，特征在于使用根据权利要求2到20中任一项的热熔体。
23.基于基本上无定形聚-α-烯烃和/或无定形改性聚-α-烯烃的热熔体用于背面固定人造草皮原料的用途，
特征在于：
-热熔体中含有的基本上无定形聚-α-烯烃具有70℃和165℃之间的软化点、在190℃下为2000和200000mPas之间的熔体粘度、小于0.90g/cm3的密度和3和500.1mm之间的针入度；
-将包括20wt％到100wt％基本上无定形的聚-α-烯烃和/或改性无定形聚-α-烯烃的热熔体作为熔体均匀地涂覆到该人造草皮原料的背面以致获得100g/m2到2000g/m2的增重，该涂料组合物在190℃的熔体粘度为300mPas到30000mPas。
24.根据权利要求23的用途，特征在于使用根据权利要求2到20中任一项的热熔体。
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