專利名稱：一種低溫人造草坪及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人造草坪及其制備方法，具體的說涉及一種低溫人造草坪及其制備方法。
背景技術(shù)：
人們喜歡在草坪上運(yùn)動(dòng)和休閑，然而天然草有很大的局限性，例如維護(hù)成本和使 用成本高，使用肥料和殺蟲劑等，因此，近年來，人造草坪得到了蓬勃地發(fā)展。人造草坪采用 仿生學(xué)原理知道，具有非常好的仿真性，其運(yùn)動(dòng)性能，彈性等基本接近天然草坪，而且受環(huán) 境、天氣、地域的影響非常小，能在高寒、高溫和高原等極端氣候地區(qū)使用。人工草坪的出現(xiàn) 可以追溯到六十年代，它們是在美國(guó)一個(gè)軍工項(xiàng)目中發(fā)明的，用來改善都市少年的體質(zhì)。它 很快就成為一種實(shí)惠耐用而且只需少量維護(hù)保養(yǎng)的天然草坪的替換物，并且很快應(yīng)用于美 國(guó)足球、棒球和英式足球的體育場(chǎng)。隨著足球、網(wǎng)球、高爾夫等運(yùn)動(dòng)的職業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化、商業(yè) 化發(fā)展使得運(yùn)動(dòng)人造草坪行業(yè)的發(fā)展在近年內(nèi)取得一定的進(jìn)步。近年來，人造草坪的增長(zhǎng) 每年都在20-25 %。目前它的應(yīng)用已超越了體育場(chǎng)館，用于各種休閑領(lǐng)域。人造草坪的一個(gè)缺點(diǎn)就是較天然草坪熱得多，這一點(diǎn)，基本獲得大家的一致認(rèn)同。 哥倫比亞大學(xué)氣候系統(tǒng)研究中心的副研究員Stuart Gaffin在進(jìn)行城市樹木和公園的致 涼爽收益項(xiàng)目研究時(shí)，開始涉及人造草坪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的溫度問題研究。利用熱紅外衛(wèi)星圖像 和地理信息系統(tǒng)，Gaffin發(fā)現(xiàn)城市里很多最熱的地方是人造草坪場(chǎng)地。現(xiàn)場(chǎng)研究的直接 溫度測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，人造草坪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的溫度可以比天然草坪高出15°C，夏季的表面溫度可 達(dá)70V。例如，2007年7月6日，早午的空氣溫度為25°C，太陽直射的天然草坪的溫度是 30°C，而鄰近的人造草坪運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的溫度則達(dá)到了 60°C。在2007年12月6日就此問題的專 題討論會(huì)上，Mount Sinai醫(yī)學(xué)院兒童環(huán)境衛(wèi)生特別小組的醫(yī)學(xué)主任Joel Forman發(fā)言到 “在溫度超過50°C的表面上呆10分鐘以上即可造成皮膚損傷，因此這個(gè)問題的確實(shí)需要關(guān) 注?！比嗽觳萜旱脑S多物理特性，包括黑色素、低密度質(zhì)量、不能使水氣化以降低周圍空氣溫 度，使其在太陽照射下能快速升高自身溫度。這不僅對(duì)在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上活動(dòng)的人有害，還會(huì)加劇 “熱島效應(yīng)”——由于黑色的人造表面(如屋頂和浙青)可吸收熱量，造成城市比周邊區(qū)域 更熱。通過對(duì)黑色屋頂和人造草坪場(chǎng)地的多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，Gaffin認(rèn)為，在升高表面溫度方 面，人造草坪和黑色屋頂不相上下。美國(guó)楊百翰大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)學(xué)校里德人造草坪足球場(chǎng)地的平均溫度是42°C，其 中最高的一天的溫度是69°C，與其相鄰的天然草坪場(chǎng)地的平均溫度是25°C，其中最高的一 天的溫度是32°C。美國(guó)賓州州立大學(xué)的研究者試圖通過灌溉來降低人造草坪的溫度，發(fā)現(xiàn) 的確可以降低人造草坪表面的溫度，人造草坪吸收陽光的效率很高，用水來降溫只能起暫 時(shí)性作用，有效時(shí)間非常短暫，只有20分鐘。研究發(fā)現(xiàn)到達(dá)地球表面的太陽光照射在草坪表面上，一部分被反射回大氣層，另 一部分則通過進(jìn)入表面材料內(nèi)部而被吸收轉(zhuǎn)為熱能，因此通常會(huì)導(dǎo)致草坪表面溫度的升 高，這也是人造草坪和天然草坪主要區(qū)別。地球上接收到的太陽光線光譜按波長(zhǎng)不同可以
3分為3大部分，各部分占有的總能量比例不同紫外區(qū)(UV) :295 400nm，占地球接收到的 太陽總能量的5%?？梢姽鈪^(qū)(VIS) :400 20nm，占地球接收到的太陽總能量的45%左右。 紅外區(qū)(IR) :720 2500nm，占地球接收到的太陽總能量的50%左右。因此可以開發(fā)一種 新的人造草絲配方，加入可提高草絲纖維對(duì)可見光和近紅外波段的太陽光反射率的填料來 達(dá)到降溫的目的，同時(shí)又保證其機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有人造草坪的表面溫度高的問題和不足，提供一種可以降 低表面溫度的人造草坪，滿足人們對(duì)低溫草坪的需求，同時(shí)本發(fā)明還提供低溫人造草坪的 制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的低溫人造草坪，是由以下按重量份計(jì)各成份制成基本樹脂85 98份色母0 5份助劑0.1 5份降溫填料母粒0. 1 10份，原料配比中降溫填料母粒的用量最好為4 10份，這樣降溫效果最好。本發(fā)明的低溫人造草坪，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的降溫填料母粒是由以下按 重量份計(jì)各成份制成基本樹脂30 70份降溫填料5 60份助劑0.1 5份，其中所述的降溫填料為具有紅外反射功能填料和具有紅外反射功能顏料中的一 種或兩種的混合物；再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的降溫填料為具有紅外反射功能填料和具 有紅外反射功能顏料的混合物，混合物中具有紅外反射功能填料和具有紅外反射功能顏料 的重量比例為1 1 3 ；更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的具有紅外反射功能填料優(yōu)選為氧 化銦錫(ITO)、氧化錫銻(ΑΤΟ)、氧化鋁鋅(AZO)的一種或者幾種，其中具有紅外反射功能填 料的細(xì)度最好為1500 2500目；更進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的具有紅外反射功能 的顏料優(yōu)選是美國(guó)薛特顏料公司公司生產(chǎn)的顏料型號(hào)為GREEN223、GREEN 410,GREEN 260、 YELLOW 10P110和GREEN49P601的一種或幾種的混合物。本發(fā)明的低溫人造草坪，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的基本樹脂為聚乙 烯、聚丙烯、尼龍中的一種、幾種的共混物或者幾種的共聚物。本發(fā)明的低溫人造草坪，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的助劑為紫外光穩(wěn)定 齊U、抗氧劑、抗靜電劑、加工助劑、分散劑中的一種或者幾種；再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的 加工助劑為開口劑。本發(fā)明上述的低溫人造草坪的制備方法，其包括以下步驟A)先將基本樹脂、降溫填料和助劑在雙螺桿擠出機(jī)上共混造粒制成降溫填料母 粒，其中擠出控制溫度為100°C 250°C ；B)再在將基本樹脂、色母、助劑和降溫填料母粒經(jīng)共混、擠出、拉絲制備成降溫草絲，其中擠出成型控制溫度為150°C 300°C，總生產(chǎn)比為3 10，烘箱溫度為50 150°C;C)最后經(jīng)簇絨、背膠制備成低溫人造草坪。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明主要是在人造草絲纖維的基材配方中加入具有紅外反射功能組分，以使所 制備的人造草絲在近紅外區(qū)(波長(zhǎng)780 2500nm)具有較高的反射率，最大限度地隔絕來 自陽光的熱量，達(dá)到隔熱降溫的目的。所加入的如摻錫氧化銻(ATO)和摻銦氧化銻(ITO)等 具有紅外發(fā)射功能超細(xì)填料具有特殊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料對(duì)紅外光的吸收和反射性很強(qiáng)，具 有較好的隔熱功能，可以有效地降低人造草絲的表面溫度。此外還加入特殊的IR顏料是具 有可以反射可見光區(qū)的光、吸收紫外區(qū)的光、透射紅外區(qū)的光或3種情況的組合情況，這樣 它們既有一定的色彩，甚至是較深的顏色，又能反射一部分紅外光，減少熱量的集結(jié)，也能 起到降溫作用，也可以有效地降低人造草絲的表面溫度。當(dāng)同時(shí)加入具有紅外反射功能填 料和具有紅外反射功能顏料且具有紅外反射功能顏料用量大于具有紅外反射功能填料時(shí)， 人造草絲的表面溫度降低更加明顯，這是由于在它們之間的這個(gè)用量比例時(shí)加入具有紅外 反射功能填料和具有紅外反射功能顏料會(huì)發(fā)生協(xié)同作用，對(duì)紅外光的反射比例會(huì)更高，從 而使人造草絲的表面溫度更低。本發(fā)明制備的這種低溫人造草坪，在相同的條件下比普通的的人造草坪的表面溫 度可低10 25°C。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅限定于這些實(shí)施例，其中所 用的顏料均為美國(guó)薛特顏料公司公司生產(chǎn)的，具有紅外反射功能填料的細(xì)度為2500目。實(shí)施例1降溫填料母粒制備將聚乙烯4. 5kg，ATO 5kg，助劑0. 5kg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 1kg、抗氧劑0. 2kg、 抗靜電劑0. 05kg、開口劑0. 05kg、分散劑0. Ikg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控 制 150 0C ；降溫草絲的制備聚乙烯91kg，色母4kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 2kg、抗氧劑0. 2kg、抗靜電 劑0. 1kg、開口劑0. 3kg、分散劑0. 2kg)，降溫填料母粒4kg共混擠出成型，從而制備出降溫 草絲，擠出成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 12°C。實(shí)施例2降溫填料母粒制備將聚乙烯4. 5kg，AT0 2. 5kg, ITO 2. 5kg，助劑0. 5kg(其中抗氧劑0. 2kg、抗靜電劑 0. 1kg、開口劑0. 1kg、分散劑0. Ikg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控制150°C ；降溫草絲的制備聚乙烯91kg，色母4kg，助劑Ikg (其中紫外光穩(wěn)定劑0. 1kg、抗氧劑0. 2kg、抗靜電 劑0. 2kg、開口劑0. 2kg、分散劑0. 3kg)，降溫填料母粒4kg共混擠出成型，從而制備出降溫
5草絲，擠出成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 13°C。實(shí)施例3降溫填料母粒制備將聚乙烯4. 5kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN223 5kg，助劑0. 5kg (其中抗氧 劑0. 25kg、抗靜電劑0. 1kg、開口劑0. 1kg、分散劑0. 05kg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造 粒，溫度控制150°C ；降溫草絲的制備聚乙烯95kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 3kg、抗氧劑0. 1kg、抗靜電劑0. 2kg、 開口劑0. 2kg、分散劑0. 2kg)，降溫填料母粒4kg共混擠出成型，從而制備出降溫草絲，擠出 成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 17°C。實(shí)施例4降溫填料母粒制備將聚乙烯3. 5kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN 260 6kg，助劑0. 5kg (其中紫外 光穩(wěn)定劑0. 05kg、抗氧劑0. 15kg、開口劑0. 2kg、分散劑0. Ikg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī) 上造粒，溫度控制150°C ；降溫草絲的制備聚乙烯89kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 2kg、抗氧劑0. 1kg、抗靜電劑0. 3kg、 開口劑0. 2kg、分散劑0. 2kg)，降溫填料母粒IOkg共混擠出成型，從而制備出降溫草絲，擠 出成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 20°C。實(shí)施例5降溫填料母粒制備將聚乙烯4. 5kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN 410 1. 5kg、GREEN 49P601 3. 5kg，助劑0. 5kg (其中紫外光穩(wěn)定劑0. 1kg、抗氧劑0. 1kg、抗靜電劑0. 1kg、開口劑 0. 1kg、分散劑0. Ikg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控制150°C ；降溫草絲的制備聚乙烯95kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 2kg、抗氧劑0. 2kg、抗靜電劑0. 2kg、 開口劑0. 2kg、分散劑0. 2kg)，降溫填料母粒5kg共混擠出成型，從而制備出降溫草絲，擠出 成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 19 °C。實(shí)施例6降溫填料母粒制備將聚丙烯4. 5kg，ATO 2. 5kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN223 2. 5kg，助劑0. 5kg(其中開口劑0. 3kg、分散劑0. 2kg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控制 150 0C ；降溫草絲的制備聚丙烯95kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 3kg、抗氧劑0. 2kg、抗靜電劑0. 3kg、 開口劑0. 1kg、分散劑0. 1kg)，降溫填料母粒4kg共混擠出成型，從而制備出降溫草絲，擠出 成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 21°C。實(shí)施例7降溫填料母粒制備將聚乙烯4. 5kg，ITO 1. 5kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN 260 3. 5kg，助劑 0. 5kg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 1kg、抗氧劑0. 1kg、抗靜電劑0. 1kg、開口劑0. 1kg、分散劑 0. Ikg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控制150°C ；降溫草絲的制備聚乙烯95kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 2kg、抗氧劑0. 2kg、抗靜電劑0. 2kg、 開口劑0. 2kg、分散劑0. 2kg)，降溫填料母粒6kg共混擠出成型，從而制備出降溫草絲，擠出 成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 24°C實(shí)施例8降溫填料母粒制備將聚乙烯7kg，ITO 2kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN 260 4kg，助劑0. 5kg(其 中紫外光穩(wěn)定劑0.1kg、抗氧劑0. 1kg、抗靜電劑0. 1kg、開口劑0. 1kg、分散劑0. Ikg)混合 均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控制150°c ；降溫草絲的制備聚乙烯85kg，助劑5kg(其中紫外光穩(wěn)定劑lkg、抗氧劑lkg、抗靜電劑lkg、開口劑 lkg、分散劑1kg)，降溫填料母粒IOkg共混擠出成型，從而制備出降溫草絲，擠出成型的溫 度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 25 °C。實(shí)施例9降溫填料母粒制備將聚乙烯3. 5kg，ATO 2kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN 260 2kg、YELLOW 10P1102kg，助劑0. 5kg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. lkg、抗氧劑0. lkg、抗靜電劑0. lkg、開口劑 0. lkg、分散劑0. Ikg)混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控制150°C ；降溫草絲的制備聚乙烯90kg，色母5kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 2kg、抗氧劑0. 2kg、抗靜電 劑0. 2kg、開口劑0. 2kg、分散劑0. 2kg)，降溫填料母粒IOkg共混擠出成型，從而制備出降溫 草絲，擠出成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；
將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 20°C。實(shí)施例10降溫填料母粒制備將聚乙烯4. 5kg，具有紅外發(fā)射功能的顏料GREEN 260 5kg，助劑0. 5kg (其中紫外 光穩(wěn)定劑0. 1kg、抗氧劑0. 1kg、抗靜電劑0. 1kg、開口劑0. 1kg、分散劑0. Ikg)混合均勻，在 雙螺桿擠出機(jī)上造粒，溫度控制150°c ；降溫草絲的制備聚乙烯95kg，助劑Ikg(其中紫外光穩(wěn)定劑0. 2kg、抗氧劑0. 2kg、抗靜電劑0. 2kg、 開口劑0. 2kg、分散劑0. 2kg)，降溫填料母粒6kg共混擠出成型，從而制備出降溫草絲，擠出 成型的溫度為210°C，總拉伸比為5，烘箱溫度為90°C ；將草絲簇絨，背膠。與同類型沒有添加降溫填料母粒的草坪比較，在相同的光照條 件下，溫度低了 19 °C。
權(quán)利要求
一種低溫人造草坪，其特征在于由以下按重量份計(jì)各成份制成基本樹脂85～98份色母0～5份助劑0.1～5份降溫填料母粒0.1～10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫人造草坪，其特征在于所述的降溫填料母粒是由以下按 重量份計(jì)各成份制成其中所述的降溫填料為具有紅外反射功能填料和具有紅外反射功能顏料中的一種或 兩種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫人造草坪，其特征在于所述的降溫填料為具有紅外反射 功能填料和具有紅外反射功能顏料的混合物，混合物中具有紅外反射功能填料和具有紅外 反射功能顏料的重量比例為1 1 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低溫人造草坪，其特征在于所述的具有紅外反射功能填 料為氧化銦錫(ITO)、氧化錫銻(ΑΤΟ)、氧化鋁鋅(AZO)的一種或者幾種，其中具有紅外反射 功能填料的細(xì)度為1500 2500目。
5.據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低溫人造草坪，其特征在于所述的具有紅外反射功能 的顏料是美國(guó)薛特顏料公司公司生產(chǎn)的顏料型號(hào)為GREEN223、GREEN 410、GREEN 260、 YELL0W10P110和GREEN 49Ρ601的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的低溫人造草坪，其特征在于所述的基本樹脂為聚乙烯、聚 丙烯、尼龍中的一種、幾種的共混物或者幾種的共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的低溫人造草坪，其特征在于所述的助劑為紫外光穩(wěn)定劑、 抗氧劑、抗靜電劑、加工助劑、分散劑中的一種或者幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的低溫人造草坪，其特征在于所述的加工助劑為開口劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8任一所述的低溫人造草坪的制備方法，其特征在于包括以下步驟Α)先將基本樹脂、降溫填料和助劑在雙螺桿擠出機(jī)上共混造粒制成降溫填料母粒，其 中擠出控制溫度為100°C 250°C ；B)再在將基本樹脂、色母、助劑和降溫填料母粒經(jīng)共混、擠出、拉絲制備成降溫草絲，其 中擠出成型控制溫度為150°C 300°C，總生產(chǎn)比為3 10，烘箱溫度為50 150°C ；C)最后經(jīng)簇絨、背膠制備成低溫人造草坪。基本樹脂 降溫填料 助劑30 70份 5 60份 0. 1 5份，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可以降低表面溫度的人造草坪，滿足人們對(duì)低溫草坪的需求，同時(shí)本發(fā)明還提供低溫人造草坪的制備方法。本發(fā)明的低溫人造草坪，是由以下按重量份計(jì)各成份制成基本樹脂85～98份、色母0～5份、助劑0.1～5份、降溫填料母粒0.1～10份。
文檔編號(hào)C08L23/06GK101979430SQ20101050057
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者李峰, 王強(qiáng)眾, 石巍, 陳金桂 申請(qǐng)人:江蘇共創(chuàng)人造草坪有限公司