本發(fā)明涉及新材料
技術領域：
，具體涉及一種人造草絲功能母粒，并涉及該母粒的制備方法和應用。
背景技術：
：人造草絲纖維是人造運動草坪的核心材料，其性能決定了運動草坪的力學性能、運動安全性能和運動舒適性能。目前，人造草絲纖維主要材料為聚合物，在具有優(yōu)良物理、化學性能的同時，存在表面硬度低、承載能力低等，在高強頻率使用條件下，易磨損，出現(xiàn)草絲開叉、撕裂等現(xiàn)象，易造成危險，不利于重大比賽的開展。因此，耐磨損性能已成為評價人造草坪質量的一個最為重要的指標，它是保證人造運動草坪的安全性和質量穩(wěn)定性的前提?；谌嗽觳萁z耐磨損性能的研究，主要集中于草絲原料進行改性和草絲形狀的改變，如專利申請CN101476174A和專利申請CN102493011A通過加入無機剛性粒子提高草絲的強度，但無機粒子團聚現(xiàn)象嚴重，造成在基體樹脂中分散不均勻，從而導致草絲的磨損率上升，大大降低了運動草坪的磨損性能和穩(wěn)定性。而專利申請CN105019333A通過將草絲制備成S形，接觸面積增大，在一定程度上起到緩沖分散壓力的作用，但由于接觸面積大、草絲表面較光滑導致摩擦系數(shù)小，運動員在運動過程易滑倒，因此，不利于運動的開展，降低了草坪的安全性能。技術實現(xiàn)要素：因此，上述人造草絲易磨損的缺點，本發(fā)明要解決的技術問題在于，提供一種人造草絲耐磨功能母粒，用該母粒制造的人造草絲耐磨且防滑。同時，提供該母粒的制備方法，另外，還提供了該母粒的應用。本發(fā)明的技術方案是，一種人造草絲耐磨功能母粒，所述母粒包括接枝料80-99重量份和催化劑料1-20重量份；所述接枝料按質量份計包括以下組分：聚乙烯樹脂：70-99份引發(fā)劑：0.01-10份硅烷偶聯(lián)劑：1-10份抗氧劑：0.01-10份；所述催化劑料按質量份計包括以下組分：聚乙烯樹脂：80-99份催化劑：0.1-10份抗氧劑：0.1-10份。根據(jù)本發(fā)明的一種人造草絲耐磨功能母粒，優(yōu)選的是，所述聚乙烯樹脂為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯中的一種或多種，聚乙烯熔融指數(shù)為0.3-30；所述引發(fā)劑為α-α雙叔丁過氧基二異丙苯，二叔丁基過氧化物，過氧化二異丙苯，過氧化苯甲酰中的一種或多種；所述硅烷偶聯(lián)劑為所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、四二甲基乙烯基硅氧基硅烷、二甲基二乙烯基硅烷中的一種或多種；所述抗氧劑為受阻酚類、亞磷酸酯類和硫代二丙酸雙酯中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明的一種人造草絲耐磨功能母粒，優(yōu)選的是，所述催化劑包括二丁基二月桂酸錫、羧酸錫、月硅酸馬來酸二丁基錫、二月桂酸二正辛基、有機酸和不吸濕的金屬氧化物、酯類過氧化物和不吸濕的金屬氧化物組成的縮合催化劑中的一種或多種。進一步地，所述有機酸選自硬脂酸、乙二酸中的一種；所述不吸濕的金屬氧化物選自氧化鋅、氧化亞錫中的一種；所述酯類過氧化物選自叔丁基過氧化3,5,5-三甲基己酯、過氧化乙酸叔丁酯中的一種；所述不吸濕的金屬氧化物選自氧化鋅、氧化亞錫中的一種。本發(fā)明還提供了上述人造草絲耐磨功能母粒的制備方法，包括以下步驟：(1)將聚乙烯樹脂、引發(fā)劑、硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑置于高速混合機中在室溫下混合均勻，將混合均勻的物料經(jīng)螺桿擠出機造粒，干燥即制得接枝料；(2)將聚乙烯樹脂、催化劑、抗氧劑置于高速混合機中在室溫下混合均勻，將混合均勻的物料經(jīng)螺桿擠出機造粒，干燥即制得催化劑料；(3)將接枝料80-99重量份和催化劑料1-20重量份混合均勻，經(jīng)螺桿擠出機造粒，在28-98℃水浴中浸泡1-60h，干燥即得人造草絲耐磨功能母粒。根據(jù)本發(fā)明人造草絲耐磨功能母粒的制備方法，優(yōu)選的是，所述步驟(3)中，水浴溫度為30-90℃；所述浸泡時間為2-48h。根據(jù)本發(fā)明人造草絲耐磨功能母粒的制備方法，優(yōu)選的是，步驟(1)、(2)和(3)中，所述干燥溫度為50-100℃。根據(jù)本發(fā)明人造草絲耐磨功能母粒的制備方法，優(yōu)選的是，步驟(1)、(2)和(3)中，所述干燥時間為2-24h。根據(jù)本發(fā)明人造草絲耐磨功能母粒的制備方法，優(yōu)選的是，步驟(1)、(2)中，所述室溫混合時間為3-30min；所述螺桿機為雙螺桿擠出機。進一步地，所述雙螺桿在140-220℃熔融擠出造粒。本發(fā)明還提供了上述人造草絲母粒在人造草絲領域的應用。本發(fā)明制備的耐磨功能母粒主要用于人造草絲中，按一定比例加入草絲配方中。由于母粒中硅烷交聯(lián)聚乙烯使得線型聚乙烯交聯(lián)成有效三維網(wǎng)狀結構，使分子鏈的運動變得困難，從而提高了材料的耐磨損性能、力學性能、抗老化性能。本發(fā)明人造草絲基體配方按質量份計包括以下組分：LLDPE樹脂：50-95份色母粒：2-15份加工助劑：0.1-10份耐磨功能母粒：1-30份具體人造草絲配方中由于加入了耐磨功能母粒使得人造草絲的耐磨擦磨損性能增強，因為耐磨母粒是硅烷交聯(lián)LLDPE，與人造草絲基體樹脂LLDPE相容性良好，由于耐磨母粒是部分交聯(lián)三維網(wǎng)絡立體結構，有助于提高草絲的強度，抵抗反復高負荷摩擦產(chǎn)生的塑性變形，因此，耐磨功能母粒的加入提高了人造草絲的性能，特別是摩擦磨損性能。本發(fā)明的人造草絲耐磨母粒，它的耐磨性能是通過摩擦系數(shù)和磨耗量來表征的，摩擦系數(shù)0.62-0.80，磨耗量范圍0.1-10，從磨耗量可以直接判斷材料耐磨性能的好壞，摩擦系數(shù)增大，說明摩擦力增大，防滑性能提高。聚乙烯分子是長鏈線型結構或支鏈結構，有良好的加工流動性，但硬度不足，抗蠕變性較差。因此，人造草絲纖維，柔順性較好，表面較光滑。但人造草絲纖維表面硬度低，承載能力差，在重載反復摩擦過程中容易發(fā)生塑性變形，容易產(chǎn)生粘著磨損。因此，材料耐磨性能較差。由于硅烷交聯(lián)在聚乙烯分子間形成了新的-Si-O-化學鍵，三維網(wǎng)絡立體結構的形成提高了聚乙烯抵抗形變及犁削的能力，在摩擦過程中由于局部摩擦熱聚集而使材料發(fā)生軟化粘著現(xiàn)象減輕，耐磨性能提高，一方面由于聚乙烯部分交聯(lián)，使得材料表面硬度提高，表面粗糙度提高，摩擦系數(shù)增大，一定程度上起到很好的防滑作用。本發(fā)明制備的人造草絲耐磨功能母粒，以聚乙烯樹脂為基體，與人造草絲基體樹脂線型低密度聚乙烯相容性良好，明顯提高草絲的耐磨損性能和物理力學性能。該母粒通過在聚乙烯中引入-Si-O-基團，在一定條件下使其形成三維網(wǎng)狀結構，限制了分子鏈的滑移，克服了蠕變不足的缺點，加入到草絲基體配方中，極大地提高了人造草絲的耐磨損性能和物理力學性能，且對環(huán)境無污染、使用壽命長。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明，實施例只用于解釋本發(fā)明，不對本發(fā)明構成任何限定。實施例1一種人造草絲耐磨功能母粒及其制備方法，包括以下步驟：人造草絲耐磨功能母粒接枝料的制備，包括以下步驟：(1)按質量份計線型低密度聚乙烯97份過氧化二異丙苯0.2份乙烯基乙氧基硅烷3份抗氧劑0.05份；(2)將線型低密度聚乙烯、過氧化二異丙苯、乙烯基乙氧基硅烷加入高速混合機中，常溫混合5min；將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機中，熔融造粒，擠出機各段溫度分別為：150℃、165℃、170℃、175℃，轉速30r/min，100℃干燥6h，制得接枝料；人造草絲耐磨功能母粒催化劑料的制備，包括以下步驟：(1)按質量份計線型低密度聚乙烯99份二丁基二月桂酸錫1份抗氧劑0.2份；(2)將線型低密度聚乙烯、二丁基二月桂酸錫、抗氧劑置于高速混合機中，常溫混合5min；將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機中，熔融造粒，擠出機各段溫度分別為：150℃、165℃、170℃、175℃，轉速30r/min，100℃干燥6h，制得催化劑料；人造草絲耐磨功能母粒及其制備方法，包括按質量份計，接枝料95份，催化劑料5份，熔融混合造粒；將上述粒料置于溫度為80℃的水浴中12h，取出在100℃干燥6h，制得人造草絲用耐磨功能母粒。實施例2一種人造草絲耐磨功能母粒及其制備方法，包括接枝料和催化劑料的制備，制備步驟如上所述，包括按質量份計，接枝料90份，催化劑料10份，熔融混合造粒，將上述粒料置于溫度為70℃的水浴中9h，取出在100℃干燥6h，制得人造草絲用耐磨功能母粒。實施例3一種人造草絲耐磨功能母粒及其制備方法，包括以下步驟：人造草絲耐磨功能母粒接枝料的制備，包括以下步驟：(1)按質量份計線型低密度聚乙烯95份過氧化二異丙苯0.2份乙烯基乙氧基硅烷5份抗氧劑0.05份；(2)將線型低密度聚乙烯、過氧化二異丙苯、乙烯基乙氧基硅烷加入高速混合機中，常溫混合5min；將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機中，熔融造粒，擠出機各段溫度分別為：150℃、165℃、170℃、175℃，轉速30r/min，100℃干燥6h，制得接枝料；人造草絲耐磨功能母粒催化劑料的制備，包括以下步驟：(1)按質量份計線型低密度聚乙烯98份二丁基二月桂酸錫2份抗氧劑0.2份；(2)將線型低密度聚乙烯、二丁基二月桂酸錫、抗氧劑置于高速混合機中，常溫混合5min；將上述混合均勻的物料加入雙螺桿擠出機中，熔融造粒，擠出機各段溫度分別為：150℃、165℃、170℃、175℃，轉速30r/min，100℃干燥6h，制得催化劑料；人造草絲耐磨功能母粒及其制備方法，包括按質量份計，接枝料95份，催化劑料5份，熔融混合造粒；將上述粒料置于溫度為80℃的水浴中12h，取出在100℃干燥6h，制得人造草絲用耐磨功能母粒。實施例4一種人造草絲耐磨功能母粒及其制備方法，包括接枝料和催化劑料的制備，制備步驟如上所述，包括按質量份計，接枝料90份，催化劑料10份，熔融混合造粒，將上述粒料置于溫度為70℃的水浴中9h，取出在100℃干燥6h，制得人造草絲用耐磨功能母粒。將上述所制得的耐磨母粒用平板硫化機15MPa模壓10min制備樣品，以便用于做耐磨性能檢測。測試方法為：將母粒制成22×14×2mm的樣品，然后測試經(jīng)過高速環(huán)塊磨損試驗機在一定載荷下，磨輪旋轉2000次后的摩擦系數(shù)和磨耗量(磨損前后質量減量)來表示，單位g/kg。對比例將線型低密度聚乙烯樹脂按照上述方法制備樣品，測試其摩擦系數(shù)和磨耗量。檢測結果如下實施例1實施例2實施例3實施例4對比例摩擦系數(shù)0.680.700.710.710.62磨耗量3.260.510.320.4825.29因此，可以看出，本發(fā)明在磨耗量較對比例明顯降低，耐磨性能大大增強，摩擦系數(shù)較對比例有所增大，有助于防滑。上述實施例，只是本發(fā)明的部分實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權利要求的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應包括在本發(fā)明權利要求范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3