專利名稱：新型人造草皮及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型AJt草皮及其制造方法，并且更具體涉及含有乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的Ait草皮及其制造方法。
背景技術(shù)：
由于人造草皮具有抗老化、防曬、防水、防滑、耐磨、腳感舒適、色 澤鮮艷、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用低、可全天候使用等優(yōu)點(diǎn)，因此，近 來在體育場(chǎng)館、學(xué)校、賓館以及建筑屋頂?shù)榷喾N場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。
圖1示出現(xiàn)有的Ait草皮的結(jié)構(gòu)，其主要是由草纖維、草底部和背膠 組成。通常，草纖維和草底部由熱塑性高分子材料制成，例如草纖維主要 由聚乙烯制成，草底部主要由聚丙烯制成，而背膠則通常由熱固性交聯(lián)高 分子材料例如硫化氣基丁^H膠或聚氨酯制成。背膠的作用是將草固定在 草底部上，使草不易從草底部抽出。背l^應(yīng)該能將草纖維和草底部(即聚 乙烯和聚丙烯)粘合在一起，同時(shí)還要具有一定的強(qiáng)度以及耐水、耐熱、 耐寒、抗老化等性能。
例如，現(xiàn)有的人造草皮背膠通常由羧基丁苯膠乳、碳酸鉀、硫磺、促 進(jìn)劑制成。具體是在一定溫度下(如145'C以上)，由硫化體系(硫磺、促 進(jìn)劑)引發(fā)g丁苯膠乳的交聯(lián)，得到石?；痝丁^lt膠。經(jīng)過硫化后的 羧基丁a膠是熱固性高分子材料，分子鏈呈交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不熔不溶， 受熱后只能分解，不能軟化，不能回復(fù)到可塑狀態(tài)。
現(xiàn)有的AJt草皮中，草纖維和草底部是由熱塑性高分子材料例如聚乙 烯、聚丙烯制成，而背膠卻是由例如硫化氣基丁^l膠或交聯(lián)聚氨酯這類 熱固性高分子材料制成。眾所周知，熱塑性高分子材料具有熱塑性，可在 特定的溫度范圍內(nèi)反復(fù)加熱軟化、冷卻固化加工成型。而熱固性交聯(lián)高分 子材料在一定溫度等條件下硫化成型后，就不再能夠通過升高溫度而重新 加工成型。因而，二者之間的相容性差，不能通過熔融共混等方法同時(shí)回 收再利用。所以，由聚乙烯、聚丙烯、羧基丁^膠或聚氨酯等材料制備 的現(xiàn)有Ait草皮不能統(tǒng)一回收再利用。其缺點(diǎn)在于 一方面，廢棄或焚燒 現(xiàn)有Ait草皮會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染和資源浪費(fèi)；另一方面，將現(xiàn)有Ait草皮的草纖維和草底部與背膠分離后再回收會(huì)導(dǎo)致回收成本過高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有Ait草皮的材料互不相容、不能統(tǒng)一回收利用的問題， 提出一種新型Ait草皮，其中采用熱熔型的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 樹月旨作為背膠的主材料。本文中術(shù)語"乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂，，是指 通常以樹脂形式提供的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
由于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂不僅可以具有現(xiàn)有背膠所采用的交 聯(lián)高分子材料的性能，而且還是熱塑性高分子材料，因而使得構(gòu)成本發(fā)明 Ait草皮的聚合物材料可以都是熱塑性高分子材料，彼此相容，有利于一 起回收加工成復(fù)合材料，而不必分離后分別回收。因此，根據(jù)本發(fā)明制造 的Ait草皮解決了現(xiàn)有Ait草皮不能統(tǒng)一回收利用的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種由草纖維、草底部和背膠構(gòu)成的人 造草皮。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，背膠主要包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚 物樹月旨。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，所用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂的醋酸乙 烯酯含量可為約10~60 mol%，優(yōu)選約15~55 mol%，更優(yōu)選約20~50 mol%，還更優(yōu)選約30 45mo1。/。，再更優(yōu)選約35 ~ 45 mol%。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，草纖維和草底部可采用與現(xiàn)有^J支術(shù)類似 的配方生產(chǎn)，其中所述草主要由聚乙烯、聚丙烯和聚酖胺中的一種或多種 制成，所述草底部主要由聚乙烯和聚丙烯中的一種或多種制成。
根據(jù)本發(fā)明，背膠還可包^it自填料、增粘樹脂、調(diào)解劑、增塑劑和 抗氧化劑中的一種或多種添加劑。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，背膠中各組分含量可以為乙烯-醋酸乙 烯酯共聚物樹脂30~100重量％,優(yōu)選40~90重量％,更優(yōu)選50 80重 量％，還更優(yōu)選60 ~ 70重量％;填料0 ~ 40重量％,優(yōu)選10 ~30重量％; 增粘樹脂0~30重量％,優(yōu)選10~20重量％;調(diào)解劑0~15重量％,優(yōu) 選5~10重量％;增塑劑0~15重量％，優(yōu)選5~10重量％;抗氧化劑0~ 4重量％，優(yōu)選1~3重量％。
填料例如可以選自炭黑、白炭黑、重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸釣、滑石粉、
4蒙脫土、埃洛石、氫氧化鎂和氫氧化鋁中的一種或多種，優(yōu)選重質(zhì)碳酸釣、 埃洛石、氫氧化鎂和氫氧化鋁中的一種或多種。
增粘樹脂可包括以下組分中的一種或多種
(a)松香、其衍生物或它們的混合物，所^f^香衍生物例如是各種^L化 松香和氬化松香；(b)萜烯樹脂、其改性產(chǎn)品或它們的混合物；(c)石油樹 脂，優(yōu)選C5和C9的石油樹脂，所述石油樹脂還包括其氫化物、混合物 和/或共聚物等；(d)氧茚樹脂、其氫化物或它們的混合物。
增粘樹脂優(yōu)選松香及其衍生物。
調(diào)解劑例如可以選自蜂蠟、蟲膠蠟、巴西棕櫚蠟、褐煤蠟、石蠟、微 晶蠟、聚乙烯蠟、酰胺蠟、羥基蠟和氫化植物油中的一種或多種，優(yōu)選石 蠟、聚乙烯蠟和微晶蠟中的一種或多種。
增塑劑例如可以選自鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、環(huán)氧大 豆油、已二酸二辛酯和癸二酸二辛酯中的一種或多種，優(yōu)選環(huán)氧大豆油。
抗氧化劑例如可以選自抗氧化劑1010、抗氧化劑245、抗氧化劑246、 抗氧化劑264、抗氧化劑3125、抗氧化劑DSTP、抗氧化劑DLTP、抗氧 化劑CA、 2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二特丁基-4-甲氧甲基苯酚、抗氧 化劑P-EPQ、硫代二丙酸二 (十三)酯、硫代二丙酸月桂十八酯中的一種 或多種。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種制itAJt草皮的方法，該方法包 括通過將背膠形成薄膜并與裝配有草纖維的草底部背面粘合的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述粘合步驟包括將預(yù)先將背膠組分制 成薄膜，然后將該薄膜與裝配有草纖維的草底部背面粘合，或者將背膠組 分在制成薄膜的同時(shí)將該薄膜直接與裝配有草纖維的草底部背面粘合。
才艮據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供一種AJt草皮整體回收材料，該回收 材料由本發(fā)明的AJt草皮在120°C 180。C下務(wù)沐加熱混合均勻而得到。


圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的Ait草皮的結(jié)構(gòu)和組成。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的Ait草皮由草纖維、草底部、背膠三部分組成。 草纖維和草底部的配方與現(xiàn)有Ait草皮類似，而本發(fā)明的背膠則主要由乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂(EVA)與填料、增粘樹脂、調(diào)解劑、增塑劑和 抗氧化劑等制備而成。
本發(fā)明使用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂(EVA)中的醋酸乙烯酯含 量為約10 60moP/。，優(yōu)選約15 55mo1。/。，更優(yōu)選約20 ~ 50 mol%，還 更優(yōu)選約30 ~ 45 mol% ，再更優(yōu)選約35 ~ 45 mol% 。
本發(fā)明使用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂(EVA)例如可以是 Arkema公司的EVATANE 28-03、 EVATANE 24-03 、 EVATANE 28-40; 日本三井乂>司(Mitsui Polychemical Co"Ltd.)的Evaflex 260 (VA:28%， MI:6);日本東曹7>司的EVA710 (Mpoflex710: VA:28%， MI:18)、 EVA634 (Nipoflex 634: VA:26%， MI:4);臺(tái)灣聚合化學(xué)品有限7〉司(USI CORPORATION)的UE638國(guó)04 (VA:28%， MI:18)和UE633 (VA:20%， MI:19)等。
本發(fā)明Ait草皮的草纖維和草底部可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制造并可市購，在 此省略對(duì)其具體制造工藝的描述。以下給出本發(fā)明AJt草皮的背膠的配方 實(shí)例。
背膠配方實(shí)施例l:
EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂)100份(重量份，下同)、滑石 粉30份、松香10份、石蠟10份、環(huán)氧大豆油10份、抗氧化劑1010 1份。
背膠配方實(shí)施例2:
EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂)100份、重質(zhì)碳酸釣100份、松 香50份、石蠟50份、環(huán)氧大豆油20份、抗氧化劑1010 2份。
背膠在使用前，先將除EVA以外的背膠配方各組分預(yù)先在容器(如高 ^^L)中攪拌均勻并it^立后，備用。本發(fā)明AJt草皮的制造工藝包括將上述背膠配方組分制備成薄膜并將 其與已裝配好的草纖維和草底部(下文中，稱為"草皮")粘合。具體制 造工藝的實(shí)施方案"i兌明如下。
制造工藝實(shí)施方案一
將預(yù)處理過的除EVA以外的背膠配方各組分與EVA均勻混合在一起， 制備成熱熔膜。制備好的熱熔膜經(jīng)輸送輥傳送并通過壓軸與草皮背面緊密 附著在一起。將熱熔膜、草皮以相同的速度通過熱風(fēng)箱，在熱風(fēng)箱中，熱 風(fēng)(ll(TC ~ 150'C )由上至下吹向熱熔膜，使得熱熔膜與草皮粘合在一起。
制造工藝實(shí)施方案二
將預(yù)處理過的除EVA以外的背膠配方各組分與EVA均勻混合在一起， 制備成熱熔膜。制備好的熱熔膜經(jīng)輸送輥傳送并通過壓軸與草皮背面緊密 附著在一起。將熱熔膜、草皮以相同的速度向熱風(fēng)箱方向移動(dòng)，移動(dòng)的同 時(shí)，在草皮下方提供PAX箱向下吸風(fēng)，并且在熱熔膜和草皮通過熱風(fēng)箱時(shí)， 熱風(fēng)箱中有熱風(fēng)(110°C~150°C)由上至下吹向熱熔膜，使得熱熔膜與草 皮粘合在一起。
制造工藝實(shí)施方案三
將預(yù)處理過的除EVA以外的背膠配方各組分與EVA混合在一起，經(jīng)過 擠出機(jī)、流延模頭流延出熱熔膜。將該熱熔膜直接與草皮背面貼合，二者 一起通過熱風(fēng)箱，在熱風(fēng)箱中，熱風(fēng)(110'C 150'C)由上至下吹向熱熔 膜，使得熱熔膜與草皮粘合在一起。
制造工藝實(shí)施方案四
將預(yù)處理過的除EVA以外的背膠配方各組分與EVA混合在一起，經(jīng)過 擠出機(jī)、流g頭流延出熱熔膜。將該熱熔膜直接與草皮背面貼合，二者 一起向熱風(fēng)箱移動(dòng)，移動(dòng)的同時(shí)，在草皮下方提供吸風(fēng)箱向下吸風(fēng)，并且 熱熔膜和草皮通過熱風(fēng)箱時(shí)，熱風(fēng)箱中有熱風(fēng)(110'C 150'C)由上至下 吹向熱熔膜，使得熱熔膜與草底粘合在一起。
其中制備實(shí)施方案三和四與制備實(shí)施方案一和二相比，省略了熱熔膜 的貯存環(huán)節(jié)并且不需要再次加熱，但;l對(duì)i殳備和^Mt要求提高。制造工藝實(shí)施例l
將背膠組分根據(jù)上述配方按比例配混，^bv流延機(jī)的擠出機(jī)料筒中，
擠出機(jī)的溫度控制在100。C 190。C，根據(jù)制備實(shí)施方案一，利用流延機(jī)制 備成熱熔膜，成膜速度為0.5m/min 10m/min。利用壓軸將熱熔膜與預(yù)先 制備的草皮粘合，熱熔膜和草皮的移動(dòng)iOL為0.5m/min 10m/min。利用 熱風(fēng)箱鼓風(fēng)，保持粘合溫度在110'C 150。C。
制造工藝實(shí)施例2
將背膠根據(jù)上述配方按比例配混，；^v流延機(jī)的擠出M筒中，擠出 機(jī)的溫度控制在100'C 190'C，根據(jù)制造工藝實(shí)施方案三，使經(jīng)流延機(jī)流 延的熱熔膜直接與預(yù)先制備的草皮粘合。熱熔膜的流m度和草皮的移動(dòng) 速度保持一致，均控制在0.5 m/min ~ 10 m/min。利用熱風(fēng)箱鼓風(fēng)，保持粘 合溫度在110'C-150。C。
性能對(duì)比
表1示出現(xiàn)有AJt草皮背膠和本發(fā)明的AJt草皮背膠的性能對(duì)比。以 下性能測(cè)試才艮據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20394-2006進(jìn)行。
表l
現(xiàn)有Ait草皮背膠本發(fā)明Ait草皮背膠
草線束綽力40 — 89 N40 ~125 N
使用溫度范圍-30'C ~70'C-30。C~70。C
彈性合格合格
耐老化性能合格合格
由表1可見，本發(fā)明的AJt草皮背膠在草線束綽力方面優(yōu)于現(xiàn)有AJt草 皮背膠，并M其它性能方面與現(xiàn)有AJt草皮背膠相當(dāng)。
回收
現(xiàn)有人造草皮的草纖維、草底部和背膠在不經(jīng)過分離的情況下，在加 熱到120'C 180'C時(shí)，不能夠通過雙螺桿擠出機(jī)等常規(guī)設(shè)備均勻混合，因而無法共同回收再利用。而本發(fā)明Ait草皮的草纖維、草底部和背膠可以 不經(jīng)過分離，在加熱到120'C 180。C時(shí)，能夠通過雙螺桿擠出機(jī)等常規(guī)設(shè) 備均勻混合，得到均勻的復(fù)合回收材料，并能夠加工成Ait草皮的草底部、 桌椅、水桶、垃圾桶等產(chǎn)品。
以下示出本發(fā)明人造草皮回收后得到的復(fù)合回收材料的物理機(jī)械性能。
AJt草皮回收材料一背膠成分EVA100重量。/0。
將上述組成的本發(fā)明AJt草皮的草纖維、草底部和背膠一同粉碎并熔 融共混后，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制備樣條檢測(cè)其物理^性能，性能如下
拉伸強(qiáng)度11.6MPa;拉伸模量207 MPa;彎曲強(qiáng)度11.4MPa;彎曲 模量358MPa;沖擊強(qiáng)度30KJ/m2。
Ait草皮回收材料二背膠成分EVA40重量。/。；重質(zhì)碳酸釣59重量％; 抗氧化劑1010 1重量％。
將上述組成的本發(fā)明AJt草皮的草纖維、草底部、背膠一同粉碎并熔 融共混后，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制備樣條檢測(cè)其物理機(jī)喊性能，性能如下
拉伸強(qiáng)度10.3MPa;拉伸模量277 MPa;彎曲強(qiáng)度13.6MPa;彎曲 模量387 MPa;沖擊強(qiáng)度10.1 KJ/m2。
由以上數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明Ait草皮統(tǒng)一回收得到的復(fù)合回收材料具備 相當(dāng)優(yōu)異的物理機(jī)械性能，完全可以用于一般塑料材料的各種用途。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，這些實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明 的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求的范圍內(nèi)所作出的任何改變和調(diào)整也 應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種人造草皮，所述人造草皮由草纖維、草底部和背膠構(gòu)成，其特征在于，所述背膠包含乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂。
2. 如權(quán)利要求1所述的AJt草皮，其中所述草纖維主要由聚乙烯、聚丙 烯和聚酰胺中的一種或多種制成，所述草底部主要由聚乙烯、聚丙烯中的 一種或多種制成。
3. 如權(quán)利要求1所述的AJt草皮，其中所述背膠還包含選自填料、增粘 樹脂、調(diào)解劑、增塑劑和抗氧化劑中的一種或多種添加劑。
4. 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的Ait草皮，其中所述乙烯-醋酸乙烯 酯共聚物樹脂中的醋酸乙烯酯含量為10~60 mol%。
5. 如權(quán)利要求4所述的AJt草皮，其中所述背膠中各組分含量為 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂30 ~ 100重量％;填料o~40重量％; 增粘樹脂0~30重量％; 調(diào)解劑0~15重量％; 增塑劑0~15重量％; 抗氧化劑0~4重量％。
6. —種制造如權(quán)利要求l所述的AJt草皮的方法，其特征在于，該方法包 括將背l^且分形成薄膜并與裝配有草纖維的草底部背面粘合的步驟。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述粘合步驟包括先將所述背膠組分制 成薄膜，再將該薄膜與裝配有草纖維的草底部背面粘合。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述轱合步驟包括將所述背膠組分在形 成薄膜的同時(shí)直接將該薄膜與裝配有草纖維的草底部背面粘合。
9. 如權(quán)利要求6~8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述粘合的溫度為110'C ~ 150 。C。
10. —種回收材料，其特征在于，所述回收材料由如權(quán)利要求1所述的人 造草皮在120°C ~ 180。C下整體加熱混合均勻而得到。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新型人造草皮及其制造方法以及由該人造草皮回收制得的回收材料。該人造草皮包括草纖維、草底部和背膠三部分，其中草纖維和草底部分別主要由聚乙烯和聚丙烯制成，而背膠由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂(EVA)作為主材料，并加入填料、增粘樹脂、調(diào)解劑、增塑劑、抗氧化劑等制成。該人造草皮通過將背膠與裝配有草纖維的草底部粘合制成，該粘合可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，第一種方式是先將背膠制成薄膜，再實(shí)現(xiàn)背膠與裝配有草纖維的草底部的粘合；第二種方式是將背膠經(jīng)過流延形成薄膜并且同時(shí)將該薄膜直接與裝配有草纖維的草底部粘合。本發(fā)明的人造草皮可以整體回收得到有用的回收復(fù)合材料，從而消除環(huán)境污染和降低回收成本。
文檔編號(hào)E01C13/08GK101424068SQ200710165279
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者賈德民, 陳玉坤 申請(qǐng)人:張 碧