CN103952963A - 一种阻燃人造草坪及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻燃人造草坪，该阻燃人造草坪以使所制备的人造草丝在接触明火时燃烧速率急剧下降甚至自行熄灭，最大限度的降低火焰的传播速率，达到阻燃目的，为火灾中的生命和财产安全提供更多保障。本发明的阻燃人造草坪，由人造草丝、基布和胶粘剂组成，其中所述的人造草丝为阻燃人造草丝，阻燃人造草丝中含有0.1-20重量份数的阻燃剂。

Description

一种阻燃人造草坪及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种人造草坪及其制备方法，更具体的说涉及一种阻燃人造草坪及其制备方法。

背景技术

人造草坪采用仿生学原理为指导，具有非常好的仿真性，其运动性能，弹性等也基本接近天然草坪，而且受环境、天气、地域的影响非常小，能在高寒、高温和高原等极端气候地区使用，因此越来越受到消费者的青睐。

当前，高分子材料已融入我们日常生活的各个角落，大到家用电器，小到我们手里用的塑料制品。人造草坪的主要原料PE、PP就是其中的两种。然而频繁发生的火灾让人们逐渐意识到易燃性已成为制约高分子材料发展的一个重要因素。美国的一份统计资料表明：在一些火灾事故中，因吸入高分子材料在燃烧中产生的大量有毒烟雾而窒息死亡的人数往往占火灾死亡人数的一半以上，如1972年日本大阪百货大楼火灾死亡118人，其中毒烟致死93人，约占总死亡人数的80％。1980年美国纽约42层的“韦斯特威克”大楼火灾，死亡137人，125名消防队员被毒烟熏倒。美国“9.11”事件和韩国地铁火灾事故中大量的人员伤亡，主要也是由于材料燃烧过程中产生大量有害烟雾造成的。塑料制品的易燃性已严重危及生命和财产安全，阻燃势在必行。

人造草坪行业目前正处于高速发展阶段，家用休闲草及室内装修用草也已走进千家万户，随着人们防火意识的不断增强，草坪阻燃逐渐被提上日程。阻燃人造草坪主要通过在配方中添加阻燃剂制得，阻燃剂主要分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类，有机阻燃剂主要包括有机硅系、卤系等；无机阻燃剂主要有氢氧化铝、氯化铵、硼酸等。目前使用较广泛的有机卤系阻燃剂，具有与有机高聚物相容性好，阻燃效果好，添加量少，对材料的其他性能影响小等优点，但缺点是发烟量较大，释放出有毒、腐蚀性强的卤化氢气体；无机阻燃剂虽具有无卤、无毒、低烟等优点，但添加量大且与基材亲和力差，对材料的加工和力学性能影响很大。

目前，随着环保要求越来越高，有机卤阻燃剂已经被多次禁止使用，尤其在欧洲国家，无机阻燃剂则因其添加量大和影响材料性能而得不到广泛应用，在这种情况下，一系列新型环保阻燃剂被开发出来，通过在草丝中添加新型环保阻燃剂，不仅解决了草丝的易燃性问题，同时又最大限度的降低了对环境的污染；同时在胶粘剂中也添加阻燃剂，协同作用可实现制备一种简单易行，阻燃效果良好的人造草坪。

发明内容

本发明目的在于改变现有人造草坪易燃的现状，同时克服传统阻燃产品燃烧污染较严重的困扰，提供一种阻燃人造草坪，满足人们对阻燃草坪的需求，同时本发明还提供了阻燃人造草坪的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的阻燃人造草坪，由人造草丝、基布和胶粘剂组成，其中所述的人造草丝为阻燃人造草丝，阻燃人造草丝中含有0.1-20重量份数的阻燃剂。人造草丝由高分子树脂材料，如尼龙、聚丙烯、聚乙烯等经挤出制得，以上几种材料都可作为本发明的基材，而为了实现本发明的阻燃要求，在上述基体材料中添加进0.1-20重量份的阻燃剂。

本发明的阻燃人造草坪，其进一步的技术方案是所述的阻燃剂为氮磷膨胀型、磷酸酯类或受阻胺类阻燃剂，或者由以上物质添加其它协效填充物组成。更进一步技术方案是所述的氮磷膨胀型阻燃剂为多元醇、多聚磷酸、多聚磷酸铵、聚磷酸多聚睛胺中的一种或多种混合物，发生燃烧时，能迅速在聚合物表面生成一层均匀的炭质泡沫层，从而起到隔热、隔氧和抑烟的作用；所述的磷酸酯类阻燃剂为BDP、RDP、TPP中一种或多种混合物，或由以上物质添加其他协效剂组成，磷酸酯类阻燃剂的阻燃机理是，含磷化合物受热分解，产物具有极强的脱水性，其覆盖于基材表面形成致密炭层，起到良好的阻燃作用，如BDP、RDP、TPP等，特点是阻燃效率高、与聚合物基材相溶性好，兼具阻燃和增塑双重功能；所述的受阻胺类阻燃剂为N-烷氧基受阻胺类光稳定剂，对聚烯烃具有高效的阻燃作用，同时还可与溴代或含磷阻燃剂发挥协同增效作用，如巴斯夫公司的326、944、116等。

本发明的阻燃人造草坪，其进一步的技术方案还可以是所述的胶粘剂中含有1-80重量份数的阻燃剂。更进一步的技术方案是所述的阻燃剂为Al(OH)₃、Mg(OH)₂、Sb₂O₃中一种或几种的混合物。胶粘剂的作用是将人造草丝和基布很好地粘贴在一块，形成完整的人造草坪。人造草坪行业中的胶粘剂一般分为丁苯类胶粘剂、丙烯酸脂类胶粘剂、PVC胶粘剂、聚氨酯胶粘剂等，为了降低成本，一般会在这些胶粘剂中添加大量的无机填料，如碳酸钙、滑石粉、高岭土等。这些胶粘剂中的胶乳/高分子成分也是易燃物质，会影响人造草坪的阻燃性能。为进一步提高阻燃人造草坪的阻燃性能，可以在其所用的胶粘剂中添加1-80重量份的阻燃剂，以全部或部分替代这些胶粘剂中的无机填料。从性能和价格来比较，阻燃剂优选Al(OH)₃、Mg(OH)₂中的一种，特别优选用Al(OH)₃。

在人造草丝的制造过程中，可以添加润滑剂等助剂以提升其加工性能，添加抗氧剂、光稳定剂等提高其对热和光的稳定作用，以增加其使用寿命，还有可以添加不同的颜料以获得不同颜色的人造草丝。以上这些助剂、颜料等都是公知技术，均可用于本发明中。

本发明的阻燃人造草坪，其进一步的技术方案还可以是所述的基布由聚丙烯单层或复合基布组成，或者与网格布混合组成。

本发明上述的阻燃人造草坪的制备方法，包括以下步骤：

A)将基本树脂、阻燃剂和其他助剂混合均匀成混合料；

B)将混合料在150℃～300℃下经单螺杆挤出机挤出、拉丝，制备出阻燃人造草丝；

C)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上胶粘剂，制得阻燃人造草坪。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明主要在人造草丝配方中加入具有阻止树脂燃烧功能的组分，以使所制备的人造草丝在接触明火时燃烧速率急剧下降甚至自行熄灭，最大限度的降低火焰的传播速率，达到阻燃目的，为火灾中的生命和财产安全提供更多保障。所加入的膨胀型、磷酸酯及受阻胺类阻燃剂均为环保型，极大了改善了传统阻燃剂燃烧产物毒害人体，污染大气的现状。同时，新型环保阻燃剂还附加了新的功能，磷氮膨胀型阻燃剂中的聚磷酸多聚腈胺为良好的发泡剂，可以有效扩大覆盖面积，最大限度降低火焰的传播，同时起到防熔滴的作用；磷酸酯类阻燃剂具有阻燃和增塑双重作用，同时避免了有毒气体的排放；受阻胺类阻燃剂同时具有光稳定效应，在发挥阻燃功能的同时也可提高制品的紫外稳定性。新型环保阻燃剂的添加，极大提高了树脂的阻燃性，且其化学成分均属高分子系列，与PE的相容性好，因此对树脂的力学性能影响较小，从而保证了PE纤维的拉伸性能，为阻燃人造草坪的生产提供了质量保证，同时保持了人造草坪良好的阻燃性能。

本发明制备的阻燃人造草坪的胶粘剂也具有阻燃效果，通过协同作用与普通草坪相比，具有优良的阻燃性能，能够离火即灭，阻止了火焰的进一步传播，同时本发明的制备方法工艺简单、生产成本低。

具体实施方式

以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。实施例中检测方法如下：乌洛托品法：取10×10cm的样块，将乌洛托品片置于样块中央，点燃乌洛托品片使其燃烧，待燃烧结束后测量样块的燃烧斑块面积，并与对照样比较，燃烧斑块面积越小，阻燃效果越好。

另外实施例中的对照样为未添加阻燃剂的人造草坪。

实施例1

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯87kg，色母4kg，助剂1kg，BDP8kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝5Kg，碳酸钙10Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约64％，同时草坪基布有烧痕。

实施例2

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯83kg，色母4kg，助剂1kg，BDP12kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型的温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝5Kg，碳酸钙10Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约76％，同时草坪基布有烧痕。

实施例3

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯87kg，色母4kg，助剂1kg，TPP8kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型的温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝5Kg，碳酸钙10Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约72％，同时草坪基布有烧痕。

实施例4

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯83kg，色母4kg，助剂1kg，TPP12kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型的温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝5Kg，碳酸钙10Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约80％，同时草坪基布有烧痕。

实施例5

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯94kg，色母4kg，助剂1kg，NOR1161kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型的温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝5Kg，碳酸钙10Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约50％，同时草坪基布有烧痕。

实施例6

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯93kg，色母4kg，助剂1kg，NOR1162kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型的温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝5Kg，碳酸钙10Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约72％，同时草坪基布有烧痕。

实施例7

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯83kg，色母4kg，助剂1kg，TPP12kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型的温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝10Kg，碳酸钙5Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约82％，同时基布烧痕大小较以上实施例明显减小。

实施例8

阻燃人造草坪的制备：

A)将聚乙烯83kg，色母4kg，助剂1kg，TPP12kg共混挤出成型，制备出阻燃人造草丝，挤出成型的温度为210℃；

B)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

C)将丁苯胶乳10Kg，氢氧化铝15Kg，碳酸钙2Kg，混合均匀制成丁苯胶粘剂；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上丁苯胶粘剂制得阻燃人造草坪。

阻燃性检测：

使用乌洛托品法对其和对照样进行燃烧试验，燃烧斑块面积比对照样减小了约82％，同时草坪基布已基本无烧痕。

Claims (7)

1.一种阻燃人造草坪，由人造草丝、基布和胶粘剂组成，其特征在于所述的人造草丝为阻燃人造草丝，阻燃人造草丝中含有0.1-20重量份数的阻燃剂。

2.根据权利要求1所述的阻燃人造草坪，其特征在于所述的阻燃剂为氮磷膨胀型、磷酸酯类或受阻胺类阻燃剂，或者由以上物质添加其它协效填充物组成。

3.根据权利要求2所述的阻燃人造草坪，其特征在于所述的氮磷膨胀型阻燃剂为多元醇、多聚磷酸、多聚磷酸铵、聚磷酸多聚睛胺中的一种或多种混合物；所述的磷酸酯类阻燃剂为BDP、RDP、TPP中一种或多种混合物，或由以上物质添加其他协效剂组成；所述的受阻胺类阻燃剂为N-烷氧基受阻胺类光稳定剂。

4.根据权利要求1所述的阻燃人造草坪，其特征在于所述的胶粘剂中含有1-80重量份数的阻燃剂。

5.根据权利要求4所述的阻燃人造草坪，其特征在于所述的阻燃剂为Al(OH)₃、Mg(OH)₂、Sb₂O₃中一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的阻燃人造草坪，其特征在于所述的基布由聚丙烯单层或复合基布组成，或者与网格布混合组成。

7.一种如权利要求1－6任一所述的阻燃人造草坪的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A)将基本树脂、阻燃剂和其他助剂混合均匀成混合料；

B)将混合料在150℃～300℃下经单螺杆挤出机挤出、拉丝，制备出阻燃人造草丝；

C)将制备好的阻燃人造草丝加捻成一定股数，用簇绒机按指定行距与针距将阻燃人造草丝簇绒到基布上形成半成品草坪；

D)在半成品草坪基布背部涂覆上胶粘剂，制得阻燃人造草坪。