CN106498530A - 一种自修复耐磨型人造草丝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自修复耐磨型人造草丝的制备方法，属于人造草丝制备技术领域。本发明首先将尿素与甲醛溶液混合加热后，得到树脂预聚体，再将其与月桂醇聚氧乙烯醚进行混合，得到混合乳化液，并将其与双环戊二烯、间苯二酚等物质进行混合加热，得到改性微胶囊颗粒，接着将其与液体石蜡、高密度聚乙烯等物质混合，并对其进行挤出造粒，得到混合粒料，最后对其进行拉丝，即可得到修复耐磨型人造草丝。本发明制备的自修复耐磨型人造草丝具有优越的耐磨性能，在长期使用后，草丝不易开叉和断裂，延长了其使用寿命，使用年限为10～11年；制备步骤简单，所需的成本低，易于实现产业化。

Description

一种自修复耐磨型人造草丝的制备方法
技术领域
本发明涉及一种自修复耐磨型人造草丝的制备方法，属于人造草丝制备技术领域。
背景技术
目前人造草坪已广泛应用于各种体育运动场所和休闲场所。人造草丝纤维是人造运动草坪的核心材料，其性能决定了草坪的运动力学性能、运动安全性能和运动舒适性能。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。
目前人造草丝所用的主要材料为聚合物，这是由于聚合物复合材料具有优良的物理、化学和力学性能，如质轻、比强度高、比模量大、耐腐蚀性好、成型方便等特点。但聚合物材料的表面硬度低，承载能力差，易磨损；而人造草坪使用频率频繁，磨损力度大，从而造成人造草坪在长期频繁使用后，容易出现草丝开叉，掉毛、以及断裂现象。耐磨损性能已成为评价人造草坪质量的一个最为重要的指标，它是保证人造运动草坪质量稳定性的重要前提。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对以聚合物为原料制得的人造草丝在长期频繁使用后，容易出现草丝开叉，掉毛以及断裂的问题，本发明首先将尿素与甲醛溶液混合加热后，得到树脂预聚体，再将其与月桂醇聚氧乙烯醚进行混合，得到混合乳化液，并将其与双环戊二烯、间苯二酚等物质进行混合加热，得到改性微胶囊颗粒，接着将其与液体石蜡、高密度聚乙烯等物质混合，并对其进行挤出造粒，得到混合粒料，最后对其进行拉丝，即可得到修复耐磨型人造草丝。本发明制备的修复耐磨型人造草丝具有优越的耐磨性能，在长期使用后，草丝不易开叉和断裂。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）按质量比1:2，将尿素与质量分数35%甲醛溶液搅拌混合并置于烧杯中，在65～70℃下水浴加热10～15min后，对烧杯中滴加三乙醇胺至pH至8.5，随后保温反应1～2h，静置冷却至室温，即可制备得树脂预聚体；
（2）按质量比1:8，将月桂醇聚氧乙烯醚与上述制备的树脂预聚体搅拌混合，在200～300W下超声振荡处理10～15min后，收集得混合乳化液，再按重量份数计，分别称量45～50份混合乳化液、15～20份双环戊二烯、5～10份间苯二酚和1～2份正辛醇置于烧杯中，搅拌混合并用质量分数10%盐酸调节pH至3.5，随后在55～60℃下水浴加热2～3h，过滤并收集滤饼，在55～65℃下干燥6～8h，制备得改性微胶囊颗粒；
（3）按重量份数计，分别称量10～15份液体石蜡、45～50份高密度聚乙烯、5～10份二氧化硅颗粒和10～15份上述制备的改性微胶囊颗粒置于高速搅拌机中，搅拌混合并置于65～70℃下干燥6～8h，制备得干燥混合料，随后将干燥混合料置于双螺杆挤出机中，控制挤出机机头温度为165～180℃，待挤出成条后切割造粒，收集得混合粒料；
（4）将上述制备的混合粒料置于拉丝机中，控制拉伸条件为：拉伸温度为130～140℃，热处理温度为110～120℃，拉伸比为1:3，回缩率为95%，随后拉伸处理并静置6～8h，即可制备得一种自修复耐磨型人造草丝。
本发明制备的自修复耐磨型人造草丝拉伸强度达到20.5cN/tex以上，断裂伸长率达到85％以上，热收缩率低于3％，使用年限为10～11年。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的自修复耐磨型人造草丝具有优越的耐磨性能，在长期使用后，草丝不易开叉和断裂，延长了其使用寿命，使用年限为10～11年；
（2）本发明制备的自修复耐磨型人造草丝制备步骤简单，所需的成本低，易于实现产业化。
具体实施方式
首先按质量比1:2，将尿素与质量分数35%甲醛溶液搅拌混合并置于烧杯中，在65～70℃下水浴加热10～15min后，对烧杯中滴加三乙醇胺至pH至8.5，随后保温反应1～2h，静置冷却至室温，即可制备得树脂预聚体；按质量比1:8，将月桂醇聚氧乙烯醚与上述制备的树脂预聚体搅拌混合，在200～300W下超声振荡处理10～15min后，收集得混合乳化液，再按重量份数计，分别称量45～50份混合乳化液、15～20份双环戊二烯、5～10份间苯二酚和1～2份正辛醇置于烧杯中，搅拌混合并用质量分数10%盐酸调节pH至3.5，随后在55～60℃下水浴加热2～3h，过滤并收集滤饼，在55～65℃下干燥6～8h，制备得改性微胶囊颗粒；按重量份数计，分别称量10～15份液体石蜡、45～50份高密度聚乙烯、5～10份二氧化硅颗粒和10～15份上述制备的改性微胶囊颗粒置于高速搅拌机中，搅拌混合并置于65～70℃下干燥6～8h，制备得干燥混合料，随后将干燥混合料置于双螺杆挤出机中，控制挤出机机头温度为165～180℃，待挤出成条后切割造粒，收集得混合粒料；最后将上述制备的混合粒料置于拉丝机中，控制拉伸条件为：拉伸温度为130～140℃，热处理温度为110～120℃，拉伸比为1:3，回缩率为95%，随后拉伸处理并静置6～8h，即可制备得一种自修复耐磨型人造草丝。
实例1
首先按质量比1:2，将尿素与质量分数35%甲醛溶液搅拌混合并置于烧杯中，在70℃下水浴加热15min后，对烧杯中滴加三乙醇胺至pH至8.5，随后保温反应2h，静置冷却至室温，即可制备得树脂预聚体；按质量比1:8，将月桂醇聚氧乙烯醚与上述制备的树脂预聚体搅拌混合，在300W下超声振荡处理15min后，收集得混合乳化液，再按重量份数计，分别称量50份混合乳化液、20份双环戊二烯、10份间苯二酚和2份正辛醇置于烧杯中，搅拌混合并用质量分数10%盐酸调节pH至3.5，随后在60℃下水浴加热3h，过滤并收集滤饼，在65℃下干燥8h，制备得改性微胶囊颗粒；按重量份数计，分别称量15份液体石蜡、50份高密度聚乙烯、10份二氧化硅颗粒和15份上述制备的改性微胶囊颗粒置于高速搅拌机中，搅拌混合并置于70℃下干燥8h，制备得干燥混合料，随后将干燥混合料置于双螺杆挤出机中，控制挤出机机头温度为180℃，待挤出成条后切割造粒，收集得混合粒料；最后将上述制备的混合粒料置于拉丝机中，控制拉伸条件为：拉伸温度为140℃，热处理温度为120℃，拉伸比为1:3，回缩率为95%，随后拉伸处理并静置8h，即可制备得一种自修复耐磨型人造草丝。
经检测，本发明制备的自修复耐磨型人造草丝拉伸强度达到21.5cN/tex，断裂伸长率达到88％以上，热收缩率为2.6％，使用年限为11年。
实例2
首先按质量比1:2，将尿素与质量分数35%甲醛溶液搅拌混合并置于烧杯中，在65℃下水浴加热10min后，对烧杯中滴加三乙醇胺至pH至8.5，随后保温反应1h，静置冷却至室温，即可制备得树脂预聚体；按质量比1:8，将月桂醇聚氧乙烯醚与上述制备的树脂预聚体搅拌混合，在200～300W下超声振荡处理10min后，收集得混合乳化液，再按重量份数计，分别称量45份混合乳化液、15份双环戊二烯、5份间苯二酚和1份正辛醇置于烧杯中，搅拌混合并用质量分数10%盐酸调节pH至3.5，随后在55℃下水浴加热2h，过滤并收集滤饼，在55℃下干燥6h，制备得改性微胶囊颗粒；按重量份数计，分别称量10份液体石蜡、45份高密度聚乙烯、5份二氧化硅颗粒和10份上述制备的改性微胶囊颗粒置于高速搅拌机中，搅拌混合并置于65℃下干燥6h，制备得干燥混合料，随后将干燥混合料置于双螺杆挤出机中，控制挤出机机头温度为165℃，待挤出成条后切割造粒，收集得混合粒料；最后将上述制备的混合粒料置于拉丝机中，控制拉伸条件为：拉伸温度为130℃，热处理温度为110℃，拉伸比为1:3，回缩率为95%，随后拉伸处理并静置6h，即可制备得一种自修复耐磨型人造草丝。
经检测，本发明制备的自修复耐磨型人造草丝拉伸强度达到21.5cN/tex，断裂伸长率达到87％，热收缩率为2.8％，使用年限为10年。
实例3
首先按质量比1:2，将尿素与质量分数35%甲醛溶液搅拌混合并置于烧杯中，在67℃下水浴加热12min后，对烧杯中滴加三乙醇胺至pH至8.5，随后保温反应2h，静置冷却至室温，即可制备得树脂预聚体；按质量比1:8，将月桂醇聚氧乙烯醚与上述制备的树脂预聚体搅拌混合，在250W下超声振荡处理12min后，收集得混合乳化液，再按重量份数计，分别称量47份混合乳化液、17份双环戊二烯、7份间苯二酚和2份正辛醇置于烧杯中，搅拌混合并用质量分数10%盐酸调节pH至3.5，随后在57℃下水浴加热2h，过滤并收集滤饼，在60℃下干燥7h，制备得改性微胶囊颗粒；按重量份数计，分别称量12份液体石蜡、47份高密度聚乙烯、7份二氧化硅颗粒和12份上述制备的改性微胶囊颗粒置于高速搅拌机中，搅拌混合并置于68℃下干燥7h，制备得干燥混合料，随后将干燥混合料置于双螺杆挤出机中，控制挤出机机头温度为170℃，待挤出成条后切割造粒，收集得混合粒料；最后将上述制备的混合粒料置于拉丝机中，控制拉伸条件为：拉伸温度为135℃，热处理温度为115℃，拉伸比为1:3，回缩率为95%，随后拉伸处理并静置7h，即可制备得一种自修复耐磨型人造草丝。
经检测，本发明制备的自修复耐磨型人造草丝拉伸强度达到20.8cN/tex，断裂伸长率达到87％，热收缩率为2.3％，使用年限为10年。

Claims (1)

1.一种自修复耐磨型人造草丝的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按质量比1:2，将尿素与质量分数35%甲醛溶液搅拌混合并置于烧杯中，在65～70℃下水浴加热10～15min后，对烧杯中滴加三乙醇胺至pH至8.5，随后保温反应1～2h，静置冷却至室温，即可制备得树脂预聚体；
（2）按质量比1:8，将月桂醇聚氧乙烯醚与上述制备的树脂预聚体搅拌混合，在200～300W下超声振荡处理10～15min后，收集得混合乳化液，再按重量份数计，分别称量45～50份混合乳化液、15～20份双环戊二烯、5～10份间苯二酚和1～2份正辛醇置于烧杯中，搅拌混合并用质量分数10%盐酸调节pH至3.5，随后在55～60℃下水浴加热2～3h，过滤并收集滤饼，在55～65℃下干燥6～8h，制备得改性微胶囊颗粒；
（3）按重量份数计，分别称量10～15份液体石蜡、45～50份高密度聚乙烯、5～10份二氧化硅颗粒和10～15份上述制备的改性微胶囊颗粒置于高速搅拌机中，搅拌混合并置于65～70℃下干燥6～8h，制备得干燥混合料，随后将干燥混合料置于双螺杆挤出机中，控制挤出机机头温度为165～180℃，待挤出成条后切割造粒，收集得混合粒料；
（4）将上述制备的混合粒料置于拉丝机中，控制拉伸条件为：拉伸温度为130～140℃，热处理温度为110～120℃，拉伸比为1:3，回缩率为95%，随后拉伸处理并静置6～8h，即可制备得一种自修复耐磨型人造草丝。
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