CN108824128A

CN108824128A - 一种可回收人造草坪

Info

Publication number: CN108824128A
Application number: CN201810563478.3A
Authority: CN
Inventors: 徐小军; 罗哲文
Original assignee: Wuxi Artificial Artificial Lawn Carpet Co Ltd
Current assignee: Wuxi Artificial Artificial Lawn Carpet Co Ltd
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2018-06-04
Publication date: 2018-11-16
Anticipated expiration: 2038-06-04
Also published as: CN108824128B

Abstract

本发明涉及一种可回收人造草坪，包括草纤维、底布和胶粘层，草纤维下方设置有底布，底布的下方设置有胶粘层，制备时首先胶水中各组分按重量份数计为：水性聚烯烃分散体95～100份、增稠剂0.5～1份、去离子水1～5份、颜填料2～3份，然后将草坪分别经过两次涂布和涂布烘烤，最后经过打孔和切割得到可回收人造草坪。本发明制备方法简单，步骤易于操作，制备得到的可回收人造草坪的拉丝性能如断裂强度、伸长率、拉丝断面和外观符合再拉丝生产人造草坪的要求，且具有较好的耐水性。

Description

一种可回收人造草坪

技术领域

本发明涉及一种可回收人造草坪，属于人造草坪制备技术领域。

背景技术

现有的传统人造草坪簇绒制造以后，要进行最后一道背面涂胶工艺，通常使用丁苯胶乳或聚氨酯乳液涂覆和烘烤，使草丝更加牢固于底布里面，增加草丝的拔出力。草丝一般使用聚乙烯PE或聚丙烯PP塑料拉丝成型，底布使用聚丙烯PP塑料编织而成。当人造草坪使用一些年后需要回收处理时，人们将遇到巨大的挑战和困难。第一，聚乙烯PE或聚丙烯PP塑料与丁苯胶乳或聚氨酯乳液是两种完全不同的化学物质，结构和性能相差很多，如果要回收，不将其进行粉碎、分离的话，几乎是不可能；但是，机械粉碎的物理分离和其他化学分离，必须进行多道的物理和化学方法，不仅分离过程中粉尘和废料产生了巨大的二次污染，分离出的有限物质利用价值极低，而且不能达到完全的分离清楚，成本巨大；是一个不经济、不可循环的产品生命周期；因为现在人造草坪的不可回收性，使全世界几百万吨的废旧人造草坪无法回收，不仅资源严重浪费，而且不合理的焚烧或不经济、不可持续循环的低级分离处理形成严重的二次污染空气和环境；第二，无论是聚乙烯PE或聚丙烯PP塑料还是丁苯胶乳或聚氨酯乳液，不能短期内降解，即使百年深埋也不能被自然吸收，是一个单向、不可循环的产品生命周期，经济不可持续发展。

CN102808368号专利公开了一种可回收的人造草坪及其制备方法，其人造草坪包括人造草丝、底布、背胶EVA热熔胶层；其制备方法是，先采用植针将人造草丝簇绒在底布上，再将EVA固体热熔到160~180℃,并通过滴漏的方法涂布在底布背面。该专利采用EVA热熔胶作为人造草坪的背胶层，虽然可以一定的回收，但是其生产效率极低，实际经济可行性没有，目前也没有相应的设备面世；而且EVA中含有一定的醋酸乙烯，对回收后的物理性能产生负面影响，回收物利用价值极低。

CN103603253号专利公开了一种可回收的人造草坪及其制备方法，其人造草坪包括人造草丝、底布、背胶是附着由聚烯烃材料备制的聚烯烃背胶层；其制备方法是，先采用植针将人造草丝簇绒在底布上，再将由聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）或聚乙烯辛烯共弹性体（POE）材料制作成的膜层附着在张拉平动着的草坪背面。该专利采用的不完整的聚烯烃，含有EVA的不完全乙烯聚合物材料，作为人造草坪的背胶层，虽然可以一定的回收，但是同样存在几个问题，第一，EVA中含有醋酸乙烯成分，对于回收后利用的弹性和强度保持率会严重降低，更致命的是成分不相容，回收造粒后物理性能严重下降后几乎没有利用价值。第二，必须有额外的设备，就是挤出机上安装T型膜头，这是非标设备，投入和回报难以平衡。第三，对于4米宽的T型聚烯烃膜层如何顺利挤出与草坪配合融合凝聚运动成卷是难以产业化的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种制备方法简单，步骤易于操作的可回收人造草坪。

本发明采用如下技术方案：一种可回收人造草坪，包括草纤维、底布和胶粘层，所述草纤维下方设置有底布，所述底布的下方设置有胶粘层，制备方法包括如下步骤：

（1）草纤维的制备：各组分按重量份数计分别为：线性低密度聚乙烯LLDPE 70~30份、色料30~70份、分散剂0.5~5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130~190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3~6mm的绿或黄色母粒；再按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 60~80份、均聚PP聚丙烯树脂 10~15份、润滑剂硬脂酸 3~6份、抗老化剂1~2份、母粒 0.5~2份；将原料混合后置于拉丝设备中得到直丝或曲丝，在草纤维的下方设置底布；

（2）草坪背胶原料配制：胶水中各组分按重量份数计为：水性聚烯烃分散体95～100份、增稠剂0.5～1份、去离子水1～5份、颜填料2～3份，首先按上述重量份数分别称取各组分后混合均匀，然后调整胶水粘度至400~1000 mPa•s，

（3）输送：底布上进行胶料涂布前将草坪通过传送机送至胶料槽中，草坪的传输速度为1.7~3m/min；

（4）第一次涂布：胶料槽中设置有涂布辊，涂布辊上方设置有挤压辊，草坪从涂布辊和挤压辊中间通过，所述涂布辊逆时针旋转，涂布辊滚轮的线速度与草坪背面的线速度大小和方向一致，所述草坪的涂胶量为0.3~0.8 kg/m2，涂布辊的后面设置有后挤压辊；

（5）第一次涂布烘烤：将涂布好的草坪放入烘道中进行烘烤，烘烤温度为70~110℃，烘烤时间为4-7min；

（6）第二次涂布：将一次涂布烘烤的草坪表面采用喷枪喷涂水性聚烯烃分散体，水性聚烯烃分散体的喷涂量为0.01~0.3kg/m2；

（7）第二次涂布烘烤：将第二次涂布的草坪送至烘道中进行烘烤，烘烤温度为70~110℃，烘烤时间为2～3.5min；

（8）打孔、切割：为了保障草坪的渗水性，在草坪的背面打若干渗水孔，所述渗水孔的直径为2～5mm，打孔完毕后对草坪进行切割成卷。

进一步的，所述步骤（1）中的分散剂为低分子聚乙烯蜡或硬脂酸盐。

进一步的，所述步骤（2）中的增稠剂为羟乙基纤维素、丙烯酸或聚氨酯。

进一步的，所述步骤（2）中的颜填料为碳酸钙、钛白粉、炭黑或硫酸钡。

进一步的，所述涂布辊在胶水储槽液面下方3～5cm。

进一步的，所述烘道的长度为6-10米。

进一步的，所述挤压辊的气压设置为0.5~2kg/cm²。

进一步的，所述后挤压辊的旋转方向与涂布辊的旋转方向相反。

本发明具有如下优点：

（1）草坪背胶原料的选取使得草坪能够全部粉碎利用成拉丝级别的再生塑料粒子，其拉丝性能如断裂强度、伸长率、拉丝断面和外观完全符合再拉丝生产人造草坪的要求；

（2）草坪背胶烘的固含量高，需要蒸发水分低，烘道生产草坪的速度较高；

（3）草坪的耐水性好；

（4）草丝在草坪***中的表现明显高于传统人造草坪体系的拔出力；

（5）生产过程中所需要的烘道温度低，几乎是传统人造草坪烘烤温度的一半，节能减排；

（6）不需要额外的设备投资，完全可以利用现有的设备，配合本发明的材料、配方和工艺，操作简单、利于推广。

（7）符合可持续发展道路、节能减排、低碳绿色、循环经济、产业升级、社会责任之方向。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

本发明中的水性聚烯烃分散体外购于美国陶氏化学公司；

实施例一：

一种可回收人造草坪，制备方法包括如下步骤：

（1）草纤维的制备：各组分按重量份数计分别为：线性低密度聚乙烯LLDPE 70份、含有有机酞青绿或有机黄151颜料为色料30份、分散剂0.5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3mm的绿或黄色母粒；再按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 80份、均聚PP聚丙烯树脂15份、润滑剂硬脂酸 3份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类 1份、将以上绿或黄色母粒 0.5份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到直丝或曲丝，在草纤维的下方设置底布；

（2）草坪背胶原料配制：胶水中各组分按重量份数计为：水性聚烯烃分散体95份、增稠剂羟乙基纤维素1份、去离子水1份、颜填料2份，首先按上述重量份数分别称取各组分后混合均匀，然后调整胶水粘度至400 mPa•s，

（3）输送：对草坪的背面进行胶料涂布前将草坪通过传送机送至胶料槽中，草坪的传输速度为1.7m/min；

（4）第一次涂布：胶料槽中设置有涂布辊，涂布辊上方设置有挤压辊，草坪从涂布辊和挤压辊中间通过，所述涂布辊逆时针旋转，涂布辊滚轮的线速度与草坪背面的线速度大小和方向一致，涂布辊在胶水储槽液面下方3cm，草坪的涂胶量为0.3 kg/m²，挤压辊的气压设置为2kg/cm²；

（5）第一次涂布烘烤：将涂布好的草坪放入烘道中进行烘烤，烘道的长度为10米，烘烤温度为70℃，烘烤时间为7min；

（6）第二次涂布：将一次涂布烘烤的草坪表面采用喷枪喷涂清胶，清胶的喷涂量为0.01kg/m²；

（7）第二次涂布烘烤：将第二次涂布的草坪送至烘道中进行烘烤，烘道的长度为6米，烘烤温度为70℃，烘烤时间为2min；

（8）打孔、切割：为了保障草坪的渗水性，在草坪的背面打若干渗水孔，渗水孔的直径为2mm，打孔完毕后对草坪进行切割成卷。

实施例二：

一种可回收人造草坪，制备方法包括如下步骤：

（1）草纤维的制备：各组分按重量份数计分别为：线性低密度聚乙烯LLDPE 68份、含有有机酞青绿或有机黄151颜料为色料25份、分散剂2份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至180℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为4mm的绿或黄色母粒；再按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 78份、均聚PP聚丙烯树145份、润滑剂硬脂酸2份、抗老化剂亚磷酸酯或硫代酯类 2份、将以上绿或黄色母粒 2份；将上述原料混合后置于拉丝设备中得到直丝或曲丝，在草纤维的下方设置底布；

（2）草坪背胶原料配制：胶水中各组分按重量份数计为：水性聚烯烃分散体98份、增稠剂羟乙基纤维素0.8份、去离子水3份、颜填料2.5份，首先按上述重量份数分别称取各组分后混合均匀，然后调整胶水粘度至800 mPa•s；

（3）输送：对草坪的背面进行胶料涂布前将草坪通过传送机送至胶料槽中，草坪的传输速度为2m/min；

（4）第一次涂布：胶料槽中设置有涂布辊，涂布辊上方设置有挤压辊，草坪从涂布辊和挤压辊中间通过，涂布辊逆时针旋转，涂布辊滚轮的线速度与草坪背面的线速度大小和方向一致，涂布辊在胶水储槽液面下方4cm，草坪的涂胶量为0.5 kg/m²，挤压辊的气压设置为1.5kg/cm²；

（5）第一次涂布烘烤：将涂布好的草坪放入烘道中进行烘烤，烘道的长度为10米，烘烤温度为80℃，烘烤时间为5min；

（6）第二次涂布：将一次涂布烘烤的草坪表面采用喷枪喷涂清胶，清胶的喷涂量为0.2kg/m²；

（7）第二次涂布烘烤：将第二次涂布的草坪送至烘道中进行烘烤，烘道的长度为6米，烘烤温度为90℃，烘烤时间为3min；

（8）打孔、切割：为了保障草坪的渗水性，在草坪的背面打若干渗水孔，所述渗水孔的直径为4mm，打孔完毕后对草坪进行切割成卷。

实施例三：

一种可回收人造草坪，制备方法包括如下步骤：

（2）草坪背胶原料配制：胶水中各组分按重量份数计为：水性聚烯烃分散体100份、增稠剂羟乙基纤维素0.5份、去离子水5份、颜填料3份，首先按上述重量份数分别称取各组分后混合均匀，然后调整胶水粘度至1000 mPa•s；

（3）输送：对草坪的背面进行胶料涂布前将草坪通过传送机送至胶料槽中，草坪的传输速度为3m/min；

（4）第一次涂布：胶料槽中设置有涂布辊，涂布辊上方设置有挤压辊，草坪从涂布辊和挤压辊中间通过，所述涂布辊逆时针旋转，涂布辊滚轮的线速度与草坪背面的线速度大小和方向一致，涂布辊在胶水储槽液面下方5cm，草坪的涂胶量为0.8 kg/m²，挤压辊的气压设置为0.5kg/cm²；

（5）第一次涂布烘烤：将涂布好的草坪放入烘道中进行烘烤，烘道的长度为10米，烘烤温度为110℃，烘烤时间为4min；

（6）第二次涂布：将一次涂布烘烤的草坪表面采用喷枪喷涂清胶，清胶的喷涂量为0.3kg/m²；

（7）第二次涂布烘烤：将第二次涂布的草坪送至烘道中进行烘烤，烘道的长度为6米，烘烤温度为110℃，烘烤时间为3.5min；

（8）打孔、切割：为了保障草坪的渗水性，在草坪的背面打若干渗水孔，所述渗水孔的直径为5mm，打孔完毕后对草坪进行切割成卷。

将本发明实施例二中制备得到的可回收人造草坪回收粉碎、再造粒、拉丝成草丝，草丝单丝的纤维度是1100Dtex，断面为S型；PP、PE含量接近、颜填料含量接近；从两个维度观察和测试人造草坪在外观、断裂强度和伸长率方面的可回收性能：

（1）单根草丝在相同纤维度1100Dtex时，断裂强度为12.7牛顿，伸长率为35.8%，。

（2）同样10根单丝组成一簇，总纤维度是66000Dtex时，断裂强度为123.7牛顿，伸长率为25.7%。

对比例一：

草丝采用原生新料制备得到，草丝单丝的纤维度是1100Dtex，草丝的断面为S型，检测其断裂强度分别是12牛顿，伸长率分别是37%；采用10根同样单丝一簇总纤维度是66000Dtex时，其断裂强度是120牛顿，伸长率分别是27%。

对比例二：

传统人造草坪体系，采用巴斯夫的传统丁苯胶乳Styrofan™7215作为背胶主料，经过回收粉碎、再造粒、拉丝成的草丝，其中拉丝后，由于底布PP加入，增加体系的刚性，降低了延伸率，下降了可回收性能，更主要是背胶丁苯胶乳的加入，具有不同的化学性能与体系不兼容性，粉碎、造粒和拉丝后将被作为杂质影响可回收性能；主料中各类有效聚烯烃占比PE含量下降为40%、PP含量为32%，在相同草丝单丝的纤维度是1100Dtex，断面也为S型的情况下，草丝外观毛糙，拉丝实施勉强，检测断裂强度仅为9.5牛顿，其伸长率仅为20.7%；采用10根相同1100单丝组成一簇总纤维度是66000Dtex时，其检测断裂强度仅为94.9牛顿，其伸长率仅为18%。

对比例三：

传统人造草坪体系，采用塞拉尼斯的Celvolit®1510，一种不含增塑剂的传统醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液作为背胶主料，经过回收粉碎、再造粒，由于造粒出现完全不相容现象，粒子表面毛糙，有异常白色杂质出现，不能实现拉丝成为草丝的回收目标。

由结果可知，采用本发明实施例二制备得到的可回收草坪，回收拉丝后外观与原生新料接近，且拉丝后的断裂强度、伸长率与原生新料接近，这说明采用本发明制备方法得到的可回收草坪回收效果好。

Claims

1.一种可回收人造草坪，其特征在于：包括草纤维、底布和胶粘层，所述草纤维下方设置有底布，所述底布的下方设置有胶粘层，制备方法包括如下步骤：

（1）草纤维的制备：各组分按重量份数计分别为：线性低密度聚乙烯LLDPE 70~30份、色料30~70份、分散剂0.5~5份，将各组分在二辊式塑炼机中混合并搅拌均匀，然后加热至130~190℃，采用挤出造粒机造粒，颗粒直径为3~6mm母粒；再按重量份数计取：线性低密度聚乙烯LLDPE 60~80份、均聚PP聚丙烯树脂 10~15份、润滑剂硬脂酸 3~6份、抗老化剂1~2份、母粒 0.5~2份；将原料混合后置于拉丝设备中得到直丝或曲丝，在草纤维的下方设置底布；

（2）草坪背胶原料配制：胶水中各组分按重量份数计为：水性聚烯烃分散体95～100份、增稠剂0.5～1份、去离子水1～5份、颜填料2～3份，首先按上述重量份数分别称取各组分后混合均匀，然后调整胶水粘度至400~1000 mPa·s，

（4）第一次涂布：胶料槽中设置有涂布辊，涂布辊上方设置有挤压辊，草坪从涂布辊和挤压辊中间通过，所述涂布辊逆时针旋转，涂布辊滚轮的线速度与草坪背面的线速度大小和方向一致，所述草坪的涂胶量为0.3~0.8 kg/m²，涂布辊的后面设置有后挤压辊；

（6）第二次涂布：将一次涂布烘烤的草坪表面采用喷枪喷涂水性聚烯烃分散体，水性聚烯烃分散体的喷涂量为0.01~0.3kg/m²；

2.如权利要求1所述的可回收人造草坪，其特征在于：所述步骤（1）中的分散剂为低分子聚乙烯蜡或硬脂酸盐。

3.如权利要求1所述的可回收人造草坪，其特征在于：所述步骤（2）中的增稠剂为羟乙基纤维素、丙烯酸或聚氨酯。

4.如权利要求1所述的可回收人造草坪，其特征在于：所述步骤（2）中的颜填料为碳酸钙、钛白粉、炭黑或硫酸钡。

5.如权利要求1所述的可回收人造草坪，其特征在于：所述涂布辊在胶水储槽液面下方3～5cm。

6.如权利要求1所述的可回收人造草坪，其特征在于：所述烘道的长度为6-10米。

7.如权利要求1所述的可回收人造草坪，其特征在于：所述挤压辊的气压设置为0.5~2kg/cm²。

8.如权利要求1所述的可回收人造草坪，其特征在于：所述后挤压辊的旋转方向与涂布辊的旋转方向相反。