[发明专利]一种聚烯烃类草丝纤维及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料纤维及制备方法，具体地说是一种聚烯烃类草丝纤维及其制备方法。

背景技术

人造草坪的发展源于天然草对气候条件变化的局限性。随着人造草丝纤维的技术革新，人造草坪的力学性能、安全性能和舒适性能已经接近天然草，因此人造草坪的应用范围也逐步扩展到专业运动场地，甚至国际足联(FIFA)提出将在2010年南非世界杯将采用人造草坪。同时，FIFA还提出了人造运动草坪足球场的评估标准——人造草坪品质概念(FIFA quality concept forartificial turf)，并从2001年开始推动人造草坪场地“FIFA推荐标志”的认证。到目前为止，全世界6大区的270个成员国中，有19个公司铺设的106块场地获得认证。其中，欧洲人造草坪场地通过认证的数量最多、级别最高(2星级)；亚洲有19块场地通过低级别(1星级)认证，而中国尚无一块通过FIFA品质认证的场地。伴随国际足联人造草坪品质概念的提出，人造草坪逐步取代天然草坪成为大势所趋。据估计，目前世界上人造草坪使用量已达2亿平方米以上，国内应用面积在150万平方米以上。

人造草丝纤维材料是人造草坪的核心材料，其性能决定了草坪的力学性能、安全性能和舒适性能。目前，欧洲的人造草丝产业已走在世界前列。荷兰皇家昙卡集团是世界上最大的人造草纤维生产商，其塞尔隆牌号系列产品可以为多种形式的运动场地面层提供解决方案。但从目前来看，人造草丝的研究大多集中于其应用方面，如人造草丝的外形(如USP 5462778、WO2005/005731)、编织、铺装方法(如USP 4381805、USP 6491991、USP 6815059、USP6955841、WO 01/0161110、WO 2005/124028)以及性能测试仪器设计(如USP 6854316、USP 6962073)等方面，而对于人造草丝的关键技术方面却鲜有报道(如WO 2006/066777)。

人造草丝纤维的制备方法主要是将基体树脂和功能型母粒等原料由螺杆挤出机均匀混合后熔融挤出，经过拉伸、定型、卷绕等工艺制备而成。由于户外使用的人造草坪需要承载高强度的运动磨损以及面临恶劣的气候变化，同时运动场地用人造草坪还需要具有运动安全性能，因此和通用塑料一样，人造草丝纤维材料面临主要问题在于如何提高其抗老化性能和抗静电性能等。专利WO 2006/066777虽然提及了人造草丝纤维材料的配方和力学性能，但并未解决其抗老化性能和抗静电性能。

发明内容

本发明的目是针对现有技术的不足而提供的一种聚烯烃类草丝纤维及其制备方法，所得到的草丝纤维具有良好的力学性能、抗老化性能和抗静电性能。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种聚烯烃类草丝纤维，它是将聚烯烃树脂、功能型母粒、加工助剂混合后经熔融、冷却、拉伸、加热定型制备而得，其各物料含量(以重量百分比计)为：

A)聚烯烃树脂70～95％；

B)功能型母粒3～25％；

C)塑料加工助剂0.1～10％。

制备上述聚烯烃类草丝纤维的方法包括下列步骤：

(a)将聚烯烃树脂、功能型母粒及加工助剂，按比例计量混合后加入料斗，并经螺杆挤出机熔融挤出；

(b)挤出后的物料进入水槽冷却成膜，由导丝辊排列整齐后，由一组或几组转动速度递增的滚筒进行拉伸，并经过一个或几个烘箱进行加热；

(c)经过拉伸后，再经过一个或几个烘箱进行加热，由一组或几组转动速度递减的滚筒进行定型；

(d)经定型后，再经上油、卷绕，制得人造草坪用聚烯烃类草丝纤维。

所述功能型母粒是以聚烯烃树脂30～75％，颜料20～50％，光稳定剂1～15％，抗氧剂0.1～5％，抗静电剂1～15％，分散剂2～20％，增塑剂0.2～5％为原料，经混合、造粒而得。

所述塑料加工助剂是有机硅类、含氟类的聚合物。

所述螺杆挤出机螺杆长径比为大于30，熔融挤出温度为180～260℃。

所述聚烯烃树脂熔体流动速率保持在0.3～8g/10min。

所述拉伸过程中，总拉伸比为3～12；烘箱温度为80～140℃。

所述定型过程中，总回缩率为4～10％。