本发明涉及新材料
技术领域：
，具体涉及一种人造草丝功能母粒，并涉及该母粒的制备方法和应用。
背景技术：
：人造草丝纤维是人造运动草坪的核心材料，其性能决定了运动草坪的力学性能、运动安全性能和运动舒适性能。目前，人造草丝纤维主要材料为聚合物，在具有优良物理、化学性能的同时，存在表面硬度低、承载能力低等，在高强频率使用条件下，易磨损，出现草丝开叉、撕裂等现象，易造成危险，不利于重大比赛的开展。因此，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的安全性和质量稳定性的前提。基于人造草丝耐磨损性能的研究，主要集中于草丝原料进行改性和草丝形状的改变，如专利申请CN101476174A和专利申请CN102493011A通过加入无机刚性粒子提高草丝的强度，但无机粒子团聚现象严重，造成在基体树脂中分散不均匀，从而导致草丝的磨损率上升，大大降低了运动草坪的磨损性能和稳定性。而专利申请CN105019333A通过将草丝制备成S形，接触面积增大，在一定程度上起到缓冲分散压力的作用，但由于接触面积大、草丝表面较光滑导致摩擦系数小，运动员在运动过程易滑倒，因此，不利于运动的开展，降低了草坪的安全性能。技术实现要素：因此，上述人造草丝易磨损的缺点，本发明要解决的技术问题在于，提供一种人造草丝耐磨功能母粒，用该母粒制造的人造草丝耐磨且防滑。同时，提供该母粒的制备方法，另外，还提供了该母粒的应用。本发明的技术方案是，一种人造草丝耐磨功能母粒，所述母粒包括接枝料80-99重量份和催化剂料1-20重量份；所述接枝料按质量份计包括以下组分：聚乙烯树脂：70-99份引发剂：0.01-10份硅烷偶联剂：1-10份抗氧剂：0.01-10份；所述催化剂料按质量份计包括以下组分：聚乙烯树脂：80-99份催化剂：0.1-10份抗氧剂：0.1-10份。根据本发明的一种人造草丝耐磨功能母粒，优选的是，所述聚乙烯树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯中的一种或多种，聚乙烯熔融指数为0.3-30；所述引发剂为α-α双叔丁过氧基二异丙苯，二叔丁基过氧化物，过氧化二异丙苯，过氧化苯甲酰中的一种或多种；所述硅烷偶联剂为所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、四二甲基乙烯基硅氧基硅烷、二甲基二乙烯基硅烷中的一种或多种；所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类和硫代二丙酸双酯中的一种或多种。根据本发明的一种人造草丝耐磨功能母粒，优选的是，所述催化剂包括二丁基二月桂酸锡、羧酸锡、月硅酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基、有机酸和不吸湿的金属氧化物、酯类过氧化物和不吸湿的金属氧化物组成的缩合催化剂中的一种或多种。进一步地，所述有机酸选自硬脂酸、乙二酸中的一种；所述不吸湿的金属氧化物选自氧化锌、氧化亚锡中的一种；所述酯类过氧化物选自叔丁基过氧化3,5,5-三甲基己酯、过氧化乙酸叔丁酯中的一种；所述不吸湿的金属氧化物选自氧化锌、氧化亚锡中的一种。本发明还提供了上述人造草丝耐磨功能母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯树脂、引发剂、硅烷偶联剂、抗氧剂置于高速混合机中在室温下混合均匀，将混合均匀的物料经螺杆挤出机造粒，干燥即制得接枝料；(2)将聚乙烯树脂、催化剂、抗氧剂置于高速混合机中在室温下混合均匀，将混合均匀的物料经螺杆挤出机造粒，干燥即制得催化剂料；(3)将接枝料80-99重量份和催化剂料1-20重量份混合均匀，经螺杆挤出机造粒，在28-98℃水浴中浸泡1-60h，干燥即得人造草丝耐磨功能母粒。根据本发明人造草丝耐磨功能母粒的制备方法，优选的是，所述步骤(3)中，水浴温度为30-90℃；所述浸泡时间为2-48h。根据本发明人造草丝耐磨功能母粒的制备方法，优选的是，步骤(1)、(2)和(3)中，所述干燥温度为50-100℃。根据本发明人造草丝耐磨功能母粒的制备方法，优选的是，步骤(1)、(2)和(3)中，所述干燥时间为2-24h。根据本发明人造草丝耐磨功能母粒的制备方法，优选的是，步骤(1)、(2)中，所述室温混合时间为3-30min；所述螺杆机为双螺杆挤出机。进一步地，所述双螺杆在140-220℃熔融挤出造粒。本发明还提供了上述人造草丝母粒在人造草丝领域的应用。本发明制备的耐磨功能母粒主要用于人造草丝中，按一定比例加入草丝配方中。由于母粒中硅烷交联聚乙烯使得线型聚乙烯交联成有效三维网状结构，使分子链的运动变得困难，从而提高了材料的耐磨损性能、力学性能、抗老化性能。本发明人造草丝基体配方按质量份计包括以下组分：LLDPE树脂：50-95份色母粒：2-15份加工助剂：0.1-10份耐磨功能母粒：1-30份具体人造草丝配方中由于加入了耐磨功能母粒使得人造草丝的耐磨擦磨损性能增强，因为耐磨母粒是硅烷交联LLDPE，与人造草丝基体树脂LLDPE相容性良好，由于耐磨母粒是部分交联三维网络立体结构，有助于提高草丝的强度，抵抗反复高负荷摩擦产生的塑性变形，因此，耐磨功能母粒的加入提高了人造草丝的性能，特别是摩擦磨损性能。本发明的人造草丝耐磨母粒，它的耐磨性能是通过摩擦系数和磨耗量来表征的，摩擦系数0.62-0.80，磨耗量范围0.1-10，从磨耗量可以直接判断材料耐磨性能的好坏，摩擦系数增大，说明摩擦力增大，防滑性能提高。聚乙烯分子是长链线型结构或支链结构，有良好的加工流动性，但硬度不足，抗蠕变性较差。因此，人造草丝纤维，柔顺性较好，表面较光滑。但人造草丝纤维表面硬度低，承载能力差，在重载反复摩擦过程中容易发生塑性变形，容易产生粘着磨损。因此，材料耐磨性能较差。由于硅烷交联在聚乙烯分子间形成了新的-Si-O-化学键，三维网络立体结构的形成提高了聚乙烯抵抗形变及犁削的能力，在摩擦过程中由于局部摩擦热聚集而使材料发生软化粘着现象减轻，耐磨性能提高，一方面由于聚乙烯部分交联，使得材料表面硬度提高，表面粗糙度提高，摩擦系数增大，一定程度上起到很好的防滑作用。本发明制备的人造草丝耐磨功能母粒，以聚乙烯树脂为基体，与人造草丝基体树脂线型低密度聚乙烯相容性良好，明显提高草丝的耐磨损性能和物理力学性能。该母粒通过在聚乙烯中引入-Si-O-基团，在一定条件下使其形成三维网状结构，限制了分子链的滑移，克服了蠕变不足的缺点，加入到草丝基体配方中，极大地提高了人造草丝的耐磨损性能和物理力学性能，且对环境无污染、使用寿命长。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，实施例只用于解释本发明，不对本发明构成任何限定。实施例1一种人造草丝耐磨功能母粒及其制备方法，包括以下步骤：人造草丝耐磨功能母粒接枝料的制备，包括以下步骤：(1)按质量份计线型低密度聚乙烯97份过氧化二异丙苯0.2份乙烯基乙氧基硅烷3份抗氧剂0.05份；(2)将线型低密度聚乙烯、过氧化二异丙苯、乙烯基乙氧基硅烷加入高速混合机中，常温混合5min；将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，熔融造粒，挤出机各段温度分别为：150℃、165℃、170℃、175℃，转速30r/min，100℃干燥6h，制得接枝料；人造草丝耐磨功能母粒催化剂料的制备，包括以下步骤：(1)按质量份计线型低密度聚乙烯99份二丁基二月桂酸锡1份抗氧剂0.2份；(2)将线型低密度聚乙烯、二丁基二月桂酸锡、抗氧剂置于高速混合机中，常温混合5min；将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，熔融造粒，挤出机各段温度分别为：150℃、165℃、170℃、175℃，转速30r/min，100℃干燥6h，制得催化剂料；人造草丝耐磨功能母粒及其制备方法，包括按质量份计，接枝料95份，催化剂料5份，熔融混合造粒；将上述粒料置于温度为80℃的水浴中12h，取出在100℃干燥6h，制得人造草丝用耐磨功能母粒。实施例2一种人造草丝耐磨功能母粒及其制备方法，包括接枝料和催化剂料的制备，制备步骤如上所述，包括按质量份计，接枝料90份，催化剂料10份，熔融混合造粒，将上述粒料置于温度为70℃的水浴中9h，取出在100℃干燥6h，制得人造草丝用耐磨功能母粒。实施例3一种人造草丝耐磨功能母粒及其制备方法，包括以下步骤：人造草丝耐磨功能母粒接枝料的制备，包括以下步骤：(1)按质量份计线型低密度聚乙烯95份过氧化二异丙苯0.2份乙烯基乙氧基硅烷5份抗氧剂0.05份；(2)将线型低密度聚乙烯、过氧化二异丙苯、乙烯基乙氧基硅烷加入高速混合机中，常温混合5min；将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，熔融造粒，挤出机各段温度分别为：150℃、165℃、170℃、175℃，转速30r/min，100℃干燥6h，制得接枝料；人造草丝耐磨功能母粒催化剂料的制备，包括以下步骤：(1)按质量份计线型低密度聚乙烯98份二丁基二月桂酸锡2份抗氧剂0.2份；(2)将线型低密度聚乙烯、二丁基二月桂酸锡、抗氧剂置于高速混合机中，常温混合5min；将上述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，熔融造粒，挤出机各段温度分别为：150℃、165℃、170℃、175℃，转速30r/min，100℃干燥6h，制得催化剂料；人造草丝耐磨功能母粒及其制备方法，包括按质量份计，接枝料95份，催化剂料5份，熔融混合造粒；将上述粒料置于温度为80℃的水浴中12h，取出在100℃干燥6h，制得人造草丝用耐磨功能母粒。实施例4一种人造草丝耐磨功能母粒及其制备方法，包括接枝料和催化剂料的制备，制备步骤如上所述，包括按质量份计，接枝料90份，催化剂料10份，熔融混合造粒，将上述粒料置于温度为70℃的水浴中9h，取出在100℃干燥6h，制得人造草丝用耐磨功能母粒。将上述所制得的耐磨母粒用平板硫化机15MPa模压10min制备样品，以便用于做耐磨性能检测。测试方法为：将母粒制成22×14×2mm的样品，然后测试经过高速环块磨损试验机在一定载荷下，磨轮旋转2000次后的摩擦系数和磨耗量(磨损前后质量减量)来表示，单位g/kg。对比例将线型低密度聚乙烯树脂按照上述方法制备样品，测试其摩擦系数和磨耗量。检测结果如下实施例1实施例2实施例3实施例4对比例摩擦系数0.680.700.710.710.62磨耗量3.260.510.320.4825.29因此，可以看出，本发明在磨耗量较对比例明显降低，耐磨性能大大增强，摩擦系数较对比例有所增大，有助于防滑。上述实施例，只是本发明的部分实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围内。当前第1页1 2 3