本发明涉及人造草坪的生产加工技术领域，具体涉及一种耐磨人造草坪丝及其制备方法。
背景技术：
人造草坪最早发源于上世纪60年代的美国，其以聚乙烯、尼龙等作为主要原料制备而来，因而不需要格外的人工养护，也不需要使用肥料以及进行灌溉等，其能满足长时间的高强度的运动需要，因而，人造草坪被广泛应用于足球、网球、高尔夫球等多项体育运动中。
人造草坪从下到上依次为基础层、缓冲层和草皮层。基础层是由夯实土层、碎石层和沥青或混凝土层组成，基础层具有良好的排水性能。缓冲层通常为橡胶或泡沫塑料组成。草皮层是人造草坪与人体直接接触的部位，因而草皮层既要求柔软又要求草皮具有足够的强度，不倒伏，且应具有良好的耐磨性能及耐光照性能。人造草皮层即为人造草坪丝，利用胶黏剂将其粘附至缓冲层而来。
目前，国内的人造草坪丝的生产中应用最广泛的基料仍然是聚乙烯树脂，并通过添加茂金属以增加草坪丝的耐磨性能，但是国内现有的草坪丝仍存在如下问题：茂金属的成本较高，因而使得人造草坪丝的生产成本较高；以聚乙烯树脂为基料生产出来的草坪丝很容易发生静电粘连现象，影响了草坪的使用体验，因而往往需要单独添加抗静电剂以防静电的产生，但是，抗静电剂与聚乙烯基料的相容性较差，影响了抗静电的效果；现有的人造草坪丝为了增加其耐磨性能往往会添加耐磨剂或是添加水泥等作为加强筋，但这又会影响到草坪丝的柔软度，容易划伤人体皮肤。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种不需要使用茂金属且成本适中的耐磨人造草坪丝，所述草坪丝按重量份数计包括以下组分：聚乙烯树脂60-80份，环氧树脂3-10份，聚烯烃弹性体5-15份，抗紫外剂1-5份，硅酮类母粒1-5份，色母粒1-5粉，聚丙烯酸酯1-5份，磁粉分散液5-10份，抗氧剂1-3份，芥酸酰胺0.1-1份，所述抗紫外剂为受阻胺光稳定剂。本发明的草坪丝通过添加聚烯烃弹性体与聚乙烯树脂和环氧树脂复配，使得草坪丝的耐磨性能明显增加，lisport耐磨实验可达到五万转以上不会发生开叉现象，配中添加的磁粉分散液既能增强草坪丝的耐磨性能，此外对防止成品草坪丝之间由于静电粘连的现象得到改善。
进一步的，所述磁粉分散液包括磁粉和分散助剂，所述磁粉占据所述磁粉分散液的添加比例为5-20％。
更进一步的，所述磁粉为同极磁粉，所述磁粉的粒径为10-550μm，所述磁粉的磁能积不小于20kj/m3。
进一步的，本发明的耐磨人造草坪丝的所述分散助剂为聚乙二醇丙烯酸酯，聚二甲基硅氧烷和硬脂酸酯中的至少一种。
进一步的，本发明的耐磨人造草坪丝的所述磁粉分散液按照如下步骤进行制备：
(1)将分散助剂加热至透明无不溶物后，保温；
(2)开启均质，加入磁粉，均质至体系均匀；
(3)抽真空脱除气泡后持续保温，并保持低速搅拌，备用。
进一步的，本发明的耐磨人造草坪丝的所述抗氧剂选自bht、抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂168中的至少一种。
进一步的，本发明的耐磨人造草坪丝还包括二氧化硅，所述多孔二氧化硅在所述耐磨人造草坪丝中的重量份为0.5-5份，所述多孔二氧化硅的粒径为20-100微米。本发明的草坪丝中通过添加多孔二氧化硅使得草坪丝更轻盈蓬松，使用效果更佳。根据fifatestmethod15的方法测定的本发明的草坪丝的垂直变形不超过8mm。
更进一步的，本发明的耐磨人造草坪丝的制备方法包括如下步骤：
(1)将聚乙烯树脂、环氧树脂、聚烯烃弹性体、抗紫外剂、硅酮类母粒、色母粒、聚丙烯酸酯、多孔二氧化硅、抗氧剂和芥酸酰胺在搅拌机中混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物排入单螺杆进行熔融后加入磁粉分散液，挤出，挤出温度为220-240℃；
(3)通过喷丝板挤出胚丝；
(4)进入冷却水箱冷却；
(5)进热水箱牵伸；
(6)热水箱回缩定型、收卷、加捻。
更进一步的，本发明的耐磨人造草坪丝的制备方法的所述步骤(3)中的喷丝板的挤出孔的横截面为菱形。
本发明的耐磨人造草坪丝的有益效果如下：
①发明的草坪丝在保证耐磨性能经lisport耐磨实验可达到五万转以上不会发生开叉现象，由于配方中未使用茂金属，也未专门添加耐磨剂，使得配方成本明显降低且配方兼容性好；
②本发明的草坪丝的配方中添加了同极性的磁粉，因而能够有效解决成品草坪丝之间因静电而粘连的问题，此外，磁粉也可在一定程度上发挥耐磨的性能。
③本发明的草坪丝中添加多孔二氧化硅，在增加了草坪丝的耐磨性能的同时，使草坪丝密度更低，有效防止草坪丝出现不蓬松的现象。
④本发明的草坪丝的制备过程简单，将磁粉预先均质分散于分散助剂因而能将磁粉完全分散并在草坪丝的各个原料混合熔融过程与其他原料充分混合均匀。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中所使用的磁粉为同极磁粉，磁粉的粒径为10-550微米，磁能积不小于20kj/m3。本发明中的多孔二氧化硅的粒径为20-100微米。
实施例1
本实施的耐磨人造草坪丝的配方组成按如下重量份进行配制：聚乙烯树脂60份，环氧树脂5份，聚烯烃弹性体(poe)5份，抗uv9443份，硅酮类母粒(mb50-002)2份，色母粒1份，聚丙烯酸酯1份，多孔二氧化硅0.5份，磁粉分散液5份(其中磁粉为0.25份，聚乙二醇丙烯酸酯4.75份)，bht1份，芥酸酰胺0.1份。
本发明的磁粉分散液按照如下步骤进行制备：
(1)将聚乙二醇丙烯酸酯加热至透明无不溶物后，保温；
(2)开启1000rpm均质，加入磁粉，均质5-10分钟至体系均匀；
(3)抽真空脱除气泡后持续保温，并保持10-20rpm搅拌，以防止磁粉沉降，备用。
本发明的耐磨人造草坪丝的耐磨人造草坪丝的制备方法包括如下步骤：
(1)将聚乙烯树脂、环氧树脂、poe、抗uv944、mb50-002、色母粒、聚丙烯酸酯、多孔二氧化硅、bht和芥酸酰胺在搅拌机中混合均匀；
(2)将步骤(1)的混合物排入单螺杆进行熔融后加入磁粉分散液，挤出，挤出机各段温度为220℃、220℃、230℃和240℃；
(3)通过喷丝板挤出胚丝，喷丝板的挤出口的横截面为菱形；
(4)进入冷却水箱冷却；
(5)进热水箱牵伸；
(6)热水箱回缩定型、收卷、加捻。
将本实施例制备得到的草坪丝的性能测定方法为：将本实施例的草坪丝粘结在0.6m*2.0m的草坪基础层和缓冲层上后，利用lisport测试仪进行性能测定，测定结果为草坪丝的垂直变形为8mm，耐磨性能可抵抗的最大耐磨测试的转速为50500转无开叉现象，线性摩擦3g。
实施例2
本实施的耐磨人造草坪丝的配方组成按如下重量份进行配制：聚乙烯树脂70份，环氧树脂3份，聚烯烃弹性体(poe)10份，抗uv9444份，多孔二氧化硅2份，硅酮类母粒(mb50-002)4份，色母粒3粉，聚丙烯酸酯2份，磁粉分散液10份(其中磁粉为1.5份，聚二甲基硅氧烷8.5份)，抗氧剂10101份，抗氧剂10761份，芥酸酰胺0.3份。本实施例的磁粉分散液的制备方法和草坪丝的制备方法以及草坪丝的性能检测方法参照实施例1进行。测定结果为草坪丝的垂直变形为6mm，耐磨性能可抵抗的最大耐磨测试的转速为54000转时无开叉现象，线性摩擦5g。
实施例3
本实施的耐磨人造草坪丝的配方组成按如下重量份进行配制：聚乙烯树脂80份，环氧树脂8份，聚烯烃弹性体(poe)15份，抗uv9441份，多孔二氧化硅4份，硅酮类母粒(mb50-002)5份，色母粒5粉，聚丙烯酸酯4份，磁粉分散液7.8份(其中磁粉为1.3份，硬脂酸酯6.5份)，抗氧剂10762份，芥酸酰胺0.6份。本实施例的磁粉分散液的制备方法和草坪丝的制备方法以及草坪丝的性能检测方法参照实施例1进行。测定结果为草坪丝的垂直变形为7mm，耐磨性能可抵抗的最大耐磨测试的转速为62000转时无开叉现象，线性摩擦6g。
实施例4
本实施的耐磨人造草坪丝的配方组成按如下重量份进行配制：聚乙烯树脂65份，环氧树脂10份，聚烯烃弹性体(poe)12份，抗uv9445份，多孔二氧化硅5份，硅酮类母粒(mb50-002)1份，色母粒3粉，聚丙烯酸酯5份，磁粉分散液5.5份(其中磁粉为0.5份，硬脂酸酯5份)，抗氧剂10101份，抗氧剂1682份，芥酸酰胺1份。本实施例的磁粉分散液的制备方法和草坪丝的制备方法以及草坪丝的性能检测方法参照实施例1进行。测定结果为草坪丝的垂直变形为7mm，耐磨性能可抵抗的最大耐磨测试的转速为59000转时无开叉现象，线性摩擦4g。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。