本发明属于人工草坪
技术领域：
，具体涉及一种阻燃组合物，还涉及包含该阻燃组合物的人造草和人造草坪。
背景技术：
：人造草坪最早出现于20世纪60年代的美国，它是以塑料化纤为原料，用人工方法制作的模拟天然草坪。它不必消耗天然草坪生长所必需的肥料和水，几乎不受环境、天气和地域的影响，可在高寒、高温和高海拔等极端条件地区使用，并且养护简单，排水速度快，场地平整度好。人造草坪的制造以仿生学原理为指导，制出的人造草坪具有非常好的仿真性，运动性能、弹性等基本接近天然草坪，并且可满足全天高强度运动的需要，因而逐渐受到消费者的青睐。目前，人造草坪已广泛用于曲棍球、橄榄球和棒球等专业比赛场地，以及足球、网球和高尔夫球等运动项目的公众练习场所或美化室内环境。由于塑料化纤材料易燃，容易引发火灾，具有阻燃效果的人造草坪应运而生。目前，阻燃人造草坪一般分为两类：一类通过加设石棉层、玻璃纤维层实现阻燃，但石棉和玻璃纤维容易扎伤人，也容易引发人体过敏反应，使用效果不佳；另一类通过添加氮磷膨胀型阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂或受阻胺类阻燃剂等实现阻燃，但添加这类阻燃剂的人造草坪阻燃等级低，并且仅在较小堆积密度下能实现阻燃效果，堆积密度较大时，阻燃效果不佳，并且，这类阻燃剂的加入大大降低了人造草坪的力学性能。目前尚需一种阻燃等级较高的人造草坪，在较大堆积密度下仍能保持良好阻燃效果，并且力学性能不受影响。技术实现要素：本发明人获得了一种阻燃等级较高的人造草坪，其阻燃效果在较大的堆积密度下仍保持良好，并且，本发明获得的人造草坪力学性能良好。本发明第一方面涉及一种阻燃组合物，包含氮磷膨胀型阻燃剂和聚乙烯接枝马来酸酐。本发明第一方面的任一实施方式中，所述的阻燃组合物包含：氮磷膨胀型阻燃剂1-7重量份(例如1重量份、2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份或7重量份)聚乙烯接枝马来酸酐96-106重量份(例如96重量份、98重量份、99重量份、100重量份、102重量份、103重量份、104重量份或106重量份)。本发明第一方面的任一实施方式中，所述阻燃组合物包含：氮磷膨胀型阻燃剂3-5重量份聚乙烯接枝马来酸酐98-103重量份。本发明第一方面的任一实施方式中，所述阻燃组合物包含：氮磷膨胀型阻燃剂4重量份聚乙烯接枝马来酸酐100重量份。本发明第一方面的任一实施方式中，所述聚乙烯接枝马来酸酐为高密度聚乙烯接枝马来酸酐。本发明第一方面的一个实施方式中，所述高密度聚乙烯接枝马来酸酐中马来酸酐的接枝率为3-10％，优选为4-8％，更优选为5％、6％、6.5％、7％或8％。本发明第一方面的一个实施方式中，所述高密度聚乙烯接枝马来酸酐的数均分子量为6000-24000，优选为8000-22000，更优选为10000-20000、8000、9000、12000、15000、18000或23000。本发明第一方面的任一实施方式中，所述氮磷膨胀型阻燃剂包含硼酸盐、磷酸铵盐、聚酰胺和糊精。本发明第一方面的一个实施方式中，所述氮磷膨胀型阻燃剂包含：硼酸盐13-24重量份(例如13重量份、16重量份、18重量份、19重量份、20重量份、22重量份或24重量份)磷酸铵盐20-32重量份(例如20重量份、23重量份、25重量份、26重量份、28重量份、30重量份或32重量份)聚酰胺17-28重量份(例如17重量份、19重量份、20重量份、21重量份、23重量份、26重量份或28重量份)糊精27-39重量份(例如27重量份、29重量份、30重量份、31重量份、33重量份、35重量份、37重量份或39重量份)。本发明第一方面的一个实施方式中，所述氮磷膨胀型阻燃剂包含：本发明第二方面涉及一种人造草，其包含基材以及本发明第一方面中任一所述的阻燃组合物；其中，所述基材为聚乙烯和/或聚酰胺。本发明第二方面的任一实施方式中，所述基材和阻燃组合物的重量比为(12-30):1，优选为(16-27):1，更优选为12:1、14:1、16:1、18:1、20:1、23:1、25:1、27:1、29:1或30:1。本发明第二方面的一个实施方式中，所述基材为聚乙烯。本发明第二方面的任一实施方式中，所述人造草还包含辅料。本发明第二方面的一个实施方式中，所述辅料为选自抗氧化剂、防紫外线剂和颜料中的一种或多种，优选为抗氧化剂、防紫外线剂和颜料。本发明第二方面的一个实施方式中，所述基材和辅料的重量比为(10-20):1，优选为10:1、11:1、13:1、15:1、16:1、17:1或20:1。本发明第三方面涉及一种人造草坪，其包括基底和本发明第二方面任一所述的人造草；所述人造草固定在基底上；本发明第三方面的一个实施方式中，所述人造草成束状固定在基底上。本发明第四方面涉及制备本发明第一方面任一所述阻燃组合物的方法，包括如下步骤：(1-1)将氮磷膨胀型阻燃剂与聚乙烯接枝马来酸酐混合，得到混合物；(1-2)将混合物密炼至颜色发生变化，得到阻燃组合物。本发明第四方面的任一实施方式中，步骤(1-2)中，密炼的温度为160-270℃，优选为170-260℃，更优选为180-200℃、190℃、200℃、200-250℃、210℃、220℃、250℃或260℃。本发明第四方面的任一实施方式中，步骤(1-2)的密炼过程中，转子的转速为40-100转/秒，优选为40-70转/秒，更优选为40转/秒、47转/秒、50转/秒、55转/秒、60转/秒、65转/秒或70转/秒。本发明第四方面的任一实施方式中，步骤(1-2)的密炼过程中，两个转子的转速相差3-20转/秒，优选为10转/秒或15转/秒。本发明第四方面的一个实施方式中，步骤(1-2)的密炼过程中，一个转子的转速为50转/秒、55转/秒或60转/秒，另一转子的转速为60转/秒、65转/秒或70转/秒。本发明第四方面的任一实施方式中，步骤(1-1)中，氮磷膨胀型阻燃剂与聚乙烯接枝马来酸酐的重量比为(1-7):(96-106)，优选为(3-5):(98-103)，更优选为4:100。本发明第五方面涉及本发明第二方面任一所述人造草的制备方法，包括如下步骤：(2-1)将基材与阻燃组合物混合，得到混合物；(2-2)将混合物拉丝，得到人造草。本发明第五方面的任一实施方式中，步骤(2-2)中，通过挤出机拉丝，其中，挤出机的主机螺杆的温度为120-230℃，优选为135-220℃。本发明第五方面的一个实施方式中，主机螺杆沿其传送方向分为1至8区，1至8区的温度分别为135℃、150℃、165℃、180℃、200℃、220℃、220℃和200℃。本发明第五方面的任一实施方式中，步骤(2-1)中，将辅料与基材、阻燃组合物一同混合。本发明第六方面涉及本发明第三方面任一所述人造草坪的制备方法，包括如下步骤：将人造草固定于基底上，得到人造草坪。本发明第六方面的任一实施方式中，还包括裁切人造草坪的步骤。本发明第六方面的任一实施方式中，固定方式为编织并粘接。本发明第六方面的一个实施方式中，粘接使用的粘结剂含有阻燃剂，该阻燃剂为金属氢氧化物和/或金属氧化物。本发明第六方面的一个实施方式中，所述金属氢氧化物为氢氧化铝和/或氢氧化镁，所述金属氧化物为氧化铋。本发明第六方面的一个实施方式中，以重量百分数计，阻燃剂在粘结剂中的含量为1％-16％，优选为3％-10％。本发明第七方面涉及本发明第一方面任一所述的阻燃组合物在人造草或人造草坪中的应用。本发明中，如无特别说明，术语“高密度聚乙烯”(hdpe)是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，白色粉末或颗粒状，无毒，无味，密度在0.940-0.976g/cm3，结晶度为80％-90％，软化点为125-135℃，使用温度可达100℃；熔化温度200℃，对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200-250℃之间。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，较高的刚性和韧性，机械强度好，介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。术语“聚乙烯接枝马来酸酐”是指通过化学反应手段在聚乙烯分子链上接技数个马来酸酐分子得到的物质。术语“接枝率”是指马来酸酐接枝到聚乙烯分子链上的数量占聚乙烯总分子数量的比率。术语“数均分子量”是指聚合物是由化学组成相同而聚合度不等的同系混合物组成的，即由分子链长度不同的高聚物混合组成，将体系的总质量m被分子总数所平均，则称为数均分子量，符号为(mn)。常用聚合物稀溶液的冰点降低，沸点升高，渗透压法和端基滴定法来测定。术语“密炼”是指物料在密炼机内，受到转速不同、转向相反的两个转子施加的作用力，使物料在转子与器壁间混炼剪切的工艺过程。术语“抗氧化剂”是指阻止氧气不良影响的物质。它是一类能帮助捕获并中和自由基，从而避免或减少自由基所造成损害的一类物质。术语“防紫外线剂”是指能抑制和延缓紫外线对聚合物造成光老化的物质。本发明取得的有益效果包括如下一项或多项：1、本发明阻燃人造草坪的阻燃等级较高。2、本发明的阻燃人造草坪在较大的堆积密度下仍然保持良好的阻燃性，而现有的阻燃人造草坪在较大堆积密度下几乎不具有阻燃性。3、本发明的阻燃人造草力学性能良好，拉伸强度和/或断裂伸长率优于现有的阻燃人造草。4、本发明的阻燃人造草燃烧释放的污染物较现有的阻燃人造草更少。具体实施方式实施例1阻燃组合物a的制备1.原料氮磷膨胀型阻燃剂：购买自科莱恩化工，型号为n3400。高密度聚乙烯接枝马来酸酐：购买自法国阿克玛，型号为ak2001，其数均分子量为10000-20000，马来酸酐的接枝率为5％。2.制备方法将40g氮磷膨胀型阻燃剂、1000g高密度聚乙烯接枝马来酸酐混合均匀，得到混合物。将密炼机温度升至200℃，将混合物放入密炼机中反复进行密炼，两个转子的转速分别为50转/秒和65转/秒，直至混合物颜色发生变化，出料即得到本申请的阻燃组合物a。实施例2阻燃人造草a和阻燃人造草坪a的制备1.阻燃人造草a的制备(1)将100g聚乙烯、5g阻燃组合物a、3g抗氧化剂(购买自德国巴斯夫，型号为b215)、3g防紫外线剂(购买自德国巴斯夫，型号为uv326)和3g色母粒混合，得到混合物；(2)将混合物加入挤出机中进行拉丝，其中，主机螺杆沿传送方向分为1至8区，其中，1至8区的温度分别为135℃、150℃、165℃、180℃、200℃、220℃、220℃和200℃，冷却水的温度为40℃，计量泵的温度为215℃，模头的温度为205℃，主机频率为100±10hz，制作得到阻燃人造草a。2.阻燃人造草坪a的制备通过簇绒机将丝状的阻燃人造草a织在人造草坪的基布上，同时进行背胶处理，再经裁切，得到阻燃人造草坪a。实施例3阻燃组合物b的制备1.原料氮磷膨胀型阻燃剂：购买自科莱恩化工，型号为n3400。高密度聚乙烯接枝马来酸酐：购买自法国阿克玛，型号为ak2001，其数均分子量为10000-20000，马来酸酐的接枝率为5％。2.制备方法将40g氮磷膨胀型阻燃剂、1000g高密度聚乙烯接枝马来酸酐混合均匀，得到混合物。将密炼机温度升至205℃，将混合物放入密炼机中反复进行密炼，两个转子的转速分别为50转/秒和65转/秒，直至混合物颜色发生变化，出料即得到本申请的阻燃组合物b。实施例4阻燃人造草b和阻燃人造草坪b的制备1.阻燃人造草b的制备(1)将100g聚乙烯、4g阻燃组合物b、3g抗氧化剂(购买自德国巴斯夫，型号为b215)、3g防紫外线剂(购买自德国巴斯夫，型号为uv326)和3g色母粒混合，得到混合物；(2)将混合物加入挤出机中进行拉丝，其中，主机螺杆沿传送方向分为1至8区，其中，1至8区的温度分别为135℃、150℃、165℃、180℃、200℃、220℃、220℃和200℃，冷却水的温度为40℃，计量泵的温度为215℃，模头的温度为205℃，主机频率为100±10hz，制作得到阻燃人造草b。2.阻燃人造草坪b的制备通过簇绒机将丝状的阻燃人造草b织在人造草坪的基布上，同时进行背胶处理，再经裁切，得到阻燃人造草坪b。对比例1人造草ⅰ和人造草坪ⅰ的制备参照实施例2的方法，并且不加阻燃组合物a，制备得到人造草ⅰ和人造草坪ⅰ。对比例2阻燃人造草ⅱ和阻燃人造草坪ⅱ的制备参照实施例2的方法，并且，用5g氮磷膨胀型阻燃剂(购买自科莱恩化工，型号为n3400)代替5g阻燃组合物a，制备得到阻燃人造草ⅱ和阻燃人造草坪ⅱ。测试例1阻燃效果检测检测实施例2、实施例4、对比例2的阻燃人造草坪a-b、阻燃人造草坪ⅱ的阻燃效果。检测方法：eniso11925-2:2010对火反应试验建筑制品在直接火焰冲击下的可燃性第2部分：单个火源试验。每个试样测试6次。然后根据en13501-1:2007+a1：2009建筑材料和构件火灾分类第一部分用对火反应试验数据的分级进行防火级别的分级，结果见表1。表1根据表1可知，本发明的阻燃人造草坪的防火级别高于现有的阻燃人造草坪。测试例2拉伸强度、断裂伸长率检测根据英国标准en12230-2003运动场表面体育场表面拉伸性能中的方法检测实施例2、实施例4、对比例1、对比例2的阻燃人造草a-b、人造草ⅰ、阻燃人造草ⅱ的拉伸强度和断裂伸长率。结果见表2。表2拉伸强度(n)断裂伸长率(％)阻燃人造草a12.817.5阻燃人造草b12.917.6人造草ⅰ12.317.5阻燃人造草ⅱ8.510.3由表2可知，与现有的阻燃人造草相比，本发明阻燃人造草的拉伸强度更大、断裂伸长率更大，力学性能良好。同时，本发明阻燃人造草的拉伸强度和断裂伸长率与不含阻燃剂的普通人造草相当。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。当前第1页12