用于人造草皮的聚乙烯组合物

摘要

一种含有75％重量至99.5％重量的未着色聚乙烯和达25％重量的着色聚乙烯的着色的带、纤维或者细丝，所述未着色聚乙烯的密度为928至940kg/m3、熔融指数MI2为至少0.3g/10分钟，其中，所述带、纤维或细丝中色素的总量为至少0.5％重量。

权利要求

1.一种着色的带、纤维或细丝，所述带、纤维或细丝含有75％重量至99.5％重量的未3

着色聚乙烯和最多25％重量的着色聚乙烯，所述未着色聚乙烯的密度为920至940kg/m，且熔融指数MI2为至少0.3g/10分钟，其中，所述带、纤维或细丝中色素的总量为至少0.5％重量，且其中熔融指数MI2是依照ASTM D-1238在190℃用2.16kg的负载测定的。

3

2.权利要求1的带、纤维或细丝，其中所述未着色聚乙烯的密度为928kg/m 至938kg/3

m。

3.权利要求1或2的带、纤维或细丝，其中所述未着色聚乙烯的熔融指数MI2不大于

6g/10分钟。

4.权利要求3的带、纤维或细丝，其中所述未着色聚乙烯的熔融指数MI2为0.5至

1.5g/10分钟。

5.权利要求1或2的带、纤维或细丝，其中所述着色聚乙烯的密度与未着色聚乙烯的密3

度相差不超过20kg/m。

6.权利要求1或2的带、纤维或细丝，其中所述着色聚乙烯和所述未着色聚乙烯相同。

7.一种着色的带、纤维或细丝，所述带、纤维或细丝含有聚乙烯组合物，所述聚乙烯

3 3 3

组合物的密度为937kg/m 至972kg/m，并含有至少75％重量的自然密度为920kg/m 至3

940kg/m 的聚乙烯，其中所述自然密度为没有任何添加剂的纯聚乙烯的密度。

8.权利要求1、2或7的带、纤维或细丝，所述带、纤维或细丝的弯曲模量在23℃按照ISO 178测量，为400MPa至800MPa。

9.权利要求1、2或7的带、纤维或细丝，所述带、纤维或细丝被拉伸至其最初长度的3至10倍。

10.权利要求9的带、纤维或细丝，所述带、纤维或细丝被拉伸至其最初长度的4至8倍。

11.权利要求1、2或7的带、纤维或细丝，所述带、纤维或细丝的形式是人造草皮。

说明书

用于人造草皮的聚乙烯组合物

[0001] 本发明涉及聚乙烯带和薄膜，更具体地讲，是涉及由该带、薄膜或单丝制成的人造草皮。

[0002] 人造草皮在过去是由聚丙烯制成的。基于晶体状丙烯聚合物的切膜扁丝通常是通过分切含聚丙烯组合物挤压出的薄膜而制成。然而，作为人造草皮，聚丙烯有一定的缺点：通过切膜扁丝的机械原纤化获得的股线，不能充分抵挡挤压和撕扯，从而在不可接受的短时段后会产生切膜扁丝的“后原纤化”现象。而且，像人类的皮肤一样，聚丙烯的摩擦系数较高，所以当人的皮肤从草皮上滑过的时候，会引起灼伤。减少该问题的通常做法是，往聚丙烯中引进皱纹，和/或将聚丙烯与其它化合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯相混合。做为选择，聚丙烯可以和其它原料如LLDPE共挤出。

[0003] 最近，人造草皮已经越来越多地由聚乙烯或者聚乙烯和聚丙烯的层压料制成。聚乙烯的摩擦系数比聚丙烯低。经常使用线性低密度聚乙烯，因为低密度会让产品摸上去非常柔软。可是草的股线会缺乏弹力，这意味着一旦使用，草皮表面会很快变平。

[0004] 也可以使用较高密度的聚乙烯。目前在人造草皮中使用的一种商业聚乙烯产品，3
含有约85％的密度为944kg/m、熔融指数MI2约为0.6g/10分钟的聚乙烯，与约15％的含
3
密度为951kg/m、熔融指数为11g/10分钟的聚乙烯的组合物混合，加上色素和其它的添加
3
剂。色素的存在将终产品的密度提高到约975kg/m。

[0005] 我们发现了能用于提供人造草皮的聚乙烯组合物，该草皮与已知草皮相比具有改进的柔软度和弹性的平衡。因此，本发明的第一个方面提供了含有75％重量至99.5％重量的未着色聚乙烯和最多25％重量的着色聚乙烯的着色的带、纤维或细丝，所述未着色聚乙3
烯的密度为920至940kg/m，熔融指数MI2至少为0.3g/10分钟，其中，带、纤维或者细丝中色素的总量为至少0.5％重量。

[0006] 优选未着色聚乙烯的熔融指数不超过6g/10分钟，更优选不超过2g/10分钟。最优选的熔融指数MI2范围是0.5至1.5g/10分钟。

[0007] 优选聚乙烯树脂的密度是928至938kg/m3，更优选的是932至938kg/m3。优选聚乙烯是单模态(monomodal)的。

[0008] 存在的着色聚乙烯的量，优选是基于总组合物的8％重量至20％重量，更优选的3
是8％重量至15％重量。其密度的优选范围是900至960kg/m，尽管优选该密度与未着色
3 3
聚乙烯的密度相差不超过20kg/m，特别是不超过10kg/m。最优选，着色聚乙烯和未着色聚乙烯是一样的树脂。

[0009] 通常，包含色素会将聚乙烯的密度提高约17至35kg/m3，取决于所添加色素的量和类型。因此最终的着色的带、纤维或细丝的密度，比两种聚乙烯成分的重量平均密度大约大3
17至35kg/m，尽管若使用了较低水平的低密度色素，该值可以更小。本发明第二个方面包
3
含着色的带、纤维或细丝形式的聚乙烯组合物，其密度为937至972kg/m，优选的是945至
3 3
970kg/m，更优选的是964至970kg/m。优选的，本组合物含有至少75％重量的自然密度为
3
920至940kg/m 的聚乙烯，所谓“自然密度”是指没有任何添加剂的纯聚乙烯的密度。

[0010] 在本说明书中，熔融指数MI2是依照ASTM D-1238在190℃用2.16kg的负载测定的。密度是依照ISO 1183测定的。

[0011] 优选本发明两个方面的着色的带、纤维或细丝依照ISO178测定，在23℃的弯曲模量是400至800MPa。

[0012] 所述未着色聚乙烯优选是乙烯和另外的含有3至12个碳原子的α-烯烃的共聚物。更优选是乙烯和丁烯、甲基戊烯、己烯和/或辛烯的共聚物；最优选的共聚物是与1-己烯的共聚物。

[0013] 制备该聚合物的优选催化剂是Ziegler催化剂，虽然可以使用茂金属或者铬催化剂。

[0014] 所述着色的带、纤维或细丝还可以包含常用的添加剂，如抗氧剂、光稳定剂、加工助剂、增强剂、填充剂、阻燃剂、生物杀灭剂、抗静电剂和降低摩擦系数的物质(如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚四氟乙烯)。加工助剂的例子包括氟聚合物，如聚偏氟乙烯或者氟橡胶。

[0015] 所述着色的带、纤维或细丝中存在的这些添加剂的量通常是0.01％重量至15％重量，优选是0.1％重量至10％重量。

[0016] 所述添加剂和色素与聚合物，通常是按照大约50％添加剂/色素50％聚合物的比例相混和，以产生着色聚合物的母料。添加剂和色素与聚合物粉末的混和在任何能够使母料(预混合料)获得足够均匀度的混合器中进行。对混合来讲，可以使用高速或者低速混合器，但是优选高速混合器，因为混合螺旋的速度能够打破色素团块，且预分散聚合物薄片中的组分。

[0017] 混合可以用任何能够获得干净干燥颗粒的混合设备来进行。将着色聚乙烯和主要的未着色聚乙烯的浓缩母料通过单独的进料器加入挤压机。主要的聚合物可以颗粒或者粉末的形式进料。所选混合设备能使熔融聚合物中的组分获得最佳的分散水平。可以采用设计有最佳螺杆外形的双螺杆挤压机或者同向螺杆或者对转螺杆挤压机，以分散色素。

[0018] 所述双螺杆挤压机可备有齿轮泵，来帮助产生通过模具所必需的压力。混合设备可以是连有单螺杆挤压机的共混合器机械系统。该系统由两个独立的机器组成：第一个是连续混合器(通常是Farrel系统)或者不连续混合器机械(通常是Banbury系统)，在这里加入预混合料和聚合物，使其熔融且被转子分散，第二个是推动熔融物料通过模具的单螺杆挤压机。

[0019] 熔融物料经挤压通过模孔，切割成颗粒的形状并冷却。

[0020] 形成人造草皮最普通的方法包括或者挤出平的单丝，然后将其切割成所需长度的片，形成个别的草叶片；或者形成薄膜，然后将其切成带，再截成所需长度。在通常的挤压方法中，使未着色聚乙烯和着色聚乙烯形成着色颗粒，随后将其加入挤压机中挤压成薄膜。或者，未着色聚乙烯和着色聚乙烯可以直接加到挤压机，以便混合在挤压机中进行。

[0021] 薄膜可以使用周知的方法来生产，如薄膜吹制法；薄膜流延法；共挤压法；流延薄膜挤压法或者以单层薄膜、多层薄膜或薄片形式的层压法。多层系统可以通过共挤压法、涂布法、挤压涂布法、层压法或印刷法来生产。然后将薄膜延展，再将延展的薄膜切成带，将带切成所需的长度。这是周知的Lenzing方法。在可供选择的方法(Iso方法)中，是在延展前将吹制薄膜切成带。无论使用哪个加工方法，树脂优选延展到它最初长度的3至10倍；通常是4至8倍，最优选是6至8倍。延展工序提高了最终产品的抗张强度。

[0022] 当需要吹制薄膜时，聚合物通过环形的模具离开挤压机，从模具中间的喷嘴吹出薄膜。对平的薄膜而言，聚合物是通过平的模具离开挤压机。通常，平的薄膜比吹制薄膜要厚。然后通常将薄膜在这个阶段延展。延展工序通常是在烘箱中或者热板上，在100至110摄氏度的温度下进行。然后任选可使延展的薄膜退火。随后将薄膜切成带，再将带切成所需的长度。

[0023] 本发明的第一个方面，形成带、细丝或纤维的聚乙烯组合物通常是直接转变成带、细丝或纤维。然而，将聚乙烯组合物与其它树脂共挤压形成层压的带或者细丝是可能的。例如，可以共挤出薄膜或者细丝，所述薄膜或者细丝含有聚丙烯中心层和本发明第一个方面的聚乙烯外层。在这个具体实施方案中，聚丙烯中心层给带提供了额外的弹力，同时，外部聚乙烯层提供了所需的柔软度。然而，这样的安排生产起来更复杂且更昂贵，本发明的优点之一是通过使用单层就能获得足够的性能。

[0024] 所述带或细丝可以通过机械方式原纤化，形成具草叶片外观的更细股线。它们可以经任何周知的柔软性处理。

[0025] 由所述带、纤维或细丝生产人造草皮，可以采用任何周知的方法来进行。例如通过合成的底层形成丛簇，所述底层如纺织布或非纺织布，所述纺织布或非纺织布都是基于热塑性聚合物(如聚丙烯)。

[0026] 正如周知的，对本发明带、纤维或细丝的后处理形式是涂布层，例如减小摩擦的物质(如聚四氟乙烯)的涂布层。

[0027] 实施例

[0028] 实施例1

[0029] 母料含Eltex A3180PN1852(熔融指数MI2为of 21g/10分钟、密度为957kg/m3的市售聚乙烯)和下表中所列的除Rigidex HD3850UA以外的所有其它成分。然后将该3
Rigidex树脂(熔融指数MI2为4.5g/10分钟、密度为938kg/m 的市售聚乙烯)与母料相混合，从而得到包含表中所列全部成分量的制剂。

[0030]成分 份/千份
RIGIDEX HD3850UA颗粒 893.572
母料：
ELTEX A3180PN1852粉末 50
Irganox B215抗氧剂 3
硬脂酸钙润滑剂+抗氧剂 2.5
加工助剂Dynamar FX 9613 0.4
Chimasorb 944抗UV剂 10
Tinuvin 770抗UV剂 2.5
酞菁绿7(Heliogen K8730) 1.76
黄色119(Color therm 3950) 26.12
白色素TiO2(Kronos 2081) 8.54
黑色素Noir sicoplast D7102 1.608

[0031] 依照ISO 178，本产品的弯曲模量在23℃的测定值大约为650MPa。