一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪及其制备方法。该草坪的人造草丝表面含有疏水涂层，疏水涂层由功能性疏水涂料组合物经固化得到。功能性疏水涂料组合物含有A组分和B组分，其中A组分包括低表面能树脂、无机纳米粒子和溶剂A；B组分包括热熔胶树脂和溶剂B。本发明专利技术的人造草坪因涂覆了一层疏水涂层，降低了对粉尘、油墨等污垢的粘附力，使草坪在被污染后易于洗净；同时草坪具有防附着能力，使之具备低温环境下的防覆冰能力。本发明专利技术的人造草坪制备方法工艺简单，疏水涂料固化速度快，生产成本低，若草丝表面的疏水涂层因长期使用出现脱落现象，可直接在脱落处涂覆涂料后继续使用。

An anti-sticking, anti-fouling and hydrophobic self-cleaning artificial lawn and its preparation method

The invention discloses an anti-sticking, anti-fouling and hydrophobic self-cleaning artificial lawn and a preparation method thereof. The artificial grass silk surface of the lawn contains a hydrophobic coating, which is cured by a functional hydrophobic coating composition. Compositions of functional hydrophobic coatings contain component A and component B, in which component A includes low surface energy resin, inorganic nanoparticles and solvent A; component B includes hot melt adhesive resin and solvent B. The artificial lawn of the invention is coated with a hydrophobic coating, which reduces the adhesion to dust, ink and other dirt, makes the lawn easy to clean after being polluted, and has the anti-adhesion ability, so that the lawn has the anti-icing ability under low temperature environment. The preparation method of the artificial lawn of the invention is simple, the curing speed of the hydrophobic coating is fast, and the production cost is low. If the hydrophobic coating on the grass silk surface falls off due to long-term use, the coating can be directly coated on the falling place and then continued to be used.

【技术实现步骤摘要】
一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪及其制备方法
本专利技术属于人造草坪
，涉及一种人造草坪及其制备方法，更具体的说是涉及一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪。
技术介绍
目前，人造草坪因具有良好的均一性和平整度，铺装及养护简单，维护费用低，易于排水，不生蚊虫，受环境、天气、地域的影响小，能在高温、高寒和高原等极端气候地区使用等天然草坪无法比拟的优点而被大量应用于各类体育场馆建设和休闲领域，可满足全天候使用的需求，给人们生活提供了极大的便利。人造草坪丝的主要原料为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等高分子树脂，其水接触角约为90°，但由于生产过程中会添加各种染料、填料、助剂等，导致其实际水接触角大幅下降，疏水效果不佳。同时，PE、PP中大量的C-H键使其能与油污发生作用，亦导致其防污性能降低。其中，接触角是衡量固体表面润湿性的重要指标，具有较高接触角的疏水表面在防水、防污、自清洁、抑菌、流体减阻等领域已受到广泛关注。自然界中存在许多生物均能展现出此类特性，如“荷叶效应”、水黾腿、壁虎、蝴蝶翅膀等。由此启示，仿生物体系的疏水功能性表面的研制也成为近年来该领域技术人员的研究热点。公开号为CN107384104A的中国专利文献公开了一种超疏水涂料及其在织物表面的应用，该疏水涂料由甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸缩水甘油、偶氮二异丁腈及亚硫酸氢钠共聚而成，经该疏水涂料修饰的织物具备良好的耐酸、耐碱、耐盐、耐超声洗涤性能，同时其重复使用能力和使用寿命大幅提升。公开号为CN107779084A的中国专利文献公开了一种建筑外墙水性超疏水涂料及其制备方法，该专利技术将去离子水与微纳米颗粒混合，室温下搅拌均匀然后再加入建筑外墙用涂料乳液和含氟丙烯酸树脂，均匀搅拌并喷涂或淋涂在玻璃、水泥外墙、水泥地等基材上，该专利技术的疏水涂料对基底具有良好的结合力，大大降低了建筑外墙等建材的清洗难度。又如公开号为CN106479359A的中国专利文献公开了一种有机硅超疏水涂料及其在食品包装领域的应用，该专利技术将有机硅超疏水涂层通过自组装、缩合、硅氢加成、交联等反应方式，将功能修饰物通过化学方式键合于食品包装基膜表面，保障食品安全，该包装的疏水性使食品免于因处在潮湿环境中而滋生细菌或腐烂。随着人造草坪的广泛使用，各类功能技术被不断开发完善，但目前人造草坪的主要研究方向仍集中于降温、耐磨、抗老化等方面。人造草坪在使用过程中由于其不具备疏水、防水功能，表面易呈潮湿状态，容易粘附粉尘、油污等，滋生细菌，难以彻底洗净；同时在寒冷天气下草坪易因结冰导致摩擦系数降低，造成使用者滑倒受伤。因此，如何提供一种具有疏水防水功能并且易清洗的人造草坪是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，克服了功能涂料在人造草坪丝表面附着力差的工艺困扰，满足了人们对人造草坪易于清洁的需求，同时本专利技术还提供了该防粘、防污疏水自清洁人造草坪的制备方法，经本专利技术制得的人造草坪具有抗覆冰、防止粉尘、油墨污染和便于清洁的功能。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，由胶黏剂层、基布层、人造草丝组成，人造草丝簇绒在基布层上，胶黏剂层涂覆在基布层远离人造草丝的一面，人造草丝由高分子树脂基材制成，其表面经功能性疏水涂料组合物固化形成疏水涂层。本专利技术的有益效果是：在人造草丝表面涂覆了一层具有疏水功能的涂层，降低了人造草坪对粉尘、油墨等污垢的粘附力，使草坪在被污染后易于冲洗、清洁，且所用原料均为环保型材料，不会造成环境污染，同时使人造草坪具有防附着能力，在雨雪天气，可延缓水的结冰时间并降低覆冰量，提高其在寒冷天气中的实用性；经疏水涂料修饰后的功能性草坪耐水性良好，经水浸泡一周涂层损坏率低，干燥后疏水性能恢复率良好。进一步，功能性疏水涂料组合物包括A组分和B组分，或者上述组分添加其他协效填充物组成；其中，A组分包括低表面能树脂、无机纳米粒子和溶剂A；B组分由热熔胶树脂和溶剂B制得。进一步，上述A组分包括低表面能树脂、无机纳米粒子和溶剂A，还包括助剂(稀释剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、流平剂、附着力促进剂中的任一种或几种的混合)；上述B组分包括热熔胶树脂和溶剂B。进一步，A组分与B组分的固含量重量份数比优选为20：(1～5)。若A组分固含量过多，会降低涂料在草丝表面的附着力；B组分固含量过多，热熔胶树脂在固化过程中会大量缠绕产生哑光效果，影响草丝外观。同时，由于EVA、TPU等树脂中含有亲水基，且过量的B组分会覆盖SiO2形成的微-纳复合结构，上述因素均会导致涂料疏水性能降低。进一步，上述A组分中，低表面能树脂为含氟树脂、有机硅树脂及氟硅树脂组合物中的任一种或任意几种的混合；上述无机纳米粒子为纳米SiO2；上述溶剂A为石油醚、丙酮、甲基异丁基酮、甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲苯、二甲苯中的任一种或任意几种的混合。优选地，含氟树脂为四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物、聚丙烯酸全氟烷基乙脂、丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸丁酯共聚物中的任一种或任意几种的混合；有机硅树脂为羟基聚二甲基硅氧烷、低苯基甲基硅树脂、丙烯酸聚硅氧烷中的任一种或任意几种的混合。采用上述进一步的有益效果在于：一般认为，材料的表面能越低，附着力越小，材料表面与液体的接触角也就越大，表现为强疏水性，当涂料的表面能低于25mN/m，即涂料表面与液体的接触角大于98°时，便具有防污效果。因此，实现疏水功能的基本条件是在基材表面修饰一层低表面能物质。低表面能聚合物主要有含氟树脂、有机硅树脂及氟硅树脂组合物三大类。含氟树脂将F原子引入到聚合物链中可降低聚合物表面能，原因在于C-F键键能比C-H键大，且F原子电子云对C-C键的屏蔽作用较H原子强，同时C-F键中的电子被紧紧束缚在原子核周围，不易与污渍发生反应；而硅树脂中的大量-CH3同样对-Si-O-骨架有屏蔽作用，使得有机硅树脂具备低表面能。进一步，无机纳米粒子为纳米SiO2。本专利技术在功能性疏水涂料中加入无机纳米粒子不仅构筑了微-纳复合结构，极大提升了涂层的疏水性能，还提高了涂层的耐磨性。影响固体表面润湿性的因素主要有两个，一是表面自由能；二是几何微观结构。由Wenzel理论可知提升表面粗糙度会使亲水表面更亲水，疏水表面更疏水。低表面能物质是表面疏水性能的基本条件，但仅是低表面能聚合物，或单纯改变物质表面的化学组成，引入低表面能聚合物，其疏水效果并不理想，而改善表面微观结构则可显著提高疏水性能。由此启示，本专利技术为提升涂料的疏水性，将SiO2纳米粒子引入低表面能树脂中。SiO2纳米粒子属于共价化合物，化学性质稳定，在水中不易因产生水合离子，或受氢键影响而分解，更不易与水中杂质发生化学反应。SiO2纳米粒子中存在大量不饱和残键，可以与含氟树脂、有机硅树脂等反应，产生交联体系，使疏水涂层体系更稳定。此外，SiO2纳米粒子在固化成膜过程中容易产生团聚，形成微米级的“乳突”，未团聚的小粒径的纳米颗粒与低表面能树脂或助剂反应后大量分散在微米级“乳突”中，从而形成微米-纳米粗糙结构。进一步，低表面能聚合物、无机纳米粒子与溶剂A的重量份数比为10：(6～10)：(40～80)。本专利技术的低表面能树脂及Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，由胶黏剂层、基布层、人造草丝组成，所述人造草丝簇绒在所述基布层上，所述胶黏剂层涂覆在所述基布层远离所述人造草丝的一面，其特征在于，所述人造草丝由高分子树脂基材制成，其表面经功能性疏水涂料组合物固化形成疏水涂层。

【技术特征摘要】
1.一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，由胶黏剂层、基布层、人造草丝组成，所述人造草丝簇绒在所述基布层上，所述胶黏剂层涂覆在所述基布层远离所述人造草丝的一面，其特征在于，所述人造草丝由高分子树脂基材制成，其表面经功能性疏水涂料组合物固化形成疏水涂层。2.根据权利要求1所述的一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，其特征在于，所述功能性疏水涂料组合物包括固含量的重量份数比为20：(1～5)的A组分和B组分；所述A组分包括重量份数比为10：(6～10)：(40～80)的低表面能树脂、无机纳米粒子和溶剂A；所述B组分由重量份数比为10：(35～80)的热熔胶树脂和溶剂B制得。3.根据权利要求2所述的一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，其特征在于，所述低表面能树脂为含氟树脂、有机硅树脂及氟硅树脂中的任一种或几种的混合；所述无机纳米粒子为纳米SiO2；所述溶剂A为石油醚、丙酮、甲基异丁基酮、甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲苯、二甲苯中的任一种或几种的混合。4.根据权利要求3所述的一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，其特征在于，所述含氟树脂为四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物、聚丙烯酸全氟烷基乙脂、丙烯酸六氟丁酯-丙烯酸丁酯共聚物中的任一种或几种的混合；所述有机硅树脂为羟基聚二甲基硅氧烷、低苯基甲基硅树脂、丙烯酸聚硅氧烷中的任一种或几种的混合。5.根据权利要求2所述的一种防粘、防污疏水自清洁人造草坪，其特征在于，所述热熔胶树脂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、高分子量聚酰胺、聚乙烯热熔胶和聚酯类热熔胶中的任一种或任意几种的混合；所述溶剂B为甲苯、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃中的任一种或任意几种的混合。6.根据权利要求2所述的一种防粘、防污疏水自清洁...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢康俊，赵春贵，
申请(专利权)人：江苏共创人造草坪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32