本發(fā)明屬于人工草坪
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種阻燃組合物，還涉及包含該阻燃組合物的人造草和人造草坪。
背景技術(shù)：
：人造草坪最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代的美國，它是以塑料化纖為原料，用人工方法制作的模擬天然草坪。它不必消耗天然草坪生長所必需的肥料和水，幾乎不受環(huán)境、天氣和地域的影響，可在高寒、高溫和高海拔等極端條件地區(qū)使用，并且養(yǎng)護(hù)簡單，排水速度快，場地平整度好。人造草坪的制造以仿生學(xué)原理為指導(dǎo)，制出的人造草坪具有非常好的仿真性，運動性能、彈性等基本接近天然草坪，并且可滿足全天高強度運動的需要，因而逐漸受到消費者的青睞。目前，人造草坪已廣泛用于曲棍球、橄欖球和棒球等專業(yè)比賽場地，以及足球、網(wǎng)球和高爾夫球等運動項目的公眾練習(xí)場所或美化室內(nèi)環(huán)境。由于塑料化纖材料易燃，容易引發(fā)火災(zāi)，具有阻燃效果的人造草坪應(yīng)運而生。目前，阻燃人造草坪一般分為兩類：一類通過加設(shè)石棉層、玻璃纖維層實現(xiàn)阻燃，但石棉和玻璃纖維容易扎傷人，也容易引發(fā)人體過敏反應(yīng)，使用效果不佳；另一類通過添加氮磷膨脹型阻燃劑、磷酸酯類阻燃劑或受阻胺類阻燃劑等實現(xiàn)阻燃，但添加這類阻燃劑的人造草坪阻燃等級低，并且僅在較小堆積密度下能實現(xiàn)阻燃效果，堆積密度較大時，阻燃效果不佳，并且，這類阻燃劑的加入大大降低了人造草坪的力學(xué)性能。目前尚需一種阻燃等級較高的人造草坪，在較大堆積密度下仍能保持良好阻燃效果，并且力學(xué)性能不受影響。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明人獲得了一種阻燃等級較高的人造草坪，其阻燃效果在較大的堆積密度下仍保持良好，并且，本發(fā)明獲得的人造草坪力學(xué)性能良好。本發(fā)明第一方面涉及一種阻燃組合物，包含氮磷膨脹型阻燃劑和聚乙烯接枝馬來酸酐。本發(fā)明第一方面的任一實施方式中，所述的阻燃組合物包含：氮磷膨脹型阻燃劑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)聚乙烯接枝馬來酸酐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)。本發(fā)明第一方面的任一實施方式中，所述阻燃組合物包含：氮磷膨脹型阻燃劑3-5重量份聚乙烯接枝馬來酸酐98-103重量份。本發(fā)明第一方面的任一實施方式中，所述阻燃組合物包含：氮磷膨脹型阻燃劑4重量份聚乙烯接枝馬來酸酐100重量份。本發(fā)明第一方面的任一實施方式中，所述聚乙烯接枝馬來酸酐為高密度聚乙烯接枝馬來酸酐。本發(fā)明第一方面的一個實施方式中，所述高密度聚乙烯接枝馬來酸酐中馬來酸酐的接枝率為3-10％，優(yōu)選為4-8％，更優(yōu)選為5％、6％、6.5％、7％或8％。本發(fā)明第一方面的一個實施方式中，所述高密度聚乙烯接枝馬來酸酐的數(shù)均分子量為6000-24000，優(yōu)選為8000-22000，更優(yōu)選為10000-20000、8000、9000、12000、15000、18000或23000。本發(fā)明第一方面的任一實施方式中，所述氮磷膨脹型阻燃劑包含硼酸鹽、磷酸銨鹽、聚酰胺和糊精。本發(fā)明第一方面的一個實施方式中，所述氮磷膨脹型阻燃劑包含：硼酸鹽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)磷酸銨鹽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)。本發(fā)明第一方面的一個實施方式中，所述氮磷膨脹型阻燃劑包含：本發(fā)明第二方面涉及一種人造草，其包含基材以及本發(fā)明第一方面中任一所述的阻燃組合物；其中，所述基材為聚乙烯和/或聚酰胺。本發(fā)明第二方面的任一實施方式中，所述基材和阻燃組合物的重量比為(12-30):1，優(yōu)選為(16-27):1，更優(yōu)選為12:1、14:1、16:1、18:1、20:1、23:1、25:1、27:1、29:1或30:1。本發(fā)明第二方面的一個實施方式中，所述基材為聚乙烯。本發(fā)明第二方面的任一實施方式中，所述人造草還包含輔料。本發(fā)明第二方面的一個實施方式中，所述輔料為選自抗氧化劑、防紫外線劑和顏料中的一種或多種，優(yōu)選為抗氧化劑、防紫外線劑和顏料。本發(fā)明第二方面的一個實施方式中，所述基材和輔料的重量比為(10-20):1，優(yōu)選為10:1、11:1、13:1、15:1、16:1、17:1或20:1。本發(fā)明第三方面涉及一種人造草坪，其包括基底和本發(fā)明第二方面任一所述的人造草；所述人造草固定在基底上；本發(fā)明第三方面的一個實施方式中，所述人造草成束狀固定在基底上。本發(fā)明第四方面涉及制備本發(fā)明第一方面任一所述阻燃組合物的方法，包括如下步驟：(1-1)將氮磷膨脹型阻燃劑與聚乙烯接枝馬來酸酐混合，得到混合物；(1-2)將混合物密煉至顏色發(fā)生變化，得到阻燃組合物。本發(fā)明第四方面的任一實施方式中，步驟(1-2)中，密煉的溫度為160-270℃，優(yōu)選為170-260℃，更優(yōu)選為180-200℃、190℃、200℃、200-250℃、210℃、220℃、250℃或260℃。本發(fā)明第四方面的任一實施方式中，步驟(1-2)的密煉過程中，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為40-100轉(zhuǎn)/秒，優(yōu)選為40-70轉(zhuǎn)/秒，更優(yōu)選為40轉(zhuǎn)/秒、47轉(zhuǎn)/秒、50轉(zhuǎn)/秒、55轉(zhuǎn)/秒、60轉(zhuǎn)/秒、65轉(zhuǎn)/秒或70轉(zhuǎn)/秒。本發(fā)明第四方面的任一實施方式中，步驟(1-2)的密煉過程中，兩個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相差3-20轉(zhuǎn)/秒，優(yōu)選為10轉(zhuǎn)/秒或15轉(zhuǎn)/秒。本發(fā)明第四方面的一個實施方式中，步驟(1-2)的密煉過程中，一個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/秒、55轉(zhuǎn)/秒或60轉(zhuǎn)/秒，另一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/秒、65轉(zhuǎn)/秒或70轉(zhuǎn)/秒。本發(fā)明第四方面的任一實施方式中，步驟(1-1)中，氮磷膨脹型阻燃劑與聚乙烯接枝馬來酸酐的重量比為(1-7):(96-106)，優(yōu)選為(3-5):(98-103)，更優(yōu)選為4:100。本發(fā)明第五方面涉及本發(fā)明第二方面任一所述人造草的制備方法，包括如下步驟：(2-1)將基材與阻燃組合物混合，得到混合物；(2-2)將混合物拉絲，得到人造草。本發(fā)明第五方面的任一實施方式中，步驟(2-2)中，通過擠出機拉絲，其中，擠出機的主機螺桿的溫度為120-230℃，優(yōu)選為135-220℃。本發(fā)明第五方面的一個實施方式中，主機螺桿沿其傳送方向分為1至8區(qū)，1至8區(qū)的溫度分別為135℃、150℃、165℃、180℃、200℃、220℃、220℃和200℃。本發(fā)明第五方面的任一實施方式中，步驟(2-1)中，將輔料與基材、阻燃組合物一同混合。本發(fā)明第六方面涉及本發(fā)明第三方面任一所述人造草坪的制備方法，包括如下步驟：將人造草固定于基底上，得到人造草坪。本發(fā)明第六方面的任一實施方式中，還包括裁切人造草坪的步驟。本發(fā)明第六方面的任一實施方式中，固定方式為編織并粘接。本發(fā)明第六方面的一個實施方式中，粘接使用的粘結(jié)劑含有阻燃劑，該阻燃劑為金屬氫氧化物和/或金屬氧化物。本發(fā)明第六方面的一個實施方式中，所述金屬氫氧化物為氫氧化鋁和/或氫氧化鎂，所述金屬氧化物為氧化鉍。本發(fā)明第六方面的一個實施方式中，以重量百分?jǐn)?shù)計，阻燃劑在粘結(jié)劑中的含量為1％-16％，優(yōu)選為3％-10％。本發(fā)明第七方面涉及本發(fā)明第一方面任一所述的阻燃組合物在人造草或人造草坪中的應(yīng)用。本發(fā)明中，如無特別說明，術(shù)語“高密度聚乙烯”(hdpe)是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，白色粉末或顆粒狀，無毒，無味，密度在0.940-0.976g/cm3，結(jié)晶度為80％-90％，軟化點為125-135℃，使用溫度可達(dá)100℃；熔化溫度200℃，對于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200-250℃之間。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，較高的剛性和韌性，機械強度好，介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。術(shù)語“聚乙烯接枝馬來酸酐”是指通過化學(xué)反應(yīng)手段在聚乙烯分子鏈上接技數(shù)個馬來酸酐分子得到的物質(zhì)。術(shù)語“接枝率”是指馬來酸酐接枝到聚乙烯分子鏈上的數(shù)量占聚乙烯總分子數(shù)量的比率。術(shù)語“數(shù)均分子量”是指聚合物是由化學(xué)組成相同而聚合度不等的同系混合物組成的，即由分子鏈長度不同的高聚物混合組成，將體系的總質(zhì)量m被分子總數(shù)所平均，則稱為數(shù)均分子量，符號為(mn)。常用聚合物稀溶液的冰點降低，沸點升高，滲透壓法和端基滴定法來測定。術(shù)語“密煉”是指物料在密煉機內(nèi)，受到轉(zhuǎn)速不同、轉(zhuǎn)向相反的兩個轉(zhuǎn)子施加的作用力，使物料在轉(zhuǎn)子與器壁間混煉剪切的工藝過程。術(shù)語“抗氧化劑”是指阻止氧氣不良影響的物質(zhì)。它是一類能幫助捕獲并中和自由基，從而避免或減少自由基所造成損害的一類物質(zhì)。術(shù)語“防紫外線劑”是指能抑制和延緩紫外線對聚合物造成光老化的物質(zhì)。本發(fā)明取得的有益效果包括如下一項或多項：1、本發(fā)明阻燃人造草坪的阻燃等級較高。2、本發(fā)明的阻燃人造草坪在較大的堆積密度下仍然保持良好的阻燃性，而現(xiàn)有的阻燃人造草坪在較大堆積密度下幾乎不具有阻燃性。3、本發(fā)明的阻燃人造草力學(xué)性能良好，拉伸強度和/或斷裂伸長率優(yōu)于現(xiàn)有的阻燃人造草。4、本發(fā)明的阻燃人造草燃燒釋放的污染物較現(xiàn)有的阻燃人造草更少。具體實施方式實施例1阻燃組合物a的制備1.原料氮磷膨脹型阻燃劑：購買自科萊恩化工，型號為n3400。高密度聚乙烯接枝馬來酸酐：購買自法國阿克瑪，型號為ak2001，其數(shù)均分子量為10000-20000，馬來酸酐的接枝率為5％。2.制備方法將40g氮磷膨脹型阻燃劑、1000g高密度聚乙烯接枝馬來酸酐混合均勻，得到混合物。將密煉機溫度升至200℃，將混合物放入密煉機中反復(fù)進(jìn)行密煉，兩個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分別為50轉(zhuǎn)/秒和65轉(zhuǎn)/秒，直至混合物顏色發(fā)生變化，出料即得到本申請的阻燃組合物a。實施例2阻燃人造草a和阻燃人造草坪a的制備1.阻燃人造草a的制備(1)將100g聚乙烯、5g阻燃組合物a、3g抗氧化劑(購買自德國巴斯夫，型號為b215)、3g防紫外線劑(購買自德國巴斯夫，型號為uv326)和3g色母粒混合，得到混合物；(2)將混合物加入擠出機中進(jìn)行拉絲，其中，主機螺桿沿傳送方向分為1至8區(qū)，其中，1至8區(qū)的溫度分別為135℃、150℃、165℃、180℃、200℃、220℃、220℃和200℃，冷卻水的溫度為40℃，計量泵的溫度為215℃，模頭的溫度為205℃，主機頻率為100±10hz，制作得到阻燃人造草a。2.阻燃人造草坪a的制備通過簇絨機將絲狀的阻燃人造草a織在人造草坪的基布上，同時進(jìn)行背膠處理，再經(jīng)裁切，得到阻燃人造草坪a。實施例3阻燃組合物b的制備1.原料氮磷膨脹型阻燃劑：購買自科萊恩化工，型號為n3400。高密度聚乙烯接枝馬來酸酐：購買自法國阿克瑪，型號為ak2001，其數(shù)均分子量為10000-20000，馬來酸酐的接枝率為5％。2.制備方法將40g氮磷膨脹型阻燃劑、1000g高密度聚乙烯接枝馬來酸酐混合均勻，得到混合物。將密煉機溫度升至205℃，將混合物放入密煉機中反復(fù)進(jìn)行密煉，兩個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分別為50轉(zhuǎn)/秒和65轉(zhuǎn)/秒，直至混合物顏色發(fā)生變化，出料即得到本申請的阻燃組合物b。實施例4阻燃人造草b和阻燃人造草坪b的制備1.阻燃人造草b的制備(1)將100g聚乙烯、4g阻燃組合物b、3g抗氧化劑(購買自德國巴斯夫，型號為b215)、3g防紫外線劑(購買自德國巴斯夫，型號為uv326)和3g色母?；旌?，得到混合物；(2)將混合物加入擠出機中進(jìn)行拉絲，其中，主機螺桿沿傳送方向分為1至8區(qū)，其中，1至8區(qū)的溫度分別為135℃、150℃、165℃、180℃、200℃、220℃、220℃和200℃，冷卻水的溫度為40℃，計量泵的溫度為215℃，模頭的溫度為205℃，主機頻率為100±10hz，制作得到阻燃人造草b。2.阻燃人造草坪b的制備通過簇絨機將絲狀的阻燃人造草b織在人造草坪的基布上，同時進(jìn)行背膠處理，再經(jīng)裁切，得到阻燃人造草坪b。對比例1人造草ⅰ和人造草坪ⅰ的制備參照實施例2的方法，并且不加阻燃組合物a，制備得到人造草ⅰ和人造草坪ⅰ。對比例2阻燃人造草ⅱ和阻燃人造草坪ⅱ的制備參照實施例2的方法，并且，用5g氮磷膨脹型阻燃劑(購買自科萊恩化工，型號為n3400)代替5g阻燃組合物a，制備得到阻燃人造草ⅱ和阻燃人造草坪ⅱ。測試?yán)?阻燃效果檢測檢測實施例2、實施例4、對比例2的阻燃人造草坪a-b、阻燃人造草坪ⅱ的阻燃效果。檢測方法：eniso11925-2:2010對火反應(yīng)試驗建筑制品在直接火焰沖擊下的可燃性第2部分：單個火源試驗。每個試樣測試6次。然后根據(jù)en13501-1:2007+a1：2009建筑材料和構(gòu)件火災(zāi)分類第一部分用對火反應(yīng)試驗數(shù)據(jù)的分級進(jìn)行防火級別的分級，結(jié)果見表1。表1根據(jù)表1可知，本發(fā)明的阻燃人造草坪的防火級別高于現(xiàn)有的阻燃人造草坪。測試?yán)?拉伸強度、斷裂伸長率檢測根據(jù)英國標(biāo)準(zhǔn)en12230-2003運動場表面體育場表面拉伸性能中的方法檢測實施例2、實施例4、對比例1、對比例2的阻燃人造草a-b、人造草ⅰ、阻燃人造草ⅱ的拉伸強度和斷裂伸長率。結(jié)果見表2。表2拉伸強度(n)斷裂伸長率(％)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，與現(xiàn)有的阻燃人造草相比，本發(fā)明阻燃人造草的拉伸強度更大、斷裂伸長率更大，力學(xué)性能良好。同時，本發(fā)明阻燃人造草的拉伸強度和斷裂伸長率與不含阻燃劑的普通人造草相當(dāng)。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。當(dāng)前第1頁12