一种具有高缓冲性能的人造草坪材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高缓冲性能的人造草坪材料，属于人造草坪技术领域，将铵盐和衍生化的苯并21

【技术实现步骤摘要】
一种具有高缓冲性能的人造草坪材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于人造草坪
，具体是一种具有高缓冲性能的人造草坪材料。

技术介绍

[0002]与纯天然植物生命草坪相比，利用现代塑料化纤或其他材料制备的人造草坪具有显著的优点，人造草坪可以全天候的使用，受外界自然环境及气候变化影响较小，并且维护简单，长期养护方便和成本低廉，因此，人造草坪在学校、运动场地、阳台和绿化地面等方面被广泛使用。
[0003]传统的人造草坪以沥青或混凝土为基层，通常在较长时间的使用后会出现硬度逐渐变大等变化趋势，此时人造草坪的缓冲能力仅能靠一层橡胶层提供，缓冲性能将一直处于下滑状态，在运动员使用过程中极其容易导致运动员脚踝或膝关节手上，因此需要靠草丝层来增加人造草坪的缓冲能力。目前，人造草坪的草丝层多为聚乙烯和聚丙烯材料混合制备而成，此外也有使用聚氯乙烯、聚酰胺等材料进行制备。其中聚乙烯的手感更为柔软、外观和运动性能更接近天然草，被用户广泛接受，目前市场上使用最广泛的人造草纤维原材料；为了提高人造草坪的缓冲能力就需要增加草丝层的高度或者对目前的聚乙烯进行改性，但是草丝的高度增加会大大增加人造草坪的成本，因此需要对现有的聚乙烯进行改性来提高材料的缓冲性能。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种具有高缓冲性能的人造草坪材料及其制备方法。通过将铵盐和衍生化的苯并21
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冠
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7之间的络合物两端引入双键，再与乙烯共聚，得到一种具有较强拉伸性能和较高弹性的网络状聚合物。
[0005]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种具有高缓冲性能的人造草坪材料，其结构式如下：。
[0006]制备所述的具有高缓冲性能的人造草坪材料的方法，具体合成路线为：
。
[0007]所述的具有高缓冲性能的人造草坪材料的制备方法，包括以下步骤：1）将二烯丙基胺加入水中，向其中滴加质量浓度为6mol/L的盐酸至二烯丙基胺溶解，再加入丙酮和六氟磷酸铵，25~30℃搅拌反应1~2h，反应结束后过滤，所得滤饼为化合物1；所述二烯丙基胺、水、丙酮和六氟磷酸铵的质量比为1：5~10：5~10：1.5~5；2）将六乙二醇和碱1加入有机溶剂1中，再向其中加入对甲苯磺酰氯，25~30℃搅拌反应12~24h，反应完成后向所得反应液中加入水，分出有机相，向其中加入无水硫酸钠除掉有机相中的残余水分，过滤，所得滤液减压蒸馏去除溶剂，得到化合物2；所述六乙二醇、碱1、有机溶剂1、对甲苯磺酰氯和水的质量比为1：1~2.5：5~10：1.5~2：5~10；所述有机溶剂1为二氯甲烷或二氯乙烷；3）将步骤2）制得的化合物2和4
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乙烯基苯
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1，2
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二酚加入有机溶剂2中，再加入碱2，80~100℃下反应12~24h，反应完成后过滤，将所得滤液减压蒸馏去除溶剂，所得残留物用醇类溶剂重结晶，得到化合物3；所述化合物2、4
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乙烯基苯
‑
1，2
‑
二酚、有机溶剂2和碱2的质量比为1：4.5~5.5：10~20：2.5~3.5；所述有机溶剂2为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或乙腈；所述碱2为碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯；4）将步骤3）制得的化合物3、步骤1）得到的化合物1、齐格勒
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纳塔催化剂和有机溶剂3加入反应器中，搅拌溶解后，向其中通入乙烯后加热至100~140℃，控制反应器压力为4~5Mpa，搅拌反应12~24h，反应结束后抽滤，得到具有高缓冲性能的人造草坪材料；所述化合物3、化合物1、乙烯、齐格勒
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纳塔催化剂和芳香溶剂的质量比为1：0.5~1：1~10：0.01~ 0.1：10~15；所述有机溶剂3为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺。
[0008]步骤2）中所述碱1为三乙胺、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾或N，N
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二异丙基乙胺。
[0009]步骤3）中所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇。
[0010]优选的，步骤1）中所述二烯丙基胺、水、丙酮和六氟磷酸铵的质量比为1：7.5：7.5：1.7。
[0011]优选的，步骤2）中所述六乙二醇、碱1、有机溶剂1、对甲苯磺酰氯和水的质量比为1：1.2：7.5：1.8：7.5。
[0012]优选的，步骤3）中所述化合物2、4
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乙烯基苯
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1，2
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二酚、有机溶剂2和碱2的质量比为1：4.7：12：2.9，所述碱2为碳酸钾。
[0013]优选的，步骤4）中所述化合物3、化合物1、乙烯、齐格勒
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纳塔催化剂和芳香溶剂的质量比为1：0.65：5：0.03：12。
[0014]本专利技术还包括具有高缓冲性能的人造草坪材料在人造草坪草丝制造方面的应用。
[0015]本专利技术将铵盐和衍生化的苯并21
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冠
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7之间的络合物两端通过引入双键，再与乙烯共聚，使其嵌入聚苯乙烯主链，从而得到具有高缓冲性能的人造草坪材料，其结构示意图如图1所示。常规状态下，具有高缓冲性能的人造草坪材料中的冠醚与带正电荷的铵盐有较强的分子间作用力，在施加拉力或者压力的时候，冠醚环组分可以暂时被迫离开正电荷的铵盐部分，被拉到聚乙烯的烷基主链上，但冠醚和铵盐之间的强烈相互作用可以让冠醚回到原位置，从而使得制备的高缓冲性能的人造草坪材料具有较强的弹性恢复能力、抗拉伸和缓冲性能。
[0016]本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术的具有高缓冲性能的人造草坪材料，常规状态下，冠醚与带正电荷的铵盐有较强的分子间作用力，在施加拉力或者压力的时候，冠醚环组分可以暂时被迫离开正电荷的铵盐部分，被拉到聚乙烯的烷基主链上，但冠醚和铵盐之间的强烈相互作用可以让冠醚回到原位置，从而使得制备的高缓冲性能的人造草坪材料具有较强的弹性恢复能力、抗拉伸性能和缓冲性能。
[0017]本专利技术的具有高缓冲性能的人造草坪材料因为引入了大量的醚键，从而使其具有较高的韧性，不易折断破裂。
[0018]本专利技术的具有高缓冲性能的人造草坪材料制作出来的草丝具有优异的缓冲性能和弹性恢复能力，可以大大降低人造草坪对运动员带来的伤害，降低人造草坪的成本。
附图说明
[0019]图1为本专利技术具有高缓冲性能的人造草坪材料的结构示意图；附图标记，1
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聚乙烯主链，2
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冠醚环。
具体实施方式
[0020]为了更好的理解本专利技术的技术方案，以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0021]以下实施例中化合物1的结构式均为：；
化合物2的结构式均为：；化合物3的结构式均为：；具有高缓冲性能的人造草坪材料的结构式均为：。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高缓冲性能的人造草坪材料，其特征在于：其结构式如下：。2.制备如权利要求1所述的具有高缓冲性能的人造草坪材料的方法，其特征在于：具体合成路线为：合成路线为：合成路线为：。3.如权利要求2所述的具有高缓冲性能的人造草坪材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将二烯丙基胺加入水中，向其中滴加质量浓度为6mol/L的盐酸至二烯丙基胺溶解，再加入丙酮和六氟磷酸铵，25~30℃搅拌反应1~2h，反应结束后过滤，所得滤饼为化合物1；所述二烯丙基胺、水、丙酮和六氟磷酸铵的质量比为1：5~10：5~10：1.5~5；2）将六乙二醇和碱1加入有机溶剂1中，再向其中加入对甲苯磺酰氯，25~30℃搅拌反应12~24h，反应完成后向所得反应液中加入水，分出有机相，向其中加入无水硫酸钠除掉有机相中的残余水分，过滤，所得滤液减压蒸馏去除溶剂，得到化合物2；所述六乙二醇、碱1、有机溶剂1、对甲苯磺酰氯和水的质量比为1：1~2.5：5~10：1.5~2：5~10；所述有机溶剂1为二氯甲烷或二氯乙烷；3）将步骤2）制得的化合物2和4
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乙烯基苯
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1，2
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二酚加入有机溶剂2中，再加入碱2，80~
100℃下反应12~24h，反应完成后过滤，将所得滤液减压蒸馏去除溶剂，所得残留物用醇类溶剂重结晶，得到化合物3；所述化合物2、4
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乙烯基苯
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1，2
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二酚、有机溶剂2和碱2的质量比为1：4.5~5.5：10~20：2.5~3.5；所述有机溶剂2为二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或乙腈；所述碱2为碳酸钾、碳酸钠或碳酸铯；4）将步骤3）制得的化合物3、步骤1）得到的化合物1、齐格勒
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纳塔催化剂和有机溶剂3加...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐培明，王伟，陈杰，耿梦娇，毛敏，王先亮，曹海龙，
申请(专利权)人：乐陵泰山人造草坪产业有限公司泰山体育产业集团有限公司山东省体育用品制造工程技术研究院山东大学，
类型：发明
国别省市：