基本信息
- 項目名稱：
- 新型環(huán)保型人造草坪熱塑性橡膠填充顆粒
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品針對人造草坪用廢舊輪胎填充顆粒所具有的種種弊端，結合高分子專業(yè)的知識，開發(fā)出了新型環(huán)保型的熱塑性橡膠填充顆粒，并申請了國家發(fā)明專利。 該環(huán)保顆粒克服了黑色廢舊輪胎顆粒含PAHs、致癌、有刺激性氣味、吸熱量高、難以回收利用、色彩單一、且與草坪系統(tǒng)相容性差等缺陷，更符合環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。經(jīng)法國、韓國等權威機構檢測，產(chǎn)品可以滿足國外市場要求,現(xiàn)已在愛爾蘭和韓國等地建有多處示范性足球場地，深受用戶好評，其中愛爾蘭的RINGS END IRELAND足球場達到了FIFA二星級專業(yè)球場的標準，在替代現(xiàn)有的黑色輪胎顆粒方面展現(xiàn)了廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
- 詳細介紹：
- 國內外使用的運動草坪分天然草坪和人造草坪兩種，其中人造草坪因維護費用低、使用頻率高、無蚊蟲寄住、排水快捷等優(yōu)點，成為足球場及各種運動休閑草坪的首選，近幾年發(fā)展速度非常迅速，并帶動了人造草坪用填充顆粒行業(yè)的快速發(fā)展，達到了約5-10億元/年的市場規(guī)模。 多年來，黑色的廢舊輪胎填充顆粒因耐磨、價廉，一直為人造草坪的首選填充顆粒，但近年來，相關研究表明，該類顆粒因含有致癌性的稠環(huán)芳烴（PAHs）、且刺激性氣味大、吸熱量高、熱固性難回收等缺點，受到了環(huán)保人士的普遍質疑，尤其是歐洲，很多國家已經(jīng)明令禁止在新建草坪使用該類填充顆粒，而代之以更為環(huán)保的新型填充顆粒。 本研究小組針對這種發(fā)展趨勢，選用SBS、SEBS、PP、POE、PE、環(huán)烷油等組成的熱塑性彈性體為基體，以硬脂酸或偶聯(lián)劑處理的活性碳酸鈣為填充料，再配以各種顏料和抗老劑等，經(jīng)合適的混煉造粒工藝，開發(fā)出了環(huán)保型的新型熱塑性橡膠填充顆粒，使其兼具環(huán)保、耐磨、高彈、柔軟、抗老化、色彩豐富、熱塑性可回收等多種特性，并申請了國家發(fā)明專利。 經(jīng)法國、韓國等權威機構檢測，試生產(chǎn)樣品可以滿足國外市場需求，并在愛爾蘭和韓國等地建設了多處示范性足球場地，其中在愛爾蘭建設的RINGS END IRELAND足球場達到了FIFA二星級專業(yè)球場的建設標準，深受用戶好評，在替代現(xiàn)有的黑色輪胎顆粒方面展現(xiàn)了廣闊的產(chǎn)業(yè)化前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本作品針對人造草坪用廢舊輪胎填充顆粒所固有的含致癌性PAHs、有刺激性氣味、吸熱量高、難以回收利用、色彩單一、且與草坪系統(tǒng)相容性差等缺陷，結合高分子專業(yè)的知識，選用SBS、SEBS、PP、POE、PE、環(huán)烷油等組成的熱塑性彈性體為基體，以硬脂酸或偶聯(lián)劑處理的活性碳酸鈣為填充料，再配以各種顏料和抗老劑等，經(jīng)合適的混煉造粒工藝，開發(fā)出了環(huán)保型的新型熱塑性橡膠填充顆粒，使其兼具環(huán)保、耐磨、高彈、柔軟、抗老化、色彩豐富、熱塑性可回收等多種創(chuàng)新，并申請了國家發(fā)明專利。 經(jīng)法國、韓國等權威機構檢測，除基本運動性能要求外，產(chǎn)品的環(huán)保性和豐富的色彩深受用戶肯定，現(xiàn)已在愛爾蘭和韓國等地建有多處示范性足球場地，其中愛爾蘭的RINGS END IRELAND足球場達到了FIFA二星級專業(yè)球場（最高級別）的標準，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。 本作品的技術關鍵為各種組分的合理配比及其加工工藝，該系列技術組成了該作品產(chǎn)業(yè)化所需要的集成技術。另外，我們也針對不同客戶個性化的需要，深入開發(fā)了多個系列的產(chǎn)品，進一步提高了產(chǎn)品的綜合市場競爭力。 本作品的主要技術指標如下： 外觀：草綠、橄欖綠、米色、土黃色圓柱形顆粒 密度：1.40±0.20g/cm3 顆粒直徑: 1.5mm,1.8mm,2.0mm,2.2mm 耐磨性: 里斯堡檢測5000次 含水量：≤3% 重金屬等有害物質含量：滿足客戶要求
科學性、先進性
- 多年來，黑色的廢舊輪胎填充顆粒因耐磨、價廉，一直為人造草坪的首選填充顆粒，但近年來，針對該類顆粒含有致癌性的稠環(huán)芳烴（PAHs）、刺激性氣味大、吸熱量高、熱固性難回收等缺點，很多國家和地區(qū)已經(jīng)禁止或限制使用該類填充顆粒。 本研究小組針對這種發(fā)展趨勢，選用SBS、SEBS、PP、POE、PE、環(huán)烷油等組成的熱塑性彈性體為基體，以硬脂酸或偶聯(lián)劑處理的活性碳酸鈣為填充料，再配以各種顏料和抗老劑等，經(jīng)合適的混煉造粒工藝，開發(fā)出了環(huán)保型的新型熱塑性橡膠填充顆粒，使其兼具環(huán)保、耐磨、高彈、柔軟、抗老化、色彩豐富、熱塑性可回收等多種特性，并申請了國家發(fā)明專利（200910029870.0），填補了國內該類型產(chǎn)品的空白。 通過查新，除我們委托成果轉化的某橡塑材料有限公司外，國內尚無該類型顆粒生產(chǎn)、公開報道或申請專利，本發(fā)明所采用的配方及所具有的創(chuàng)新點也未見公開的文獻報道。
獲獎情況及鑒定結果
- 2008年度“省高等學校大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目”立項資助； 2008年12月獲學校第九屆大學生課外學術科技作品競賽特等獎； 2009年5月獲**市首屆大學生專利成果展優(yōu)秀獎。 2007-2008年試生產(chǎn)樣品通過了法國LABOSPORT和韓國等國家行業(yè)權威機構的重金屬含量及其它有毒物質含量檢測。 2009年第十一屆挑戰(zhàn)杯省預選賽中專家評選意見為“填補該類型產(chǎn)品的國內空白”，推選結果為A等。
作品所處階段
- 2008年簽署了成果轉化的協(xié)議，進行了試生產(chǎn)銷售，并在愛爾蘭等國鋪設了示范性足球場地。
技術轉讓方式
- 與某橡塑材料有限公司簽訂了成果轉化的技術合作協(xié)議。
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示，圖片，樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 與目前人造草坪所廣泛采用的黑色廢舊輪胎填充顆粒相比，該作品具有不含致癌性的稠環(huán)芳烴PAHs、環(huán)保、耐磨、高彈、柔軟、抗老化、色彩豐富、熱塑性可回收等明顯的技術特點和優(yōu)勢，且其使用方法跟現(xiàn)有的填充顆粒完全相同，在替代現(xiàn)有黑色廢舊輪胎顆粒方面展現(xiàn)了廣闊的市場前景。 以目前已經(jīng)禁止使用廢舊輪胎顆粒的歐洲為例，每年有大約2500個足球場合計約2000萬平方米的人造草坪需要新建或改造，一個足球場大約需要80噸填充顆粒，年需求顆粒約20萬噸，市場價值約5-10億元，即使有5%的新建草坪采用本環(huán)保型填充顆粒，僅歐洲市場，市場價值就達到了約5000萬元/年，全球至少在1億元/年以上，可實現(xiàn)利稅約2000萬元/年，且隨著環(huán)保要求的日益提高，其市場份額會逐漸增加，產(chǎn)業(yè)化前景非?？捎^。 目前我們的作品已經(jīng)通過了法國、韓國等國權威檢測機構的相關檢測，并在愛爾蘭、韓國等地鋪設了示范性足球場，在愛爾蘭鋪設的RINGS END IRELAND足球場更是達到了FIFA二星的最高行業(yè)標準。
同類課題研究水平概述
- 人造草坪必須在草絲根部填充顆粒，才能保持草絲直立并產(chǎn)生類似天然草坪的踩踏感。目前國內外的人造草坪用填充顆粒，仍以黑色的廢舊橡膠輪胎顆粒為主，尤其是國內，幾乎全部是黑色的廢舊輪胎破碎顆粒，該類顆粒雖然耐磨性好，價格便宜，但氣味大、顏色單一、吸熱量大、難以回收利用，與草坪系統(tǒng)的相容性差，自使用以來一直受到各方面的質疑，尤其是近年來研究表明，該類顆粒含有致癌性的稠環(huán)芳烴（PAHs），目前在歐洲市場已經(jīng)明令禁止新建草坪使用該類顆粒，隨著環(huán)保意識的逐漸增強，黑色輪胎顆粒在國內的應用也必將受到越來越多的限制，因此開發(fā)新型的環(huán)保型的人造草坪用填充顆粒，是國內外的發(fā)展趨勢。某橡塑材料有限公司2007年參加了在德國科隆舉行的國際體育用品展覽會，獲得了這一寶貴的市場需求信息并反饋給公司技術顧問（本參賽小組指導教師）。 本作品正是針對該種發(fā)展趨勢，結合本專業(yè)高分子材料改性方面的知識，在指導教師的指導下，在“省高等學校大學生實踐創(chuàng)新訓練計劃項目”和學校團委的資助下，經(jīng)過一年多的刻苦鉆研，開發(fā)了該種環(huán)保型的熱塑性橡膠填充顆粒。 該顆粒以環(huán)保型環(huán)烷油填充的SBS或SEBS為主要基體，以PP、PE調節(jié)體系的硬度、耐磨性及加工流動性；以POE改善體系的柔軟性和對填料的包覆性；以硬脂酸處理過的活性鈣為填充料降低體系的成本并提高產(chǎn)品的密度、減少雨水流失；以回收的廢舊丁基橡膠膠粉（淺色非硫磺硫化膠粉，環(huán)保無氣味）提高體系的彈性和耐磨性；通過添加各種抗氧劑、抗紫外線劑來提高體系的抗老化性能；并通過各種顏料來調節(jié)體系的顏色，從而開發(fā)出色彩豐富的新型環(huán)保型人造草坪用熱塑性橡膠填充顆粒，該顆粒具有不含稠環(huán)芳烴、無有害、刺激性氣味、熱塑性、可回收再利用、顏色豐富、彈性適中、耐磨及耐候性好、與草坪系統(tǒng)的相容性好等優(yōu)點，填補了國內空白，是現(xiàn)有黑色輪胎顆粒理想的替代產(chǎn)品。 通過查新，除我們委托試生產(chǎn)的某橡塑材料有限公司外，國內尚無該類型顆粒生產(chǎn)、公開報道或申請專利，本發(fā)明所采用的配方及所具有的創(chuàng)新點也未見公開的文獻報道。
