用于樹(shù)脂涂覆的砂粒的聚烯烴分散體技術(shù)的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本發(fā)明申請(qǐng)是基于申請(qǐng)日為2007年9月11日，申請(qǐng)?zhí)枮?00780041720. 0(國(guó)際 申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2007/019733)，發(fā)明名稱為"用于樹(shù)脂涂覆的砂粒的聚烯烴分散體技術(shù)"的 專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0003] 本申請(qǐng)要求2006年9月21日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/843, 682的優(yōu)先權(quán)，將 該申請(qǐng)公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)參考并入本申請(qǐng)。
[0004] 發(fā)明背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本申請(qǐng)公開(kāi)的實(shí)施方式一般地涉及聚合物涂覆的粒狀材料。另一方面，本申請(qǐng)所 述的實(shí)施方式涉及生產(chǎn)聚合物涂覆的粒狀材料的方法。在更具體的方面，本申請(qǐng)描述的實(shí) 施方式涉及粒狀材料，如聚合物涂覆的砂粒。所述砂?；蚱渌畈牧峡赏扛灿谢蚪Y(jié)合有 聚合物或聚合物混合物，其中所述聚合物或聚合物混合物可作為水性分散體提供。
【背景技術(shù)】
[0006] 人造草皮由從片材基質(zhì)向上延伸的多個(gè)人造草簇（artificialgrasstufts)組 成。分散在該人造草簇之間的填充材料保持該人造草簇處于直立的狀態(tài)，防止它們平伏 (lyingdownflat)或處于其它不期望的方式。
[0007] 作為用作填充材料的一個(gè)實(shí)例，美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)20060100342描述了通過(guò)用彈 性材料或熱塑性聚合物涂覆娃砂所形成的填充材料。該填充顆粒（infillgranule)通過(guò) 首先加熱一部分所述硅砂至200°C到300°C的溫度，將所述砂粒置于混合器中，并在混合下 添加彈性體或熱塑性聚合物粒料而形成。然后所述熱塑性聚合物熔融，涂覆該砂粒。然后 使用水噴霧和通過(guò)該混合器的空氣流使該混合物的內(nèi)容物冷卻。水噴霧的確切量和時(shí)間對(duì) 于獲得沒(méi)有顯著形成聚集體而自由流動(dòng)的材料是關(guān)鍵的。
[0008] 作為用作填充材料的另一實(shí)例，美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)20050003193描述了通過(guò)用塑 料涂覆回收的輪胎材料（recycledtirematerial)的芯而形成的填充顆粒。所述填充顆 粒通過(guò)如下方法形成：混合塑料和回收的輪胎顆粒，使塑料熔融并輥壓該混合物從而形成 片材。將片材冷卻，使塑料固化，然后對(duì)該片材進(jìn)行造粒，得到塑料涂覆的回收的輪胎顆粒 用作填充材料。
[0009] 填充材料、芯和涂層的選擇可極大地影響人造草皮的整體特性。填充材料的期望 性質(zhì)包括：均勻的和完全的粒狀基質(zhì)的涂層，導(dǎo)致同時(shí)具有良好的外觀和良好的耐磨性； 長(zhǎng)期使用時(shí)的良好耐熱性（heatresistance)，并避免填充材料的壓實(shí)；軟涂層提供理想的 觸覺(jué)、美觀和游戲者安全性；并且所述填充材料需要可自由流動(dòng)從而容易使用。
[0010] 如以上參考的專利和公開(kāi)中所述制備的填充材料常常導(dǎo)致不顯示期望性質(zhì)的良 好平衡的填充材料。此外，其使用的方法可能是無(wú)效的，導(dǎo)致不完全涂覆的顆粒材料，或者 產(chǎn)生過(guò)多的團(tuán)聚。
[0011] 因此，需要改進(jìn)用于生產(chǎn)填充材料的方法。期望具有這樣的方法，其提供較低的成 本，具有降低的浪費(fèi)。也期望具有這樣的樹(shù)脂，其提供均勻的勻質(zhì)涂層，導(dǎo)致具有優(yōu)異的耐 磨性，良好的觸覺(jué)和美觀，以及優(yōu)異的游戲者安全性。也需要改進(jìn)得到的性質(zhì)和填充材料的 總的性能平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 一方面，本申請(qǐng)公開(kāi)的實(shí)施方式涉及一種聚合物-涂覆的粒狀材料，其具有：粒狀 基質(zhì)；和施涂的化合物，其中所述施涂的化合物涂覆所述粒狀基質(zhì)表面的至少50%，和其 中，在施涂時(shí)，施涂的化合物包括一種分散體，所述分散體包括：熱塑性聚合物；和穩(wěn)定化 化合物。
[0013] 另一方面，本申請(qǐng)公開(kāi)的實(shí)施方式涉及形成一種聚合物-涂覆的粒狀材料的方 法，所述方法包括以下步驟：合并粒狀基質(zhì)和分散體，所述分散體包括：熱塑性聚合物；穩(wěn) 定化化合物；和分散介質(zhì)，所述分散介質(zhì)選自有機(jī)溶劑、水及其組合；除去至少一部分分散 介質(zhì)。
[0014] 本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將從以下描述和所附權(quán)利要求變得顯而易見(jiàn)。
[0015] 本申請(qǐng)包括以下實(shí)施方式：
[0016] 實(shí)施方式1. 一種聚合物-涂覆的粒狀材料，其包括：
[0017] 粒狀基質(zhì)；和
[0018] 施涂的化合物，其中所述施涂的化合物涂覆所述粒狀基質(zhì)表面的至少50%，和其 中，在施涂時(shí)，施涂的化合物包括一種分散體，所述分散體包括：
[0019] 熱塑性聚合物；和 [0020] 穩(wěn)定化化合物。
[0021] 實(shí)施方式2.實(shí)施方式1的粒狀材料，其中所述分散體還包括水。
[0022] 實(shí)施方式3.實(shí)施方式1的粒狀材料，其中所述熱塑性聚合物選自：基于丙烯的均 聚物，基于丙烯的共聚物，基于丙烯的互聚物，和基于丙烯的多嵌段互聚物；基于乙烯的均 聚物，基于乙烯的共聚物，基于乙烯的互聚物，和基于乙烯的多嵌段互聚物；及其組合。
[0023] 實(shí)施方式4.實(shí)施方式3的粒狀材料，其中所述熱塑性聚合物選自基于丙烯的多嵌 段互聚物，基于乙烯的多嵌段互聚物及其組合。
[0024] 實(shí)施方式5.實(shí)施方式1的粒狀材料，其中所述粒狀基質(zhì)選自礦粒，砂粒，和橡膠粒 子。
[0025] 實(shí)施方式6.實(shí)施方式1的粒狀材料，其中所述粒狀基質(zhì)是基于硅石的砂粒。
[0026] 實(shí)施方式7.實(shí)施方式1的粒狀材料，其中所述分散體是發(fā)泡的分散體。
[0027] 實(shí)施方式8.實(shí)施方式1的粒狀材料，還包括增粘劑。
[0028] 實(shí)施方式9.實(shí)施方式1的粒狀材料，其中所述粒狀材料包括含量為1至20wt%的 所述熱塑性聚合物，基于粒狀基質(zhì)的重量。
[0029] 實(shí)施方式10.實(shí)施方式1的粒狀材料，還包括UV抑制劑。
[0030] 實(shí)施方式11.實(shí)施方式1的粒狀材料，還包括藻類抑制劑、抗微生物劑、生物殺滅 劑、殺真菌劑或其組合。
[0031] 實(shí)施方式12.實(shí)施方式1的粒狀材料，其中所述熱塑性聚合物是至少部分交聯(lián)的。
[0032] 實(shí)施方式13.包括實(shí)施方式1的粒狀材料作為填充材料的人造草皮。
[0033] 實(shí)施方式14.形成聚合物-涂覆的粒狀材料的方法，所述方法包括：
[0034] 合并粒狀基質(zhì)和分散體，所述分散體包括：
[0035] 熱塑性聚合物；
[0036] 穩(wěn)定化化合物；和
[0037] 分散介質(zhì)，所述分散介質(zhì)選自有機(jī)溶劑、水及其組合；
[0038] 除去至少一部分分散介質(zhì)。
[0039] 實(shí)施方式15.實(shí)施方式14的方法，還包括將所述粒狀基質(zhì)加熱至高于100°C的溫 度。
[0040] 實(shí)施方式16.實(shí)施方式14的方法，還包括將所述合并的粒狀基質(zhì)和分散體加熱至 高于100 °C的溫度。
[0041] 實(shí)施方式17.實(shí)施方式14的方法，其中所述熱塑性聚合物選自：基于丙烯的均聚 物，基于丙烯的共聚物，基于丙烯的互聚物，和基于丙烯的多嵌段互聚物；基于乙烯的均聚 物，基于乙烯的共聚物，基于乙烯的互聚物，和基于乙烯的多嵌段互聚物；及其組合。
[0042] 實(shí)施方式18.實(shí)施方式14的方法，其中所述第一熱塑性聚合物選自基于丙烯的多 嵌段互聚物，基于乙烯的多嵌段互聚物及其組合。
[0043] 實(shí)施方式19.實(shí)施方式14的方法，其中所述粒狀基質(zhì)選自礦粒、砂粒和橡膠粒子。
[0044] 實(shí)施方式20.實(shí)施方式14的方法，其中所述粒狀基質(zhì)是基于硅石的砂粒。
[0045] 實(shí)施方式21.實(shí)施方式14的方法，還包括使所述水性分散體發(fā)泡。
[0046] 實(shí)施方式22.實(shí)施方式14的方法，還包括將增粘劑與所述粒狀基質(zhì)合并。
[0047] 實(shí)施方式23.實(shí)施方式14的方法，還包括交聯(lián)至少一部分所述熱塑性聚合物。
[0048] 實(shí)施方式24.實(shí)施方式14的方法，其中施涂的化合物還包括UV抑制劑。
[0049] 實(shí)施方式25.實(shí)施方式14的方法，其中施涂的化合物還包括藻類抑制劑，抗微生 物劑，生物殺滅劑，殺真菌劑，或其組合。
【具體實(shí)施方式】
[0050] -方面，本申請(qǐng)所述的實(shí)施方式涉及聚合物涂覆的粒狀材料。另一方面，本申請(qǐng)所 述的實(shí)施方式涉及生產(chǎn)聚合物涂覆的粒狀材料的方法。在更具體的方面中，本申請(qǐng)所述的 實(shí)施方式涉及粒狀材料如聚合物涂覆的砂粒。所述砂粒或其它粒狀材料可涂覆有或結(jié)合有 聚合物或聚合物混合物，其中所述聚合物或聚合物混合物以水性分散體的形式提供。
[0051] 粒狀材料
[0052] 在一些實(shí)施方式中，要用聚合的殼涂覆的粒狀材料，可包括礦粒和砂粒。在其它實(shí) 施方式中，所述粒狀材料可包括基于硅石的砂粒，如石英砂，白砂（whitesand)，如基于石 灰石的砂粒，長(zhǎng)石砂巖，和含有磁鐵礦、綠泥石、海綠石或石膏的砂粒。在其它實(shí)施方式中， 礦?？砂ǜ鞣N填料，如碳酸鈣，滑石，玻璃纖維，聚合物纖維（包括尼龍，人造絲，棉花，聚 酯，和聚酰胺），和金屬纖維。在其它實(shí)施方式中，要涂覆的粒狀材料可包括橡膠粒子，包括 回收的輪胎。
[0053]在一些實(shí)施方式中，礦粒和砂粒的尺寸可為0.1至3_。在其它實(shí)施方式中，礦粒 和砂粒的尺寸可為0. 2至2. 5mm;0. 3至2. 0mm;還在其它實(shí)施方式中，為0. 4至1. 2mm。
[0054] 分散體
[0055] 根據(jù)本申請(qǐng)公開(kāi)的實(shí)施方式使用的分散體可包括基礎(chǔ)聚合物和，任選的穩(wěn)定劑。 在一些實(shí)施方式中，所述分散體可為有機(jī)分散體或水性分散體。在其它實(shí)施方式中，所述分 散體可為水性分散體，其包括至少一種熱塑性樹(shù)脂，水，任選的至少一種穩(wěn)定劑，和任選的 填料。
[0056] 基礎(chǔ)聚合物
[0057] 包含在分散體組合物中的基礎(chǔ)聚合物樹(shù)脂可根據(jù)具體的應(yīng)用和期望的結(jié)果而變 化。在一種實(shí)施方式中，例如，所述基礎(chǔ)聚合物樹(shù)脂可為熱塑性樹(shù)脂。在具體的實(shí)施方式中， 所述熱塑性樹(shù)脂可為烯烴聚合物。本申請(qǐng)所用的烯烴聚合物通常是指由具有通式CnH2n的 烴單體形成的一類聚合物。所述烯烴聚合物可存在為共聚物，例如互聚物，嵌段共聚物，或 多嵌段互聚物或共聚物。
[0058] 在一種具體的實(shí)施方式中，例如，烯烴聚合物可包括乙烯與至少一種共聚單體的 a-烯烴互聚物，所述共聚單體選自C3_C2。線型的，支化的或環(huán)狀二烯，或乙烯乙烯基化合 物，如乙酸乙烯酯，和由式H2C=CHR表示的化合物，其中RSQ-Q。線型的，支化的或環(huán)狀 的烷基，或C6_C2。芳基。共聚單體的實(shí)例包括丙稀、1- 丁稀、3-甲基-1- 丁稀、4-甲基-1-戊 稀、3-甲基-1-戊稀、1-庚稀、1-己稀、1-辛稀、1-癸稀和1-十二碳稀。
[0059] 在其它實(shí)施方式中，熱塑性樹(shù)脂可為丙烯與至少一種共聚單體的a-烯烴互聚 物，所述共聚單體選自乙烯，C4_C2。線型的，支化的或環(huán)狀二烯，和由式H2C=CHR表示的化 合物，其中R為C「C2。線型的，支化的或環(huán)狀烷基或C6_C2。芳基。共聚單體的實(shí)例包括乙 稀，1_ 丁稀，3_甲基-1-丁稀，4_甲基-1-戊稀，3_甲基-1-戊稀，1_庚稀，1_己稀，1_辛 烯，1-癸烯，和1-十二碳烯。在一些實(shí)施方式中，所述共聚單體占互聚物的約5wt%至約 25wt%。在一種實(shí)施方式中，使用丙烯-乙烯互聚物。
[0060] 可用于本公開(kāi)中的熱塑性樹(shù)脂的其它實(shí)例包括烯烴的均聚物和共聚物（包括彈 性體），所述烯烴例如乙烯、丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊 烯、1-庚烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯，所述均聚物和共聚物的典型代表有聚 乙稀、聚丙稀、聚 _1-丁稀、聚-3-甲基丁稀、聚甲基戊稀、聚甲基戊 烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1- 丁烯共聚物，和丙烯-1- 丁烯共聚物；a-烯烴與共輒的或 非共輒的二烯的共聚物（包括彈性體），典型的代表有乙烯-丁二烯共聚物和乙烯-乙叉降 冰片烯共聚物；和聚烯烴（包括彈性體）如兩種或更多種a-烯烴與共輒的或非共輒的二 烯的共聚物，典型的代表有乙烯_丙烯-丁二烯共聚物，乙烯_丙烯-二環(huán)戊二烯共聚物， 乙烯-丙烯-1，5-己二烯共聚物，和乙烯-丙烯-乙叉降冰片烯共聚物；乙烯-乙烯基化合 物共聚物如具有N-羥甲基官能的共聚單體的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，具有N-羥甲基官 能的共聚單體的乙烯-乙烯基醇共聚物，乙烯_氯乙烯共聚物，乙烯_丙烯酸或乙烯_(甲 基）丙烯酸共聚物，和乙烯_(甲基）丙烯酸酯共聚物；苯乙烯類共聚物（包括彈性體）如 聚苯乙烯，ABS，丙烯腈-苯乙烯共聚物，甲基苯乙烯-苯乙烯共聚物；和苯乙烯嵌段共聚物 (包括彈性體）如苯乙烯-丁二烯共聚物及其水合物，和苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯三嵌 段共聚物；聚乙烯基化合物如聚氯乙稀，聚偏二氯乙稀，氯乙稀 -偏二氯乙稀共聚物，聚丙 烯酸甲基酯，和聚甲基丙烯酸甲酯；聚酰胺如尼龍6,尼龍6, 6和尼龍12 ;熱塑性聚酯如聚 對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯；聚碳酸酯，聚苯醚，等?？蓡为?dú)使用這些樹(shù) 月旨，或者以兩種或更多種的組合的形式使用它們。
[0061] 在具體的實(shí)施方式中，可使用聚烯烴如聚丙烯、聚乙烯及其共聚物，和其共混物， 以及乙稀-丙稀-二稀三元共聚物。在一些實(shí)施方式中，所述稀屬聚合物包括Elston的美 國(guó)專利3, 645, 992中所述的均勾聚合物（homogeneouspo