用于樹脂涂覆的砂粒的聚烯烴分散體技術的制作方法
【專利說明】
[0001] 本發明申請是基于申請日為2007年9月11日，申請號為200780041720. 0(國際 申請號為PCT/US2007/019733)，發明名稱為"用于樹脂涂覆的砂粒的聚烯烴分散體技術"的 專利申請的分案申請。
[0002] 相關申請的交叉參考
[0003] 本申請要求2006年9月21日提交的美國臨時專利申請60/843, 682的優先權，將 該申請公開的內容通過參考并入本申請。
[0004] 發明背景
技術領域
[0005] 本申請公開的實施方式一般地涉及聚合物涂覆的粒狀材料。另一方面，本申請所 述的實施方式涉及生產聚合物涂覆的粒狀材料的方法。在更具體的方面，本申請描述的實 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】
[0006] 人造草皮由從片材基質向上延伸的多個人造草簇（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，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實例，美國專利申請公開20060100342描述了通過用彈 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 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 使用水噴霧和通過該混合器的空氣流使該混合物的內容物冷卻。水噴霧的確切量和時間對 于獲得沒有顯著形成聚集體而自由流動的材料是關鍵的。
[0008] 作為用作填充材料的另一實例，美國專利申請公開20050003193描述了通過用塑 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，然后對該片材進行造粒，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 性質包括：均勻的和完全的粒狀基質的涂層，導致同時具有良好的外觀和良好的耐磨性； 長期使用時的良好耐熱性（heatresistance)，并避免填充材料的壓實；軟涂層提供理想的 觸覺、美觀和游戲者安全性；并且所述填充材料需要可自由流動從而容易使用。
[0010] 如以上參考的專利和公開中所述制備的填充材料常常導致不顯示期望性質的良 好平衡的填充材料。此外，其使用的方法可能是無效的，導致不完全涂覆的顆粒材料，或者 產生過多的團聚。
[0011] 因此，需要改進用于生產填充材料的方法。期望具有這樣的方法，其提供較低的成 本，具有降低的浪費。也期望具有這樣的樹脂，其提供均勻的勻質涂層，導致具有優異的耐 磨性，良好的觸覺和美觀，以及優異的游戲者安全性。也需要改進得到的性質和填充材料的 總的性能平衡。
【發明內容】
[0012] 一方面，本申請公開的實施方式涉及一種聚合物-涂覆的粒狀材料，其具有：粒狀 基質；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表面的至少50%，和其 中，在施涂時，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；和穩定化 化合物。
[0013] 另一方面，本申請公開的實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：合并粒狀基質和分散體，所述分散體包括：熱塑性聚合物；穩 定化化合物；和分散介質，所述分散介質選自有機溶劑、水及其組合；除去至少一部分分散 介質。
[0014] 本發明的其它方面和優點將從以下描述和所附權利要求變得顯而易見。
[0015] 本申請包括以下實施方式：
[0016] 實施方式1. 一種聚合物-涂覆的粒狀材料，其包括：
[0017] 粒狀基質；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表面的至少50%，和其 中，在施涂時，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] 穩定化化合物。
[0021] 實施方式2.實施方式1的粒狀材料，其中所述分散體還包括水。
[0022] 實施方式3.實施方式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] 實施方式4.實施方式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] 實施方式5.實施方式1的粒狀材料，其中所述粒狀基質選自礦粒，砂粒，和橡膠粒 子。
[0025] 實施方式6.實施方式1的粒狀材料，其中所述粒狀基質是基于硅石的砂粒。
[0026] 實施方式7.實施方式1的粒狀材料，其中所述分散體是發泡的分散體。
[0027] 實施方式8.實施方式1的粒狀材料，還包括增粘劑。
[0028] 實施方式9.實施方式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，基于粒狀基質的重量。
[0029] 實施方式10.實施方式1的粒狀材料，還包括UV抑制劑。
[0030] 實施方式11.實施方式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] 實施方式12.實施方式1的粒狀材料，其中所述熱塑性聚合物是至少部分交聯的。
[0032] 實施方式13.包括實施方式1的粒狀材料作為填充材料的人造草皮。
[0033] 實施方式14.形成聚合物-涂覆的粒狀材料的方法，所述方法包括：
[0034] 合并粒狀基質和分散體，所述分散體包括：
[0035] 熱塑性聚合物；
[0036] 穩定化化合物；和
[0037] 分散介質，所述分散介質選自有機溶劑、水及其組合；
[0038] 除去至少一部分分散介質。
[0039] 實施方式15.實施方式14的方法，還包括將所述粒狀基質加熱至高于100°C的溫 度。
[0040] 實施方式16.實施方式14的方法，還包括將所述合并的粒狀基質和分散體加熱至 高于100 °C的溫度。
[0041] 實施方式17.實施方式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] 實施方式18.實施方式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] 實施方式19.實施方式14的方法，其中所述粒狀基質選自礦粒、砂粒和橡膠粒子。
[0044] 實施方式20.實施方式14的方法，其中所述粒狀基質是基于硅石的砂粒。
[0045] 實施方式21.實施方式14的方法，還包括使所述水性分散體發泡。
[0046] 實施方式22.實施方式14的方法，還包括將增粘劑與所述粒狀基質合并。
[0047] 實施方式23.實施方式14的方法，還包括交聯至少一部分所述熱塑性聚合物。
[0048] 實施方式24.實施方式14的方法，其中施涂的化合物還包括UV抑制劑。
[0049] 實施方式25.實施方式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。
【具體實施方式】
[0050] -方面，本申請所述的實施方式涉及聚合物涂覆的粒狀材料。另一方面，本申請所 述的實施方式涉及生產聚合物涂覆的粒狀材料的方法。在更具體的方面中，本申請所述的 實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 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。在其它實施方式中， 礦粒可包括各種填料，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]在一些實施方式中，礦粒和砂粒的尺寸可為0.1至3_。在其它實施方式中，礦粒 和砂粒的尺寸可為0. 2至2. 5mm;0. 3至2. 0mm;還在其它實施方式中，為0. 4至1. 2mm。
[0054] 分散體
[0055] 根據本申請公開的實施方式使用的分散體可包括基礎聚合物和，任選的穩定劑。 在一些實施方式中，所述分散體可為有機分散體或水性分散體。在其它實施方式中，所述分 散體可為水性分散體，其包括至少一種熱塑性樹脂，水，任選的至少一種穩定劑，和任選的 填料。
[0056] 基礎聚合物
[0057] 包含在分散體組合物中的基礎聚合物樹脂可根據具體的應用和期望的結果而變 化。在一種實施方式中，例如，所述基礎聚合物樹脂可為熱塑性樹脂。在具體的實施方式中， 所述熱塑性樹脂可為烯烴聚合物。本申請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，支化的或環狀 的烷基，或C6_C2。芳基。共聚單體的實例包括丙稀、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] 在其它實施方式中，熱塑性樹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，支化的或環狀烷基或C6_C2。芳基。共聚單體的實例包括乙 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。在一些實施方式中，所述共聚單體占互聚物的約5wt%至約 25wt%。在一種實施方式中，使用丙烯-乙烯互聚物。
[0060] 可用于本公開中的熱塑性樹脂的其它實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 對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯；聚碳酸酯，聚苯醚，等。可單獨使用這些樹 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。在一些實施方式中，所述稀屬聚合物包括Elston的美 國專利3, 645, 992中所述的均勾聚合物（homogeneouspo