CN108779259A - 人造草皮填充物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造人造草皮填充物(602)的方法，其中该方法包括提供(700)初始组合物(1120)，其包括颗粒(1006)、至少一种类型的颜料和流体粘合剂。流体粘合剂包括至少一种类型的聚合物组分。该方法还包括混合(702)初始组合物；在初始组合物混合期间，将水和催化剂加入(704)初始组合物中，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成颗粒的初始涂层(200)。该方法还包括提供(706)后续组合物(1122)，其包括具有初始涂层的颗粒、至少一种类型的颜料和流体粘合剂。该方法还包括混合(708)后续组合物。该方法还包括在后续组合物混合期间，将水和催化剂加入(710)后续组合物中，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成颗粒的后续涂层(300)。该方法还包括提供(712)具有后续涂层的颗粒作为人造草皮填充物。

Description

人造草皮填充物及其制造方法
技术领域
本发明涉及人造草皮和人造草皮填充物的制造方法。
背景技术
人造草皮或人造草坪是由用于替代草的纤维构成的表面。设计人造草皮的结构使得人造草皮具有类似草的外观。通常，人造草皮用作用来运动(诸如足球、美式足球、橄榄球、网球和高尔夫)的运动场或操场的表面。此外，人造草皮经常用于景观美化应用。
人造草皮可以使用制造地毯的技术制造。例如，具有草叶外观的人造草皮纤维可以簇绒或附着在背衬上。通常，人造草皮填充物放置在人造草皮纤维之间。人造草皮填充物是覆盖人造草皮纤维底部的粒状材料。使用人造草皮填充物可具有许多优点。例如，人造草皮填充物可以帮助人造草皮纤维直立。人造草坪填充物也可以吸收行走或跑步时的冲击，并提供类似于真实草皮的体验。人造草皮填充物还可以通过将人造草皮地毯加重来使其保持平坦和适当位置。
欧洲专利申请EP1416009B1描述了松散的自由流动的橡胶颗粒作为人造草皮的垫料。颗粒的平均尺寸在0.4mm至4.0mm之间，并且它们的整个表面覆盖有永久弹性和着色涂层。
欧洲专利申请EP1201388B1公开了一种制造彩色橡胶片的方法：向100重量份粒径为1至10mm的碎橡胶片或纤维长度为30mm或以下的纤维橡胶片中加入成膜材料，成膜材料含有颜料和10至100重量份的单组分型或双组分型聚氨酯树脂，聚氨酯树脂在60秒或更长时间内至少从液态凝胶化并通过胶凝过程固化，并搅拌它们以进行混合。当聚氨酯树脂开始凝胶并且橡胶片开始聚集时，尽管混合器承受很大的负荷，仍然继续搅拌以进行混合，从而松散橡胶片的聚集。通过如上所述进行配置，提供一种制造方法，其能够形成厚的彩色膜而不需要复杂的程序，并且可以廉价地获得具有显着的保色性和金字塔形状的彩色橡胶片，其边缘类似于在压碎时形成的边缘。希望粒径具有与膜厚度几乎相同的尺寸。并且如果它大于或小于该尺寸，则不能满足完全覆盖橡胶片的目的。本发明中的膜厚度最大约为0.8mm，因此粒径也大致相同。
国际专利申请WO2010/081632A1公开了一种制备由橡胶颗粒、涂层和涂覆有该涂层的颗粒制成的包覆颗粒的方法，以及包覆颗粒的用途。涂层不含溶剂。
发明内容
本发明提供一种制造人造草皮填充物的方法，一种制造人造草皮的方法，人造草皮填充物和人造草皮。在从属权利要求中给出了实施例。
在一个方面，本发明提供了一种制造人造草皮填充物的方法。如本文所用的人造草皮填充物包括在纤维之间的人造草皮地毯上展开的颗粒材料。人造草皮填充物可用于改造人造草皮地毯以具有更多类似土壤的特性。例如，人造草皮填充物可以提供能够以类似于真实草皮的方式吸收冲击的表面。
该方法包括提供初始组合物，其包括颗粒、至少一种第一类颜料和流体粘合剂。流体粘合剂包括至少一种类型的聚合物组分。该方法还包括混合初始组合物。该方法还包括在初始组合物混合期间向初始组合物中加入水和催化剂，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成颗粒的初始涂层。
该方法还包括提供后续组合物，该组合物包括具有初始涂层的颗粒、至少一种第二类颜料和流体粘合剂。该方法还包括混合后续组合物。该方法还包括在后续组合物混合期间向后续组合物中加入水和催化剂，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成颗粒的后续涂层。
所述至少一种第二类颜料和所述至少一种第一类颜料可以是相同的，或者它们可以是不同的。如果它们相同，则颗粒的涂层将具有均匀的颜色。如果至少一种第二类颜料和至少一种第一类颜料是不同的颜色，那么可以选择两种颜色，使得所得的人造草皮填充物具有更自然和类似土壤的外观。
该方法还包括为颗粒提供后续涂层作为人造草皮填充物。
如上所述在至少两个步骤中涂覆颗粒可能是有益的，因为它可以提供更好的颗粒涂覆。例如，在初始组合物的混合过程中，当每个颗粒上形成初始涂层时，颗粒的各个颗粒将彼此接触并相互作用。然而，不同颗粒之间的物理接触会导致缺陷。通过随后的涂覆第二次涂覆颗粒，可以实现更高的颗粒覆盖率。
作为假设的实例，在初始涂层或后续涂层形成期间，覆盖率各自仅为颗粒表面的90％。在初始涂层沉积后，颗粒的每个颗粒的大约10％将是未涂覆的。表面缺陷会很小。然后，后续涂层的沉积也将覆盖90％的表面。由于颗粒的微粒或颗粒之间的相互作用基本上是随机过程，可以预期在这种情况下涂覆初始涂层沉积后暴露90％的缺陷。然后进行两次涂覆的结果是人造草皮填充物，99％涂覆有少量缺陷，其中颗粒未涂覆初始涂层或后续涂层。
在几种不同的情况下，改善颗粒的覆盖率可能是有益的。例如，可能希望使人造草皮填充物着色成与用于制造人造草皮地毯的纤维或簇相同或相似的颜色。这可以提供更逼真的比赛场地或运动场。另一个优点是弹性体颗粒可以更好地涂覆，因此可以具有优异的耐磨性或甚至可以更好地与环境隔离。
在一个实施例中，颗粒包括弹性体或弹性颗粒。
在不同的实施例中，颗粒是弹性体材料，基于弹性体如合成橡胶，例如丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)、丙烯腈丁二烯橡胶。在其他实施例中，可以使用顺式-1,4-聚异戊二烯，作为天然橡胶和反式1,4-聚异戊二烯作为基于杜仲胶的颗粒。
在另一实施例中，颗粒包括抗压颗粒或刚性颗粒。
在另一实施例中，颗粒包括以下任何一种：天然乳胶、软木、油毡、由固化植物油和木粉制成的复合材料或甲基纤维素水凝胶。
在另一实施例中，初始涂层的固化和后续涂层的固化是聚合过程。在权利要求中，术语“固化”(cure或curing)可以用聚合代替。
在另一实施例中，后续涂层至少部分覆盖初始涂层。
在另一实施例中，初始涂层仅仅部分覆盖颗粒。
在另一实施例中，后续涂层仅仅部分覆盖初始涂层。
在另一实施例中，初始涂层和后续涂层各自的厚度小于以下任何一个：0.1mm、0.075mm、0.05mm和0.01mm。该实施例可能是有利的，因为它可以提供减少涂覆颗粒所需的流体粘合剂的量的方法。
在另一实施例中，初始涂层包括间隙。后续涂层也包括间隙。初始涂层和后续涂层中的间隙可以随机分布在颗粒的表面上。由于两个涂层中的间隙是随机分布的，因此间隙不太可能排成一行。结果是，如果底层颗粒的任何部分暴露，将会很少。初始涂层和后续涂层中的一些间隙可能排成一行。但是，颗粒的所有或绝大部分表面都将被涂覆。使用双涂层可以大大减少涂覆颗粒所需的流体粘合剂的量。
在另一实施例中，通过进行以下顺序，将具有初始涂层和后续涂层的颗粒重涂至少一次。该顺序中的第一步是通过将至少一种添加剂和流体粘合剂添加到已经涂覆有初始涂层和随后涂层的颗粒中来提供后续组合物。该顺序中的下一步是混合后续组合物。该顺序的下一步是在后续组合物混合期间将水和催化剂加入后续组合物中，以将流体粘合剂和至少一种添加剂固化成另外的涂层。然后提供具有另外涂层的颗粒作为人造草皮填充物。该实施例可能是有利的，因为可以在颗粒上放置另外的涂层或层。如果再次使用至少一种第一种和/或第二种颜料，则可以将颗粒涂覆三次或更多次以改善颗粒的覆盖和涂覆。该实施例也可以是有利的，因为它可以使所谓的功能层或添加剂沉积，这可以增加人造草皮填充物的效用或耐磨性或有用性。
在另一实施例中，另外涂层的厚度小于以下任何一个：0.1mm、0.075mm、0.05mm和0.01mm。该实施例可能是有利的，因为它可以提供减少涂覆颗粒所需的流体粘合剂的量的方法。
在另一实施例中，PU催化剂是部分或完全水溶性的并且是以下基团：仲胺、叔胺、金属有机催化剂。
在另一实施例中，液态PU组分基于NCO末端聚合物，其可以是预聚物、聚合异氰酸酯、低聚异氰酸酯、单体和其混合物。
在另一实施例中，液态PU组分基于基团甲苯二异氰酸酯或亚甲基-2,2-二异氰酸酯的芳族二异氰酸酯，
在另一实施例中，液态PU组分基于基团六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和1,4-环己基二异氰酸酯的脂族二异氰酸酯。
在优选实施例中，液态PU组分基于亚甲基二苯基-异氰酸酯异构体混合物。
在另一实施例中，用于制备PU的羟基组分不在基团聚醚多元醇或聚酯多元醇中。
在另一实施例中，羟基组分基于分子量为500-10000的聚醚多元醇。在优选的实施例中，聚醚多元醇的分子量为1500-6000。在一个非常优选的实施例中，分子量为2000-4000。
在另一实施例中，至少一种添加剂包括至少一种第一和/或第二类颜料。
在另一实施例中，至少一种添加剂还包括阻燃剂，如三水合铝、氢氧化镁，其自身将易燃或可燃的弹性体材料转变成阻燃填充材料。
在另一实施例中，这种阻燃添加剂产生膨胀型涂层，并且基于膨胀型组分，该膨胀型组分包括多磷酸铵或膨胀石墨或其混合物。
在另一实施例中，至少一种添加剂还包括沸石。添加沸石可能是有利的，因为人造草皮填充物的表面可能能够吸收或去除水。例如，在计划在阳光下或在炎热条件下举行的足球比赛之前，可以将水喷洒到人造草皮上，并且沸石可以吸收一定量的水。由于太阳或热空气在游戏期间加热人造草皮填充物，水的蒸发可以冷却玩家的比赛场地并使人造草皮的使用更加令人愉快。
在另一实施例中，至少一种添加剂还包括甲基纤维素，其可以以类似的方式有利，例如用于吸收和解吸水的沸石，在炎热的气候条件下产生冷却效果。
在另一实施例中，至少一种添加剂还包括抗菌剂。
在另一实施例中，至少一种添加剂还包括银。银作为抗菌剂可以是有利的。
在另一实施例中，至少一种添加剂还包括壳聚糖，显示出天然的抗菌性质。
在另一实施例中，至少一种添加剂还包括IR反射颜料。使用IR反射颜料作为混合金属氧化物可能是有利的，因为它可以反射红外光。这可以减少人造草皮填充物的加热。一个特别的优点可能是，在这种情况下，相对昂贵和珍贵的颜料仅仅在填充颗粒的表面上，在那里它们是完全有效的而不是在弹性材料的完整核心中。在另一实施例中，弹性体颗粒是橡胶颗粒。
在另一实施例中，弹性体颗粒包括以下任何一种：橡胶、弹性体聚合物、茂金属丁二烯橡胶、丁腈橡胶颗粒、天然橡胶颗粒、苯乙烯-丁二烯橡胶颗粒、乙烯丙烯二烯单体橡胶颗粒、黑色碎屑橡胶颗粒、丙烯腈丁二烯橡胶、热塑性聚合物、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯、苯乙烯嵌段共聚物及其组合。
在另一实施例中，颗粒是弹性泡沫。
在另一实施例中，颗粒是弹性PU泡沫
在另一实施例中，颗粒的平均直径为0.1mm至3.0mm之间。
在另一实施例中，颗粒的最大直径小于5.0mm。
在另一实施例中，至少一种第一和/或第二类颜料包括无机颜料、有机颜料或其混合物。
在另一实施例中，至少一种第一和/或第二类颜料包括以下任何一种：氧化铁、氧化铁氢氧化物、氧化铬(III)、铜酞菁颜料、镍偶氮颜料、氧化钛及其组合。
在另一实施例中，至少一种类型的添加剂是受阻胺光稳定剂(HALS)，其能够保护PU涂层以及弹性和/或压缩弹性颗粒免受UV降解。
在另一实施例中，至少一种类型的添加剂是热稳定剂，保护弹性和/或压缩弹性颗粒免受热降解。
在另一实施例中，至少一种类型的添加剂是以下组的防冻/除冰添加剂：氯化钠、氯化钾、氯化钙、甲酸钠、甲酸钾或其混合物。添加剂迁移到颗粒附近，并且通过冷冻填充物颗粒之间的湿度来抑制冰的形成。
在另一实施例中，流体粘合剂还包括以下任何一种：表面活性剂、聚氨酯脂族异氰酸酯、聚氨酯芳族异氰酸酯、沸石、抗菌剂、银、IR反射颜料及其组合。
在另一实施例中，聚合物组分包括以下任何一种：至少一种类型的单体，至少一种类型的部分聚合的聚合物及其组合。
在另一实施例中，通过水和催化剂将聚合物组分固化成至少一种类型的聚氨酯。
例如，聚合物组分可以是亚甲基二苯基二异氰酸酯。聚合物组分也可包括多元醇。
在另一实施例中，催化剂包括以下任何一种：胺催化剂和金属有机催化剂。
在另一实施例中，该方法还包括在提供颗粒作为人造草皮填充物之前干燥后续组合物。
在用初始涂层涂覆颗粒后，也可以干燥初始组合物；但是，没有必要。在弹性和/或压缩弹性颗粒上形成初始涂层的剩余水可用于后续组合物的反应。
在另一实施例中，该方法至少部分地在流动反应器中进行。在流动反应器中，颗粒沿线性顺序路径缓慢移动，其中颗粒通常混合并沿其移动。使用流动反应器的好处是人造草皮填充物可以连续生产。
在另一实施例中，该方法至少部分地作为分批处理进行。在初始批次期间在颗粒上形成初始涂层，在后续批次期间在颗粒上形成后续涂层。在不同批次中形成初始涂层和后续涂层可能是有益的，因为它可以精确控制初始和后续涂层的形成。
在另一方面，本发明提供了一种制造人造草皮的方法。该方法包括安装人造草皮地毯。人造草皮地毯包括多个人造草皮纤维簇。例如，人造草皮地毯可以是簇绒人造草皮地毯。可能存在背衬，其具有簇绒在其中的人造草纤维簇。该方法还包括通过在多个人造草皮纤维簇之间铺设一层人造草皮填充物来提供人造草皮。人造草皮填充物包括颗粒。颗粒包括至少两个外涂层。两个外涂层中的每一个包括至少一种第一和/或第二类的颜料和粘合剂。粘合剂包括至少一种类型的聚氨酯聚合物。该方法可能是有利的，因为人造草皮填充物可以用两个外涂层更完全地覆盖。这可以例如提供人造草皮填充物的优异光学外观。它还可以提供人造草皮填充物的更好的耐磨性和寿命。
在另一实施例中，两个外涂层各自的厚度小于以下任何一个：0.1mm、0.075mm、0.05mm和0.01mm。该实施例可能是有利的，因为它可以提供减少涂覆颗粒所需的流体粘合剂的量的方法。
在另一实施例中，至少两个外涂层各自包括间隙。换句话说，至少两个外涂层各自不完全覆盖颗粒，并且两个外涂层中的每一个都具有间隙。
至少两个外涂层中的间隙可以随机分布在颗粒的表面上。至少两个外涂层中的一些间隙可以排成一行。然而，至少两个外涂层中的许多间隙将位于颗粒表面上的不同位置。结果是可能存在一些暴露底层颗粒的地方。然而，颗粒的大部分表面将被涂覆。使用双涂层可以大大减少涂覆颗粒所需的流体粘合剂的量。
在另一实施例中，该方法还包括制造根据实施例的人造草皮填充物。
在另一实施例中，颗粒包括至少两个外涂层。两个外涂层中的每一个包括至少一种第一和/或第二类颜料和粘合剂。粘合剂包括至少一种类型的聚氨酯聚合物。这种人造草皮填充物可以具有以下益处：使用两个外涂层能够更完全地覆盖人造草皮填充物的微粒或颗粒。
在另一方面，本发明提供了一种人造草皮。人造草皮包括人造草皮地毯。人造草皮地毯包括多个人造草皮纤维簇。人造草皮还包括在多个人造纤维簇之间展开的人造草皮填充物。人造草皮填充物包括颗粒。颗粒包括至少两个外涂层。两个外涂层中的每一个包括至少一种第一和/或第二类颜料和粘合剂。粘合剂包括至少一种类型的聚氨酯聚合物。
使用具有两个外涂层的人造草皮填充物可以提供人造草皮的优异耐磨性或寿命。它还可以提供优异的光学外观，因为如果两层中的颜料相同，则人造草皮填充物可以更均匀地着色。还可以选择颜料，使得人造草皮填充物具有不同颜色的拼布。这可能使人造草坪填充物看起来更自然和类似土壤。
在另一实施例中，两个外涂层各自的厚度小于以下任何一个：0.1mm、0.075mm、0.05mm和0.01mm。该实施例可能是有利的，因为它可以提供减少涂覆颗粒所需的流体粘合剂的量的方法。
在另一实施例中，至少两个外涂层各自包括间隙。换句话说，至少两个外涂层各自不完全覆盖颗粒，并且两个外涂层中的每一个都具有间隙。
至少两个外涂层中的间隙可以随机分布在颗粒的表面上。至少两个外涂层中的一些间隙可以排成一行。然而，至少两个外涂层中的许多间隙将位于颗粒表面上的不同位置。结果是可能存在一些暴露底层颗粒的地方。然而，颗粒的大部分表面将被涂覆。使用双涂层可以大大减少涂覆颗粒所需的流体粘合剂的量。
在另一实施例中，颗粒的平均直径为0.45mm至2.0mm之间。
在另一实施例中，颗粒的最大直径小于4mm。
在另一实施例中，人造草皮纤维簇成排布置。人造草皮纤维具有0.5cm至1.95cm之间的一排空间。这大约相当于3/8”到3/4”。
在另一实施例中，人造草皮覆盖物的绒头高度在2.5cm至7.5cm之间。绒头高度是人造草皮地毯的背衬或基部上方的人造草皮纤维的长度。
应该理解的是，只要组合的实施例不是相互排斥的，可以组合本发明的一个或多个前述实施例。
附图说明
仅通过举例的方式，参考附图，更详细地解释本发明的下面的实施例，其中：
图1示出了颗粒的微粒横截面涂层；
图2示出了在部分涂覆初始涂层后图1的颗粒；
图3示出了在部分涂覆后续涂层后图2的颗粒；
图4示出了在部分涂覆后续涂层后图3的颗粒；
图5示出了人造草皮地毯的示例；
图6示出了人造草皮的示例；
图7是表示一种制造人造草皮填充物的方法的流程图；
图8是表示另一种制造人造草皮填充物的方法的流程图；
图9是表示一种制造人造草皮的方法的流程图；
图10示出了间歇式反应器的示例；以及
图11示出了流动反应器的示例。
具体实施方式
在这些图中相同编号的元件是等效元件或执行相同功能。如果功能相同，则先前讨论过的元件不一定在后面的图中讨论。
图1-4示出了通过检查单个微粒或颗粒100来制造人造草皮填充物。颗粒100可以例如由弹性体化合物、刚性化合物、半刚性化合物和/或压缩弹性化合物制成。图1示出了微粒或颗粒。例如，微粒100可以是橡胶或压缩的微粒或颗粒、刚性化合物、半刚性化合物或弹性化合物。图1-4中示出的视图是横截面图。
图2显示了在用初始涂层200涂覆之后的相同微粒100或颗粒。通过提供颗粒的初始组合物形成初始涂层200，所述颗粒由大量微粒或颗粒100组成。初始组合物还包括至少一种第一类颜料和流体粘合剂。流体粘合剂包括至少一种类型的聚合物组分。然后混合初始组合物。接下来，在混合过程中将水和催化剂添加到初始组合物中，以将流体粘合剂和至少一种第一类颜料固化成初始涂层200。当大量这些颗粒100或微粒混合时，它们彼此相互作用并在该过程中偶尔碰撞到彼此。因此，初始涂层200中可能存在孔或缺陷。在图2中可以看出，在初始涂层200中存在许多间隙202。这些区域是微粒100或颗粒被初始涂层200涂覆或涂覆不充分的区域。
图3显示了在用后续涂层300涂覆之后的相同微粒100或颗粒。与初始涂层200一样，后续涂层300不完全覆盖微粒100或颗粒的所有部分。然而，由于两步法，几乎整个微粒100或颗粒100被涂覆。在该示例中，只能看到一个间隙202。后续涂层300通过提供包括具有如图2所示的初始涂层的颗粒的后续组合物形成，然后将其与至少一种第一类颜料或至少一种第二类颜料和流体粘合剂混合。然后混合后续组合物。在混合过程中，将额外的水和催化剂添加到后续组合物中，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成后续涂层300。图3示出了如何使用两步涂覆方法来改善构成较大颗粒的颗粒上涂层的覆盖率或质量。制造的颗粒，如图3所示，可以作为一组提供以形成人造草皮填充物。
还可以在微粒100或颗粒100上进行进一步的涂覆。图4显示在施加另外的涂层400之后的颗粒100。该另外的涂层400可以例如通过将至少一种添加剂和流体粘合剂添加到颗粒中来重新涂覆包括微粒100的颗粒而形成。接下来，颗粒和流体粘合剂中的至少一种添加剂的组合形成后续组合物。然后将该后续组合物混合并再次加入水和催化剂以将流体粘合剂和至少一种添加剂固化成另外的涂层400。现在可以看出，微粒100或颗粒的覆盖足以使得在该横截面中不再有任何可见间隙。至少一种添加剂可以采用不同的形式。
如果希望确保涂层中没有间隙，则可以再次使用至少一种颜料。在其他情况下，可以添加额外的添加剂以形成功能性的另外的涂层400。例如，可以添加阻燃剂，例如聚氨酯、脂族异氰酸酯。为了提供水的吸收和去吸收，为了冷却地毯，可以加入沸石。还可以添加各种抗菌剂或抗真菌剂。在其他示例中，诸如EPDM的红外反射剂可用于减少人造草皮填充物吸收的热量和/或还有助于保护其免受阳光照射。
图5和6示出了使用人造草皮地毯和人造草皮填充物制造人造草皮。在图5中可以看到人造草皮地毯500。人造草皮地毯500包括背衬502。在该示例中，图5中示出的人造草皮地毯500是簇绒人造草皮地毯。人造草皮地毯由人造草皮纤维簇504形成，所述人造草皮纤维簇504簇绒到背衬502中。人造草皮纤维簇504成排地簇绒。在相邻的排簇之间存在行间距506。人造草皮纤维簇504也延伸到背衬502上方一定距离。纤维504在背衬502上方延伸的距离是绒头高度508。在图5中可以看出，通过将人造草皮地毯500放置或附着到地面510或地板上来安装人造草皮地毯500。为了制造人造草皮，由如图3或4示出的微粒或颗粒构成的人造草皮填充物在表面上展开并分布在人造草皮纤维簇504之间。图6示出了在人造草皮填充物602已经展开并分布在人造草皮纤维簇504之间之后的人造草皮地毯500。可以看出，人造草皮填充物602是由如图3或4所描绘的单个微粒100或颗粒组成的颗粒。
图7示出了说明在单微粒100或颗粒的涂层中制造如图1-3中所描绘的人造草皮填充物602的方法的流程图。首先在步骤700中提供初始组合物。初始组合物包括颗粒、至少一种第一类颜料和流体粘合剂。流体粘合剂包括至少一种类型的聚合物组分。接下来在步骤702中混合初始组合物。接下来在步骤704中，在混合期间将水和催化剂加入到初始组合物中，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成颗粒的初始涂层200。在步骤706中，提供后续组合物。随后的组合物包括具有初始涂层200的颗粒、至少一种第二类颜料和流体粘合剂。接下来在步骤708中混合后续组合物。接下来在步骤710中，在后续组合物混合期间将水和催化剂加入到后续组合物中，以将流体粘合剂和至少一种第二类型的颜料固化成颗粒的后续涂层300。最后在步骤712中，提供具有后续涂层300的颗粒作为人造草皮填充物602。
图8示出了流程图，其示出了制造人造草皮填充物的替代方法。图8中描绘的方法类似于图7中描绘的方法，具有若干附加步骤。图8中的方法与图7中的步骤700-710相同。在执行步骤710之后，执行步骤800。在执行步骤712之前执行步骤802和804。步骤800、802和804是在颗粒涂覆有后续涂层之后重新涂覆颗粒的步骤。首先在步骤800中，通过向颗粒中添加至少一种添加剂和流体粘合剂来提供后续组合物。接下来在步骤802中，混合后续组合物。最后，在步骤804中，在步骤802中的混合期间，在后续组合物的混合期间将水和催化剂添加到后续组合物中，以将流体粘合剂和至少一种添加剂固化成另外的涂层400。最后，在步骤712中，提供已经涂覆有初始涂层、后续涂层和另外的涂层400的颗粒作为人造草皮填充物602。
图9示出了流程图，其示出了制造如图6所描绘的人造草皮600的方法。首先在步骤900中安装人造草皮地毯500。人造草皮地毯包括多个人造草皮纤维簇504。接下来在步骤902中，通过在多个人造草皮纤维簇504之间铺设一层人造草皮填充物602来提供人造草皮600。人造草皮填充物包括颗粒。颗粒包括至少两个外涂层200、300、400。至少两个外涂层200、300、400中的每一个包括至少一种类型的颜料和粘合剂。每种涂层中的颜料可以相同或不同。粘合剂包括至少一种类型的聚氨酯聚合物。
图10示出了可用于制造人造草皮填充物602和用于涂覆微粒或颗粒100的某些装置，如图1-4中所示。图10描绘了混合桶1000。混合桶具有可旋转轴1002，可旋转轴1002连接到多个搅拌桨1004。混合桶1000填充有颗粒1006。然后可以通过遵循图7和8中所示的方法将弹性体颗粒制成人造草皮填充物。由于水与催化剂一起加入以形成每个初始涂层200、后续涂层300或另外的涂层400，因此不必在每个涂层的涂层之间干燥颗粒1006。可以将颗粒1006添加到混合桶1000中，然后在不同的时间可以在旋转轴1002转动的同时添加不同的材料。
图10中描绘的装置可用于批次制造人造草皮填充物。还可以使用流动反应器连续制造人造草皮填充物。
图11示出了流动反应器1100的示例。图11中示出的示例是说明性的并且未按比例绘制。流动反应器1100包括可旋转轴1102，可旋转轴1102连接到螺旋输送器1104。螺旋输送器1104类似于水平安装的阿基米德螺旋。流动反应器1100可以显示为填充有颗粒1006。颗粒1006包括微粒或颗粒100，如图1-4中所示。当旋转轴1102转动时，它使颗粒1006移动通过流动反应器1100。它还使颗粒1006混合。在入口处有入口1108，用于添加颗粒1006。这可以在轴1102旋转时连续进行。这使得颗粒进入至少一种颜料和流体粘合剂的第一入口。在该第一入口1110处，将至少一种颜料和流体粘合剂添加到颗粒1006中，并在轴1102旋转时与其混合。当它们充分混合时，颗粒1006和至少一种颜料和流体粘合剂形成初始组合物1120。然后将该初始组合物1120在用于水和催化剂1112的第一入口下方输送。水和催化剂可以在该入口1112处连续或间歇地添加。
随着初始组合物1120进一步沿着流动反应器1100输送，流体粘合剂和至少一种颜料固化成初始涂层200，如图2所示。在形成初始涂层200之后，将初始组合物1120在用于至少一种颜料和流体粘合剂的第二入口下方输送。此时加入更多的颜料和流体粘合剂，并且初始组合物1120变成后续组合物1122。用于初始组合物和后续组合物的颜料可以是相同的或它们可以是不同的。
后续组合物1122在用于水和催化剂1116的第二入口下方混合并输送。然后将水和催化剂与后续组合物1122混合，并随时间进一步输送到流动反应器1100的末端。等到后续组合物1122到达流动反应器1100的末端时，后续涂层300已经形成在颗粒1006的微粒或颗粒上，如图3所示。最后，颗粒1006在出口1117处离开流动反应器1100。此时颗粒1006是人造草皮填充物602。然后人造草皮填充物602显示为进入任选的干燥器1118。
从图11中可以清楚地看出，流动反应器也可以延伸。例如，如果希望放置第三或第四或甚至更多的涂层，则可以简单地增加流动反应器1100中的入口的数量。这可能涉及以不同的旋转速率移动颗粒或甚至可能使流动反应器1100更长。
附图标记列表
100 微粒或颗粒
200 初始涂层
202 间隙
300 后续涂层
400 另外的涂层
500 人造草皮地毯
502 背衬
504 人造草皮纤维簇
506 行间距
508 绒头高度
510 地面或地板
600 人造草皮
602 人造草皮填充物
700 提供包括颗粒的初始组合物
702 混合初始组合物
704 在初始组合物混合期间，将水和催化剂加入初始组合物中以将流体粘合剂和至少一种第一类颜料固化成颗粒的初始涂层
706 提供包括具有初始涂层的颗粒的后续组合物
708 混合后续组合物
710 在后续组合物混合期间，将水和催化剂加入后续组合物中以将流体粘合剂和至少一种第二类颜料固化成颗粒的后续涂层
712 为颗粒提供后续涂层作为人造草皮填充物
800 通过向颗粒中添加至少一种添加剂和流体粘合剂来提供后续组合物
802 混合后续组合物
804 在后续组合物混合期间，将水和催化剂加入后续组合物中以将流体粘合剂和至少一种添加剂固化成另外的涂层
900 安装具有多个人造草皮纤维簇的人造草皮地毯
902 通过在多个人造草皮纤维簇之间铺设一层人造草皮填充物来提供人造草皮
1000 混合桶
1002 可旋转轴
1004 搅拌桨
1006 颗粒
1100 流动反应器
1102 可旋转轴
1104 螺旋输送器
1108 用于颗粒的入口
1110 用于至少一种颜料和流体粘合剂的第一入口
1112 用于水和催化剂的第一入口
1114 用于至少一种颜料和流体粘合剂的第二入口
1116 用于水和催化剂的第一入口
1117 出口
1118 干燥器
1120 初始组合物
1122 后续组合物

Claims (31)

1.一种制造人造草皮填充物(602)的方法，其中所述方法包括：
提供(700)初始组合物(1120)，其包括颗粒(1006)、至少一种类型的颜料和流体粘合剂，其中流体粘合剂包括至少一种类型的聚合物组分；
混合(702)初始组合物；
在初始组合物混合期间，将水和催化剂加入(704)初始组合物中，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成颗粒的初始涂层(200)；
提供(706)后续组合物(1122)，其包括具有初始涂层的颗粒、至少一种类型的颜料和流体粘合剂；
混合(708)后续组合物；
在后续组合物混合期间，将水和催化剂加入(710)后续组合物中，以将流体粘合剂和至少一种类型的颜料固化成颗粒的后续涂层(300)；以及
提供(712)具有后续涂层的颗粒作为人造草皮填充物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中初始涂层包括间隙(202)，其中后续涂层包括间隙。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过执行以下顺序将具有初始涂层和后续涂层的颗粒重新涂覆至少一次：
通过向颗粒中添加至少一种添加剂和流体粘合剂来提供(800)后续组合物；
混合(802)后续组合物；以及
在后续组合物混合期间，将水和催化剂加入后续组合物中以将流体粘合剂和至少一种添加剂固化成另外的涂层(400)，其中具有另外涂层的颗粒作为人造草皮填充物提供。
4.根据权利要求3所述的方法，其中至少一种添加剂还包括以下任何一种：至少一种第一类颜料、至少一种第二类颜料、阻燃剂、三水合铝、氢氧化镁、膨胀型组分、多磷酸铵、膨胀石墨、甲基纤维素、沸石、抗菌剂、银、壳聚糖，IR反射颜料、受阻胺光稳定剂，防冻添加剂、除冰添加剂、氯化钠、氯化钾、甲酸钠、甲酸钾及其组合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中颗粒包括弹性体颗粒。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中颗粒包括以下任何一种：橡胶、弹性体聚合物、茂金属丁二烯橡胶、丁腈橡胶颗粒、天然橡胶颗粒、苯乙烯-丁二烯橡胶颗粒、乙烯丙烯二烯单体橡胶颗粒、黑色碎屑橡胶颗粒、丙烯腈丁二烯橡胶、热塑性聚合物、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯、苯乙烯嵌段共聚物、弹性泡沫、弹性聚氨酯泡沫及其组合。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中颗粒包括压缩弹性颗粒。
8.根据权利要求1、2、3、4或7中任一项所述的方法，其中颗粒是以下任何一种：天然乳胶、软木、油毡、由一种或多种类型的固化植物油和木粉制成的复合材料、甲基纤维素水凝胶及其组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中颗粒的平均直径为0.1mm至3.0mm之间和/或其中颗粒的最大直径小于5.0mm。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中至少一种第一类颜料和/或至少一种第二类颜料包括以下任何一种：无机颜料、有机颜料、氧化铁、thalo green、氧化铬(III)、铜酞菁颜料、镍偶氮颜料、氧化钛及其组合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中聚合物组分包括以下任何一种：至少一种类型的单体、至少一种类型的部分聚合的聚合物及其组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中聚合物组分通过水和催化剂固化成至少一种类型的聚氨酯。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中流体粘合剂包括液态聚氨酯组分。
14.根据权利要求13所述的方法，其中液态聚氨酯组分包括NCO末端聚合物，其可包括预聚物、聚合异氰酸酯、低聚异氰酸酯、单体和其混合物。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中液态聚氨酯组分包括基团甲苯二异氰酸酯和/或亚甲基-2,2-二异氰酸酯的芳族二异氰酸酯。
16.根据权利要求13、14或15所述的方法，其中液态聚氨酯组分包括基团六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和/或1,4-环己基二异氰酸酯的脂族二异氰酸酯。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的方法，其中液态聚氨酯组分包括亚甲基二苯基-异氰酸酯异构体混合物。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的方法，其中液态聚氨酯组分包含羟基组分，其中羟基组分选自聚醚多元醇或聚酯多元醇。
19.根据权利要求18所述的方法，其中羟基组分基于分子量为500至10000的聚醚多元醇，优选分子量为1500至6000，更优选分子量为2000至4000。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中催化剂属于以下任何一种：仲胺催化剂、叔胺催化剂和金属有机催化剂。
21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在提供颗粒作为人造草皮填充物之前干燥后续组合物。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法至少部分在流动反应器(1100)中进行。
23.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述方法至少部分地以间歇过程(1000)进行，其中在初始批次期间在颗粒上形成初始涂层，以及其中在后续批次期间在颗粒上形成后续涂层。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以下任何一个：
至少一种第一类颜料与至少一种第二类颜料相同，以及
至少一种第一类颜料与至少一种第二类颜料的颜色不同。
25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中初始涂层和后续涂层各自的厚度小于以下任何一个：0.1mm、0.075mm、0.05mm和0.01mm。
26.一种制造人造草皮(600)的方法，其中所述方法进一步包括：
安装(900)人造草皮地毯(500)，其中人造草皮地毯包括多个人造草皮纤维簇(504)；以及
通过在多个人造草皮纤维簇之间铺设一层人造草皮填充物(602)来提供(902)人造草皮，其中人造草皮填充物包括颗粒，其中颗粒包括至少两个外涂层(200、300、400)，其中至少两个外涂层中的一个包括至少一种第一类颜料和粘合剂，其中至少两个外涂层中的另一个包括至少一种第二类颜料和粘合剂，其中粘合剂包括至少一种类型的聚氨酯聚合物。
27.根据权利要求26所述的方法，其中至少两个外涂层各自包括间隙(202)。
28.人造草皮填充物(602)，其中人造草皮填充物包括颗粒，其中颗粒包括至少两个外涂层(200、300、400)，其中至少两个外涂层中的一个包括至少一种第一类颜料和粘合剂，其中至少两个外涂层中的另一个包括至少一种第二类颜料和粘合剂，其中粘合剂包括至少一种类型的聚氨酯聚合物。
29.根据权利要求28所述的人造草皮填充物，其中至少两个外涂层各自包括间隙(202)。
30.一种人造草皮(600)，其中所述人造草皮包括：
人造草皮地毯(500)，其中人造草皮地毯包括多个人造草皮纤维簇(504)；以及
在多个人造草皮纤维簇之间铺设的人造草皮填充物(602)，其中人造草皮填充物包括颗粒，其中颗粒包括至少两个外涂层(200、300、400)，其中至少两个外涂层中的一个包括至少一种第一类颜料和粘合剂，其中至少两个外涂层中的另一个包括至少一种第二类颜料和粘合剂，其中粘合剂包括至少一种类型的聚氨酯聚合物。
31.根据权利要求30所述的人造草皮填充物，其中至少两个外涂层各自包括间隙(202)。
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