CN103877703A - 包含零梯度中心和正梯度外核层的双核 - Google Patents
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Abstract
高尔夫球,包括:由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成的内核,所述内核具有几何中心和具有的硬度小于几何中心的硬度至多约20肖氏C的第一外表面;外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成且包括具有硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点的第二外表面;内覆盖层,配置在所述核周围,包括离子交联聚合材料和具有为约55肖氏D或以上的材料硬度;外覆盖层,配置在所述内覆盖层周围,包括聚脲或聚氨酯和具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2012年3月16日提交的美国专利申请系列号No.13/421,924的共同待决的部分继续申请,2012年12月22日提交的美国专利申请系列号No.12/976,197、目前的美国专利No.8,137,214的继续申请,2009年12月28日提交的美国专利申请系列号No.12/647,584、目前的美国公布No.US2010-0099517的部分继续申请,2009年9月14日提交的美国专利申请序列号No.12/558,826、目前的美国专利No.7,857,714的部分继续申请,2008年8月6日提交的美国专利申请系列号12/186,877、目前的美国专利No.7,803,069的继续申请,2007年8月1日提交的美国专利申请系列号No.11/832,197、目前美国专利No.7,410,429的继续申请,2007年7月27日提交的美国专利申请系列号11/829,461、目前美国专利No.7,537,530的部分继续申请,2007年7月3日提交的,美国专利申请系列号No.11/772903、目前美国专利No.7,537,529的部分继续申请,将上述公开内容引入作为参考。
技术领域
本发明通常涉及具有一层或多层的核的高尔夫球,任何层均具有“负”或“正”的硬度梯度,反式梯度(trans gradient),或两者皆有。更特别地,高尔夫球具有两层或更多层的核,其中至少一个层、优选内核层具有“零硬度梯度”或“负的硬度梯度”、或“浅的正硬度梯度(shallow positivehardness gradient)”。
背景技术
实体高尔夫球通常由被覆盖层包覆实体核制成,覆盖层和实体核两者都可以具有多个层,比如双核具有实体中心和外核层,或者多层覆盖物具有内芯。通常,高尔夫球核和/或中心由热固性橡胶构成,通常是聚丁二烯基组合物。通常对核进行加热并使其交联以产生一些特性,比如更高或更低的压缩性,其可以影响球的自旋率和/或提供更好的“感觉”。这样的以及其它的性质能够适应于具有不同能力的高尔夫选手的需要。这样的以及其它特征能够适合于具有不同能力的高尔夫球手的需要。从高尔夫球制造商的角度来看,期望呈现宽范围性质的核,这些性质例如回弹性、耐久性、旋转以及“感觉”,因为这样可以使制造商制造并且销售适合于不同能力水平的多种不同类型的高尔夫球。
迄今为止,大多数单核高尔夫球核具有传统的从核的表面到核的中心的由硬到软的硬度梯度,或者被称为是“正硬度梯度”。但是,这些梯度通常较大,超过15、20、甚至25或以上的肖氏C硬度点。专利文献包括大量的参考文献,另外,其讨论了横跨高尔夫球核的从硬-表面到软-中心的硬度梯度。
Molitor等人的美国专利No.4,650,193主要公开了通过如下方法形成的核的表面层中的硬度梯度,利用固化改变剂表面处理可固化弹性体的芯,并且随后将芯成型为核。这样的处理据说产生了具有两个不同组成的区域的核,第一部分是核的硬的、有回弹性的中间部分,其是保持未被处理的,以及第二部分是核的软的、可变形的外层,其是经固化改变剂处理的。该核的两“层”或区域彼此之间成整体,因此得到从软表面到硬中心的梯度的效果。
Berman等人的美国专利No.3,784,209主要公开了软到硬的硬度梯度。该‘209专利公开了具有“混合的”弹性体核的非同质的、成型的高尔夫球。未固化的弹性体材料的中心球体被相容的但不同的未固化的弹性体包围。当弹性体的两层同时暴露于固化剂时,它们彼此会形成整体,从而形成了混合的核。该核的中心具有较高浓度的第一弹性体材料,其比外层更硬。该制造方法的一个缺点在于制造第一弹性体,然后制造第二弹性体以及之后将它们成型为一体是一个耗时的过程。
其它专利讨论了核接受表面处理从而使其具有软的“皮肤”。然而,由于这些核的内部部分未经处理,因此它们具有类似的硬表面到软中心的梯度,与传统的核一样。例如,Nesbitt等人的美国专利No.6,113,831主要公开了传统的核以及包围该核的单独的软皮肤。该软皮肤是通过下述过程制备的:在成型过程期间,将预成形的芯暴露在蒸汽下,使得最大成型温度超过蒸汽固化点,并且在成型期间控制热成型的温度。该皮肤包括成径向的最外部的1/32英寸~球形核的1/4英寸。Nesbitt等人的美国专利No.5,976,443和No.5,733,206均公开了在成型之前向芯的外表面添加水雾,并由此形成软皮肤。据称通过阻止在核表面上的交联,水软化了核的压缩性,从而制造了包围硬中间部分的更软的软皮肤。
另外,多个专利公开了多层高尔夫球核,其中每个核层具有不同的硬度,由此产生了从核层到核层的硬度梯度。然而,仍然存在如下需求:对于具有内核同时引入材料的多层高尔夫球(其具有浅的从表面到中心的硬到软(具正””硬度梯度)而言,所述材料期望得到在较短的固化周期下和在较高的温度下获得所述梯度。
这种高尔夫球将有利地降低制造成本,因为较短的固化周期直接转化为每单位时间提高的生产率。并且,较高的固化温度将改善过程效率,其中例如加工助剂(例如,牺牲脱模剂)在较高的温度下作用最佳。本发明针对和解决了该需求。
发明内容
本发明涉及一种高尔夫球,其包括:内核,具有几何中心和第一外表面,且由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,其中所述第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约20肖氏C(至多约-20肖氏C的负硬度梯度);外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成且具有第二外表面,其中所述第二外表面具有的硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点;内覆盖层,配置在核周围,包括离子交联聚合材料且材料具有约55肖氏D以上的硬度;和外覆盖层,配置在内覆盖层周围,包括聚脲或聚氨酯且材料硬度为20肖氏D至70肖氏D。
在一个实施方案中,第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度约10肖氏C至约20肖氏C。在一个不同的实施方案中,第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约10肖氏C。在另一个实施方案中,第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度约至多约8肖氏C。在仍然另一个实施方案中,第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度从约5肖氏C至约10肖氏C。在仍然另一个实施方案中,第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约5肖氏C。还预期其中第一外表面具有的硬度与几何中心的硬度基本上相同的实施方案。
在一个可选的实施方案中,第一外表面具有的硬度大于几何中心的硬度至多约5肖氏C(至多约+5肖氏C的浅的正硬度梯度)。第一外表面也可以具有大于几何中心的硬度约2肖氏C至约5肖氏C的硬度。
在本发明的高尔夫球中,内核具有的外径为约0.5英寸至约1.40英寸。并且,内核包括约0.2phr至约2.0phr的量的碳-碳引发剂,因此内核在大于330剂,的固化温度下可成型约8分钟至约16分钟。
本发明的内核也可以具有小于约160、更优选地约40至约160、或约60至约120的软中心偏转指数(Soft Center Deflection Index)“SCDI”压缩。
在一个实施方案中,几何中心的硬度为约55肖氏C至约82肖氏C。在另一个实施方案中,几何中心的硬度为约60肖氏C至约80肖氏C。在仍然另一个实施方案中,几何中心的硬度为约60肖氏C至约72肖氏C。在仍然另一个实施方案中,几何中心的硬度为约70肖氏C至约71肖氏C。在一个不同的实施方案中,几何中心的硬度为约68肖氏C。
在一个实施方案中,第二外表面的硬度为约84肖氏C至约98肖氏C。在另一个实施方案中,第二外表面的硬度为约84肖氏C至约95肖氏C。
在一个实施方案中,第二外表面的硬度为大于几何中心的硬度约2至43肖氏C点。在另一个实施方案中,第二外表面的硬度为大于几何中心的硬度约3至37肖氏C点。在仍然另一个实施方案中,第二外表面的硬度为大于几何中心的硬度约10至20肖氏C点。在仍然另一个实施方案中,第二外表面的硬度为大于几何中心的硬度约15至17肖氏C点。
碳-碳引发剂可以或不可以混合有抗氧剂。在一个实施方案中,内核组合物具有的抗氧剂:引发剂的比例为约0.4或以上。
在一个实施方案中,离子交联聚合材料包括具有酸含量为约11wt%至约20wt%的Na-、Li-或Zn-离聚物。在另一个实施方案中,离子交联聚合材料包括具有酸含量为约16wt%以上的离聚物和马来酸-酸酐接枝的-茂金属-催化的聚烯烃。
低压缩中心实施方案可以包括具有如下压缩比的中心:约1至50,更优选约10至40,最优选约15至35。
在另一个实施方案中,本发明的高尔夫球基本上由下述组成:内核,具有几何中心和第一外表面,且由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,其中所述第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约20肖氏C(至多约-20肖氏C的负硬度梯度);外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成且具有第二外表面,其中所述第二外表面具有的硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点;内覆盖层,配置在核周围,包括离子交联聚合材料且具有为约55肖氏D或更高的材料硬度;和外覆盖层,配置在内覆盖层周围,包括聚脲或聚氨酯且具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度。
在仍然另一个实施方案中,本发明的高尔夫球基本上由下述组成:内核,具有几何中心和第一外表面,且由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,其中第一外表面具有的硬度大于几何中心的硬度至多约5肖氏C(至多约+5肖氏C的浅的正梯度);外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成且具有第二外表面,其中所述第二外表面具有的硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点;内覆盖层,配置在核周围,包括离子交联聚合材料且具有为约55肖氏D或更高的材料硬度;和外覆盖层,配置在内覆盖层周围,包括聚脲或聚氨酯且具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度。
在仍然另一个实施方案中,本发明的高尔夫球由下述组成:内核,具有几何中心和第一外表面,且由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,其中所述第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约20肖氏C(至多约-20肖氏C的负硬度梯度);外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成且具有第二外表面,其中所述第二外表面具有的硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点;内覆盖层,配置在核周围,包括离子交联聚合材料且具有为约55肖氏D或以上的材料硬度;和外覆盖层,配置在内覆盖层周围,包括聚脲或聚氨酯且具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度。
在不同的实施方案中,本发明的高尔夫球由下述组成:内核,具有几何中心和第一外表面,且由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,其中所述第一外表面具有的硬度大于几何中心的硬度至多约5肖氏C(至多约+5肖氏C的浅的正梯度);外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成且具有第二外表面,其中所述第二外表面具有的硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点;内覆盖层,配置在核周围,包括离子交联聚合材料且具有为约55肖氏D或以上的材料硬度;和外覆盖层,配置在内覆盖层周围,包括聚脲或聚氨酯且具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度。
本发明还涉及一种制造高尔夫球的方法,其包括:由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成具有几何中心和第一外表面的内核,其中使所述内核组合物在高于330°F的温度下固化约8分钟至16分钟,并且所述内核组合物具有的硬度小于几何中心的硬度至多约20肖氏C(至多约-20肖氏C的负硬度梯度);由第二基本上同质的橡胶组合物在内核周围形成外核层,所述外核层具有硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点的第二外表面;在所述核周围形成内覆盖层,包括离子交联聚合材料和具有硬度为约55肖氏D或以上的材料;在所述内覆盖层周围形成外覆盖层,包括聚脲或聚氨酯和具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度。
在一个可选的实施方案中,制造高尔夫球的方法包括:由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成具有几何中心和第一外表面的内核,其中使所述内核组合物在高于330组合的温度下固化约8分钟至16分钟,并且其中所述第一外表面具有的硬度大于几何中心的硬度至多约5肖氏C(至多约+5肖氏C的浅的正硬度梯度);由第二基本上同质的橡胶组合物在内核周围形成外核层,所述外核层具有硬度为大于几何中心的硬度至多约43肖氏C点的第二外表面;在所述核周围形成内覆盖层,包括离子交联聚合材料和具有为约55肖氏D或以上的材料硬度;在所述内覆盖层周围形成外覆盖层,包括聚脲或聚氨酯和具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度。
本发明的高尔夫球的可能结构的另一个非限制性实例如下∶包括内核和外核层形成“双核”的高尔夫球。所述球进一步包括内覆盖层和外覆盖层。内核具有几何中心和第一外表面,并且由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成。外核层由第二基本上同质的橡胶组合物形成,该第二基本上同质的橡胶组合物可以与第一基本上同质的橡胶组合物相同或不同,优选不同。外核层具有第二外表面,其硬度优选地与第一外表面不同。
内覆盖层,配制在核周围,优选地包括离子交联聚合材料。所述内覆盖层优选地具有为约60肖氏D或以上的材料硬度。外覆盖层,配置在内覆盖层周围,通常由可浇注的聚脲或可浇注的聚氨酯形成,且具有为约60肖氏D或以下的材料硬度。
第一外表面(内核)具有小于几何中心(内核)的硬度至多约20肖氏C的硬度,以限定负硬度梯度内核层。第二外表面(外核层)具有大于几何中心的硬度至多18肖氏C的硬度,以限定正梯度外核层和浅的正硬度梯度双核。
第一外表面的硬度一般为小于几何中心的硬度约1至约15肖氏C,以限定约-1至约-15肖氏C的负硬度梯度,更优选地第一外表面的硬度为小于几何中心的硬度约2至约12肖氏C,以限定约-2至约-12肖氏C的负硬度梯度。
在一个实施方案中,内核具有的外径为约0.5至约1.40英寸,更优选约0.8至约1.30英寸。所述核几何中心的硬度为约55至82肖氏C,更优选约60至80肖氏C,最优选约65至78肖氏C。内核表面的硬度为约50至82肖氏C,更优选约55至78肖氏C,最优选约60至75肖氏C。所述核的表面硬度为约82至98肖氏C。
在另一个实施方案中,第一基本上同质的橡胶组合物包括约0.4以上的抗氧剂与引发剂的比例。内覆盖层的离子交联聚合材料优选地包括具有酸含量为约11wt%至约20wt%的Na-、Li-或Zn-离聚物。可选地,所述离子交联聚合材料可以包括具有酸含量为约16wt%或以上的离聚物和马来酸-酸酐接枝的-茂金属-催化的聚烯烃。
本发明还涉及高尔夫球,其包括具有几何中心和位于距几何中心约0.8至约1.3英寸的第一外表面,所述内核由包括约0.5或以上的抗氧剂与引发剂比例的第一基本上同质的橡胶组合物组成;和由与第一基本上同质的橡胶组合物不同的第二基本上同质的橡胶组合物形成的外核层,所述外核层具有位于距几何中心约1.53至约1.58英寸的第二外表面。
内覆盖层在所述核周围形成,并且包括具有酸含量为约16wt%或以上的离聚物和马来酸-酸酐接枝的-茂金属-催化的聚烯烃。外覆盖层在内覆盖层周围形成,包括可浇注的聚脲或可浇注的聚氨酯。
第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度,以限定约-1至约-15的负硬度梯度,第二外表面具有的硬度大于外核层的内表面的硬度至多12肖氏C,以限定正硬度梯度外核层。
附图说明
图1为贯穿本发明高尔夫球的双核所测量的硬度分布曲线图,其与常规的高尔夫球核的硬度分布进行比较。
具体实施方式
如本文使用的术语“碳-碳自由基引发剂”或““-C引发剂”指通过使一个或多个延长的碳-碳单键断裂且因此使其弱化而将其热分解成自由基的自由基引发剂。这些C-C引发剂及其亚群也是已知的,其中包括如C-C不稳定的化合物、具有非稳定的或不稳定的C-C键的有机化合物、纯烃引发剂、芳香烃、高度支链化烷烃、空间-拥挤的(sterically-crowded)苯基取代的烷烃、二苄基或二苯基固化催化剂、二异丙苯化合物或增效剂、烷基取代的二苯基化合物、取代的琥珀酸酯、二苯基乙烷衍生物、频哪醇或频哪酮及其衍生物、硅基苯并频哪醇及其衍生物、非过氧化物自由基引发剂、无氧基团供体或活化剂、碳基供体、碳基活化剂、碳基促进剂、或碳基生成物。
与过氧化物引发剂不同,C-C引发剂具有不含过氧化物基团的化学结构。相反,C-C引发剂具有至少一个碳-碳单键,其由合适的相邻部分拉伸,导致键弱化且不稳定(即,非稳定的)。当加热时,C-C引发剂通过沿着这些延伸的和不稳定的碳-碳单键(其通常为至少约0.155nm长)裂解而分解和产生碳基自由基。C-C引发剂在交联聚烯烃比如如上所述的聚丁二烯方面基本上不具有与过氧化物有关的缺点,或者至少显示出使这些缺点达到减少的程度。C-C引发剂能够在约150℃至约300℃的温度范围下裂解不稳定的C-C键。在优选地用于交联的温度范围下,即约150℃至约300℃下,这些C-C引发剂的半衰期值为约10小时至约0.1小时。由于在所述工作温度范围的低端值即约160℃下其他们它们的半衰期长,C-C引发剂可以在热熔期间良好地混入聚合物中,同时保持有效量,而不会受到显著的过早分解和随后启动基础聚合物的交联。C-C引发剂在高于190℃的温度下变得活性更显著;但是即使在这样的高温下,将C-C引发剂充分混合到基础聚合物中进行良好,而不会产生显著的过早交联,其可通过揉合阻力的增大来检测。高温下的高稳定性使得这些C-C引发剂同时作为聚丁二烯基高尔夫球的各个核或各个层的热引发剂和交联剂非常有吸引力。
还由于它们的分解温度高,C-C引发剂具有高改性效率。它们不会过早或过强地化学侵蚀基础聚合物,因此不会引起过早的交联或胶凝。因为这些C-C引发剂不含氧自由基,它们减少了在基础聚合物中氧化、分解、除气和变色的发生。C-C引发剂对基础聚合物的其它有利的影响包括粘附性和成型性增强、熔体流动速率的变化降低、和窄的分子量分布(即,多分散性降低)。
用于本发明的合适的C-C引发剂包括纯烃引发剂(脂肪族、脂环族、或芳香族);取代的C-C引发剂,其具有任意数量的部分比如卤素(氟、氯、溴或碘)、烷基、烷氧基、芳基(比如苯基,萘基,具有π–电子体系和N、O或S作为杂原子的5-或6-元杂环)、芳氧基、环烷基、取代的环烷基、乙烯基、取代的苯基、氰基、硝基、腈、羟基、氨基、羧基、酯、酰胺、硫基、环氧化物、甲硅烷基或甲硅烷氧基;和寡聚C-C引发剂。纯烃引发剂是优选的,因为它们与待交联的基础聚合物完全相容,且能够以任意量在任何阶段加入。另外,这些纯烃引发剂不是非常挥发性的、是无味的、易于处理的、且不会引起任何贮存问题。
一组C-C引发剂共有下述结构∶
其中n为1至约10的整数;Z1到Z6独立地选自氢、卤素、直链或支链烷基、烷氧基、芳基(比如苯基、萘基、具有π-电子体系和N、O或S作为杂原子的5-或6-元杂环)、芳氧基、环烷基、取代的环烷基、乙烯基、取代的苯基、氰基、硝基、腈、羟基、氨基、羧基、酯、酰胺、硫基、环氧化物、甲硅烷基或甲硅烷氧基;和X1至X8独立地选自氢、卤素、直链或支链烷基、烷氧基、氰基、硝基、腈、羟基或氨基。X1至X8和Z1至Z6各自优选地具有不超过约20个碳原子,更优选地少于约8个碳原子,并且最优选地少于约6个碳原子。在这些碳-碳引发剂中,2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、3,4-二甲基-3,4-二苯基己烷、聚(1,4-二异丙基苯)及其组合是最优选的。
例如,当n为1,Z1、Z6和X1至X8全部为氢,Z2至Z5全部为甲基时,(I)的C-C引发剂变成具有下述化学结构的2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(CAS#_1889-67-4):
另一组C-C引发剂具有下式∶
其中R是取代的烃部分,R1至R4独立地选自氢、烷基或烷氧基,Z7和Z8独立地选自氢、卤素、直链或支链烷基、烷氧基、芳基(比如苯基、萘基、具有π-电子体系和N、O或S作为杂原子的5-或6-元杂环)、芳氧基、环烷基、取代的环烷基、乙烯基、取代的苯基、氰基、硝基、腈、羟基、氨基、羧基、酯、酰胺、硫基、环氧化物、甲硅烷基或甲硅烷氧基。优选地,R1至R4和Z7至Z8各自具有不超过约20个碳原子。式(III)的一种示例性的C-C引发剂为3-甲氧基羰基-3-甲基-2,2,5,5-四苯基己烷二腈。
C-C引发剂的实例包括∶联苄;α,α’-二甲氧基联苄;α,α’-二甲氧基-α,α’-二甲基联苄;α-甲氧基-α,α’-二苯基联苄;α,α’-二甲氧基-α,α’-二苯基联苄;1,2-二硝基-1,2-二苯基乙烷;1,2-二硝基-1,2-二(对-甲苯基)乙烷;1,2-二氯-1,2-二苯基乙烷;1,2-二溴-1,2-二苯基乙烷;1,2-二溴-1,2-二甲基-1,2-二苯基乙烷;四苯基乙烷;六苯基乙烷;四溴二苯基乙烷;五溴二苯基乙烷;六溴二苯基乙烷;七溴二苯基乙烷;八溴二苯基乙烷;九溴二苯基乙烷;十溴二苯基乙烷;1,2-二(三甲基甲硅烷氧基)-1,2-二苯基乙烷;1,2-二苯基-1,2-乙二醇(即,氢化苯偶姻);1,1,2,2-四苯基-1,2-乙二醇(即,苯频哪醇或四苯基乙二醇);2,3-二甲基-2,3-丁二醇(即,频哪醇;频那醇(pinacone);或四甲基乙二醇);2,3-二苯基-2,3-丁二醇;3,4-二苯基-3,4-己二醇;1,2-二(三甲基甲硅烷氧基)-1,1,2,2-四苯基乙烷;2,3-二(三甲基甲硅烷氧基)-2,3-二苯基丁烷;2,3-二(三甲基甲硅烷氧基)-2,2,3,3-四苯基丁烷;2,3-二乙基-2,3-二苯基丁二腈(即,二乙基-2,3-二氰基-2,3-二苯基琥珀酸酯);2,2,3,3-四苯基琥珀腈;2,3-二甲基丁烷;2,3-二苯基丁烷;2-甲基-2,3-二苯基丁烷;2,3-二甲基-1,1-二苯基丁烷;2,3-二甲基-1,2-二苯基丁烷;2,3二甲基-1,4-二苯基丁烷;2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷;2,3-二乙基-2,3-二苯基丁烷;2-甲基-3-乙基-2,3-二苯基丁烷;2,3-二丙基-2,3-二苯基丁烷;2,3-二丁基-2,3-二苯基丁烷;2,3-二异丁基-2,3-二苯基丁烷;2,3-二己基-2,3-二苯基丁烷;2-甲基-2-苯基-3-甲苯基丁烷;2-甲基-3-苯基-2-甲苯基丁烷;2-苄基-3-甲基-1-苯基丁烷;2,2,3,3-四苯基丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-甲基苯基)丁烷;2,3-二乙基-2,3-二(对-甲基苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-甲苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二[对-(叔丁基)苯基]丁烷;1,4-二(1-硼-3,4-二苯基环戊基)-2,3-二苯基丁烷;2,3-二甲基-2-甲基苯基-3-[(对-2',3'-二甲基-3'-甲基苯基-丁基)苯基]丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-异丙基苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-苄基苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(2,3,4,5,6-五甲基苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(间-十六烷基苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-二十烷基苯基)丁烷;2-甲基-3-异丙基-2,3-二(对-异丁基苯基)丁烷;2,3-二氰基-2,3-二苯基丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-甲氧基苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-乙氧基苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-氯苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-溴苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-碘苯基)丁烷;2,3-二甲基-2,3-二(对-硝基苯基)丁烷;2,3-二乙基-2,3-二(对-氯苯基)丁烷;2,3-二乙基-2,3-二(对-溴苯基)丁烷;2,3-二乙基-2,3-二(对-碘苯基)丁烷;2,3-二乙基-2,3-二(对-硝基苯基)丁烷;2-甲基-1,1-二苯基戊烷;4-甲基-1,1-二苯基戊烷;2-甲基-1,2-二苯基戊烷;4-甲基-1,2-二苯基戊烷;2-甲基-1,3-二苯基戊烷;4-甲基-1,3-二苯基戊烷;2-甲基-1,4-二苯基戊烷;2-甲基-1,5-二苯基戊烷;4-甲基-2,2-二苯基戊烷;2-甲基-2,3-二苯基戊烷;2-甲基-2,4-二苯基戊烷;2-甲基-3,4-二苯基戊烷;2-甲基-2,5-二苯基戊烷;2-甲基-3,3-二苯基戊烷;3,4-二甲基己烷;3,4-二甲基-3,4-二乙基己烷;1,1-二苯基己烷;1,2-二苯基己烷(即,2-苄基-1-苯基戊烷);1,3-二苯基己烷;1,4-二苯基己烷;1,5-二苯基己烷;1,6-二苯基己烷;2,2-二苯基己烷;2,3-二苯基己烷;2,4-二苯基己烷;2,5-二苯基己烷;3,3-二苯基己烷;3,4-二苯基己烷;2,3-二甲基-2,3-二苯基己烷;3,4-二甲基-3,4-二苯基己烷;3,4-二乙基-3,4-二苯基己烷;3,4-二丙基-3,4-二苯基己烷;3,4-二异丁基-3,4-二苯基己烷;3,3,4,4-四苯基己烷;3,4-二乙基-3,4-二(3,4,5-三乙基苯基)己烷;4,5-二甲基-4,5-二苯基辛烷;4,5-二丙基-4,5-二苯基辛烷;5,6-二甲基-5,6-二苯基癸烷;5,6-二甲基-5,6-二(对-环己基苯基)癸烷;6,7-二甲基-6,7-二苯基十二烷;7,8-二甲基-7,8-二(对-甲氧基苯基)四癸烷;1,1’-二苯基-1,1’-二环戊基;1,1’-二苯基-1,1’-二环己基;聚(1,4-二异丙基苯);和聚(1,3-二异丙基苯)。用于本发明的其它C-C引发剂包括取代的琥珀酸盐、甲硅烷基频哪酮醚、如在美国专利No.4,556,695中公开的1,2-二苯基乙烷衍生物、如在美国专利No.4,117,017和4,135,047中公开的频哪醇或频哪酮及其衍生物、及在美国专利No.4,948,820中公开的甲硅烷基苯并频哪醇。将这些专利的全部内容引入本文作为参考。
如本文公开的任一种C-C引发剂都可以单独使用或两种或多种组合使用。用于本发明的优选的市售可获得的C-C引发剂包括2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(CAS#_188967-4,以商品名30来自Akzo Nobel,以商品名CCDFB90来自United Initiators,和以商品名BC来自Nippon Oil&Fat Corporation);3,4-二甲基-3,4-二苯基己烷(CAS#_10192-93-5,以商品名CCDFH来自United Initiators);聚(1,4-二异丙基苯)(CAS#_100-18-5,以商品名CCPIB来自United Intitiators);及其组合。
用于本发明的合适的碳-碳引发剂包括,但不限于脂肪族烃引发剂、脂环族烃引发剂、芳香族烃引发剂、取代的碳-碳引发剂和寡聚碳-碳引发剂。最优选的是与基础聚合物相容的烃引发剂。
基础聚合物可以是适用于高尔夫球应用的任何聚合物,例如至少一种具有门尼粘度为约20至约150的聚丁二烯。碳-碳引发剂的存在量可以为基础聚合物重量的约0.01phr至约15.0phr,或基础聚合物重量的约0.1phr至约10.0phr,或基础聚合物重量的约0.1phr至约5.0phr,或基础聚合物重量的约0.2phr至约2.0phr。.
碳-碳引发剂与交联剂的重量比可以为约0.01:1至约5:1。碳-碳引发剂与过氧化物引发剂的优选的重量比可以为约0.05:1至约50:1。优选过氧化物引发剂的分解温度低于碳-碳引发剂。
本发明的高尔夫球可以包括单一层(一块)高尔夫球,以及多层高尔夫球,比如具有核和包围核的覆盖物的高尔夫球,但是优选由实体中心(也称为内核)和外核层的核、内覆盖层和外覆盖层形成。当然,任何核和/或覆盖层可以包括多于一层。在一个优选的实施方案中,核由内核和外核层形成,其中内核和外核层均具有从一个成分的外表面向其最内部分(即,内核的中心或外核层的内表面)径向向内的“软到硬”的硬度梯度(硬负”硬度梯度),但是也可预期另外的实施方式,其中涉及核成分之间的硬度梯度的变化方向以及组合(例如,在中心的“负”梯度与在外核层的“正”梯度偶联,反之亦然)。
核的中心还可以是或由一个或多个中间层和/或覆盖层包围的液体-填充的球或中空球,或者其还可以包括由拉伸的弹性体材料缠绕的固体或液体中心。在这些可选择的中心周围配置的任何层可显示本发明的核硬度梯度(即,“负”梯度)。覆盖层可以是单一层或例如,由多个层比如内覆盖层和外覆盖层形成。
如上文简述的,本发明的核可以具有如下定义的硬度梯度:该硬度梯度是由在内核表面(或外核层)并径向向内朝向内核的中心(通常为2-mm增量)测量的硬度而定义的。如本文使用的术语“负”和“正”指从在所测量的成分的外表面(例如,实体核的外表面;在双核中的内核的外表面;在双核中的外核层的外表面,等)的硬度值中减去在所测量的成分的最里面部分(例如,实体核的中心或双核结构中的内核;核层的内表面;等等)的硬度值后的结果。例如,如果实体核的外表面具有与中心相比较低的硬度(即,表面比中心更软),硬度梯度将被视为是“负”梯度(小的数值-大的数值=负数)。优选地,本发明的核具有零或负硬度梯度,更优选在零(0)和-10之间,最优选在0和-5之间。
优选地,核层(内核或外核层)由组合物制备,所述组合物包括至少一种热固性基质橡胶(base rubber),比如聚丁二烯橡胶,其通过至少一种过氧化物和至少一种反应性助剂(co-agent)固化,反应性助剂可以是不饱和羧酸(比如丙烯酸或甲基丙烯酸)的金属盐、非-金属助剂、或其混合物。优选的,组合物还包括合适的抗氧化剂。核配方中还可以包括任选的软化加速剂(softand fast agent)(有时也是顺-反催化剂),比如有机硫或含有金属的有机硫化合物。
还可以使用本领域技术人员已知的其它成分,这些其它成分应当理解包括,但不限于密度调节填料、加工助剂、增塑剂、起泡或发泡剂、硫促进剂、和/或非-过氧化物自由基源。基质热固性橡胶130可以与其它橡胶和聚合物共混,通常包括天然或合成橡胶。优选的基质橡胶是1,4-聚丁二烯,其具有的顺式结构为至少40%,优选大于80%,以及更优选大于90%。期望的聚丁二烯橡胶的实例包括CB22和CB23、CB1221、CB1220、CB24和CB21,从LANXESS Corporation市售可获得;360L和150L及UBEPOL-BR橡胶,从UBE Industries,Ltd.of Tokyo,Japan市售可获得;7245、7265、及BUDENE1207和1208,从Goodyear of Akron,OH市售可获得;SE BR-1220;BR40和BR60,从Polimeri Europa市售可获得;及BR01、BR730,、BR735、BR11和BR51,从Japan Synthetic Rubber Co.,Ltd市售可获得;BRNd-40;和ND40、ND45和ND60,从Karbochem市售可获得。
来自Lanxess Corporation,最优选的是钕和钴催化的级别,但是所有下述的均可以使用:Buna CB21;Buna CB22;Buna CB23;Buna CB24;BunaCB25;Buna CB29MES;Buna CB Nd40;Buna CB Nd40H;Buna CB Nd60;Buna CB55NF;Buna CB60;Buna CB45B;Buna CB55B;Buna CB55H;Buna CB55L;Buna CB70B;Buna CB1220;Buna CB1221;Buna CB1203;Buna CB45。此外,多种合适的橡胶是从JSR(Japan Synthetic Rubber)可获得的,Ube Industries Inc,Japan销售的Ubepol,BST Elastomers,Thailand销售的BST;Indian Petrochemical Ltd,India销售的IPCL;Karbochem或SouthAfrica的Karbochem Ltd销售的Nitsu;以及Brazil的Petroflex;Korea的LG;以及Korea的Kuhmo Petrochemcial。
基质橡胶还可以包括高或中等门尼粘度橡胶,或其掺合物。“门尼”单位是用于测量原料橡胶或未硫化橡胶的塑性的单位。用“门尼”单位表示的塑性等于扭矩,以任意规模,在含有于100℃的温度下橡胶的容器中圆盘上并且以每分钟2转的速度旋转测量。根据ASTM D-1646定义门尼粘度的测量。
门尼粘度的范围优选大于约40,更优选地为约40至约80的范围,以及更优选地为约40至约60的范围。还可以使用具有较高门尼粘度的聚丁二烯橡胶,只要是聚丁二烯的粘度未达到高粘度聚丁二烯堵塞或其它不利地影响制造机器的水平即可。期望在本发明中可以使用粘度小于65门尼的聚丁二烯。在本发明的一个实施方式中,高尔夫球核是由中-或高-门尼粘度的聚丁二烯材料制成,其显示随回弹性(以及,因此距离)提高而不会提高球的硬度。这样的核是软的,即压缩小于约60且更具体的在约50-55的范围。具有在约30至约50的范围压缩的核也在该优选的实施方案的范围内。
合适的中-至高-门尼粘度聚丁二烯的商业来源包括Bayer AG CB23(Nd-催化的),其具有约50的门尼粘度并且是高度线性的聚丁二烯,以及CB1221(Co-催化的)。如果需要,聚丁二烯还可以与本领域已知的其它弹性体混合,比如其它聚丁二烯橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、和/或异戊二烯橡胶,以进一步对核的性质进行改性。当使用弹性体的混合物时,核组成中的其它成分的含量通常是基于100重量份的总弹性体混合物计。在一个优选的买施方式中,基质橡胶包括Nd-催化的聚丁二烯,稀土元素-催化的聚丁二烯橡胶,或其掺合物。如果需要,聚丁二烯也可以与本领域中已知的其它弹性体混合,比如天然橡胶、聚异戊二烯橡胶和/或苯乙烯-丁二烯橡胶,以对核的性质进行改性。其它合适的基质橡胶包括热固性材料,比如乙烯丙烯二烯单体橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氢化丁腈橡胶、腈橡胶、和硅酮橡胶。
许多热塑性弹性体(TPE)也可以用于对核层的性质进行改性,或者通过与基质热固性橡胶共混来对未固化的核层原料进行改性。这些TPE包括天然或合成巴拉塔树胶(balata)、或高反式聚异戊二烯、高反式聚丁二烯、或任何苯乙烯类嵌段共聚物,比如苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯等,茂金属或其它单中心催化的聚烯烃比如乙烯-辛烯,或乙烯-丁烯,或热塑性聚氨酯(TPU),包括例如与硅树脂的共聚物。其它合适的用于与本发明的热固性橡胶共混的TPE包括(其被认为包括聚醚酰胺共聚物)、(其被认为包括聚醚酯共聚物),热塑性聚氨酯,以及(其被认为包括苯乙烯类嵌段共聚物弹性体)。任何上述TPE或TPU还可以包含用于接枝的官能团,包括马来酸或马来酸酐。
另外的聚合物还可以任选地并入基质橡胶中。实例包括、但不限于:热固性弹性体、比如核再研磨物(core regrind)、热塑性硫化橡胶(vulcanizate)、共聚的离聚物、三聚的离聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、共聚的聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳酯、聚丙烯酸酯、聚苯醚、抗冲改性的聚苯醚、高抗冲聚苯乙烯、邻苯二甲酸二烯丙酯聚合酯、苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)(包括烯烃改性的SAN和丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈聚合物)、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯类共聚物、官能化的苯乙烯共聚物、官能化的苯乙烯类三聚物、苯乙烯类三聚物、纤维素聚合物、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、聚脲、和聚硅氧烷、或这些物质的任何茂金属催化的聚合物。
在本发明范围内的组合物中,用作另外的聚合物的合适聚酰胺类也包括通过以下方式得到的树脂:(1)(a)二元羧酸比如草酸、己二酸、癸二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或1,4-环己烷二羧酸与(b)二元胺,比如乙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺或十亚甲基二胺、1,4-环己烷二胺或间苯二甲基二胺的缩聚;(2)环状内酰胺比如-己内酰胺或Ω-十二内酰胺的开环聚合;(3)氨基羧酸,比如6-氨基己酸、9-氨基壬酸、11-氨基十一烷酸或12-氨基壬酸的缩聚;或(4)环状内酰胺与二羧酸和二胺的共聚。合适的聚酰胺的具体实例包括NYLON6、NYLON66、NYLON610、NYLON11、NYLON12、共聚的NYLON、NYLON MXD6和NYLON46。
合适的过氧化物引发剂包括过氧化二异丙苯;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己炔;2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧基)己烷;2,2’-二(叔丁基过氧基)-二-异丙基苯;1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷;4,4-二(叔丁基过氧基)戊酸正丁基酯;过苯甲酸叔丁基酯;过氧化苯甲酰;4,4’-二(丁基过氧基)戊酸正丁基酯;二叔丁基过氧化物;或2,5-二-(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷,月桂基过氧化物,叔丁基氢过氧化物,α,α-二(叔丁基过氧基)二异丙基苯,二(2-叔丁基过氧基异丙基)苯,二-叔戊基过氧化物,二叔丁基过氧化物。优选地,橡胶组合物包括约0.25至约5.0重量份的过氧化物/100重量份橡胶(phr),更优选0.5phr至3phr,最优选0.5phr至1.5phr。在最优选的实施方案中,过氧化物的存在量为约0.8phr。所给出的过氧化物的这些范围是假设所述过氧化物为100%活性,不考虑可能存在的任何载体。由于许多市售的过氧化物与载体化合物一起销售,因此必须对活性过氧化物的实际存在量进行计算。市售获得的过氧化物引发剂包括可从Crompton(Geo SpecialtyChemicals)获得的过氧化二异丙苯的DICUPTM家族(包括DICUPMR,DICUPM40C和DICUPM40KE)。类似的引发剂可从AkroChem,Lanxess,Flexsys/Harwick和R.T.Vanderbilt获得。其它市售可获得的和优选的引发剂为来自Akzo Nobel的TRIGONOXTM265-50B,其为1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷和二(2-叔丁基过氧基异丙基)苯的混合物。TRIGONOXTM过氧化物通常在载体化合物上销售。
适用于本发明的合适的反应性助剂包括,但不限于,二丙烯酸盐、二甲基丙烯酸盐和单甲基丙烯酸盐的金属盐,包括其中金属为锌、锰、钙、钡、锡、铝、锂、钠、钾、铁、锆和铋的那些。二丙烯酸锌(ZDA)是优选的但是本发明并不限于此。ZDA提供了具有高初始速度的高尔夫球。该ZDA可以具有各种等级的纯度。对于本发明的目的,在ZDA中存在的硬脂酸锌的量越低,ZDA的纯度越高。包含小于约10%硬脂酸锌的ZDA是优选的。更优选的是包含约4-8%硬脂酸锌的ZDA。合适的、市售获得的二丙烯酸锌包括来自Sartomer Co.的那些。可以使用的ZDA的优选浓度为约10phr至约40phr,更优选20phr至约35phr,最优选25phr至约35phr。在一个特别优选的实施方案中,反应性助剂的存在量为约29phr至约31phr。
另外的优选的助剂可以单独使用或与上述物质组合使用,所述助剂包括,但不限定于三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,等。本领域技术人员应当理解,在其中这些助剂在室温下为液体的情况下,有利的是将这些化合物分散于合适的载体上,易于其混合在橡胶混合物中。
抗氧剂为抑制或防止弹性体发生氧化破坏和/或抑制或防止由氧自由基引发的反应的化合物。本发明中可以使用的一些示例性抗氧剂的实例包括,但不限于喹啉类抗氧剂、胺类抗氧剂和酚类抗氧剂。优选的抗氧剂为2,2'-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚),从RT.Vanderbilt作为MBPC可获得的。其它多酚类抗氧剂包括T,L,SKT,SWP,13和1290。
合适的抗氧剂包括,但不限于亚烷基-双烷基取代的甲酚,比如4,4’-亚甲基-双(2,5-二甲基苯酚);4,4’-亚乙基-双(6-乙基-间甲酚);4,4’-亚丁基-双(6-叔丁基-间甲酚);4,4’-亚癸基-双(6-甲基-间甲酚);4,4’-亚甲基-双(2-戊基-间甲酚);4,4’-亚丙基-双(5-己基-间甲酚);3,3’-亚癸基-双(5-乙基-对甲酚);2,2’-亚丁基-双(3-正己基-对甲酚);4,4’-(2-亚丁基)-双(6-叔丁基-间甲酚);3,3’-4(亚癸基)-双-(5-乙基-间甲酚);(2,5-二甲基-4-羟基苯基)(2-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷;(2-甲基-4-羟基-5-乙基苯基)(2-乙基-3-羟基-5-甲基苯基)甲烷;(3-甲基-5-羟基-6-叔丁基苯基)(2-羟基-4-甲基-5-癸基苯基)-正-丁基甲烷;(2-羟基-4-乙基-5-甲基苯基)(2-癸基-3-羟基-4-甲基苯基)丁基戊基甲烷;(3-乙基-4-甲基-5-羟基苯基)-(2,3-二甲基-3-羟基-苯基)壬基甲烷;(3-甲基-2-羟基-6-乙基苯基)-(2-异丙基-3-羟基-5-甲基-苯基)环己基甲烷;(2-甲基-4-羟基-5-甲基苯基)(2-羟基-3-甲基-5-乙基苯基)二环己基甲烷;等。
其它合适的抗氧剂包括,但不限于,取代的酚类,比如2-叔丁基-4-甲氧基苯酚;3-叔丁基-4-甲氧基苯酚;3-叔-辛基-4-甲氧基苯酚;2-甲基-4-甲氧基苯酚;2-硬脂酰基-4-正-丁氧基苯酚;3-叔丁基-4-十八烷氧基苯酚;3-十二烷基-4-乙氧基苯酚;2,5-二-叔丁基-4-甲氧基苯酚;2-甲基-4-甲氧基苯酚;2-(1-甲基环己基)-4-甲氧基苯酚;2-叔丁基-4-十二烷氧基苯酚;2-(1-甲基苄基)-4-甲氧基苯酚;2-叔-辛基-4-甲氧基苯酚;没食子酸甲酯;没食子酸正丙酯;没食子酸正丁酯;没食子酸十二烷基酯;没食子酸肉豆蔻酯;没食子酸十八烷基酯;没食子酸十八烷基酯;2,4,5-三羟基苯乙酮;2,4,5-三羟基正丁基苯基酮;2,4,5-三羟基硬脂苯酮;2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚;2,6-二叔-辛基-4-甲基苯酚;2,6-二叔丁基-4-十八烷基苯酚;2-甲基-4-甲基-6-叔丁基苯酚;2,6-二-十八烷基-4-甲基苯酚;2,6-二-十二烷基-4-甲基苯酚;2,6-二(正辛基)-4-甲基苯酚;2,6-二(正十六烷基)-4-甲基苯酚;2,6-二(1-甲基十一烷基)-4-甲基苯酚;2,6-二(1-甲基十七烷基)-4-甲基苯酚;2,6-二(三甲基己基)-4-甲基苯酚;2,6-二(1,1,3,3-四甲基辛基)-4-甲基苯酚;2-n-十二烷基-6-叔丁基-4-甲基苯酚;2-正-十二烷基-6-(1-甲基十一烷基)-4-甲基苯酚;2-正-十二烷基-6-(1,1,3,3-四甲基辛基)4-甲基苯酚;2-正-十二烷基-6-正-十八烷基-4-甲基苯酚;2-正-十二烷基-6-正辛基-4-甲基苯酚;2-甲基-6-正-十八烷基-4-甲基苯酚;2-正-十二烷基-6-(1-甲基十七烷基)-4-甲基苯酚;2,6-二(1-甲基苄基)-4-甲基苯酚;2,6-二(1-甲基环己基)-4-甲基苯酚;2,6-(1-甲基环己基)-4-甲基苯酚;2-(1-甲基苄基)-4-甲基苯酚;及相关的取代酚类。
更合适的抗氧剂包括,但不限于,亚烷基二酚,比如4,4’-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2-亚丁基双(4,6-二甲基苯酚);2,2’-亚丁基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2’-亚丁基-双(4-叔丁基-6-甲基苯酚);2,2’-亚乙基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2’-亚甲基双(4,6-二甲基苯酚);2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚);4,4’-亚甲基双(2,6-二-叔丁基苯酚);4,4’-亚甲基双(2-甲基-6-叔丁基苯酚);4,4’-亚甲基双(2,6-二甲基苯酚);2,2’-亚甲基双(4-叔丁基-6-苯基苯酚);2,2’-二羟基-3,3’,5,5’-四甲基茋;2,2’-异亚丙基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚);亚乙基双(β-萘酚);1,5-二羟基萘;2,2’-亚乙基双(4-甲基-6-丙基苯酚);4,4’-亚甲基双(2-丙基-6-叔丁基苯酚);4,4’-亚乙基双(2-甲基-6-丙基苯酚);2,2’-亚甲基双(5-甲基-6-叔丁基苯酚);和4,4’-亚丁基-双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。
合适的抗氧剂进一步包括,但不限于亚烷基三苯酚,比如2,6-双(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苄基)-4-甲基苯酚;2,6-双(2’-羟基-3’-t-乙基-5’-丁基苄基)-4-甲基苯酚;和2,6-双(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-丙基苄基)-4-甲基苯酚。
抗氧剂的存在量通常为约0.1phr至约5phr,优选约0.1phr至约2phr,更优选约0.1phr至约1phr。在一个特别优选的实施方案中,抗氧剂的存在量为约0.4phr。在一个可选的实施方案中,抗氧剂的存在量应当确保本发明的核的硬度梯度是负的。优选地,向核层(内核层和外核层)配方中加入抗氧剂的量为约0.2phr至约1phr,更优选约0.3phr至约0.8phr,最优选约0.4phr至约0.7phr。优选地,向核配方中加入约0.25phr至约1.5phr的以100%活性来计的过氧化物,更优选约0.5phr至约1.2phr,最优选为约0.7phr至约1.0phr。可以调整ZDA的量以实现得到的高尔夫球所需要的压缩、旋转和手感。固化方案可以具有的温度范围为约290可以至约335可以,更优选约300选约至约325选约,并且原料在其所述温度下储存至少约10分钟至约30分钟。
本发明的热固性橡胶组合物中还可以包括任选的软化加速剂。如本文使用的“软化加速剂”指使制造的核具有下述性质的任意化合物或其掺合物或其任意组合:与未使用软化加速剂所制造的核相比,1)在恒定的COR下更柔软(低压缩),或2)在相同的压缩下具有更高的COR。优选地,本发明的组合物包含约0.05phr至约10.0phr的软化加速剂。在一个实施方案中,软化加速剂的存在量为约0.05phr至约3.0phr,优选约0.05phr至约2.0phr,更优选约0.05phr至约1.0phr。在另一个实施方案中,软化加速剂的存在量为约2.0phr至约5.0phr,优选约2.35phr至约4.0phr,更优选约2.35phr至约3.0phr。在一个可选的高浓度的实施方案中,软化加速剂的存在量为约5.0phr至约10.0phr,更优选约6.0phr至约9.0phr,最优选约7.0phr至约8.0phr。在一个最优选的实施方案中,软化加速剂的存在量为约2.6phr。
合适的软化加速剂包括,但不限于,有机硫化合物或含金属的有机硫化合物,有机硫化合物(包括单、二和多硫化合物,硫醇,或巯基化合物),无机硫化合物,VIA族化合物,或其混合物。软化加速剂组分也可以是有机硫化合物和无机硫化合物的掺和物。
本发明合适的软化加速剂包括,但不限于具有下述通式的化合物:
其中R1-R5可以以任何顺序为:C1~C8烷基;卤素基团;硫醇基(-SH);羧酸酯(盐)基团;磺酸酯(盐)基团;和氢,以及五氟硫代苯酚;2-氟硫代苯酚;3-氟硫代苯酚;4-氟硫代苯酚;2,3-氟硫代苯酚;2,4-氟硫代苯酚;3,4-氟硫代苯酚;3,5-氟硫代苯酚;2,3,4-氟硫代苯酚;3,4,5-氟硫代苯酚;2,3,4,5-四氟硫代苯酚;2,3,5,6-四氟硫代苯酚;4-氯四氟硫代苯酚;五氯硫代苯酚;2-氯硫代苯酚;3-氯硫代苯酚;4-氯硫代苯酚;2,3-氯硫代苯酚;2,4-氯硫代苯酚;3,4-氯硫代苯酚;3,5-氯硫代苯酚;2,3,4-氯硫代苯酚;3,4,5-氯硫代苯酚;2,3,4,5-四氯硫代苯酚;2,3,5,6-四氯硫代苯酚;五溴硫代苯酚;2-溴硫代苯酚;3-溴硫代苯酚;4-溴硫代苯酚;2,3-溴硫代苯酚;2,4-溴硫代苯酚;3,4-溴硫代苯酚;3,5-溴硫代苯酚;2,3,4-溴硫代苯酚;3,4,5-溴硫代苯酚;2,3,4,5-四溴硫代苯酚;2,3,5,6-四溴硫代苯酚;五碘硫代苯酚;2-碘硫代苯酚;3-碘硫代苯酚;4-碘硫代苯酚;2,3-碘硫代苯酚;2,4-碘硫代苯酚;3,4-碘硫代苯酚;3,5-碘硫代苯酚;2,3,4-碘硫代苯酚;3,4,5-碘硫代苯酚;2,3,4,5-四碘硫代苯酚;2,3,5,6-四碘四碘硫代苯酚,及其锌盐。优选地,卤代硫代苯酚化合物为五氯硫代苯酚(PCTP),其可以以纯的形式或商品名称市售可获得,所述商品是在粘土基质载体上含有载样量为45%的五氯硫代苯酚(相当于2.4份的PCTP)的含硫化物。从Struktol Company ofAmerica of Stow,OH市售可获得的。PCTP是从eChinachem of San Francisco,CA以其纯的形式,和从eChinachem of San Francisco,CA以其盐形式市售可获得的。最优选地,卤代硫代苯酚化合物是五氯硫代苯酚的锌盐,其是从eChinachem of San Francisco,CA市售可获得的。
如本文使用的,当涉及本发明时,术语“有机硫化合物”指任何含碳、氢和硫的化合物,其中硫直接与至少一个碳原子键连接。如本文使用的术语“硫化合物”指单质硫、聚合硫或其组合的化合物。应当进一步理解,术语“单质硫”是指S8环结构,“聚合硫”为包括相对于单质硫的至少另一个硫的结构。
软化加速剂(其也被认为是顺式-至-反式催化剂)的另外的合适的实例包括,但不限于4,4’-二苯基二硫化物;4,4’-二甲苯基二硫化物;2,2’-苯甲酰氨基二苯基二硫化物;双(2-氨基苯基)二硫化物;双(4-氨基苯基)二硫化物;双(3-氨基苯基)二硫化物;2,2’-双(4-氨基萘基)二硫化物;2,2’-双(3-氨基萘基)二硫化物;2,2’-双(4-氨基萘基)二硫化物;2,2’-双(5-氨基萘基)二硫化物;2,2’-双(6-氨基萘基)二硫化物;2,2’-双(7-氨基萘基)二硫化物;2,2’-双(8-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(2-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(3-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(3-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(4-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(5-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(6-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(7-氨基萘基)二硫化物;1,1’-双(8-氨基萘基)二硫化物;1,2’-二氨基-1,2’-二硫代二萘;2,3’-二氨基-1,2’-二硫代二萘;双(4-氯苯基)二硫化物;双(2-氯苯基)二硫化物;双(3-氯苯基)二硫化物;双(4-溴苯基)二硫化物;双(2-溴苯基)二硫化物;双(3-溴苯基)二硫化物;双(4-氟苯基)二硫化物;双(4-碘苯基)二硫化物;双(2,5-二氯苯基)二硫化物;双(3,5-二氯苯基)二硫化物;bis(2,4-二氯苯基)二硫化物;双(2,6-二氯苯基)二硫化物;双(2,5-二溴苯基)二硫化物;双(3,5-二溴苯基)二硫化物;双(2-氯-5-溴苯基)二硫化物;双(2,4,6-三氯苯基)二硫化物;双(2,3,4,5,6-五氯苯基)二硫化物;双(4-氰基苯基)二硫化物;双(2-氰基苯基)二硫化物;双(4-硝基苯基)二硫化物;双(2-硝基苯基)二硫化物;2,2’-二硫代苯甲酸乙酯;2,2’-二硫代苯甲酸甲酯;2,2’-二硫代苯甲酸;4,4’-二硫代苯甲酸乙酯;双(4-乙酰基苯基)二硫化物;双(2-乙酰基苯基)二硫化物;双(4-甲酰基苯基)二硫化物;双(4-氨基甲酰基苯基)二硫化物;1,1’-二萘基二硫化物;2,2’-二萘基二硫化物;1,2’-二萘基二硫化物;2,2’-双(1-氯二萘基)二硫化物;2,2’-双(1-溴萘基)二硫化物;1,1’-双(2-氯萘基)二硫化物;2,2’-双(1-氰基萘基)二硫化物;2,2’-双(1-乙酰基萘基)二硫化物;等;或其混合物。优选的有机硫组分包括4,4’-二苯基二硫化物,4,4’-二甲苯基二硫化物,或2,2’-苯甲酰氨基二苯基二硫化物,或其混合物。更优选的有机硫组分包括4,4’-二甲苯基二硫化物。在另一个实施方案中,根据本发明可以使用含金属的有机硫成分。合适的含金属有机硫成分包括,但不限于,二乙基二硫代氨基甲酸酯、二戊基二硫代氨基甲酸酯和二甲基二硫代氨基甲酸酯的镉、铜、铅和碲类似物,或其混合物。
合适的不包括硫或金属的取代或未取代的芳香族有机组分包括,但不限于,4,4'-二苯基乙炔、偶氮苯或其混合物。芳香族有机基团优选地大小为C6至C20的范围,更优选C6至C10的范围。合适的无机硫化物组分包括,但不限于,硫化钛、硫化锰,和铁、钙、钴、钼、钨、铜、硒、钇、锌、锡和铋的硫化物类似物。
取代的或未取代的芳香族有机化合物也适合作为软化加速剂。合适的取代或未取代的芳香族有机成分包括,但不限于具有式(R1)x-R3-M-R4-(R2)y的组分,其中R1和R2各自为氢,或取代或未取代的C1-20直链、支链或环烷基、烷氧基或烷硫基,或者单环、多环或稠环C6至C24芳香基;x和y各自为0至5的整数;R3和R4各自选自单环、多环或稠环C6至C24芳香基;并且M包括偶氮基团或金属成分。R3和R4各自优选地选自C6至C10芳香基,更优选地选自苯基、苄基、萘基、苯甲酰氨基和苯并噻唑基。R1和R2各自优选地选自取代的或未取代的C1-10直链、支链或环状的烷基、烷氧基或烷基硫基,或C6至C10芳香基。当R1、R2、R3或R4被取代时,取代可以包括一个或多个下述取代基:羟基及其金属盐;巯基及其金属盐;卤素;氨基、硝基、氰基和酰氨基;羧基,包括酯、酸及其金属盐;硅烷基;丙烯酸酯基团及其金属盐;磺酰基或磺酰胺;磷酸酯基和亚磷酸酯基。当M为金属组分时,其可以为本领域普通技术人员可以获得的任何合适的金属元素。一般而言,金属可以为过渡金属,尽管优选其为碲或硒。在一个实施方案中,芳香族有机化合物基本不含金属,而在另一个实施方案中,芳香族有机化合物完全不含金属。
该软化加速剂还可以包括第VIA族成分。单质硫和聚合硫是从Elastochem,Inc.(Chardon,OH)市售可获得的。示例性硫催化剂化合物包括PB(RM-S)-80单质硫和PB(CRST)-65聚合硫,分别从Elastochem,Inc.可获得。示例性的商品名称为的碲催化剂和示例性的商品名称为的硒催化剂是各自从RT Vanderbilt市售可获得的。
其他合适的软化加速剂包括,但不限于,氢醌类、苯醌类、醌氢醌类、儿茶酚类和间苯二酚类。
合适的氢醌化合物包括由下式表示的化合物及其水合物:
其中R1、R2、R3和R4各自为氢;卤素;烷基;羧基;其金属盐,和其酯;乙酸盐基团及其酯;甲酰基;酰基;乙酰基;卤代羰基;磺基及其酯;卤代磺酰基;亚磺基(sulfino);烷基亚硫酰基;氨基甲酰基;卤代烷基;氰基;烷氧基;羟基及其金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
其它合适的氢醌类化合物包括,但不限于,氢醌;四氯氢醌;2-氯氢醌;2-溴氢醌;2,5-二氯氢醌;2,5-二溴氢醌;四溴氢醌;2-甲基氢醌;2-叔丁基氢醌;2,5-二叔戊基氢醌;和2-(2-氯苯基)氢醌水合物。
更合适的氢醌化合物包括由下式表示的化合物及其水合物:
其中R1、R2、R3和R4各自为羧基的金属盐;乙酸盐基团及其酯;羟基;羟基的金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
合适的苯醌化合物包括由下式表示的化合物及其水合物:
其中R1、R2、R3和R4各自为氢;卤素;烷基;羧基;其金属盐,和其酯;乙酸盐基团及其酯;甲酰基;酰基;乙酰基;卤代羰基;磺基及其酯;卤代磺酰基;亚磺基(sulfino);烷基亚硫酰基;氨基甲酰基;卤代烷基;氰基;烷氧基;羟基及其金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
其它合适的苯醌化合物包括由下式表示的一个或多个化合物及其水合物:
其中R1、R2、R3和R4各自为羧基的金属盐;乙酸盐基团及其酯;羟基;羟基的金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
合适的醌氢醌包括由下式表示的一个或多个化合物及其水合物:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自为氢;卤素;烷基;羧基;其金属盐,和其酯;乙酸盐基团及其酯;甲酰基;酰基;乙酰基;卤代羰基;磺基及其酯;卤代磺酰基;亚磺基;烷基亚硫酰基;氨基甲酰基;卤代烷基;氰基;烷氧基;羟基及其金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
其它合适的醌氢醌类包括那些具有上式的化合物,其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自为羧基的金属盐;乙酸盐基团及其酯;羟基;羟基的金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
合适的儿茶酚类包括包括由下式表示的一个或多个化合物及其水合物:
其中R1、R2、R3和R4各自为氢;卤素;烷基;羧基;其金属盐,和其酯;乙酸盐及其酯;甲酰基;酰基;乙酰基;卤代羰基;磺基及其酯;卤代磺酰基;亚磺基;烷基亚硫酰基;氨基甲酰基;卤代烷基;氰基;烷氧基;羟基及其金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
合适的间苯二酚包括下式表示的一个或多个化合物及其水合物:
其中R1、R2、R3和R4各自为氢;卤素;烷基;羧基;其金属盐,和其酯;乙酸盐及其酯;甲酰基;酰基;乙酰基;卤代羰基;磺基及其酯;卤代磺酰基;亚磺基;烷基亚硫酰基;氨基甲酰基;卤代烷基;氰基;烷氧基;羟基及其金属盐;氨基;硝基;芳基;芳基氧基;芳基烷基;亚硝基;乙酰氨基;或乙烯基。
填充物也可以加入到核的热固性橡胶组合物,以上调或下调节该组合物的密度。通常,填充物包括比如下述的材料:钨、氧化锌、硫酸钡、二氧化硅、碳酸钙、碳酸锌、金属、金属氧化物和盐、再研磨物(回收的核材料,通常为研磨至约30目的颗粒)、高门尼粘度橡胶再研磨物、反式再研磨(trans-regrind)核材料(回收的核材料,其包含高量的聚丁二烯的反式异构体)等。当存在反式再研磨物时,反式异构体的量优选地为约10%至约60%。在本发明的一个优选实施方案中,该核包括顺式异构体含量大于约95%的聚丁二烯以及作为填充物的反式再研磨核材料(已硫化的(vulcanized))。任何粒径的反式再研磨核材料都是充分的,但其优选地小于约125μm。
加入该高尔夫球的一个或多个部分的填充物通常包括影响流变学和混合性质的操作助剂(processing aids)或化合物、改变密度的填充物、撕裂强度或强化填充物等。所述填充物通常为无机物,且合适的填充物包括多种金属或金属氧化物,比如氧化锌和氧化锡、以及硫酸钡、硫酸锌、碳酸钙、碳酸钡、粘土、钨、碳化钨、硅酸盐系列、及其混合物。填充物还可包括多种发泡剂或起泡剂,其可容易地由本领域技术人员选择。填充物可包括实体或空心的、填充或未填充的聚合物、陶瓷、金属和玻璃微球。通常将填充物加入到高尔大球的一个或多个部分,以改变其密度以符合高尔夫球的统一标准。填充物还可用于改变中心重量或例如专用球的至少一个附加层的重量,对于低摆速的选手,低重量的球是优选的。
材料比如钨、氧化锌、硫酸钡、二氧化硅、碳酸钙、碳酸锌、金属、金属氧化物和盐、以及再研磨物(回收的核材料、通常为研磨至约30目颗粒)也是合适的填充物。
聚丁二烯和/或任何其它基质橡胶或弹性体系统也可以进行发泡或用空心微球或可膨胀的微球填充,所述可膨胀的微球在固化过程中在设定的温度下膨胀至任何的低比重水平。可以根据本发明使用其它成分,比如硫加速剂(例如二、三或四硫化四甲基秋兰姆)和/或含金属的有机硫成分也。合适的含金属的有机硫加速剂包括,但不限于:二乙基二硫代氨基甲酸盐、二戊基二硫代氨基甲酸盐和二甲基二硫代氨基甲酸盐的镉、铜、铅和碲类似物,或其混合物。其他成分,比如加工助剂(例如脂肪酸和/或其金属盐、处理用油、染料和色素以及本领域技术人员已知的其他添加剂)也可以以足以实现其通常使用所达目的的量用于本发明中。
不受理论的束缚,据认为反式构型中双键的百分比可以在整个包含至少一个主链不饱和橡胶(即聚丁二烯)、塑料或弹性体的核中操控导致反式梯度。可以通过改变配方中顺式至反式催化剂(或软化加速剂)的类型和量、过氧化物的类型和量及助剂的类型和量而影响(向上或向下)反式梯度。例如,含有约0.25phr的ZnPCTP的配方可有5%的跨核反式梯度,含有约2phr的ZnPCTP的配方可有约10%或更高的跨核反式梯度。反式梯度还可通过固化时间和温度来操控。据信较低的温度和较短的固化时间可产生较低的反式梯度,尽管多个这些因素的组合可产生与使用单一因素所得到的不同和/或相反方向的梯度。
核中反式异构体的百分比也可以通过向核配方中加入有机硫化合物(例如上述列举的那些)而操控,所述有机硫化合物包括但不限于五氯硫代苯酚、五氯硫代苯酚锌、二甲苯基二硫化物和二苯基二硫化物。该有机硫化合物的量以及固化的总体状态影响固化反应过程中产生的反式异构体的量。在核中增加反式含量的另一种方法是向核配方中引入不饱和橡胶,所述不饱和橡胶包含高水平的反式异构体,比如含高反式的聚丁二烯或含高反式的聚辛烯。高反式橡胶可以在有或没有机硫化合物下使用。
通常,更高和/或更快的固化率倾向于产生更高水平的反式成分含量,如同更高浓度的过氧化物、软化加速剂以及某种程度上ZDA浓度所产生的效果。甚至橡胶的类型可以对反式水平有影响,由稀土金属(比如Nd)催化的那些,与由VIII族金属(比如Co、Ni和Li)形成的那些橡胶相比,能够形成更高水平的反式聚丁二烯。
本申请所指的聚丁二烯反式异构体含量的测量是,并且可如下完成。使用已知反式含量的至少两种聚丁二烯橡胶样品(例如高和低反式百分比聚丁二烯)来制备校准标准物。这些样品单独使用或以混合在一起以产生至少约1.5%至50%的反式聚丁二烯含量阶梯,或者包括未知的量,使得所得的校准曲线包含至少约13个等间隔的点。
使用装有光声(声otoac小室的市售可获得的的FTIR光谱仪,使用下面的仪器参数得到各个标准的PAS谱:扫描速率2.5KHZ(0.16cm/s光学速率),使用1.2KHz电子滤波器,设置采样不足比为2(收集样品前,激光信号0通过的数),共-添加最小值为128扫描,在375至4000cm-1的范围中分辨率为4cm-1,灵敏度设定为1。
PAS谱中顺式、反式和乙烯基-聚丁二烯峰见于600-1100cm-1之间。可以对各个反式聚丁二烯峰下的面积进行积分。确定各峰面积相对于三个异构体峰总面积的分数,允许构建反式聚丁二烯峰面积分数相对实际反式聚丁二烯含量的校准曲线。所得校准曲线的相关系数(R2)必须为最小0.95。
对于未知核材料的感兴趣的点(例如核的表面或中心)处,通过用含有刚切下的无外源物质(比如脱模剂等)的未污染的表面的样品填充PAS小室,使用上述参数得到PAS谱。分析未知的反式聚丁二烯面积分数,以从所述校准曲线确定实际的反式异构体含量。
在一种包括硫酸钡的已知的情形下,检测反式成分含量的上述方法可能较不精确。因此,聚丁二烯反式成分含量的另外的或可选的测试如下。使用至少两种已知反式成分含量的聚丁二烯(例如高和低反式聚丁二烯百分比)来制备校准标准物。这些样品单独使用或以混合在一起以产生至少约1.5%至50%的反式聚丁二烯含量的阶梯,或者夹括未知的量,从而所得的校准曲线包含至少13个等间隔的点。
使用装有近红外激光的FT-Raman光谱仪,使用下面的仪器参数从各个标准物得到Stokes Raman谱:充足的激光功率(通常400-800mW)以获得良好的信噪比而不会引起过热或荧光;分辨率2cm-1;在400-4000cm-1的Raman转移谱范围;和共添加至少300扫描。
可以使用化学计量方法和软件(比如来自Galactic Industries Corp的PLSplus/IQ)通过上面产生的数据来构建校准曲线。利用该软件使用SNV(detrend)光程长度校正产生的PLS-1曲线、平均中心数据准备(meancenter data preparation)和谱范围为1600-1700cm-1的5-点SG二级衍生物,得到可接受的校准。所得校准曲线的相关系数(R2)必须为至少0.95。
最适于本发明的高尔夫球的核具有在内核上形成的外核层,并且由基本上同质的橡胶组合物形成。这种“双核”具有外表面(外核层的外表面)和几何中心(内核层的中心点)。中间层(比如罩层(内覆盖))配置在核周围,且覆盖层在中间层周围形成,覆盖物通常由可浇注的聚脲或可浇注的聚氨酯形成(即,指包含可浇注的聚脲(100%脲键/无氨基甲酸酯键);可浇注的聚氨酯(100%氨基甲酸酯键/无脲键);可浇注的杂合聚(氨酯/脲)(预聚物全部是氨基甲酸酯键并且用胺固化);和可浇注的杂合聚(脲/氨酯)(预聚物全部是脲键并且用多元醇固化)形成。在一个优选的实施方案中,该核的外表面具有约6%至10%的反式聚丁二烯含量,该核的中心具有约1%至3%的反式聚丁二烯含量,且该核的外表面的反式成分含量高于中心的反式成分含量约6%以上,以沿核半径确定正反式成分梯度(即表面反式成分含量高于中心反式成分含量——具有反式成分含量的相反配置的核被认为具有负反式成分梯度,并且也涵盖在本申请中)。
如上所述,本发明的高尔夫球优选地包括具有内核层和外核层的核,以形成“双核”。内核优选地具有“零”或“负的”硬度梯度。在一个实施方案中,内核的硬度梯度为约0至约-20(以肖氏C点计),更优选地为约-1至约-15肖氏C点,并且最优选地为约-2至约-12肖氏C点。
内核具有的外直径为约0.5英寸至约1.40英寸,更优选约0.8英寸至约1.30英寸,并且最优选约1.00英寸至约1.20英寸。在内核的几何中心处的硬度为约55肖氏C至约82肖氏C,更优选约60肖氏C至约80肖氏C,最优选约65肖氏C至约78肖氏C。内核层表面硬度优选地为约50肖氏C至约82肖氏C,更优选约55肖氏C至约78肖氏C,并且最优选约60肖氏C至约75肖氏C。
为实现上述优选的实施方案,用于形成内核层的橡胶组合物(在本文中对其进行更详细地讨论)具有的抗氧化剂与引发剂的比率大于约0.4,更优选地大于约0.5。
外核层优选地具有的表面硬度为约82肖氏C至约98肖氏C,更优选约84肖氏C至约95肖氏C,更优选约85肖氏C至约92肖氏C。在一个可选的实施方案中,外核层表面具有的硬度为约55肖氏D至约75肖氏C,最优选约58肖氏D至约72肖氏D。
外核层通常具有“正硬度梯度”。优选地,横跨外核层的硬度梯度为约16肖氏C或以下,更优选约10肖氏C或以下,并且最优选为约8肖氏C和更小。
任选地,所述双核可以包含由热固性橡胶组合物形成的中间核层。本文讨论了合适的橡胶和由其形成的组合物。中间核层可以具有任何硬度梯度,包括“零硬度梯度”和“负硬度梯度”或“正硬度梯度”。
本发明的核,无论是双核还是包含任选的中间核层的核,具有的外直径为约1.40英寸至约1.64英寸,更优选约1.50英寸至约1.60英寸,并且最优选约1.53英寸至约1.58英寸。
关于硬度梯度,核本身同样可以具有整体硬度梯度。在一个优选实施方案中,核的表面比内核的几何中心更硬,使得核硬度梯度为至多约18肖氏C点,更优选地至多约15肖氏C点,最优选地至多约12肖氏C点。
内核层由具有反式-聚丁二烯含量为约10%或以下、优选约1%至约10%、更优选约2%至约9%、并且最优选约4%至约8%的橡胶组合物形成。外核层由反式-聚丁二烯含量为约10%或以上,更优选约20%或以上,并且最优选约30%或以上的橡胶组合物形成。为了实现各种不同的核性质,内核层的反式成分含量与外核层的反式成分含量的比例可以变化。所述比例优选地大于1.5,更优选地大于2.0,最优选地大于3.0。
根据下表1中所述的配方和固化周期形成多个核,且所述核硬度值报告在下表2中。
表1
*Vanox MBPC:2,2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚),从R.T.VanderbiltCompany Inc.可获得;
**Trigonox265-50B∶1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷和二(2-叔丁基过氧异丙基)苯的混合物,50%活性,在惰性载体上,从Akzo Nobel可获得;
***Perkadox BC-FF∶过氧化二异丙苯(99%-100%活性),从Akzo Nobel可获得;和+SR-526:ZDA,从Sartomer可获得。
表2
另外,根据本发明制备了一些双核,并且进行了横跨核的硬度测量,值报告在下表3中。结果的曲线可参见图1。所述核均具有1.55英寸的外直径。依照ASTM D-2240在跨核横截面的多个位置处测量了肖氏C硬度。下文将几何中心、外表面、及从核的几何中心径向向外2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、16mm和18mm位置处的硬度结果制表。另外,在内核层与外核层的界面处(在内核表面上)或界面附近(在约1mm之内)(在该实施例中,在距离几何中心12.7mm的点处)和在核的外表面处(在该实施例中,距离几何中心19.6mm)取硬度数据点。本发明中心和对照中心均用相同的外核层覆盖。
一般的核配方如下:内核层包含约80phr BSTE1220聚丁二烯橡胶、约20phr CB23聚丁二烯橡胶、30-36phr范围内的二丙烯酸锌(以产生不同的压缩,参见图1)、约0.4phr VANOX MBPC抗氧化剂、约0.7phr ZnPCTP、约1phrPerkadox BC过氧化物和足以使密度达到约1.125g/cc的ZnO。对照内核包括约85phr BST BR1220聚丁二烯、约15phr CB23聚丁二烯、约15phrPOLYWATE325(硫酸钡)、约5phr ZnO、约0.5份ZnPCTP、约0.75phr过氧化物、约25phr ZDA、约1phr AFLUX16加工助剂、着色剂和再研磨物。内核具有约1.00英寸的外直径。外核层包括约78phr BST BR1220聚丁二烯、约13phrCB23聚丁二烯、约15phr ZnO、约0.4phr PERKADOXBC过氧化物、约38phr ZDA、再研磨物、着色剂和巴拉塔树胶硬化剂。
根据需要调整固化周期以改变跨越核的硬度梯度。温度/时间标准在约330准在/20分钟、335准在/18分钟、340准F/16分钟和345准在/14分钟之间变化。将本发明内核在305将本模制约18分钟。
表3
mm | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 12.7 | 14 | 16 | 18 | 19.7 |
实施例1(30phr ZDA) | 69.9 | 70.0 | 70.0 | 69.4 | 68.1 | 65.9 | 67.4 | 60.0 | 79.2 | 81.1 | 81.8 | 88.7 |
实施例2(36phr ZDA) | 77.1 | 77.2 | 77.2 | 75.9 | 73.1 | 71.1 | 77.7 | 64.0 | 81.2 | 84.6 | 85.9 | 89.3 |
实施例3(33phr ZDA) | 73.5 | 73.6 | 73.6 | 72.6 | 70.6 | 68.5 | 72.5 | 62.0 | 80.2 | 82.8 | 83.9 | 89.0 |
对照 | 62.2 | 65.2 | 65.4 | 67.3 | 69.6 | 71.6 | 74.7 | 73.0 | 79.2 | 82.3 | 82.9 | 89.0 |
参见表3和图1,显然,实施例1-3均具有“负硬度梯度”内核层,梯度的等级为10或以上(比较中心表面处的硬度值和几何中心处的硬度)。相反,对照高尔夫球显示出具有“正硬度梯度”的内核层。
核的表面硬度是从对核的相对半球的多次测量的平均值得到的,小心避免在核的分模线上或在表面缺陷(比如孔洞或突起)上进行测量。硬度测量是依照ASTM D-2240依通过硬度计测量的橡胶和塑料的压痕硬度”进行的。由于核的弯曲表面,必须小心操作以确保在获得表面硬度读数之前核在硬度计压头下居中。使用经过校准的、能够读出0.1个硬度单位的数字硬度计进行所有硬度测量,而且设置成采用获得最大读数之后1秒时的硬度读数。数字硬度计必须连接至自动台的基部,且使它的底座与自动台的基部平行,使得硬度计上的重量和冲击速率符合ASTM D-2240。
为了准备用于硬度梯度测量的核,轻轻地将核压入内径大致比核的直径略小的半球夹持器,使得核固定在夹持器的半球部分中,同时使得核的几何中心平面暴露。核通过摩擦力固定在夹持器中,使得它不会在切割和研磨步骤期间移动,但是摩擦力并不过度,不会导致核的天然形状变形。核是固定的,使得核的分模线大致与夹持器的顶部平行。在固定之前,以与该取向成90度测量核的直径。测量也从夹持器底部进行至核顶部以提供未来计算的参照点。使用带锯或其它合适的切割工具在核暴露的几何中心略上方进行粗略的切割,确保在该步骤中核并不在夹持器中移动。仍在夹持器中的核的剩余部分,固定在表面研磨机器的基板。将暴露的“粗糙”核表面磨制为光滑的平的表面,露出核的几何中心,其可通过测量夹持器底部至核暴露的表面的高度来验证,确保已去除如上所测量的核原始高度的正好一半至±0.004英寸之内。
将核留在夹持器中,用中心角尺找到核的中心,并仔细地标记,并在该中心标记处测量硬度。距离核中心任何距离处的硬度测量可通过从中心标记径径向向外画线,和测量并标记离中心的距离,通常间隔为2-mm,来测量。所有对穿过几何中心的平面进行的硬度测量是当所述核仍然在夹持器中时进行的,并不扰乱其取向,从而使得测试表面总是与夹持器底部平行。来自核任何预定位置的硬度差计算为平均表面硬度减去合适参照点(例如,单个、实体核的中心处)的硬度,使得比其中心更软的核表面会具有负硬度梯度。
参照表1-2,在实施例1中,表面比中心硬度低10肖氏C点,而比核中最硬点低12肖氏C点。在实施例3中,表面比中心硬度低5肖氏C点,且比核中最硬点低8肖氏点C。在实施例2中,中心和表面硬度是相等的,且核中最软点比表面低10肖氏C点。
在表1中呈现的本发明的实施例中,固化温度从305的本至320的本变化,且固化时间从11至16分钟变化。实施例1和2的核的组成是相同的,仅固化周期变化。在实施例3中,抗氧化剂的量与实施例1和2中相同,但是其他成分以及固化周期有变化。此外,抗氧化剂与引发剂的比例从实施例1和2至实施例3中从0.50变化至0.57。
抗氧化剂与引发剂的比例是一个控制核表面硬度的因素。显示在表2的数据显示硬度梯度至少为,但不限于,抗氧化剂和过氧化物的量、它们的比例以及固化周期的函数。应当指出更高的抗氧化剂也需要更高的过氧化物引发剂以维持所需的压缩。
比较实施例1的核,其组成显示在表1中,是使用常规固化周期固化的,固化温度为350使用,固化时间为11分钟。本发明的核是使用305本发进行14分钟,315本发进行11分钟,和320和发进行16分钟的固化周期而产生的。测量了这些核的硬度梯度并可以进行下述观察。对于比较实施例中的核,如预期的,显然可见常规的硬表面到软中心的梯度。本发明的核的梯度基本上彼此遵循相同的形状。
许多内核是基于下表4中描述的配方和固化周期形成的,且具有随后的相伴内核性质(硬度等)值:
表4
SR-526:ZDA,从Sartomer可获得
**265-50B:1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷和二(2-叔丁基过氧异丙基)苯的混合物,50%活性,在惰性载体上,从Akzo Nobel可获得;
*****CCDFB-90:C-C引发剂,来自United Initiators
特别地,表4的实施例4、实施例5和实施例6代表本发明的高尔夫球的内核。将如表4指示的相应配方在高于330°F的模铸/固化温度下固化11分钟。实施例4得到的内核具有的表面硬度小于中心硬度2.4肖氏C(-2.4肖氏C的负硬度梯度)。实施例5得到的内核具有的表面硬度大于中心硬度1.7肖氏C(+1.7肖氏C的浅的正硬度梯度)。最后,实施例6得到的内核具有的表面硬度小于中心硬度4.4肖氏C(-4.4肖氏C的负硬度梯度)。
还制造比较实施例4、比较实施例5和比较实施例6的三个比较内核,它们的相应配方记录在表4中。特别地,在比较的“比较实施例4较中,内核配方不含碳-碳引发剂。将该配方在345°F下固化11分钟。在得到的内核中,外表面硬度大于中心硬度16.2肖氏C。因此,比较实施例4得到的核具有从表面至中心+16.2肖氏C的陡峭的正硬度梯度,远在对本发明的高尔夫球中内核所限定的“至多约5肖氏C氏浅的正硬度梯度之外。
在比较的“比较实施例5较中,内核配方同样不含碳-碳引发剂。该配方必须在300°F下固化18分钟,以形成具有从表面至中心-11.9肖氏C的负硬度梯度。
在比较实施例6中,内核配方包括0.5phr的碳-碳引发剂。该配方在350°F下固化11分钟。然而,得到的内核具有相当从表面至中心+20.2肖氏C的相当陡峭的正硬度梯度,也远在对本发明的高尔夫球中内核所限定的“至多约5肖氏C氏浅的正硬度梯度之外。
因此,上述实施例证实本发明的高尔夫球包括内核,该内核包括碳-碳引发剂实现了在内核本身之内和相对于高尔夫球的其它层的独特的硬度梯度特性,其时提供了节约成本增加和改善的处理效率。
在本发明的某些实施方案中,核在表面的硬度最多约等于或显著小于核在中心的硬度。此外,核的中心硬度可能不是核中最硬的点,但在所有情况下,优选地其为至少与表面一样硬或比表面更硬。另外,核内任何部位的最低硬度不必发生在表面上。在某些实施方案中,最低硬度值发生在大约核表面外侧的6mm之内。然而,核内的最低硬度值可发生在距离表面的任何点,直至但不包括中心,只要表面硬度仍旧等于或小于中心硬度。应当指出在本发明中,在整个核或者核层中配方是相同的,且没有对核进行表面处理以获得优选的表面硬度。
SCDI为用于动态压缩机(态压缩机相同的程序变更,其允许测定将核偏转其直径的10%所需的磅数。所述DCM是一种向核或球体施加负载并测量核或球体在测得的负载下偏转的英寸数的装置。得到粗负载/偏转曲线,将其拟合于所述Atti压缩尺度,得到代表Atti压缩的数值。DCM经过连接至液压缸底部的负载元件进行,所述液压缸以固定的速率(典型地为约1.0ft/s)向固定核气动地触发。LVDT连接至液压缸,其测量测试时间范围内液压缸运动的距离。基于软件的对数算法确保在测试开始阶段,检测到至少5次连续的负载增加后开始进行测量。
所述SCDI为该设置的稍微变型。硬件是相同的,但变化了软件和输出。使用所述SCDI,关注的是偏转核x英寸所需的力(以磅计)。偏转量为所述核直径的10%。触发DCM,所述液压缸使核偏转其直径的10%,同时DCM回报将所述核偏转所述量所需的力(以磅计)(如连接的负载元件所测)。显示值为以磅为单元计的单个数值。
虽然本发明的高尔夫球可以由多种不同和常规的覆盖材料(中间层和外覆盖层两者都是)形成,但是优选的覆盖材料包括,但不限于:
(1)聚氨酯,比如那些自多元醇或多胺和二异氰酸酯或多异氰酸酯和/或其预聚物制备的,及在美国专利No.5,334,673和6,506,851中公开的那些;
(2)聚脲,比如在美国专利No.5,484,870和6,835,794中公开的那些;和
(3)包含氨基甲酸酯或脲链段的聚氨酯-脲杂混物、共混物或共聚物。
合适的聚氨酯组合物包含至少一种多异氰酸酯和至少一种固化剂的反应产物。固化剂可以包括例如一种或多种多胺、一种或多种多元醇、或其组合。可以将多异氰酸酯与一种或多种多元醇组合以形成预聚物,然后将该预聚物与至少一种固化剂组合。因此,本文描述的多元醇适合在聚氨酯材料两种成分的一种或两种中使用(即作为预聚物的一部分或在固化剂中使用)。合适的聚氨酯描述在美国专利申请公开No.2005/0176523中,将其全部内容并入作为参考。
本领域普通技术人员可获得的任何聚异氰酸酯都适合根据本发明使用。示例性的多异氰酸酯包括但不限于4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI);聚合MDI;碳二亚胺改性的液体MDI;4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI);对-亚苯基二异氰酸酯(PPDI);间-亚苯基二异氰酸酯(MPDI);甲苯二异氰酸酯(TDI);3,3'-二甲基-4,4'-联亚苯基二异氰酸酯;异佛尔酮二异氰酸酯;1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI);萘二异氰酸酯;二甲苯二异氰酸酯;对-四甲基二甲苯二异氰酸酯;间-四甲基二甲苯二异氰酸酯;亚乙基二异氰酸酯;亚丙基-1,2-二异氰酸酯;四亚甲基-1,4-二异氰酸酯;环己基二异氰酸酯;十二烷-1,12-二异氰酸酯;环丁烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,4-二异氰酸酯;1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷;甲基亚环己基二异氰酸酯;HDI的三异氰酸酯;2,4,4-三甲基-1,6-己烷二异氰酸酯的三异氰酸酯;并四苯二异氰酸酯;萘二异氰酸酯;蒽二异氰酸酯;甲苯二异氰酸酯的异氰脲;六亚甲基二异氰酸的缩脲二酮;及其混合物。本领域普通技术人员已知聚异氰酸酯具有超过一个异氰酸酯基团,例如二-异氰酸酯、三-异氰酸酯和四-异氰酸酯。优选地,聚异氰酸酯包括MDI、PPDI、TDI、或其混合物,且更优选地,聚异氰酸酯包括MDI。应当理解,如本文使用的术语MDI包括4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、聚合MDI、碳二亚胺改性的液体MDI、及其混合物,而且,另外,采用的二异氰酸酯可以是“低游离单体”,本领域普通技术人员理解为具有较低水平的“游离”单体异氰酸酯基,通常少于约0.1%游离单体异氰酸酯基。“低游离单体”二异氰酸酯的实例包括,但不限于,低游离单体MDI、低游离单体TDI、和低游离单体PPDI。所述至少一种聚异氰酸酯应当具有少于约14%未反应NCO基团。优选地,所述至少一种聚异氰酸酯具有不大于约8.0%NCO,更优选不大于约7.8%,和最优选不大于约7.5%NCO,通常使用的NCO水平为约7.2%或7.0%或6.5%的NCO。
本领域普通技术人员可获得的任何多元醇适合根据本发明使用。示例性的多元醇包括,但不限于,聚醚多元醇、羟基封端的聚丁二烯(包括部分/完全氢化的衍生物)、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、和聚碳酸酯多元醇。在一个优选的实施方案中,多元醇包括聚醚多元醇。实例包括,但不限于,聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)、聚乙二醇丙二醇、聚氧亚丙二醇、及其混合物。烃链可以具有饱和或不饱和键及取代或未取代的芳香族和环状基团。优选地,本发明的多元醇包括PTMEG。
在另一个实施方案中,聚氨酯材料中包括聚酯多元醇。合适的聚酯多元醇包括,但不限于,聚己二酸乙二醇酯二醇;聚己二酸丁二醇酯二醇;聚己二酸乙二醇酯丙二醇酯二醇;o-邻苯二甲酸酯-1,6-己二醇;聚(己二酸己二醇酯)二醇;及其混合物。烃链可以具有饱和或不饱和键或取代或未取代的芳香族和环状基团。
在另一个实施方案中,本发明的材料中包括聚己内酯多元醇。合适的聚己内酯多元醇包括,但不限于,1,6-己二醇引发的聚己内酯、二甘醇引发的聚己内酯、三羟甲基丙烷引发的聚己内酯、新戊基二醇引发的聚己内酯、1,4-丁二醇引发的聚己内酯、及其混合物。烃链可以具有饱和的或不饱和的键或取代的或未取代的芳香族和环状基团。
在仍然另一个实施方案中,本发明的聚氨酯材料中包括聚碳酸酯多元醇。合适的聚碳酸酯包括,但不限于聚碳酸邻苯二甲酯和聚(碳酸己二醇酯)二醇。烃链可以具有饱和的或不饱和的键或取代的或未取代的芳香族和环状基团。在一个实施方案中,多元醇的分子量为约200至约4000。
多胺固化剂也适用于本发明的聚氨酯组合物中,而且已经发现改善所得球的抗切割性、抗剪切性和抗冲击性。优选的多胺固化剂包括,但不限于,3,5-二甲基硫代-2,4-甲苯二胺及其异构体;3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺及其异构体,比如3,5-二乙基甲苯-2,6-二胺;4,4’-双-(仲-丁基氨基)-二苯基甲烷;1,4-双-(仲-丁基氨基)-苯,4,4’-亚甲基-双-(2-氯苯胺);4,4’-亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙基苯胺);聚四亚甲基氧-二-对-氨基苯甲酸;N,N'-二烷基二胺二苯基甲烷;p,p'-亚甲基二苯胺;间苯二胺;4,4’-亚甲基-双-(2-氯苯胺);4,4’-亚甲基-双-(2,6-二乙基苯胺);4,4’-亚甲基-双-(2,3-二氯苯胺);4,4’-二氨基-3,3’-二乙基-5,5’-二甲基二苯基甲烷;2,2’,3,3’-四氯二氨基二苯基甲烷;三亚甲基二醇二-p-氨基苯甲酸酯;及其混合物。优选地,本发明的固化剂包括3,5-二甲基硫代-2,4-甲苯二胺及其异构体,比如300,从AlbermarleCorporation(Baton Rouge,LA)市售可获得。合适的多胺(包括伯胺和仲胺)固化剂优选地具有约64至约2000的分子量。
可以将二醇、三醇、四醇、或羟基封端的固化剂中至少一种加入到前述的聚氨酯组合物中。合适的二醇、三醇、和四醇基团包括乙二醇;二乙二醇;聚乙二醇;丙二醇;聚丙二醇;较低分子量聚四亚甲基醚二醇;1,3-双(2-羟基乙氧基]苯;1,3-双-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]苯;1,3-双-{2-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]乙氧基}苯;1,4-丁二醇;1,5-戊二醇;1,6-己二醇;间苯二酚-二-(β-羟基乙基)醚;氢醌-二-(β-羟基乙基)醚;及其混合物。优选的羟基封端的固化剂包括1,3-双(2-羟基乙氧基)苯;1,3-双-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]苯;1,3-双-{2-[2-(2-羟基乙氧基)乙氧基]乙氧基}苯;1,4-丁二醇,及其混合物。优选地,羟基封端的固化剂具有范围为约48至2000的分子量。应当理解,如本文使用的分子量是绝对重量平均分子量,正如本领域普通技术人员应当理解的。
羟基封端的固化剂和胺固化剂均可以包括一个或多个饱和的、不饱和的、芳香族的、和环状的基团。另外,羟基封端的固化剂和胺固化剂可以包括一个或多个卤素基团。可以用几种固化剂的掺合物或混合物来形成聚氨酯组合物。然而,如果需要,可以用单一固化剂来形成聚氨酯组合物。
在本发明的一个优选实施方案中,使用饱和的聚氨酯来形成一个或多个覆盖层,优选外覆盖层,而且可以选自可浇注的热固性和热塑性聚氨酯。在该实施方案中,本发明的饱和的聚氨酯基本上不含芳香族基团或部分。适用于本发明的饱和的聚氨酯是至少一种聚氨酯预聚物和至少一种饱和的固化剂之间的反应的产物。聚氨酯预聚物是通过至少一种饱和的多元醇和至少一种饱和的二异氰酸酯之间的反应形成的产物。正如本领域公知的,可以采用催化剂来促进固化剂与异氰酸酯和多元醇,或者固化剂与预聚物之间的反应。
可以使用的饱和的二异氰酸酯包括,但不限于,亚乙基二异氰酸酯;亚丙基-1,2-二异氰酸酯;四亚甲基-1,4-二异氰酸酯;1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI);2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯;2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯;十二烷-1,12-二异氰酸酯;二环己基甲烷二异氰酸酯;环丁烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,4-二异氰酸酯;1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷;异佛尔酮二异氰酸酯;甲基亚环己基二异氰酸酯;HDI的三异氰酸酯;2,2,4-三甲基-1,6-己烷二异氰酸酯的三异氰酸酯。最优选的饱和的二异氰酸酯是4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。
适合在本发明中使用的饱和多元醇包括,但不限于,聚醚多元醇比如聚四亚甲基醚二醇和聚(氧亚丙基)二醇。合适的饱和的聚酯多元醇包括聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯丙二醇酯二醇、聚己二酸丁二醇酯二醇、聚碳酸酯多元醇和环氧乙烷封盖的聚氧亚丙基二醇。在本发明中有用的饱和的聚己内酯多元醇包括二甘醇引发的聚己内酯、1,4-丁二醇引发的聚己内酯、1,6-己二醇引发的聚己内酯;三羟甲基丙烷引发的聚己内酯、新戊二醇引发的聚己内酯、和聚四亚甲基醚二醇引发的聚己内酯。最优选的饱和的多元醇是聚四亚甲基醚二醇和PTMEG引发的聚己内酯。
合适的饱和固化剂包括1,4-丁二醇、乙二醇、二甘醇、聚四亚甲基醚二醇、丙二醇;三甲醇丙烷;四-(2-羟基丙基)乙二胺;环己基二甲醇的异构体和异构体混合物,环己烷二(甲基胺)的异构体和异构体混合物;三异丙醇胺;乙二胺;二亚乙基三胺;三亚乙基四胺;四亚乙基五胺;4,4’-二环己基甲二胺;2,2,4-三甲基-1,6-己二胺;2,4,4-2,4,4-三甲基-1,6-己二胺;二甘醇二-(氨丙基)醚;4,4’-二-(仲-丁基氨基)-二环己基甲烷;1,2-二-(仲-丁基氨基)环己烷;1,4-双-(仲-丁基氨基)环己烷;异佛尔酮二胺;六亚甲基二胺;丙二胺;1-甲基-2,4-环己基二胺;1-甲基-2,6-环己基二胺;1,3-二氨基丙烷;二甲基氨基丙胺;二乙基氨基丙胺;亚氨基-二-丙胺;二氨基环己烷的异构体和异构体混合物;单乙醇胺;二乙醇胺;三乙醇胺;单异丙醇胺;和二异丙醇胺。最优选的饱和的固化剂是1,4-丁二醇、1,4-环己基二甲醇和4,4’-双-(仲-丁基氨基)-二环己基甲烷。
可选地,其它合适的聚合物包括部分或完全中和的离聚物、茂金属、或其它单位点催化的聚合物、聚酯、聚酰胺、非离子交联聚合的热塑性弹性体、共聚醚-酯、共聚醚-酰胺、聚碳酸酯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯嵌段共聚物(比如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯等,及其混合物。热固性聚氨酯或聚脲适合于本发明的高尔夫球的外覆盖层。
另外,聚氨酯可以用聚脲材料替换或与聚脲材料共混。聚脲与聚氨酯组合物截然不同,但是在高尔夫球成分中使用时也导致期望的空气动力学和美学特征。基于聚脲的组合物优选地在性质上是饱和的。
不受任何特定理论的束缚,现在相信用长链多胺低聚物软链段替代长链多元醇链段形成聚脲预聚物,改善剪切性、切割性、和回弹性,以及对其它成分的粘附性。因此,可以通过用固化剂交联异氰酸酯和多胺预聚物的反应产物形成本发明的聚脲组合物。例如,可以从至少一种异氰酸酯、至少一种聚醚胺、和至少一种二醇固化剂或至少一种二胺固化剂制备本发明基于聚脲的组合物。
本领域普通技术人员可获得的任何多胺适用于聚脲预聚物。聚醚胺特别适用于预聚物。如本文中使用的“聚醚胺”至少指含有附着至聚醚主链末端的伯氨基的聚氧烷撑胺。然而,由于异氰酸酯和胺的快速反应及许多脲产物的不溶解性,二胺和聚醚胺的选择限于容许成功形成聚脲预聚物的那些。在一个实施方案中,聚醚主链是基于四亚甲基、丙烯、乙烯、三甲醇丙烷、甘油、及其混合物。
合适的聚醚胺包括,但不限于,甲基二乙醇胺;聚氧亚烷基二胺比如聚四亚甲基醚二胺、聚氧亚丙基三胺、和聚氧亚丙基二胺;聚(环氧乙烷封端的氧亚丙基)醚二胺;基于环氧丙烷的三胺;三乙二醇二胺;基于三羟甲基丙烷的三胺;基于甘油的三胺;及其混合物。在一个实施方案中,用于形成预聚物的聚醚胺是D2000(由Huntsman Chemical Co.,Austin,TX制备)。
在聚脲预聚物中使用的聚醚胺的分子量范围可以是约100至约5000。在一个实施方案中,聚醚胺分子量是约200或更大,优选约230或更大。在另一个实施方案中,聚醚胺的分子量是约4000或以下。在仍然另一个实施方案中,聚醚胺的分子量是约600或更大。在仍然另一个实施方案中,聚醚胺的分子量是约3000或以下。在仍然另一个实施方案中,聚醚胺的分子量介于约1000和约3000之间,且更优选地介于约1500至约2500之间。因为较低分子量的聚醚胺可倾向于形成固体聚脲,所以优选较高分子量的低聚物,比如D2000。
如上文简述的,一些胺可能不适于与异氰酸酯反应,因为这两种成分会发生快速反应。特别地,较短链的胺会发生快速反应。然而,在一个实施方案中,受阻的仲二胺可适用于预聚物。不受任何特定理论的束缚,据信具有高水平空间位阻(例如氮原子上的叔丁基基团)的胺比不具有位阻的胺或具有低水平位阻的胺的反应速率慢。例如,4,4,-双-(仲丁基氨基)-二环己基甲烷(1000)可适于与异氰酸酯组合以形成聚脲预聚物。
任何本领域普通技术人员可使用的异氰酸酯都适用于聚脲预聚物。用于本发明的异氰酸酯包括每分子具有两个或更多个异氰酸酯(NCO)基的脂肪族、环脂族、芳脂族、芳香族的化合物,及其任何衍生物,和这些化合物的组合。所述异氰酸酯可以为有机多异氰酸酯-封端的预聚物。所述含异氰酸酯的可反应成分还可包括任何异氰酸酯官能单体、二聚物、三聚物或其多聚加合物,预聚物、准预聚物(quasi-prepolymer),或其混合物。异氰酸酯官能化合物可以包括单异氰酸酯或聚异氰酸酯,后者包括两个或多个任何异氰酸酯官能团。
合适的含异氰酸酯成分包括具有下述通式结构的二异氰酸酯:O=C=N-R-N=C=O,其中R优选地为环状、芳香族或直链或支链的烃基部分,包含约1至约20个碳原子。所述二异氰酸酯也可包含一个或多个环状基团或一个或多个苯基基团。当存在多个环状或芳族基团时,包含约1至约10个碳原子的直链和/或支链的烃基可以作为间隔基团存在于所述环状或芳族基团之间。在某些情况下,所述环状或芳族基团可以分别在2-、3-、和/或4-位,或邻位、间位和/或对位被取代。取代基团可以包括,但不限于,卤素,伯、叔或仲烃基基团,或其组合。
可用于本发明的二异氰酸酯的实例包括,但不限于:取代的和异构的混合物,包括2,2’-、2,4’-和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯;3,3’-二甲基-4,4’-联亚苯基二异氰酸酯;甲苯二异氰酸酯;聚合MDI;碳二亚胺改性的液态4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯;对亚苯基二异氰酸酯;间亚苯基二异氰酸酯;三苯基甲烷-4,4’-和三苯基甲烷-4,4’三异氰酸酯;亚萘基-1,5-二异氰酸酯;2,4’-、4,4’-和2,2’-二苯基二异氰酸酯;聚苯基聚亚甲基聚异氰酸酯;MDI和PMDI的混合物;PMDI和TDI的混合物;亚乙基二异氰酸酯;亚丙基-1,2-二异氰酸酯;四亚甲基-1,2-二异氰酸酯;四亚甲基-1,3-二异氰酸酯;四亚甲基-1,4-二异氰酸酯;1,6-六亚甲基二异氰酸酯;八亚甲基二异氰酸酯;十亚甲基二异氰酸酯;2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯;2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯;十二烷-1,12-二异氰酸酯;环丁烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,2-二异氰酸酯;环己烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,4二异氰酸酯;甲基-亚环己基二异氰酸酯;2,4-甲基环己烷二异氰酸酯;2,6-甲基环己烷二异氰酸酯;4,4’-二环己基二异氰酸酯;2,4’-二环己基二异氰酸酯;1,3,5-环己烷三异氰酸酯;异氰酸酯基甲基环己烷异氰酸酯;1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷;异氰酸酯基乙基环己烷异氰酸酯;二(异氰酸酯基甲基)-环己烷二异氰酸酯;4,4’-二(异氰酸酯基甲基)二环己烷;2,4’-二(异氰酸酯基甲基)二环己烷;异佛尔酮二异氰酸酯;HDI的三异氰酸酯;2,2,4-三甲基-1,6-己烷二异氰酸酯的三异氰酸酯;4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯;2,4-六氢甲苯二异氰酸酯;2,6-六氢甲苯二异氰酸酯;1,2-、1,3-和1,4-亚苯基二异氰酸酯;芳香族脂族异氰酸酯,比如1,2-、1,3-和1,4-二甲苯二异氰酸酯;间-四甲基二甲苯二异氰酸酯;对-四甲基二甲苯二异氰酸酯;任何聚异氰酸酯的三聚化的异氰脲酸酯,比如甲苯二异氰酸酯的异氰脲酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯的三聚物,四甲基二甲苯二异氰酸酯的三聚物,六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯,及其混合物;任何聚异氰酸酯的二聚缩脲二酮,比如甲苯二异氰酸酯的缩脲二酮、六亚甲基二异氰酸酯的缩脲二酮、及其混合物;来源于上述异氰酸酯和聚异氰酸酯的改性聚异氰酸酯;及其混合物。
可用于本发明的饱和的二异氰酸酯的实例包括,但不限于:亚乙基二异氰酸酯;亚丙基-1,2二异氰酸酯;四亚甲基二异氰酸酯;四亚甲基-1,4-二异氰酸酯;1,6-六亚甲基二异氰酸酯;八亚甲基二异氰酸酯;十亚甲基二异氰酸酯2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯;2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯;十二烷-1,12二异氰酸酯;环丁烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,2-二异氰酸酯;环己烷-1,3-二异氰酸酯;环己烷-1,4-二异氰酸酯;甲基-亚环己基二异氰酸酯;2,4-甲基环己烷二异氰酸酯;2,6-甲基环己烷二异氰酸酯;4,4’-二环己基二异氰酸酯;2,4’-二环己基二异氰酸酯;1,3,5-环己烷三异氰酸酯;异氰酸酯基甲基环己烷异氰酸酯;1-异氰酸酯基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸酯基甲基环己烷;异氰酸酯基乙基环己烷异氰酸酯;二(异氰酸酯基甲基)-环己烷二异氰酸酯;4,4’-二(异氰酸酯基甲基)二环己烷;2,4’-二(异氰酸酯基甲基)二环己烷;异佛尔酮二异氰酸酯;HDI的三异氰酸酯;2,2,4-三甲基-1,6-己烷二异氰酸酯的三异氰酸酯;4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯;2,4-六氢甲苯二异氰酸酯;2,6-六氢甲苯二异氰酸酯;及其混合物。芳香族脂族异氰酸酯也可用于形成光稳定的材料。这样的二异氰酸酯的实例包括1,2-、1,3-和1,4-二甲苯二异氰酸酯;间-四甲基二甲苯二异氰酸酯;对-四甲基二甲苯二异氰酸酯;任何聚异氰酸酯的三聚化的异氰脲酸酯,比如甲苯二异氰酸酯的异氰脲酸酯,二苯基甲烷二异氰酸酯的三聚物,四甲基二甲苯二异氰酸酯的三聚物,六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯的异氰脲酸酯,及其混合物;任何聚异氰酸酯的二聚缩脲二酮,比如甲苯二异氰酸酯的缩脲二酮、六亚甲基二异氰酸酯的缩脲二酮、及其混合物;来源于上述异氰酸酯和聚异氰酸酯的改性聚异氰酸酯;及其混合物。此外,为了本发明的目的,所述芳香族脂族异氰酸酯可以与任一种上述列出的饱和异氰酸酯混合。
可以改变异氰酸酯的聚脲预聚物和聚醚胺中未反应的NCO基团数目以控制如反应速率,所得组合物的硬度等因素。例如,异氰酸酯的聚脲预聚物和聚醚胺中未反应的NCO基团数目可少于约14%。在一个实施方案中,所述聚脲预聚物具有约5%至约11%的未反应的NCO基团,且甚至更优选地具有约6%至约9.5%的未反应的NCO基团。在一个实施方案中,未反应的NCO基团的百分比为约3%至约9%。可选地,未反应的NCO基团在聚脲预聚物中的百分比可以为约7.5%或以下,且更优选地为约7%或以下。在另一个实施方案中,未反应的NCO含量为约2.5%至约7.5%,且更优选地为约4%至约6.5%。
当形成时,聚脲预聚物可以包含按预聚物的重量计约10%至约20%的游离的异氰酸酯单体。因此,在一个实施方案中,所述聚脲预聚物可排除了游离的异氰酸酯单体。例如,在排除后,所述预聚物可以包含约1%或以下的游离的异氰酸酯单体。在另一个实施方案中,所述预聚物包含按重量计约0.5%或以下的游离的异氰酸酯单体。
聚醚胺可以与其他多元醇混合以配制共聚物,使所述共聚物与过量的异氰酸酯反应形成聚脲预聚物。在一个实施方案中,将按共聚物重量计少于约30%的多元醇与饱和聚醚胺混合。在另一个实施方案中,将按共聚物重量计少于约20%、优选按共聚物重量计少于约15%的多元醇与所述聚醚胺混合。上述所列的多元醇,相对于聚氨酯预聚物,例如聚醚多元醇,聚己内酯多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、烃多元醇、其他多元醇、及其混合物,也适于与所述聚醚胺混合。这些聚合物的分子量可以为约200至约4000,但是也可以为约1000至约3000,且更优选地为约1500至约2500。
所述聚脲组合物可以通过将聚脲预聚物与单个固化剂或固化剂混合物交联来制成。本发明的固化剂优选为胺封端的固化剂,更优选地为仲二胺固化剂,使得组合物仅包含脲键。在一个实施方案中,所述胺封端的固化剂可以具有约64以上的分子量。在另一个实施方案中,所述胺固化剂的分子量为约2000或以下。如上所讨论的,某些胺封端的固化剂可以用相容的胺封端凝固点抑制剂(amine-terminated freezing point depressing agent)或相容的凝固点抑制剂的混合物来改性。
合适的胺封端固化剂包括,但不限于:乙二胺;六亚甲基二胺;1-甲基-2,6-环己基二胺;四羟基亚丙基乙二胺;2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-己烷二胺;4,4’-二-(仲丁基氨基)-二环己基甲烷;1,4-二-(仲丁基氨基)-环己烷;1,2-二-(仲丁基氨基)-环己烷;4,4-二-(仲丁基氨基)-二环己基甲烷的衍生物;4,4’-二环己基甲烷二胺;1,4-环己烷-二-(甲胺);1,3-环己烷-二-(甲胺);二乙二醇二-(氨基丙基)醚;2-甲基五亚甲基-二胺;二氨基环己烷;二亚乙基三胺;三亚乙基四胺;四亚乙基五胺;亚丙基二胺;1,3-二氨基丙烷;二甲基氨基丙胺;二乙基氨基丙胺;二亚丙基三胺;亚胺基-二-丙胺;单乙醇胺、二乙醇胺;三乙醇胺;单异丙醇胺、二异丙醇胺;异佛尔酮二胺;4,4’-亚甲基二-(2-氯苯胺);3,5-二甲硫基-2,4-甲苯二胺;3,5-二甲硫基-2,6-甲苯二胺;3,5-二乙基硫代-2,4-甲苯二胺;3,5-二乙基硫代-2,6-甲苯二胺;4,4’-二-(仲丁基氨基)-二苯基甲烷及其衍生物;1,4-二-(仲丁基氨基)-苯;1,2-二-(仲丁基氨基)-苯;N,N’-二烷基氨基-二苯甲烷;N,N,N’,N’-四(2-羟基丙基)乙二胺;三亚甲基二醇-二-对氨基苯甲酸酯;聚四亚甲基氧化物-二-对氨基苯甲酸酯;4,4’-亚甲基二-(3-氯-2,6-二亚乙基苯胺);4,4’-亚甲基二-(2,6-二乙基苯胺);间-亚苯基二胺;对亚苯基二胺;及其混合物。在一个实施方案中,所述胺封端的固化剂为4,4’-二-(仲丁基氨基)-二环己基甲烷。
合适的饱和的胺-封端的固化剂包括,但不限于:乙二胺;六亚甲基二胺;1-甲基-2,6-环己基二胺;四羟基亚丙基乙二胺;2,2,4-和2,4,4-三甲基-1,6-己烷二胺;4,4’-二-(仲丁基氨基)-二环己基甲烷;1,4-二-(仲丁基氨基)-环己烷;1,2-二-(仲丁基氨基)-环己烷;4,4-二-(仲丁基氨基)-二环己基甲烷的衍生物;4,4’-二环己基甲烷二胺;4,4'-亚甲基二-(2,6-二乙基氨基环己烷;1,4-环己烷-二-(甲胺);1,3-环己烷-二-(甲胺);二乙二醇二-(氨基丙基)醚;2-甲基五亚甲基二胺;二氨基环己烷;二亚乙基三胺;三亚乙基四胺;四亚乙基五胺;亚丙基二胺;1,3-二氨基丙烷;二甲基氨基丙胺;二乙基氨基丙胺;亚胺基-二-丙胺;单乙醇胺、二乙醇胺;三乙醇胺;单异丙醇胺、二异丙醇胺;异佛尔酮二胺;三异丙醇胺;及其混合物。此外,任何上述的聚醚胺可用作固化剂以与聚脲预聚物反应。
本发明高尔夫球的覆盖层也可以由离子交联聚合的聚合物,优选高度中和的离聚物(HNP)制成。在一个优选实施方案中,所述高尔夫球的至少一个中间层是由HNP材料或HNP材料的掺合物制成的。HNP的酸性部分,通常为基于亚乙基的离聚物,优选被中和大于约70%,更优选大于约90%,且最优选至少约100%。HNP也可以与第二聚合物组分混合,所述组分如果含有酸基团,则可以用常规方式中和,通过本发明的有机脂肪酸中和,或两者皆是。所述第二聚合物组分,可部分或完全中和,优选地包括离子交联聚合共聚物和三聚物、离聚物前体、热塑性塑料、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、聚脲、热塑性弹性体、聚丁二烯橡胶、巴拉塔树胶、茂金属催化的聚合物(接枝的和非接枝的)、单位点聚合物、高结晶的酸聚合物、阳离子型离聚物等。HNP聚合物通常具有约20至约80肖氏D的材料硬度,和约3000psi至约200000psi的弯曲模量。
在本发明的一个实施方案中,HNP是离聚物和/或其酸前体,优选地用有机酸共聚物或其盐完全或部分中和。所述酸共聚物优选为以下物质的共聚物:α-烯烃,如乙烯,C3-8α,β-烯键式不饱和羧酸,比如丙烯酸和甲基丙烯酸。其可任选地包含软化单体,比如丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯,其中所述烷基具有1至8个碳原子。
所述酸共聚物可以被描述为E/X/Y共聚物,其中E为乙烯,X为α,β-烯键式不饱和羧酸,Y为软化共聚单体。在一个优选的实施方案中,X是丙烯酸或甲基丙烯酸,且Y是C1-8烷基丙烯酸酯甲基丙烯酸酯。X优选地以聚合物的约1至约35的重量百分数,更优选地为聚合物的约5至约30的重量百分数,且最优选地为聚合物的约10至约20的重量百分数的量存在。Y优选地以聚合物的约0至约50的重量百分数,更优选地为聚合物的约5至约25的重量百分数,且最优选地为聚合物的约10至约20的重量百分数的量存在。
具体的含酸乙烯共聚物包括,但不限于乙烯/丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸异丁酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸异丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸正丁酯、乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯和乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸正丁酯。优选的含酸乙烯共聚物包括乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸甲酯、乙烯/丙烯酸/丙烯酸乙酯、乙烯/甲基丙烯酸/丙烯酸乙酯和乙烯/丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物。最优选的含酸乙烯共聚物为乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸正丁酯、乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸乙酯和乙烯/(甲基)丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物。
通常用金属阳离子比如Li、Na、Mg、K、Ca或Zn将离聚物中和。然而,已经发现,通过将足够的有机酸或有机酸的盐与合适的碱一起加入到所述酸共聚物或离聚物中,该离聚物可以被中和至对于金属阳离子来说高得多的水平,而不损失加工性。优选地,将该酸部分中和大于约80%,优选90-100%,最优选100%,而不损失加工性。这伴随着对乙烯α,β-烯属不饱和羧酸共聚物与例如有机酸或有机酸的盐进行熔融共混,且加入足够量的阳离子源以将所有酸部分(包括在酸共聚物中和在有机酸中的那些酸部分)的中和水平提高至大于90%(优选大于100%)。
本发明的有机酸是脂肪族单或多官能(饱和、不饱和或多不饱和的)有机酸。也可以使用这些有机酸的盐。本发明的有机酸的盐包括钡、锂、钠、锌、铋、铬、钴、铜、钾、锶、钛、钨、镁、铯、铁、镍、银、铝、锡或钙的盐,脂肪酸特别是硬脂酸、山嵛酸、芥子酸、油酸、亚油酸或其二聚化衍生物的盐。优选地,本发明的有机酸和盐是相对非迁移性的(它们在环境温度下不会移动到聚合物的表面上)和非挥发性的(它们在熔融共混所需的温度下不挥发)。
本发明的离聚物也可以是更常规的离聚物,即用金属阳离子部分中和。通过阳离子例如锂、钠、钾、镁、钙、钡、铅、锡、锌、铝或其混合物将在该酸共聚物中的酸部分中和约1至约90%,优选至少约20至约75%,且更优选至少约40至约70%,以形成离聚物。
在一个优选的实施方案中,本发明的单层核用两个覆盖层包封,其中内覆盖层具有的厚度为约0.01英寸至约0.06英寸,更优选约0.015英寸至约0.040英寸,且最优选约0.02英寸至约0.035英寸,且所述内覆盖层由部分或完全中和的离聚物形成,所述部分或完全中和的离聚物具有的肖氏D硬度大于约55,更优选地大于约60,且最优选地大于约65。在该实施方案中,外覆盖层应当具有厚度为约0.015英寸至约0.055英寸,更优选约0.02英寸至约0.04英寸,且最优选约0.025英寸至约0.035英寸,且具有的硬度为约肖氏D60或以下,更优选为55或以下,且最优选约52或以下。所述内覆盖层应当比所述外覆盖层更硬。在该实施方案中,外覆盖层包括部分或完全中和的离聚物、聚氨酯、聚脲或其共混物。最优选的外覆盖层为可浇注的或可反应注射成型的聚氨酯、聚脲或其共聚物或混合物,其具有的肖氏D硬度为约40至约50。最优选的内覆盖层材料是部分中和的离聚物,其包括锌、钠或锂中和的离聚物,比如8940、8945、9910、7930、7940或其具有肖氏D硬度为约63至约68的共混物。
在另一个多层覆盖层-单核实施方案中,外覆盖层和内覆盖层材料和厚度是相同的,但硬度范围是相反的,即外覆盖层比内覆盖层更硬。
在一个可选的优选实施方式中,高尔夫球是整块的高尔夫球,其具有凹陷的表面(dimpled surface),且具有等于或小于中心硬度的表面硬度(即负硬度梯度)。该整块的球体优选地具有的直径为约1.680英寸至约1.690英寸,重量为约1.620oz,Atti压缩为约40至120,和COR为约0.750至0.825。
在一个优选的两块球体实施方案中,具有负硬度梯度的单层核用单层覆盖材料包覆,该覆盖材料具有的肖氏D硬度为约20至约80,更优选地为约40至约75,且最优选地为约45至约70,且包括热塑性或热固性聚氨酯、聚脲、聚酰胺、聚酯、聚酯弹性体、聚醚-酰胺或聚酯-酰胺,部分或完全中和的离聚物,聚烯烃比如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯共聚物比如乙烯-丙烯酸丁酯或乙烯-丙烯酸甲酯,聚(乙烯甲基丙烯酸)共聚物和三元共聚物、茂金属催化的聚烯烃和极性基团官能化的聚烯烃及其共混物。在两块的实施方案中,优选的覆盖材料是具有硬度为约50至约70肖氏D的离聚物(常规或HNP)。在两块的实施方案中,另一种优选的覆盖材料是热塑性或热固性聚氨酯或聚脲。优选的离聚物是高酸性离聚物,其包含乙烯和甲基丙烯酸或丙烯酸的共聚物,且具有酸含量为至少16至约25重量百分数。在这种情况下,通过相对刚性的高酸性离聚物贡献的降低的旋转(reduced spin)可通过增加旋转的负梯度核在某种程度上抵消。该核可以具有的直径为约1.0英寸至约1.64英寸,优选约1.30英寸至约1.620,且更优选约1.40英寸至约1.60英寸。
另一种优选的覆盖材料包括可浇注的或可反应注射成型的聚氨酯、聚脲或聚氨酯/聚脲的共聚物或混合物。优选地,该覆盖层是热固性的,但可以是热塑性的,具有的肖氏D硬度为约20至约70,更优选约30至约65,且最优选约35至约60。任选地,在覆盖层和核之间使用湿蒸汽阻挡层,比如在美国专利No.6,632,147;6,932,720;7,004,854;和7,182,702中公开的,将所有这些文献的全部内容引入本文作为参考。
虽然本申请的任何实施方案都可以具有任何已知的凹陷数目和图案,但优选的凹陷数目为252至456,且更优选地为330至392。凹陷可包括现有技术中公开的任何宽度、深度和棱角,且图案可包括多个具有不同宽度、深度和棱角的凹陷。所述图案的分隔线构型可以为直线或交错的波浪分模线(SWPL)。最优选地,凹陷数目是330、332或392,且包括5至7种凹陷尺寸,分模线为SWPL。
在任何这些实施方案中,单层核可以用双层核或更多层核代替,其中至少一个核层具有负硬度梯度。与操作实施例不同,或除非另有具体指出,所有数值范围、量、值和百分比比如就材料的量和说明书中其它事物的量而言的那些数值范围、量、值和百分数可读作如同前面有术语“约”修饰那样,即使术语“约”可能不会明确地与所述值、量或范围一起出现。因此,除非有相反的指示,否则说明书和所附的权利要求中所列的数值参数是近似值,其可以根据本发明所期望获得的期望的性质而变化。至少地,而不试图,用相同的教导的应用来限制权利要求的范围,每个数值参数都应当至少根据所给出的有效数字和通过施用通常的四舍五入技术来解释。
尽管给出本发明的宽泛围的数值范围和参数是近似的,但是具体实施例中给出的数值是尽可能精确地给出的。然而,任何数值本身必然包含由于在它们的各个试验测量中存在的标准偏差导致的某些误差。而且,当本申请给出各种数值范围时,可以使用任何这些值的任何组合(包含所列举的值)。
虽然显而易见地是本文公开的本发明的示例性实施方式满足上述的目的,但是应该理解,本领域技术人员可以预期许多改进和其它实施方案。因此,应当理解所附的权利要求意图是覆盖在本发明的精神和范围内的所有这些改进和实施方案。
Claims (29)
1.高尔夫球,包括
内核,具有几何中心和第一外表面,所述内核由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,
外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成,所述外核层具有第二外表面;
内覆盖层,配制在所述核周围,所述内覆盖物包括离子交联聚合材料和具有为约55肖氏D或以上的材料硬度;和
外覆盖层,配置在所述内覆盖层周围,所述外覆盖物包括聚脲或聚氨酯和具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度;
其中第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约20肖氏C;和
其中第二外表面具有的硬度大于几何中心的硬度为至多约43肖氏C点。
2.权利要求1所述的高尔夫球,其中所述内核具有的外直径为约0.5英寸至约1.40英寸。
3.权利要求1所述的高尔夫球,其中所述内核包括约0.2phr至约2.0phr的量的碳-碳引发剂。
4.权利要求3所述的高尔夫球,所述内核在高于330夫球的固化温度下模铸约8分钟至约16分钟。
5.权利要求4所述的高尔夫球,其中第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约10肖氏C。
6.权利要求4所述的高尔夫球,其中第一外表面的硬度小于几何中心的硬度至多约5肖氏C。
7.权利要求1所述的高尔夫球,其中内核具有的软中心偏转指数(SCDI)压缩为约40至约160。
8.权利要求1所述的高尔夫球,其中几何中心的硬度为约55肖氏C至约82肖氏C。
9.权利要求9所述的高尔夫球,其中几何中心的硬度为约60肖氏C至约80肖氏C。
10.权利要求1所述的高尔夫球,其中第二外表面的硬度为约84肖氏C至约98肖氏C。
11.权利要求11所述的高尔夫球,其中第二外表面的硬度为约84肖氏C至约95肖氏C。
12.权利要求1所述的高尔夫球,其中第二外表面的硬度为大于几何中心的硬度约2至43肖氏C点。
13.权利要求1所述的高尔夫球,其中第二外表面的硬度为大于几何中心的硬度约3至37肖氏C点。
14.权利要求1所述的高尔夫球,其中在所述橡胶组合物中使用的抗氧剂与活性引发剂的比例为约0.4或以上。
15.权利要求1所述的高尔夫球,其中所述离子交联聚合材料包括具有酸含量为约11wt%至约20wt%的Na-离子交联聚合、Li-离子交联聚合或Zn-离子交联聚合。
16.权利要求1所述的高尔夫球,其中所述离子交联聚合材料包括具有酸含量为约16wt%或以上的离聚物和马来酸-酸酐接枝的-茂金属-催化的聚烯烃。
17.权利要求1的高尔夫球,其中第二外表面具有的硬度为大于几何中心的硬度约3至37肖氏C点。
18.高尔夫球,包括
内核,具有几何中心和第一外表面,所述内核由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成;
外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成,所述外核层具有第二外表面;
内覆盖层,配制在所述核周围,所述内覆盖物包括离子交联聚合材料和具有为约55肖氏D或以上的材料硬度;和
外覆盖层,配置在所述内覆盖层周围,所述外覆盖物包括聚脲或聚氨酯和具有为20肖氏D至70肖氏D的材料硬度;
其中第一外表面具有的硬度大于几何中心的硬度至多约5肖氏C;和
其中第二外表面具有的硬度大于几何中心的硬度为至多约43肖氏C点。
19.权利要求18所述的高尔夫球,其中所述内核具有的外直径为约0.5英寸至约1.40英寸。
20.权利要求18所述的高尔夫球,其中所述内核包括约0.2phr至约2.0phr的量的碳-碳引发剂。
21.权利要求20所述的高尔夫球,所述内核在高于330夫球的固化温度下模铸约8分钟至约16分钟。
22.高尔夫球,由下述组成:
内核,具有几何中心和第一外表面,所述内核由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,
外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成,所述外核层具有第二外表面;和
外覆盖层,配置在所述核周围,所述外覆盖物具有为50肖氏D至70肖氏D的材料硬度;
其中第一外表面具有的硬度小于几何中心的硬度至多约20肖氏C;和
其中第二外表面具有的硬度大于几何中心的硬度为至多约43肖氏C点。
23.权利要求22所述的高尔夫球,其中所述内核具有的外直径为约0.5英寸至约1.40英寸。
24.权利要求22所述的高尔夫球,其中所述内核包括约0.2phr至约2.0phr的量的碳-碳引发剂。
25.权利要求24所述的高尔夫球,所述内核在高于330夫球的固化温度下模铸约8分钟至约16分钟。
26.高尔夫球,由下述组成:
内核,具有几何中心和第一外表面,所述内核由包括碳-碳引发剂的第一基本上同质的橡胶组合物形成,
外核层,配置在内核周围,由第二基本上同质的橡胶组合物形成,所述外核层具有第二外表面;和
外覆盖层,配置在所述核周围,所述外覆盖物具有为50肖氏D至70肖氏D的材料硬度;
其中第一外表面具有的硬度大于几何中心的硬度至多约5肖氏C;和
其中第二外表面具有的硬度大于几何中心的硬度为至多约43肖氏C点。
27.权利要求26所述的高尔夫球,其中所述内核具有的外直径为约0.5英寸至约1.40英寸。
28.权利要求26所述的高尔夫球,其中所述内核包括约0.2phr至约2.0phr的量的碳-碳引发剂。
29.权利要求28所述的高尔夫球,所述内核在高于330夫球的固化温度下模铸约8分钟至约16分钟。
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