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【专利摘要】一种人造颗粒，包括颗粒物及包裹于颗粒物的表面上的包裹层，包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于橡胶粘结剂中的分散剂，橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种。上述人造颗粒能够较长时间兼具流动和塑型的功能。此外，还提供上述人造颗粒的制备方法和应用。
【专利说明】人造颗粒及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种人造颗粒及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]传统的沙有两种，一种是具有可塑型的物质，例如，具有类似于粘土性能的沙子或是橡皮泥，能够塑型，但是，其不具有流动性；另一种是流动沙，例如，流沙或沙漏中的沙子，具有流动性，但是不能够塑型。虽然，海滩上的天然的湿沙能够同时兼具塑型和流动的功能，但是一旦水分挥发后就成了干散沙，就不具有塑型的功能，只具备流动功能，使其不能长期同时兼具塑型和流动的功能。
【发明内容】
[0003]鉴于此，有必要提供一种能够较长时间兼具塑型和流动功能的人造颗粒及其制备方法。
[0004]一种人造颗粒，包括颗粒物及包裹于所述颗粒物的表面上的包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和硼半交联硅橡胶中的至少一种。
[0005]在其中一个实施例中，所述颗粒物的体积百分比为70%~99%，所述橡胶粘结剂的体积百分比为0.9%~18%，所 述分散剂的体积百分比为0.1%~12%。
[0006]在其中一个实施例中，所述颗粒物选自聚丙烯腈塑料颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒、聚苯乙烯颗粒、石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆及淀粉中的一种。
[0007]在其中一个实施例中，所述未交联的橡胶选自聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶及丁苯橡胶中的至少一种；所述半交联的硅橡胶为硼交联的硅橡胶。
[0008]在其中一个实施例中，所述分散剂选自碳酸盐、硅酸盐、硫化橡胶粉、硅微粉、玻璃微珠、丙烯腈聚合物微胶囊膨胀发泡粉、脂肪酸酯类表面活性剂、烷基苯磺酸类乳化剂、石蜡油、环烷油、硅油、石油树脂、萜烯树脂、氧化镁、氧化铝及氧化硅中的至少一种。
[0009]一种人造颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0010]将橡胶粘结剂与分散剂混合形成包裹材料，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种；及
[0011]将所述包裹材料与颗粒物混合，在所述颗粒物的表面形成包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂。
[0012]一种人造颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0013]将橡胶粘结剂与颗粒物混合，使所述橡胶粘结剂包裹于所述颗粒物的表面，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种；及
[0014]将表面包裹有所述橡胶粘结剂的所述颗粒物与分散剂混合，在所述颗粒物的表面形成包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂。
[0015]一种人造颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0016]将颗粒物与分散剂混合；及
[0017]然后加入橡胶粘结剂混合，在所述颗粒物的表面形成包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种。 [0018]上述的人造颗粒在儿童玩具、游乐体育场地、农业种植或孔洞封堵材料中的应用。
[0019]上述人造颗粒的包裹层包裹于颗粒物的表面上，包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于橡胶粘结剂中的分散剂，且橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种，未交联的橡胶和半交联的硅橡胶均具有可塑性和粘结性，使橡胶粘结剂能够很好地包裹在颗粒物的表面，且多个人造颗粒在一起时能够塑型，而分散剂分散在橡胶粘结剂中能够降低、增强或部分破坏橡胶粘结剂的粘结性能，将分散剂分散于连续分布的橡胶粘结剂中能够使人造颗粒兼具流动和塑型的功能，且由于未交联的橡胶和半交联的硅橡胶比较稳定，具有较好的耐光性和耐氧化性，能够与分散剂形成一个稳定的体系，使得上述人造颗粒至少能维持9个月功能无变化，因此，上述人造颗粒能够较长时间兼具流动和塑型功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为一实施方式的人造颗粒的结构示意图；
[0021]图2为一实施方式的人造颗粒的一种制备方法的流程图；
[0022]图3为一实施方式的人造颗粒的另一种制备方法的流程图；
[0023]图4为一实施方式的人造颗粒的又一种制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面主要结合附图及具体实施例对人造颗粒及其制备方法和应用作进一步详细的说明。
[0025]如图1所示，一实施方式的人造颗粒100，包括颗粒物110及包裹于颗粒物110的表面上的包裹层120，包裹层120包括连续分布的橡胶粘结剂122及分散于橡胶粘结剂122中的分散剂124。
[0026]优选的，颗粒物110的体积百分比为70%~99%，橡胶粘结剂122的体积百分比为
0.9%~18%，分散剂124的体积百分比为0.1%~12%。
[0027]更优选的，颗粒物110的体积百分比为85%~97%，橡胶粘结剂122的体积百分比为2%~9%，分散剂124的体积百分比为1%~6%。该比例使得人造颗粒100之间具备更加合适的粘结性能和分散性能，从而更好地实现塑型与流动双功能。兼具塑型和流动功能的人造颗粒100是指:当把多个该人造颗粒100用力捏压或挤压，就塑造为有形的状态，保持一段时间不变形，即具有塑型性；把多个人造颗粒100塑造好的形状放置一段时间，或者略用力破坏它，人造颗粒100之间会松散开，松散时有流动或蠕动的动感，即具有流动性。上述多个人造颗粒100维持塑型状态的时间长短根据功能需要可以调控，从I秒钟到I个月之间都可以。
[0028]其中，颗粒物110选自聚丙烯腈塑料颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒、聚苯乙烯颗粒、石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆及淀粉中的一种。
[0029]使用石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆或淀粉作为人造颗粒100的颗粒物110，而使其产生一种新的价值。
[0030]橡胶粘结剂122为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种。传统橡胶的用途是把橡胶进行硫化(即交联)，形成具有较高强度、固定形状及不再可塑的弹性体，而未交联的橡胶和半交联的硅橡胶均具有可塑性和粘结性，能可靠地包裹在颗粒物110的表面，并使人造颗粒100可以塑型。未交联的橡胶是还没有与交联剂发生聚合交联反应的橡胶体。优选的，未交联的橡胶选自聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶(丁二烯和丙烯腈共聚物)及丁苯橡胶(丁二烯和苯乙烯共聚物)中的至少一种。上述未交联的橡胶均具有可塑性，且极易包裹颗粒物110的表面上。半交联的硅橡胶优选为硼交联的硅橡胶。这里的硼交联的硅橡胶是指使用硼酸或硼酸盐作为交联剂与聚二甲基硅氧烷发生部分交联(半交联)反应得到的。硼交联的硅橡胶为半固体的，具有自流平性、自粘性、可塑性和可软化性。
[0031]通过将不同的未交联的橡胶混合、或是将未交联的橡胶与半交联的硅橡胶混合有利于调节橡胶粘结剂122的撕裂强度，从而使人造颗粒100之间具有一定的粘结强度，以更好地满足塑型和流动双功能。由于未交联 的橡胶和半交联的硅橡胶具有不同的撕裂强度，且不同的未交联的橡胶也具有不同的撕裂强度，将几种橡胶混合可以得到具有合适的撕裂强度的橡胶粘结剂122。
[0032]优选的，橡胶粘结剂122优选为聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶组成的混合物；且聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶的体积比为I~4:6~9。将该两种未交联的橡胶按照不同的比例混合，能够得到不同的粘结性和拉丝性能的橡胶粘结剂122，极易牢固地包裹在颗粒物110表面，并能把分散剂124紧紧地固定住。
[0033]分散剂124为分散在橡胶粘结剂122中，能够降低、增强或是部分破坏粘结性能的物质。通过加入分散剂124，不仅可以调节橡胶粘结剂122的粘结性能，使人造颗粒100具有流动功能，同时通过调节分散剂124与橡胶粘结剂122之间的组合，也可以调节得到不同的撕裂强度的包裹层120，从而满足人造颗粒100的塑型和流动双功能的需要。
[0034]其中，分散剂124为碳酸盐、硅酸盐、硫化橡胶粉、硅微粉、玻璃微珠、丙烯腈聚合物微胶囊膨胀发泡粉、脂肪酸酯类表面活性剂、烷基苯磺酸类乳化剂、石蜡油、环烷油、硅油、石油树脂、萜烯树脂、氧化镁、氧化铝及氧化硅中的至少一种。这些分散剂124比较稳定，能够与橡胶粘结剂122形成一个比较稳定的体系，使得人造颗粒100能维持较长时间的功能无变化。
[0035]优选的，碳酸盐为碳酸钙或碳酸镁。优选的，硅酸盐为硅酸钙或硅酸镁。例如，可以加入滑石粉，硅酸镁是滑石粉的主要成分。
[0036]优选的，硫化橡胶粉可以为硫化丁苯橡胶粉或硫化丁腈橡胶粉。
[0037]优选的，脂肪酸酯类表面活性剂可以为甘油单油酸酯或失水山梨醇硬脂酸酯。
[0038]优选的，烷基苯磺酸类乳化剂可以为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸三乙醇胺。
[0039]优选的，分散剂124为碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物；其中，碳酸钙和环烷油的体积比为7:1 ；硅酸镁和硅油的体积比为9:1 ;氧化硅和十二烷基苯磺酸钠的体积比为42:5。将碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物作为分散剂124，使得分散剂124更加容易在橡胶粘结剂122中分散，且上述三种组合的分散剂124能够与橡胶粘结剂122形成一个更加稳定的体系，从而有利于维持人造颗粒100的功能长期不变化。
[0040]上述人造颗粒100的包裹层120包裹于颗粒物110的表面上，包裹层120包括连续分布的橡胶粘结剂122及分散于橡胶粘结剂122中的分散剂124，且橡胶粘结剂122为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种，未交联的橡胶和半交联的硅橡胶均具有可塑性和粘结性，使橡胶粘结剂122能够很好地包裹在颗粒物110的表面，且使多个人造颗粒100在一起能够塑型，而分散剂124分散在橡胶粘结剂122中能够降低、增强或部分破坏橡胶粘结剂122的粘结性能，将分散剂124分散于连续分布的橡胶粘结剂122中能够使多个人造颗粒100兼具流动和塑型的功能，且由于未交联的橡胶和半交联的硅橡胶比较稳定，具有较好的耐光性和耐氧化性，能够与分散剂124形成一个稳定的体系，使得上述人造颗粒100至少能维持9个月功能无变化，因此，上述人造颗粒100能够较长时间兼具流动和塑型功能。
[0041]上述人造颗粒100能够应用在儿童玩具、游乐体育场地、农业种植或孔洞封堵材料中。
[0042]上述人造颗粒100应用在儿童玩具中时，得到一种新型的颗粒质感的新玩法的玩具。该多个人造颗粒100既可压捏成不同造型，又能自动松散为沙粒，人造颗粒100应用于玩具中具有动感、反复性及不板结性，且对于儿童，具有更强的趣味性，相对于原始沙伤害性更小，安全性更强。还可以通过调节橡胶粘接剂122与分散剂124的成分和配比，以获得不同的塑型时间与不同的流平时间，得到不同的塑型和流动功效的人造颗粒100。
[0043]上述人造颗粒100应用在游乐体育场地时，使用聚苯乙烯颗粒、河沙、硅沙等作为颗粒物110，能够保持人造颗粒100的正常堆积状态为膨松状，为游乐场地提供较好的缓冲性能，降低冲击伤害，相对于原始沙伤害性更小，安全性更强。
[0044]上述人造颗粒100应用于农业种植时，使用秸杆、腐殖土等作为颗粒物100，将多个人造颗粒100压制成紧实的饼状，紧实状态下包装贮存与运输，打开包装后，又能够变成流动性的疏松状态，具有透气性，能够给固体植株贮存并供给养份。
[0045]上述人造颗粒100应用于孔洞封阻材料时，把上述多个人造颗粒100压实后填入孔洞中，然后后自动膨松，实现自动填满孔洞空隙，并且使用上述人造颗粒100封阻后的孔洞，还易于再次或多次开启。
[0046]如图2所示，一实施方式的人造颗粒的制备方法，包括如下步骤:
[0047]步骤S210:将橡胶粘结剂与分散剂混合形成包裹材料。橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种。
[0048]传统橡胶的用途是把橡胶进行硫化(即交联)，形成具有较高强度、固定形状及不再可塑的弹性体，而未交联的橡胶和半交联的硅橡胶均具有可塑性和粘结性，能可靠地包裹在颗粒物的表面，并使人造颗粒可以塑型。未交联的橡胶是还没有与交联剂发生聚合交联反应的橡胶体。优选的，未交联的橡胶选自聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶(丁二烯和丙烯腈共聚物)及丁苯橡胶(丁二烯和苯乙烯共聚物)中的至少一种。上述未交联的橡胶均具有可塑性，且极易包裹颗粒物的表面上。且上述未交联的橡胶均比较稳定，具有较好的耐光性和耐氧化性。优选的，半交联的硅橡胶为硼交联的硅橡胶。这里的硼交联的硅橡胶是指使用硼酸或硼酸盐作为交联剂与聚二甲基硅氧烷发生部分交联(半交联)反应得到的。硼交联的硅橡胶为半固体的，具有自流平性、自粘性、可塑性和可软化性。
[0049]其中，半交联的硅橡胶的制备步骤为:按照质量比为200:1~20将二甲基硅氧烷与交联剂混合，然后加热至100°C~345°C交联反应0.5小时~10小时，得到半交联的硅橡胶。其中，交联剂为硼酸或硼酸盐。硼酸盐可以为偏硼酸盐、原硼酸盐或多硼酸盐等；硼酸盐优选为硼砂(四硼酸钠)。
[0050]通过将不同的未交联的橡胶混合、或是将未交联的橡胶与半交联的硅橡胶混合有利于调节橡胶粘结剂的撕裂强度，从而使人造颗粒之间具有一定的粘结强度，以满足塑型和流动双功能。由于未交联的橡胶和半交联的硅橡胶具有不同的撕裂强度，且不同的未交联的橡胶也具有不同的撕裂强度，将几种橡胶混合可以得到具有合适的撕裂强度的橡胶粘结剂。
[0051]优选的，橡胶粘结剂优选为聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶组成的混合物；且聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶的体积比为I~4:6~9。将该两种未交联的橡胶按照不同的比例混合，能够得到不同的粘结性和拉丝性能的橡胶粘结剂， 极易牢固地包裹在颗粒物表面，并能把分散紧紧地固定住。
[0052]分散剂为分散在橡胶粘结剂中，能够降低、增强或是部分破坏粘结性能的物质。通过加入分散剂，不仅可以调节橡胶粘结剂的粘结性能，使人造颗粒具有流动功能，同时通过调节分散剂与橡胶粘结剂之间的组合，也可以调节得到不同的撕裂强度的包裹层，从而满足人造颗粒的塑型和流动双功能的需要。
[0053]其中，分散剂为碳酸盐、硅酸盐、硫化橡胶粉、硅微粉、玻璃微珠、丙烯腈聚合物微胶囊膨胀发泡粉、脂肪酸酯类表面活性剂、烷基苯磺酸类乳化剂、石蜡油、环烷油、硅油、石油树脂、萜烯树脂、氧化镁、氧化铝及氧化硅中的至少一种。这些分散剂易在橡胶粘结剂中分布均匀。且这些分散剂比较稳定，能够与橡胶粘结剂形成一个比较稳定的体系，使得人造颗粒能维持较长时间的功能无变化。
[0054]优选的，碳酸盐为碳酸钙或碳酸镁。优选的，硅酸盐为硅酸钙或硅酸镁。例如，可以加入滑石粉，硅酸镁是滑石粉的主要成分。
[0055]优选的，硫化橡胶粉可以为硫化丁苯橡胶粉或硫化丁腈橡胶粉。
[0056]优选的，脂肪酸酯类表面活性剂可以为甘油单油酸酯或失水山梨醇硬脂酸酯。
[0057]优选的，烷基苯磺酸类乳化剂可以为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸三乙醇胺。
[0058]优选的，分散剂为碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物；其中，碳酸钙和环烷油的体积比为7:1 ;硅酸镁和硅油的体积比为9:1 ;氧化硅和十二烷基苯磺酸钠的体积比为42:5。。将碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物作为分散剂，使得分散剂更加容易在橡胶粘结剂中分散，且上述三种组合的分散剂能够与橡胶粘结剂形成一个更加稳定的体系，从而有利于维持人造颗粒的功能长期不变化。
[0059]步骤S220:将包裹材料与颗粒物混合，在颗粒物的表面形成包裹层，包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于橡胶粘结剂中的分散剂。
[0060]其中，颗粒物选自聚丙烯腈塑料颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒、聚苯乙烯颗粒、石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆及淀粉中的一种。[0061 ] 使用石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆或淀粉作为人造颗粒的颗粒物，而使其产生一种新的价值。
[0062]优选的，颗粒物的体积百分比为70%~99%，橡胶粘结剂的体积百分比为0.9%~18%，分散剂的体积百分比为0.1%~12%。更优选的，颗粒物的体积百分比为85%~97%，橡胶粘结剂的体积百分比为2%~9%，分散剂的体积百分比为1%~6%。该比例使得人造颗粒之间具备更加合适的粘结性能和分散性能，从而实现塑型与流动双功能。兼具塑型和流动功能的人造颗粒是指:当把多个该人造颗粒用力捏压或挤压，就塑造为有形的状态，保持一段时间不变形，即具有塑型性；把塑造好的形状放置一段时间，或者略用力破坏它，人造颗粒之间会松散开，松散时有流动或蠕动的动感，即具有流动性。维持塑型状态的时间长短根据功能需要可以调控，从I秒钟到I个月之间都可以。
[0063]上述人造颗粒的制备方法操作简单，易于生产。
[0064]如图3所示，上述人造颗粒的另一制备方法，包括如下步骤:
[0065]步骤S310:将橡胶粘结剂与颗粒物混合，使橡胶粘结剂包裹于颗粒物的表面。橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联硅`的橡胶中的至少一种。
[0066]传统橡胶的用途是把橡胶进行硫化(即交联)，形成具有较高强度、固定形状及不再可塑的弹性体，而未交联的橡胶和硼半交联硅橡胶均具有可塑性和粘接性，能可靠的包裹在颗粒物的表面，并使人造颗粒可以塑型。未交联的橡胶是还没有与交联剂发生聚合交联反应的橡胶体。优选的，橡胶粘结剂选自聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶(丁二烯和丙烯腈共聚物)及丁苯橡胶(丁二烯和苯乙烯共聚物)中的至少一种。上述半交联的橡胶均具有可塑性，且极易包裹颗粒物的表面上。半交联的硅橡胶为硼交联的硅橡胶。这里的硼交联的硅橡胶是指使用硼酸或硼酸盐作为交联剂与聚二甲基硅氧烷发生部分交联(半交联)反应得到的。硼交联的硅橡胶为半固体的，具有自流平性、自粘性、可塑性和可软化性。
[0067]其中，半交联的硅橡胶的制备步骤为:按照质量比为200:1~20将二甲基硅氧烷与交联剂混合，然后加热至100°C~345°C反应0.5小时~10小时，得到半交联的硅橡胶。其中，交联剂为硼酸或硼酸盐。硼酸盐可以为偏硼酸盐、原硼酸盐或多硼酸盐等；硼酸盐优选为硼砂(四硼酸钠)。
[0068]通过将不同的未交联的橡胶混合、或是将未交联的橡胶与半交联的硅橡胶混合有利于调节橡胶粘结剂的撕裂强度，从而使人造颗粒之间具有一定的粘结强度，以满足塑型和流动双功能。由于未交联的橡胶和半交联的硅橡胶具有不同的撕裂强度，且不同的未交联的橡胶也具有不同的撕裂强度，将几种橡胶混合可以得到具有合适的撕裂强度的橡胶粘结剂。[0069]优选的，橡胶粘结剂优选为聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶组成的混合物；且聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶的体积比为I~4:6~9。将该两种未交联的橡胶按照不同的比例混合，能够得到不同的粘结性和拉丝性能的橡胶粘结剂，极易牢固地包裹在颗粒物表面，并能把分散紧紧地固定住。
[0070]其中，颗粒物选自聚丙烯腈塑料颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒、聚苯乙烯颗粒、石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆及淀粉中的一种。[0071 ] 使用石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆或淀粉作为人造颗粒的颗粒物，而使其产生一种新的价值。
[0072]具体的，当橡胶粘结剂为液体状时，将颗粒物与橡胶粘结剂在常温下揉匀。当使用的橡胶粘结剂中含有固体时，先将橡胶粘结剂加热融化后，再和颗粒物混合。
[0073]优选的，将橡胶粘结剂与颗粒物混合采用的设备为捏合机或分散机。
[0074]步骤S320:将表面包裹有橡胶粘结剂的颗粒物与分散剂混合，在颗粒物的表面形成包裹层，包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于橡胶粘结剂中的分散剂。
[0075]具体的，将表面包裹有橡胶粘结剂的颗粒物与分散剂混合的方法为搅压。
[0076]分散剂为分散在橡胶粘结剂中，能够降低、增强或是部分破坏粘结性能的物质。通过加入分散剂，不仅可以调节橡胶粘结剂的粘结性能，使人造颗粒具有流动功能，同时通过调节分散剂与橡胶粘结剂之间的组合，也可以调节得到不同的撕裂强度的包裹层，从而满足人造颗粒的塑型和流动双功能的需要。
[0077]其中，分散剂为碳酸盐 、硅酸盐、硫化橡胶粉、硅微粉、玻璃微珠、丙烯腈聚合物微胶囊膨胀发泡粉、脂肪酸酯类表面活性剂、烷基苯磺酸类乳化剂、石蜡油、环烷油、硅油、石油树脂、萜烯树脂、氧化镁、氧化铝及氧化硅中的至少一种。且这些分散剂比较稳定，能够与橡胶粘结剂形成一个比较稳定的体系，使得人造颗粒能维持较长时间的功能无变化。
[0078]优选的，碳酸盐为碳酸钙或碳酸镁。优选的，硅酸盐为硅酸钙或硅酸镁。例如，可以加入滑石粉，硅酸镁是滑石粉的主要成分。
[0079]优选的，硫化橡胶粉为硫化丁苯橡胶粉或硫化丁腈橡胶粉。
[0080]优选的，脂肪酸酯类表面活性剂可以为甘油单油酸酯或失水山梨醇硬脂酸酯。
[0081]优选的，烷基苯磺酸类乳化剂可以为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸三乙醇胺。
[0082]优选的，分散剂为碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物；其中，碳酸钙和环烷油的体积比为7:1 ;硅酸镁和硅油的体积比为9:1 ;氧化硅和十二烷基苯磺酸钠的体积比为42:5。。将碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物作为分散剂，使得分散剂更加容易在橡胶粘结剂中分散，且上述三种组合的分散剂能够与橡胶粘结剂形成一个更加稳定的体系，从而有利于维持人造颗粒的功能长期不变化。
[0083]优选的，颗粒物的体积百分比为70%~99%，橡胶粘结剂的体积百分比为0.9%~18%，分散剂的体积百分比为0.1%~12%。更优选的，颗粒物的体积百分比为85%~97%，橡胶粘结剂的体积百分比为2%~9%，分散剂的体积百分比为1%~6%。该比例使得人造颗粒之间具备更加合适的粘结性能和分散性能，从而实现塑型与流动双功能。兼具塑型和流动功能的人造颗粒是指:当把多个该人造颗粒用力捏压或挤压，就塑造为有形的状态，保持一段时间不变形，即具有塑型性；把塑造好的形状放置一段时间，或者略用力破坏它，人造颗粒之间会松散开，松散时有流动或蠕动的动感，即具有流动性。维持塑型状态的时间长短根据功能需要可以调控，从I秒钟到I个月之间都可以。
[0084]上述人造颗粒的制备方法操作简单，易于生产。
[0085]如图4所示，上述人造颗粒的另一制备方法，包括如下步骤:
[0086]步骤S410:将颗粒物与分散剂混合。
[0087]其中，颗粒物选自聚丙烯腈塑料颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒、聚苯乙烯颗粒、石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆及淀粉中的一种。
[0088]使用石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆或淀粉作为人造颗粒的颗粒物，而使其产生一种新的价值。
[0089]分散剂为分散在橡胶粘结剂中，能够降低、增强或是部分破坏粘结性能的物质。通过加入分散剂，不仅可以调节橡胶粘结剂的粘结性能，使人造颗粒具有流动功能，同时通过调节分散剂与橡胶粘结剂之间的组合，也可以调节得到不同的撕裂强度的包裹层，从而满足人造颗粒的塑型和流动双功能的需要。
[0090]其中，分散剂为碳酸盐、硅酸盐、硫化橡胶粉、硅微粉、玻璃微珠、丙烯腈聚合物微胶囊膨胀发泡粉、脂肪酸酯类表面活性剂、烷基苯磺酸类乳化剂、石蜡油、环烷油、硅油、石油树脂、萜烯树脂、氧化镁、氧化铝及氧化硅中的至少一种。且这些分散剂比较稳定，能够与橡胶粘结剂形成一个比较稳定的体系，使得人造颗粒能维持较长时间的功能无变化。
[0091]优选的，碳酸盐为碳酸钙或碳酸镁。优选的，硅酸盐为硅酸钙或硅酸镁。例如，可以加入滑石粉，硅酸镁是滑石粉的主`要成分。
[0092]优选的，硫化橡胶粉为硫化丁苯橡胶粉或硫化丁腈橡胶粉。
[0093]优选的，脂肪酸酯类表面活性剂可以为甘油单油酸酯或失水山梨醇硬脂酸酯。
[0094]优选的，烷基苯磺酸类乳化剂可以为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基苯磺酸三乙醇胺。
[0095]优选的，分散剂为碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物；其中，碳酸钙和环烷油的体积比为7:1 ;硅酸镁和硅油的体积比为9:1 ;氧化硅和十二烷基苯磺酸钠的体积比为42:5。。将碳酸钙和环烷油组成的混合物、硅酸镁和硅油组成的混合物、或氧化硅与十二烷基苯磺酸钠组成的混合物作为分散剂，使得分散剂更加容易在橡胶粘结剂中分散，且上述三种组合的分散剂能够与橡胶粘结剂形成一个更加稳定的体系，从而有利于维持人造颗粒的功能长期不变化。
[0096]步骤S420:然后加入橡胶粘结剂混合，在颗粒物的表面形成包裹层，包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于橡胶粘结剂中的分散剂。橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种。
[0097]传统橡胶的用途是把橡胶进行硫化(即交联)，形成具有较高强度、固定形状及不再可塑的弹性体，而未交联的橡胶和硼半交联硅橡胶均具有可塑性和粘接性，能可靠的包裹在颗粒物的表面，并使人造颗粒可以塑型。其中，优选的，未交联的橡胶选自聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶(丁二烯和丙烯腈共聚物)及丁苯橡胶(丁二烯和苯乙烯共聚物)中的至少一种。上述半交联的橡胶均具有可塑性，且极易包裹颗粒物的表面上。优选的，半交联的硅橡胶为硼交联的硅橡胶。这里的硼交联的硅橡胶是指使用硼酸或硼酸盐作为交联剂与聚二甲基硅氧烷发生部分交联(半交联)反应得到的。硼交联的硅橡胶具有自流平性、自粘性、可塑性和可软化性。
[0098]其中，半交联的硅橡胶的制备步骤为:按照质量比为200:1~20将二甲基硅氧烷与交联剂混合，然后加热至100°C~345°C交联反应0.5小时~10小时，得到半交联的硅橡胶。其中，交联剂为硼酸或硼酸盐。硼酸盐可以为偏硼酸盐、原硼酸盐或多硼酸盐等；硼酸盐优选为硼砂(四硼酸钠)。
[0099]通过将不同的未交联的橡胶混合、或是将未交联的橡胶与半交联的硅橡胶混合有利于调节橡胶粘结剂的撕裂强度，从而使人造颗粒之间具有一定的粘结强度，以满足塑型和流动双功能。由于未交联的橡胶和半交联的硅橡胶具有不同的撕裂强度，且不同的未交联的橡胶也具有不同的撕裂强度，将几种橡胶混合可以得到具有合适的撕裂强度的橡胶粘结剂。
[0100]优选的，橡胶粘结剂优选为聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶组成的混合物；且聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶的体积比为I~4:6~9。将该两种未交联的橡胶按照不同的比例混合，能够得到不同的粘结性和拉丝性能的橡胶粘结剂，极易牢固地包裹在颗粒物表面，并能把分散紧紧地固定住。
[0101]优选的，颗粒物的体积百分比为70%~99%，橡胶粘结剂的体积百分比为0.9%~18%，分散剂的体积百分比为0.1%~12%。更优选的，颗粒物的体积百分比为85%~97%，橡胶粘结剂的体积百分比为2%~9%，分散剂的体积百分比为1%~6%。该比例使得人造颗粒之间具备更加合适的粘结性能和分散性能，从而实现塑型与流动双功能。兼具塑型和流动功能的人造颗粒是指:当把多个该人造颗粒用力捏压或挤压，就塑造为有形的状态，保持一段时间不变形，即具有塑型性；把塑造好的形状放置一段时间，或者略用力破坏它，人造颗粒之间会松散开，松散时有流动或蠕动的动感，即具有流动性。维持塑型状态的时间长短根据功能需要可以调控，从I秒钟到I个月之间都可以。
[0102]上述人造颗粒的制备方法操作简单，易于生产。
[0103]以下为具体实施例部分:
[0104]实施例1
[0105]本实施例的人造颗粒的制备如下:
[0106](1)按照表1称取材料，将橡胶粘结剂与颗粒物混合，使橡胶粘结剂包裹在颗粒物的表面。
[0107](2)将表面包裹有橡胶粘结剂的颗粒物与分散剂混合，在颗粒物的表面形成包裹层。得到本实施例的人造颗粒，本实施例的人造颗粒应用于儿童玩具。
[0108]人造颗粒的塑型功能和流动功能的测试方法为:在水平台面上，准备一个直径和高度都是2厘米的中空园柱杯.在25±2°C的环境中，用500克的砝码，把颗粒物压入直径和高度都是2厘米的中空园柱孔中.维持60秒后取出砝码.再轻轻取走园柱杯.保持塑型颗粒堆积物静止不受外力，开始测量它开始散松的时间和散松流平的时间，以秒钟计，从而分别反映人造颗粒的塑型功能和流动功能。本实施例的人造颗粒的开始散松的时间和散松流平的时间见表2。
[0109]长期具有塑型和流动功能，代表着人造颗粒的保质期。为了能快速评估自然状态下保质期，将本实施例制备的人造颗粒在57°C~60°C的高温和_18°C~_20°C的低温中循环测试，维持一个高温24小时和低温24小时为一个周期，如此循环试验。其中，人造颗粒在上述测试中能维持I个周期功能无变化，代表着自然状态4个月功能正常；能维持2个周期功能无变化，代表着自然状态9个月功能正常；能维持3个周期功能无变化，代表着自然状态15个月功能正常；能维持4个周期功能无变化，代表着自然状态24个月功能正常；最长测试4个周期即可。本实施例的人造颗粒的保质期测试结果见表2。
[0110]实施例2
[0111]本实施例的人造颗粒的制备如下:
[0112](I)按照表1称取材料，将橡胶粘结剂与分散剂混合形成包裹材料。
[0113](2)将包裹材料与颗粒物混合，在颗粒物的表面形成包裹层。得到本实施例的人造颗粒，本实施例的人造颗粒应用于农业种植。
[0114]本实施例的人造颗粒的开始散松的时间、散松流平的时间及保质周期见表2。
[0115]实施例3
[0116]本实施例的人造颗粒的制备如下:
[0117](I)按照表1中的体积百分比称取材料，将颗粒物与分散剂混合。
[0118](2)然后加入橡胶粘结剂混合，在颗粒物的表面形成包裹层，。得到本实施例的人造颗粒，本实施例的人造颗粒应用于孔洞封堵。
[0119]本实施例的人造颗粒的开始散松的时间、散松流平的时间及保质周期见表2。
[0120]实施例4`[0121]本实施例的人造颗粒的制备如下:
[0122](I)按照表1称取材料，将颗粒物与分散剂混合。
[0123](2)按照质量比为200:1，将二甲基硅氧烷与硼酸混合，然后加热至100°C交联反应10小时，得到半交联的硅橡胶。
[0124](3)按照表1将橡胶粘结剂加入步骤(1)的颗粒物和分散剂的混合物中进行混合，在颗粒物的表面形成包裹层，得到本实施例的人造颗粒。本实施例的人造颗粒应用于游乐体育场地。
[0125]本实施例的人造颗粒的开始散松的时间、散松流平的时间及保质周期见表2。
[0126]实施例5~8人造颗粒与实施例1的人造颗粒的制备过程相类似，此处不在赘述。实施例5~8的人造颗粒的开始散松的时间、散松流平的时间及保质周期见表2。
[0127]实施例9
[0128](I)按照质量比为200:20，将二甲基硅氧烷与硼酸混合，然后加热至250°C交联反应3小时，得到半交联的硅橡胶。
[0129](2)按照表1称取材料，将橡胶粘结剂与颗粒物混合，使橡胶粘结剂包裹在颗粒物的表面。
[0130](3)将表面包裹有橡胶粘结剂的颗粒物与分散剂混合，在颗粒物的表面形成包裹层，得到本实施例的人造颗粒。
[0131]实施例的人造颗粒的开始散松的时间、散松流平的时间及保质周期见表2。
[0132]实施例10~11的人造颗粒的制备过程与实施例2的人造颗粒的制备过程相类似；实施例12~13的人造颗粒的制备过程与实施例3的人造颗粒的制备过程相类似，此处不在赘述。实施例10~13的人造颗粒的开始散松的时间、散松流平的时间及保质周期见表2。
[0133]实施例14
[0134]本实施例的人造颗粒的制备如下:
[0135](I)按照质量比为200:10，将二甲基硅氧烷与硼砂混合，然后加热至345°C交联反应0.5小时，得到半交联的硅橡胶。
[0136](2)按照表1称取材料，将橡胶粘结剂与分散剂混合形成包裹材料。
[0137](3)将包裹材料与颗粒物混合，在颗粒物的表面形成包裹层，得到本实施例的人造颗粒。
[0138]本实施例的人造颗粒的开始散松的时间、散松流平的时间及保质周期见表2。
[0139]表1 表示的是实施例1~实施例14的人造颗粒的颗粒物、橡胶粘结剂及分散剂的原料和体积百分比。
[0140]表1
[0141]
【权利要求】
1.一种人造颗粒，其特征在于，包括颗粒物及包裹于所述颗粒物的表面上的包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的人造颗粒，其特征在于，所述颗粒物的体积百分比为70%~99%，所述橡胶粘结剂的体积百分比为0.9%~18%，所述分散剂的体积百分比为0.1%~12%。
3.根据权利要求1所述的人造颗粒，其特征在于，所述颗粒物选自聚丙烯腈塑料颗粒、乙烯-醋酸乙烯共聚物颗粒、聚苯乙烯颗粒、石英沙、河沙、海沙、硅沙、玻璃珠、玻璃沙、腐殖土、木屑粉、草粉、秸杆及淀粉中的一种。
4.根据权利要求1所述的人造颗粒，其特征在于，所述未交联的橡胶选自聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶及丁苯橡胶中的至少一种；所述半交联的硅橡胶为硼交联的硅橡胶。
5.根据权利要求1所述的人造颗粒，其特征在于，所述分散剂选自碳酸盐、硅酸盐、硫化橡胶粉、硅微粉、玻璃微珠、丙烯腈聚合物微胶囊膨胀发泡粉、脂肪酸酯类表面活性剂、烷基苯磺酸类乳化剂、石蜡油、环烷油、硅油、石油树脂、萜烯树脂、氧化镁、氧化铝及氧化硅中的至少一种。
6.一种人造颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 将橡胶粘结剂与分散剂混合形成包裹材料，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种；及 将所述包裹材料与颗粒物混合，在所述颗粒物的表面形成包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂。
7.—种人造颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 将橡胶粘结剂与颗粒物混合，使所述橡胶粘结剂包裹于所述颗粒物的表面，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种；及 将表面包裹有所述橡胶粘结剂的所述颗粒物与分散剂混合，在所述颗粒物的表面形成包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂。
8.—种人造颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 将颗粒物与分散剂混合；及 然后加入橡胶粘结剂混合，在所述颗粒物的表面形成包裹层，所述包裹层包括连续分布的橡胶粘结剂及分散于所述橡胶粘结剂中的分散剂，所述橡胶粘结剂为未交联的橡胶和半交联的硅橡胶中的至少一种。
9.如权利要求1或2所述的人造颗粒在儿童玩具、游乐体育场地、农业种植或孔洞封堵材料中的应用。
【文档编号】C08L57/02GK103756077SQ201310750020
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】周月柳 申请人:深圳市绿色欧标科技有限公司