技术领域
本发明涉及用具有高恢复系数(COR)的热固性球芯材料制成的高尔夫球。
背景技术
本节提供了对理解本发明有用但不一定是现有技术的信息。
已知现代高尔夫球具有由不同材料制成的实心球芯。组成一种高尔夫球球芯的材料能够以几种形式影响该高尔夫球的性能特征。例如，对于作为高尔夫球球芯使用的材料的选择可以影响该高尔夫球的恢复系数、离开球座的初速度、手感(feel)、随着时间的推移的耐久性、以及其他特性。
适合的已知球芯材料包括热固性材料，诸如橡胶、苯乙烯丁二烯、聚丁二烯、异戊二烯、聚异戊二烯、以及反式异戊二烯。丁二烯是一种常用的球芯材料，但是已知吸水率导致距离的损失。许多专利描述了在高尔夫球中防止这种情况发生的防潮层，包括Sullivan等人的美国专利号8,303,436以及Hogge等人的美国专利号7,357,733。
这些球芯材料还包括热塑性材料。例如，Rajagopalan等人标题为“包括高度中和的酸聚合物的高尔夫球(Golf Balls Comprising Highly-Neutralized Acid Polymers)”的美国专利6,756,436，该专利通过引用结合在此公开了具有高度中和的酸聚合物球芯的高尔夫球。该高度中和的聚合物可以与一种第二聚合物混合以便改变该球芯的压缩。该第二聚合物可以是离聚物共聚物和三聚物、离聚物前体、热塑性塑料、热塑性弹性体、聚丁二烯橡胶、巴拉塔树胶(balata)、接枝的茂金属催化聚合物、非接枝的茂金属催化聚合物、单活性中心聚合物(single-site polymers)、高结晶酸聚合物、阳离子离聚物、以及这些的混合物。
聚氨酯材料已经在高尔夫球中使用，例如在由Michalewich等人在2009年10月5日提交的并且“固化用于高尔夫球的聚氨酯预聚合物的方法(Methods of Curing Polyurethane Prepolymers for Golf Balls)”的美国专利公开号2011/0081492中描述的，该专利公开物通过引用结合在此，公开了一种具有由聚氨酯预聚合物制成的覆盖层的高尔夫球。该聚氨酯预聚合物系统由具有1.20或更大的异氰酸酯指数的一种反应混合物形成。为了实现一种异氰酸酯官能预聚合物的完全固化，该覆盖物随后暴露于水分。在常规橡胶球芯上使用该覆盖物来改进该高尔夫球覆盖物的耐久性以及耐撕裂和耐切割(cut)。
Molitor的标题为“高系数的高尔夫球球芯(High Coefficient Golf Ball Core)”的美国专利号4,726,590并且通过引用结合在此公开了单件式高尔夫球球芯，该球芯具有改进的恢复系数。这些球芯由橡胶(诸如聚丁二烯)与一种烯键式不饱和的金属盐(诸如锌的单或二丙烯酸盐或甲基丙烯酸盐)和一种多官能异氰酸酯(诸如4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯)的交联制成。该多官能异氰酸酯据说硬化了该球芯、从而降低压缩值并且提高了COR。
本领域保持一种对新的改进该球芯和该高尔夫球的物理特性的球芯材料配方的需要。
发明内容
本节提供了本发明的总体概要并且可以不包含其全部范围或所有公开特征。
公开了一种高尔夫球，该高尔夫球具有一个单一球芯球的球芯或一个球芯中心或一个多层球的球芯层，该高尔夫球的球芯或球芯中心或球芯层包含一种热固性弹性体以及一种聚氨酯(可以是一种弹性体的聚氨酯)，通过将一种热固性弹性体与一种异氰酸酯官能聚氨酯结合，然后固化该热固性弹性体制备。在一个方面中，所公开的技术提供了一种高尔夫球，该高尔夫球具有一个球芯或球芯层，该球芯或球芯层包含一种热固性弹性体与一种异氰酸酯官能热塑性聚氨酯，该聚氨酯可以是一种弹性体的聚氨酯。该聚氨酯的异氰酸酯基与进入该球芯的水蒸汽反应以阻止该球芯的降解，特别地当该热固性弹性体是一种橡胶时。在另一个方面中，将该异氰酸酯官能聚氨酯交联。可以通过该异氰酸酯基与水的反应、通过侧链烯键式不饱和的基团的加成聚合、或两者交联该热塑性聚氨酯。该高尔夫球可以具有一个覆盖物。
在不同的实施例中，该异氰酸酯官能聚氨酯是具有至少约1.05的异氰酸酯指数的一类反应物的反应产物。一种反应混合物的异氰酸酯指数是所使用的异氰酸酯的当量相对于需要与当量的多元醇或其他异氰酸酯反应性反应物发生反应的异氰酸酯的理论化学计量当量的量度。如在本发明中使用的，异氰酸酯指数计算为所使用的异氰酸酯的当量除以异氰酸酯反应性反应物的当量。例如，等当量的二异氰酸酯与二元醇的一种反应混合物具有1.00的异氰酸酯指数；二异氰酸酯的当量超过二元醇当量过量10％的一种反应混合物具有1.10的异氰酸酯指数。
在不同的实施例中，该热固性弹性体选自：橡胶、硅橡胶、交联的金属茂催化的聚烯烃、交联的聚酰胺弹性体、以及这些的组合。
所公开的高尔夫球具有改进的耐久性。该聚氨酯可以增加该球芯组合物的柔性到并且与可以在聚丁二烯球芯中的任何水反应以改进COR。与水的反应形成了在该聚氨酯中的交联。在高尔夫球的寿命过程中，该异氰酸酯官能聚氨酯可以清除水蒸气，否则的话水蒸气可以降解包含该异氰酸酯官能聚氨酯的球芯或球芯层。这些异氰酸酯基与水的反应可以交联该聚氨酯以便在高尔夫球的击打寿命中保持或增加该高尔夫球的球芯的回弹性COR。
“球芯”是一个高尔夫球的中心；具有多层球芯的一种高尔夫球包括作为一个最内部的球芯部分的一个球芯层以及环绕该中心的一个或多个“球芯层”。“球芯层”是对球的恢复系数(COR)具有显著的影响的一个结构性的高尔夫球层。一个球芯层有时候在本领域中还可以被称为一个套层(mantle)，特别地当它不包含橡胶时。“覆盖物”或“覆盖层”(在一个多层覆盖物的情况下)是对球的旋转速度具有显著影响的外部结构高尔夫球层或外部结构高尔夫球层之一。涂层(无论漆层或透明涂料层)不被看作是结构层。
“压缩变形量”为在130kg压缩负荷下的变形量减去在10kg压缩负荷下的变形量。硬度根据ASTM D-2240测量，但是在模制球的曲面上的台脊区(land area)上进行测量。除非另外指明硬度单位通常以肖氏D给出。总体上，“恢复系数”或COR是根据以下步骤测量：将一个测试对象由空气枪(cannon)以40米/秒的初始速度射出，并且在距离枪0.6至0.9米的位置设置一个速度监控装置。在击中放置在距空气枪约1.2米远处的钢板之后，该测试对象回弹经过该速度监控装置。返回速度除以初始速度为该COR。挠曲模量通常根据ASTM D-790测量。通常根据ASTM D-1525测量维卡软化温度。
“一个/一种(a/an)”、“该(the)”、“至少一个”以及“一个或多个”可互换地使用以便指示存在至少一个项目；除非上下文清楚地表明可以存在多个此类项目的。在本说明书(包括所附权利要求书)中的所有参数(例如数量或条件)的数值在所有实例中应理解为由术语“大约”修饰，无论是否“大约”实际上在数值之前出现。“大约”是指规定的数值允许一些轻微的不精确(非常接近该值的精确值；大约或合理地接近该值；差不多)。如果由“大约”提供的不精确性在本领域中另外不以这种常规的意思理解，则如在此使用的“大约”指示至少可以由测量以及使用此类参数的普通方法引起的变化。此外，范围的公开包括对所有值以及在整个范围内进一步划分的范围的公开。在一个范围内的每个值以及一个范围的端点由此作为单独实施例被全部公开。在本发明的本说明书中为了方便起见，“聚合物”以及“树脂”可互换地使用以包括树脂、低聚物、以及聚合物。术语“包括(comprises)”、“含有(comprising)”、“包含(including)”以及“具有(having)”是包括在内的并且因此指定所述项目的存在，但是不排除其他项目的存在。如在本说明书中使用的，术语“或”包括一个或多个所列出项目的中的任一个或所有组合。当术语第一、第二、第三等被用来区分彼此不同项目时，这些指定仅仅是为了方便并且不限制这些项目。
应当理解的是，本说明书和具体事例仅仅旨在为了说明的目的并且不意图限制权利要求书的范围。
附图说明
附图说明了本发明技术的一些方面。
图1是一种两件式高尔夫球的截面视图；
图2是一种多层高尔夫球的一个第一实例的截面视图；
图3是一种多层高尔夫球的一个第二实例的截面视图；并且
图4是一种多层高尔夫球的一个第三实例的截面视图。
这些图中的部分不一定按比例绘制。
具体实施方式
示例性的、非限制实施例的详细说明如下。
该高尔夫球具有一个球芯或球芯层，包含一种热固性弹性体和一种聚氨酯，通过将一种热固性弹性体与一种异氰酸酯官能聚氨酯结合，然后固化该热固性弹性体制备。
热固性弹性体
非限制的热固性弹性体的实例包括橡胶，诸如天然橡胶和合成橡胶，这些合成橡胶诸如苯乙烯丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、乙烯-丙烯-二烯烃三聚物(EPDM)、以及丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、异丁烯-异戊二烯橡胶(IIR)、苯乙烯异戊二烯丁二烯橡胶(SIBR)；硅橡胶；以及可交联的热塑性弹性体，包括金属茂催化的聚烯烃、聚酰胺弹性体；以及这些的组合。使用一种稀土催化剂或第VIII族金属化合物催化剂合成的聚丁二烯对于更大的回弹性是优选的。为了制备一种具有高顺式-1，4键含量和低1，2-乙烯基键含量的聚丁二烯橡胶，优选的稀土催化剂是镧系稀土化合物、特别是钕催化剂。必要时，可以使用一种有机铝化合物、铝氧烷、含卤素化合物、以及路易斯碱与该镧系稀土化合物结合。高顺式-聚丁二烯(至少40mol％、优选至少60mol％、更优选至少70mol％、仍然更优选至少80mol％、并且最优选至少90mol％的顺式-1，4键)是一种优选的橡胶。在某些实施例中，顺-1，4-聚丁二烯的量基于100重量份的橡胶混配料可以是至少50重量份。反式-聚丁二烯是另一种合适的橡胶。在一个成型周期过程中，这种聚丁二烯同分异构体可以通过将一种顺式-至-反式催化剂包含到该橡胶混配料中通过将顺式异构体聚丁二烯转化为反式异构体形成。
当该热固性弹性体是一种橡胶时，将该球芯或球芯层材料与一种交联剂以及用于该热固性弹性体的自由基引发剂混合。该交联剂可以是一种金属氧化物(诸如氧化锌)或一种烯键式不饱和酸(诸如丙烯酸或甲基丙烯酸)的金属盐。在某些实施例中，该交联剂是二丙烯酸锌、二甲基丙烯酸锌、丙烯酸锌、甲基丙烯酸锌、丙烯酸镁、二丙烯酸镁、甲基丙烯酸镁、或二甲基丙烯酸镁中的一种或多种。在一些实施例中，二丙烯酸锌可以提供有利的回弹特性。
合适的引发剂包括过氧化物化合物诸如二酰基过氧化物、过氧化酯、二烷基过氧化物、过氧缩酮以及过氧化单碳酸酯，作为具体实例包括过氧化二异丙苯、1，1-二(叔丁基过氧化)3，3，5-三甲基环己烷、a，a′-双(叔丁基过氧)二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷、二叔丁基过氧化物、以及叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、以及此类引发剂的组合物。每100重量份的基础橡胶的自由基引发剂的量可典型地是至少约0.3重量份、更优选至少约0.5重量份、并且甚至更优选至少约0.7重量份一直到约5.0重量份、更优选高达约4.0重量份、甚至更优选高达约3.0重量份、并且最优选高达约2.0重量份。
当该热固性弹性体是一种可交联的热塑性弹性体时，将该球芯或球芯材料与一种用于该热塑性弹性体的交联剂混配。可以将胺官能聚酰胺与聚环氧化物(诸如环氧树脂)以及任选地一种适合的用于该胺-环氧化物反应的催化剂混配。弹性体的聚烯烃类可以通过能够从该聚烯烃中夺氢的自由基引发剂(诸如叔丁基过氧化引发剂)交联。
异氰酸酯官能聚氨酯
该球芯或球芯层还包含一种聚氨酯，该聚氨酯通过在该热固性弹性体固化之前在该热固性弹性体化合物中包含一种异氰酸酯官能聚氨酯提供。一种异氰酸酯官能聚氨酯优选通过一种反应混合物的聚合反应制备，该反应混合物具有至少约1.05、优选至少约1.10的异氰酸酯指数。通常，异氰酸酯指数越高，可以发生越多的交联来改变该材料的物理特性。在不同的实施例中，该异氰酸酯指数是至少约1.08、或至少约1.10、或至少约1.12、或至少约1.15、或至少约1.18。在另一个实施例中，该异氰酸酯指数可以是从约1.05至约1.18、或从约1.05至约1.15、或从约1.10至约1.18、或从约1.10至约1.15。
在该热固性弹性体固化的过程中，该异氰酸酯官能聚氨酯的异氰酸酯基可以与存在于该弹性体化合物中的任何少量的水反应以便形成脲交链联点(urea crosslinks)。该脲交链点可以进一步与异氰酸酯基反应以便形成双缩脲键联点。该聚氨酯的异氰酸酯基可以保持未反应以便清除在该球的使用过程中可以自行找到路径进入该球芯的水。
总的来说，合适的异氰酸酯官能聚氨酯是一种或多种聚异氰酸酯与一种或多种多元醇的具有这些异氰酸酯指数的混合物的反应产物。当全部或基本上全部的反应物是双官能的时产生一种热塑性聚氨酯(而小心添加限制量的一种三官能反应物可以导致一种支链热塑性聚氨酯，可任选的使用一种单官能反应物帮助控制分支)。一种热固性聚氨酯可以在该球芯或球芯层固化的过程中通过该聚合物的烯键式不饱和度加成聚合获得。
该聚异氰酸酯可以是芳香族的或脂肪族的。用来制备热塑性聚氨酯的有用的二异氰酸酯化合物包括而不限于：异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚甲基双-4-环己基异氰酸酯(H12MDI)、二异氰酸环己基酯(CHDI)、间四甲基二甲苯二异氰酸酯(m-TMXDI)、对四甲基二甲苯二异氰酸酯(p-TMXDI)、4，4’-亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI，也被称为4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯)、2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、亚乙基二异氰酸酯、1，2-二异氰酸异丙酯、1，3-二异氰酸异丙酯、1，6-己二异氰酸酯(二异氰酸六亚甲酯或HDI)、1，4-亚丁基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯和对苯二甲基二异氰酸酯、4-氯-1，3-亚苯基二异氰酸酯、1，5-四氢化-萘二异氰酸酯、4，4′-二苄基二异氰酸酯、以及苯二甲基二异氰酸酯(XDI)。这些能够以任何组合使用。在特定的实施例中，MDI可以是一种优选的二异氰酸酯。更高官能度的聚异氰酸酯(可以限制的量使用以便生产支链的热塑性聚氨酯(任选地连同单官能醇))的非限制性实例包括1，2，4-苯三异氰酸酯、1，3，6-环己烷三异氰酸酯、1，6，11-十一烷三异氰酸酯、双环庚烷三异氰酸酯、三苯甲烷-4，4′，4″-三异氰酸酯、二异氰酸酯的异氰尿酸酯、二异氰酸酯的双缩脲、以及二异氰酸酯的脲基甲酸酯。
合适的可以使用的二元醇和多元醇的非限制性实例包括：乙二醇和乙二醇的较低的低聚物，包括二乙二醇、三乙二醇和四乙二醇；丙二醇和丙二醇的较低的低聚物，包括二丙二醇、三丙二醇和四丙二醇；环己烷二甲醇、1，6-己二醇、2-乙基-1，6-己二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，3-丙二醇、丁二醇、新戊二醇、二羟基烷基化的芳香族化合物诸如对苯二酚和间苯二酚的双(2-羟乙基)醚；对二甲苯-a，a′-二醇；对二甲苯-a，a′-二醇的双(2-羟乙基)醚；间二甲苯-a，a′-二醇以及这些的组合。热塑性聚氨酯可以使用少量的三醇或更高官能度多元醇诸如三羟甲基丙烷或季戊四醇制成，任选地连同单体醇诸如C2-C8单醇。
在不同的实施例中，该聚氨酯可以是一种热塑性聚氨酯弹性体。该热塑性聚氨酯弹性体可以选自热塑性聚酯-聚氨酯、聚醚-聚氨酯、以及聚碳酸酯-聚氨酯，包括但不限于作为二醇反应物使用聚酯、聚己酸内酯聚酯、以及四氢呋喃聚醚、环氧乙烷、环氧丙烷、以及包括环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物聚合的聚氨酯。这些聚合的二醇基聚氨酯由聚合的二元醇(聚酯二醇、聚醚二醇、聚己酸内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、或聚碳酸酯二醇)、一种或多种聚异氰酸酯诸如已经提到的那些以及任选地一种或多种链延长的化合物的反应制备的。如在此所用的术语链延长化合物是具有两个或更多个与异氰酸酯基团反应的官能团的化合物，优选两个与异氰酸酯基团反应的官能团，诸如已经提及的这些二元醇。优选地，该聚合的二醇基聚氨酯是直链或基本上直链(即全部或基本上全部的反应物是双官能的)。
用于形成一种热塑性聚氨酯的这些聚酯二醇通常是由一种或多种多元酸化合物与一种或多种多元醇化合物的缩聚反应制备的。优选地，这些多元酸化合物和多元醇化合物是双官能的，即使用二酸化合物和二醇以便制备直链或基本上直链聚酯二醇，尽管可包括极少量的单官能的、三官能的以及更高官能度的材料(可能高达5摩尔百分比)以便提供微量分支的但不交联的聚酯多元醇。合适的二羧酸包括而不限于：戊二酸、丁二酸、丙二酸、草酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、六氢化邻苯二甲酸、己二酸、马来酸、辛二酸、癸二酸、它们的酸酐以及可聚合的酯(例如甲酯)和盐(例如氯化物)、以及这些的组合。合适的多元醇包括那些已经提到的那些，尤其是二元醇，并且它们能够以任何组合使用。用于该酯化聚合反应的典型的催化剂是质子酸、路易斯酸、钛醇盐、以及二烷基锡氧化物。
用于制备热塑性聚氨酯的一种聚合的聚醚或聚己酸内酯二醇反应物可以使一种二醇引发剂(例如乙二醇或丙二醇)与一种内酯或环氧烷链延长试剂反应获得。可以通过一种活性氢开环的内酯是本领域众所周知的。适合的内酯的实例包括但不限于：ε-己内酯、γ-己内酯、β-丁内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、γ-癸内酯、δ-癸内酯、γ-壬内酯、γ-辛内酯、以及这些的组合。在一个优选实施例中，该内酯是e-已内酯。对于聚酯的合成有用的催化剂包括以上提到的那些。可替代地，该反应可以通过在与该内酯环反应的分子上形成羟基钠盐引发。
在其他实施例中，可以将一种二醇引发剂与一种包含环氧化物的化合物反应以便生成一种在该聚氨酯聚合反应中使用的聚醚二醇。环氧烷聚合物链段包括但不限于：环氧乙烷、环氧丙烷、1，2-环氧环己烷、1-环氧丁烷、2-环氧丁烷、1-环氧己烷、叔丁基环氧乙烷、苯基脱水甘油醚、1-环氧癸烷、甲基环氧丙烷、环氧环戊烷、1-环氧戊烷的聚合产物、以及这些的组合。该包含环氧乙烷的化合物优选选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、以及这些的组合。该环氧烷聚合反应典型地是碱催化的。可以例如通过加入该羟基官能的引发剂化合物和催化量的苛性碱(诸如氢氧化钾、甲醇钠、或叔丁醇钾)，并且在足以保持单体可供用于反应的速率下添加该环氧烷进行该聚合反应。可以将两种或更多种不同的环氧烷单体通过同时添加进行无规地共聚或通过顺序添加进行嵌段聚合。优选环氧乙烷或环氧丙烷的均聚物或共聚物。四氢呋喃可以通过使用此类抗衡离子如SbF6-、AsF6-、PF6-、SbCl6-、BF4-、CF3SO3-、FSO3-、以及ClO4-的阳离子开环反应聚合。引发是通过形成一种叔氧鎓离子。聚四氢呋喃链段可以作为一种“活性聚合物”制备，并且通过与一种二醇(诸如任何上述提到的那些)的羟基反应封端。聚四氢呋喃也被称为聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)。在某些实施例中，形成一种聚合的二醇反应物中优选的链延长试剂是e-已内酯和四氢呋喃。
可以在形成一种热塑性聚氨酯弹性体中使用的脂肪族聚碳酸酯二醇是在催化剂如碱金属、锡催化剂、或钛化合物的存在下通过二醇类与碳酸二烷基酯类(诸如碳酸二乙酯)、碳酸二苯基酯、或二氧环戊酮(诸如具有五或六元环的环碳酸酯类)的反应制备的。有用的二元醇类包括但不限于任何已经提到的那些。芳香族聚碳酸酯通常由双酚类(例如双酚A)与碳酰氯或碳酸二苯基酯的反应制备的。
在不同的实施例中，该聚合的二元醇优选具有至少约500的重均分子量，更优选至少约1000，并且甚至更优选至少约1800并且高达约10,000的重均分子量，但是具有高达约5000、尤其高达约4000的重均分子量的聚合的二元醇也可以是优选的。该聚合的二元醇有利地具有在从约500至约10,000、优选从约1000至约5000、并且更优选从约1500至约4000范围内的重均分子量。重均分子量可以由ASTM D-4274确定。
该异氰酸酯官能聚氨酯或弹性体的聚氨酯的合成可以通过使一种或多种上述聚合的二元醇类、一种或多种具有至少两个异氰酸酯基的化合物(诸如已经提及的二异氰酸酯和聚异氰酸酯)和任选地一种或多种二醇作为与过量的异氰酸酯等效物的一种混合物的扩链剂反应而进行。其他可以使用的包含活性氢的有用的扩链剂包括二硫醇类；二元胺类；或具有羟基、巯基、和胺基团的一种混合物的化合物诸如除其他之外，烷醇胺、氨基烷硫醇、以及羟烷基硫醇。该扩链剂的分子量优选地范围从约60至约400。优选的是醇类和胺类。有用的二元醇类的实例包括已经提到的那些二元醇类。合适的二胺增充剂包括但不限于乙二胺、二亚乙基三胺、三乙烯四胺以及这些的组合。其他典型的扩链剂是氨基醇诸如乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、以及这些的组合。在制备不是弹性体的聚氨酯中还可包括二硫醇和二元胺反应物。
该聚异氰酸酯、聚合的二醇(如果制成一种弹性体的聚氨酯)和多元醇或其他扩链剂的反应典型地在一种催化剂存在下在升高的温度下进行。用于这个反应的典型的催化剂包括有机锡催化剂(诸如辛酸亚锡、二月桂酸二丁锡、二乙酸二丁基锡、二丁基氧化锡)、叔胺、锌盐、以及锰盐。通常，对于弹性体的聚氨酯，聚合的二醇(诸如聚酯二醇)与增充剂的比例主要取决于所希望的最终聚氨酯弹性体的硬度可以在相对宽的范围内变化。例如，聚酯二醇与增充剂的当量比可以是在1∶0至1∶12的范围内并且更优选从1∶1至1∶8。该聚合的二醇的链段典型是按该聚氨酯聚合物的重量计从约35％至约65％，并且优选按该聚氨酯聚合物的重量计从约35％至约50％。
该烯键式不饱和的聚氨酯可以通过一种不饱和的二醇(例如具有伯羟基基团)和至少不饱和的基团(诸如烯丙醚基团)的共聚反应制成。此类不饱和二醇类的非限制实例包括低分子量的具有结构(I)的端羟基聚丁二烯树脂
其中n是从约5至约20的一个整数，其实例是由宾夕法尼亚州埃克斯顿的美国克雷谷埃克斯顿有限公司(Cray Valley USA，LLC，Exton，PA)出售的并且具有结构(II)的不饱和二醇单体
其中R1可以是任何合适的取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基、以上基团的任何组合、或H，并且可以任选地在任何基团的任何主链或侧链上包含一个不饱和键；R2可以是任何合适的取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基-芳基基团、取代或未取代的醚基、取代或未取代的酯基、以上基团的任何组合，并且R2可以包含一个烯丙基基团；并且x和y是独立地具有从1到10的任何值的整数。因此，侧链R1以及R2的任一者或两者可以具有末端不饱度并且具体地可包括一个烯丙基。未被取代的烷基基团是一个烃基基团。取代的烷基基团可含有除碳及氢以外的原子，诸如，一个卤素基团或其他官能基团。在某些实施例中，取代或未取代的烷基基团可在烷基链中含有从1至约100个碳原子。在其他实施例中，取代或未取代的烷基基团可在烷基链中具有从1至10个碳原子。芳基基团包含芳环。
具体的，适合的不饱和二醇类的非限制的实例包括例如从帕斯托特殊化学品公司(Perstorp Specialty Chemicals AB)可商购的三羟甲基丙烷单烯丙基醚(“TMPME”)；2-(2-丙烯-1-基)-2-[(2-丙烯-1-基氧基)甲基]-1，3-丙二醇(1，3-propanediol，2-(2-propen-1-yl)-2-[(2-propen-1-yloxy)methyl])；2-甲基-2-[(2-丙烯-1-基氧基)甲基]-1，3-丙二醇(1，3-Propanediol，2-methyl-2-[(2-propen-l-yloxy)methyl])；2，2-双[(2-丙烯-1-基氧基)甲基]1，3-丙二醇(1，3-propanediol，2，2-bis[(2-propen-1-yloxy)methyl)；以及2-[(2，3-二溴丙氧基)甲基]-2-[(2-丙烯-1-基氧基)甲基]-1，3-丙二醇(1，3-propanediol，2-[(2，3-dibromopropoxy)methyl]-2-[(2-propen-1-yloxy)methyl])。该烯键式不饱和的弹性体的聚氨酯通过该不饱和的二醇、至少一种二异氰酸酯、至少一种聚合多元醇、以及任选地至少一种非聚合物反应物与两种或更多种异氰酸酯反应基(“增充剂”)的反应制备，该异氰酸酯反应基典型地具有小于约450的分子量。
在该热塑性聚氨酯或聚氨酯弹性体中的不饱和二醇单体单元的量通常可以从约0.1wt.％至约25wt.％。在具体实施例中，在该热塑性聚氨酯或聚氨酯弹性体中的不饱和二醇单体单元的量可以是约10wt.％。在该球芯或球芯层的固化过程中，当产生自由基时这些烯键式不饱和的基团交联。
烯键式不饱和度也可以在该聚氨酯制成之后引入，例如通过聚合二羟甲基丙酸然后该侧链羧基与甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、或烯丙基缩水甘油基醚的反应。
在特定的实施例中，该异氰酸酯官能聚氨酯优选具有根据ASTMD1238确定的从约5g/10min至约100g/10min的熔体流动速率。
该异氰酸酯官能聚氨酯可以在它与该热固性弹性体混合之前被保护免受水分，以便确保这些异氰酸酯基在该球芯制成之前不发生反应。这种免受水分的保护可以采取环境控制的形式，在防潮容器中储存(诸如铝箔内衬袋)。
复合的球芯材料
除了该热固性弹性体、用于该热固性弹性体的交联剂、任何引发剂或用于固化该热固性引发剂的催化剂、以及该异氰酸酯官能聚氨酯之外，该球芯材料还包括其他成分诸如填充剂和惯用的添加剂。适合的无机填充剂的非限制实例包括：金属、氧化锌、硫酸锌、碳酸钡、硫酸钡、氧化钙、碳酸钙、黏土、碳酸镁、钨、碳化钨、氧化锡、碳酸锌、二氧化硅、滑石、炭黑、碳纤维、粘土、玻璃纤维、天然纤维矿物质、以及这些的组合。在一些实施例中，由于其有利特性可以选择氧化锌。可以使用填充剂来调节比重、模量、以及其他的物理特性。在某些实施例中，一个球芯或球芯层的密度可以是从约1.05g/cm3到约1.25g/cm3。适合的有机填充剂可包括扁桃壳粉、杏仁粉、竹粉、树皮粉、蛤壳粉、椰子壳粉、软木粉、玉米穗轴粉、棉籽壳、纤维屑粉(flock flour)，榛子壳粉、洋麻粉、天然纤维、坚果外壳粉、橄榄核粉、花生壳、美洲山核桃粉、松子核粉、开心果壳粉、植物纤维、稻壳粉、稻壳砂、大豆粉、淀粉面粉、黑胡桃壳粉、英国胡桃壳粉、小麦糠粉、以及木粉。可以使用填充剂的组合。该填充剂的总量按用于制成该球芯或球芯层的化合材料的重量计可以从约0.5％至约30％。
惯用的添加剂可以包括诸如润湿或分散添加剂；加工助剂；抗氧化剂如亚磷酸盐以及受阻酚以及双酚；以及对苯二酚；再研磨物(再生球芯材料)；以及聚合物的、陶瓷的、金属的、以及玻璃的微珠；这些微珠可以是实心或空心、填充或非填充的。
当该热固性弹性体是一种橡胶时，该球芯或球芯层材料可以与其他的典型地在复合橡胶中使用的添加剂混配，这些添加剂诸如塑解剂如五氯苯硫酚锌、二苯甲酰胺二苯基二硫化物、苯肼、以及甲苄基硫醇。
一种复合的球芯材料通过在混合设备中同时混合或共混该热固性弹性体、用于该热固性弹性体的交联剂、任何引发剂或用于固化该热固性引发剂的催化剂、该异氰酸酯官能聚氨酯、以及任何填充剂和添加剂来制备，该混合设备诸如一种挤出机(单-或双-螺杆)、班伯里机、密炼机、或螺条混合机。
在橡胶弹性体的实施例中，将该未固化的橡胶、交联剂、自由基引发剂、该异氰酸酯官能聚氨酯、任何填充剂、以及任何添加剂混合在一起，然后将该复合的材料成形为一个球芯或球芯层并且固化。在具有可交联的基团的热塑性弹性体的实施例中，将具有可交联的基团的该热塑性弹性体、一种用于该可交联的基团的交联剂、任选地一种用于该交联反应的催化剂、该异氰酸酯官能聚氨酯、自由基引发剂(若希望的话当该异氰酸酯官能聚氨酯包含烯键式不饱和度时)、任何填充剂、以及任何添加剂混合在一起，然后将该复合的材料成形为一个球芯、球芯中心、或球芯层并且固化。
该热固性聚合物与该异氰酸酯官能聚氨酯通常能够以任何比例混合。例如，该异氰酸酯官能聚氨酯的重量比可以是基于总聚合物重量按重量计至少约1％、或按重量计至少约5％、或按重量计至少约10％、或按重量计至少约25％、或按重量计至少约50％、或按重量计至少约75％、或按重量计至少约90％、或按重量计至少约95％、或按重量计至少约99％。在不同的实施例中，该异氰酸酯官能聚氨酯的重量比可以是基于总聚合物重量在从按重量计约1％至按重量计约99％、或从按重量计约5％至按重量计约95％、或从按重量计约10％至按重量计约90％、或从按重量计约20％至按重量计约80％、或从按重量计约30％至按重量计约70％、或从按重量计约40％至按重量计约60％的范围内。
在不同的优选实施例中，该复合的球芯材料包含基于该复合球芯材料的总重量从约0.01或约0.05或约0.1重量百分数至约1或约2或约3或约4或约5重量百分数的异氰酸酯基(-NCO)。异氰酸酯基的含量可以通过FTIR从在2200cm-1与2300cm-1之间(通常在2250cm-1与2270cm-1之间)的NCO拉伸能带、通过与用已知量的异氰酸酯基制成的标准物的峰面积的比较确定。可替代地，该异氰酸酯含量可以通过滴定确定。在该复合的球芯材料固化之前可以使用在ASTM D2572中的方法。在该复合的球芯材料固化之后，可以精细研磨该固化的材料(325目或更精细)并且通过游离的异氰酸酯与一种胺的反应滴定，然后反滴定未反应的胺。一种用于此的适合步骤是：精确称量约5g的精细研磨的固化的球芯材料，添加20ml的二丁胺溶液(338g的二丁胺用干燥的甲苯稀释至1000ml)。用50ml的干四氢呋喃(THF)稀释。搅拌直至均匀并且添加100ml无水的异丙醇。(IPA)。添加0.5ml的一种溴酚蓝指示剂(0.1g溴酚蓝添加1.5ml的1N氢氧化钠并且用蒸馏水稀释至1000ml)并且用1.0N的盐酸(HCl)滴定。该端点是黄色的。对一个其中除该样品之外填加了所有材料的空白样进行滴定。NCO的百分比计算为4.2×[(ml HCl空白)-(ml HCl样品)]/样品重量
高尔夫球中的球芯、球芯中心、或球芯层
然后将该复合的材料成形为一个单一球芯的球芯或一个多层球芯的至少一个球芯中心或一个球芯层并且然后固化。
包含这种具有热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯的球芯或球芯层的高尔夫球通常可以具有任何常规地用于高尔夫球的构造，诸如一种规则或非规则的构造。规则高尔夫球是符合由美国高尔夫球协会(United States Golf Association，USGA)认可的高尔夫球规定的高尔夫球。除非另有说明，这里说明的高尔夫球还可以由公知用于高尔夫球制造的多种材料中的任何一种制成。
图1示出了一个高尔夫球100，该高尔夫球100是一种两件式高尔夫球，具有一个实质上围绕球芯120的覆盖物110。在高尔夫球100中，球芯120包含该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯。
图2示出了一个高尔夫球200，该高尔夫球200包括一个球芯230、一个实质上围绕球芯230的内覆盖层220，以及一个实质上围绕内覆盖物220的外覆盖层210。在高尔夫球200中，球芯230包含该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯。
图3示出了一个高尔夫球300，该高尔夫球300包括一个球芯330、一个实质上围绕球芯330的球芯层320，以及一个实质上围绕球芯层320的覆盖物310。球芯330和球芯层320中至少一个包含该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯，并且球芯330和球芯层320两者可包含该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯。
图4示出了一个四件式高尔夫球400，该高尔夫球400包括一个球芯440、一个实质上围绕球芯440的球芯层430，一个实质上围绕球芯层430的内覆盖层420，以及一个实质上围绕内覆盖层420的外覆盖层410。球芯440和球芯层430中至少一个包含该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯，并且球芯440和球芯层430两者可包含该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯。
该高尔夫球的球芯或球芯层可以使用多种技术诸如压缩模制、注射模制、或热压成形方法成形。例如，可以在一个低温双螺杆挤出机中混配该球芯或球芯层材料并且形成为一种块(slug)，将该块压缩模制以便形成该球芯。如果使用单螺杆或双螺杆工艺，螺杆挤出机中熔融反应混合物的停留时间总体上可以在从约0.3到约10分钟的范围内，并且在一些实施例中可以是从约0.4到约4分钟。螺杆外壳的温度可以在约70℃到280℃的范围内。如果将间歇法用于形成该热塑性聚氨酯弹性体，将所有组分熔融并且在约70℃到120℃的温度范围内使用一个高搅拌的搅拌棒持续约1分钟到约3分钟混合在一起。
该高尔夫球可以具有附加的球芯层。在特定的优选实施例中，至少一个最外球芯层包含该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯。该球芯以及任何球芯层中至少一个由该热固性弹性体和该异氰酸酯官能聚氨酯制备。不是该热固性弹性体和异氰酸酯官能聚氨酯制成的球芯和球芯层的任一个可以使用其他适合用于高尔夫球球芯和球芯层的材料制备，该其他合适的材料包括：没有该异氰酸酯官能聚氨酯制备的其他交联弹性体、热塑性弹性体、以及高度中和的酸聚合物(HNP)组合物的复合橡胶。
高度中和的酸聚合物组合物可以通过一种乙烯与丙烯酸和甲基丙烯酸中至少一种的共聚物与一种金属阳离子的反应制备，该共聚物具有按重量计从约5％至约14％的酸单体，该金属阳离子的量足以中和从约65％直到100％的该共聚物的酸基团。
可以使用的离聚物树脂的实例包括：乙烯、一种具有3至8个碳原子的a，b-烯键式不饱和的酸、以及任选地一种具有3至8个碳原子的a，b-烯键式不饱和的酸(是至少部分地用一种金属阳离子中和)的酯的共聚物。该烯键式不饱和酸的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、富马酸、以及马来酸；具体地，丙烯酸和甲基丙烯酸可以是优选的。该a，b-烯键式不饱和酯的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、富马酸、和马来酸的甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、和己基的酯；特别地，丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯是有用的。该共聚物可以具有按重量计从约5％至约14％的该酸单体。在不同的优选实施例中，该共聚物具有按重量计从约6％或从约7％或从约8％或从约9％直到约10％或直到约11％或直到约12％或直到约14％的该酸共聚单体。可提及的具体优选的实施例是乙烯和丙烯酸的共聚物以及乙烯和甲基丙烯酸的共聚物，该乙烯和丙烯酸的共聚物具有按重量计从约6％至约11％、或按该丙烯酸单体的重量计从约7％至约11％、或按该丙烯酸单体的重量计从约8％至约10.5％的该丙烯酸单体，该乙烯和甲基丙烯酸的共聚物具有按重量计从约8％至约14％、或按该甲基丙烯酸单体的重量计从约9％至约14％的该甲基丙烯酸单体。该中和的金属离子可以是例如单价金属离子诸如钠、钾、以及锂离子；二价稀土金属离子诸如镁、钙、锌、以及钡；以及其他金属离子诸如铝、锆、以及锡，其中钠、锌、以及镁离子在这些之中是优选的。
适合的高度中和的酸聚合物组合物可以包括HPF树脂，如HPF1000、HPF2000、HPF AD1027、HPF AD1035、HPF AD1040、以及它们的混合物，全部由杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours and Company)生产。该高度中和的酸聚合物组合物可进一步包括添加剂或填充剂，诸如已经提及那些中的任一种、或熔体流改性剂。例如，可以用合适的阳离子源特别的是镁、钠、锌、或钾将该酸聚合物中和至70％或更高，包括高达100％。该高度中和的酸聚合物组合物可具有从约50℃至约60℃的维卡软化温度。合适的熔体流改性剂包括例如脂肪酸及其盐、聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚醚、聚脲、多元醇、以及这些的组合。该高度中和的酸聚合物组合物可以使用热压模制或注塑模制来模制。
可以使用至少第一和第二高度中和的酸聚合物(每一个具有维卡软化温度和相对密度)的一种共混物来形成在一个多层球芯球中的球芯或一个球芯层。在此类实施例中，在这些维卡软化温度之间的差的绝对值可以是不大于约15℃，并且在这些比重之间的差的绝对值是不大于约0.015。该第一维卡软化温度可以是在约50℃与约60℃之间，并且该第二维卡软化温度可以是在约40℃与约60℃之间。第一高度中和的酸聚合物与第二高度中和的酸聚合物的比率可以是从约20∶80至约80∶20。该第一高度中和的酸聚合物和该第二高度中和的酸聚合物可以通过相同的阳离子源中和。对包含至少第一和第二高度中和的酸聚合物的共混物的高尔夫球的进一步说明可以在由Hsin Cheng等人在2011年7月29日提交并且标题为“包含高度中和的酸聚合物共混物的高尔夫球以及制造方法(A Golf Ball Including a Blend Of Highly Neutralized Acid Polymers And Method of Manufacture)”的美国专利申请序列号13/194,064中找到，将其公开内容通过引用结合在此。
附加地，在一种多层球芯高尔夫球中的球芯或一个球芯层可以包含以下各项的一种共混物：一种具有第一维卡软化温度和第一比重的第一高度中和的酸聚合物，一种具有第二维卡软化温度和第二比重的第二高度中和的酸聚合物，以及一种基于离聚物的母料，该母料包含一种添加剂以及一种具有第三维卡软化温度和第三比重的离聚物树脂。在这些维卡软化温度之间的差的绝对值是不大于约15℃，并且在这些比重之间的差的绝对值是不大于约0.015。该离聚物树脂可具有第三比重，并且该添加剂可以是一种具有的比重大于该第一、第二、和第三比重的填充剂。具体地，填充剂的比重可以是大于该第一、第二、以及第三比重的总和。在一些实施例中，该基于离聚物的母料可包含至少约55wt％的添加剂。该第一维卡软化温度可以是在约48℃与约65℃之间，该第二维卡软化温度可以是在约48℃与约65℃之间，并且该第三维卡软化温度可以是在约48℃与约65℃之间。对包含至少第一和第二高度中和的酸聚合物的共混物的高尔夫球的进一步说明可以在由刘振泰(Chen Tai Liu)等人在2011年7月29日提交的标题为“包含高度中和的酸聚合物共混物的高尔夫球以及制造方法(A Golf Ball Including a Blend Of Highly Neutralized Acid Polymers And Method ofManufacture)”的美国专利申请序列号13/194,094中找到，将其公开内容通过引用结合在此。额外的信息还可以在由刘振泰(Chen Tai Liu)等人在2011年7月29日提交并且标题为“制造包含高度中和的酸聚合物共混物的高尔夫球的方法(Method Of Manufacturing A Golf Ball Including A Blend Of Highly Neutralized Acid Polymers)”的美国专利申请序列号13/193,999中找到，将其公开内容通过引用结合在此。
由热固性材料制成的外球芯430，可以是通过使聚丁二烯橡胶组合物交联而制成。当其他橡胶与聚丁二烯组合使用时，典型的是聚丁二烯作为主组分被包含。具体地，在整个基础橡胶中的聚丁二烯的比例优选等于或大于按重量计50％，并且特别优选等于或大于按重量计80％。
在这些实施例中，其中外球芯430由一种聚丁二烯橡胶组合物制成的，外球芯430可以通过热压模制制成。合适的硫化(vulcanization)条件包括在130℃和190℃之间的硫化温度和在5分钟和20分钟之间的硫化时间。为了获得用作本发明的球球芯所希望的橡胶交联体，硫化温度优选至少140℃。
当外球芯430由以上描述的方式硫化和固化该橡胶组合物生产时，可以有利的使用以下方法，其中硫化步骤分为两个阶段：首先，将外球芯层材料放置在外球芯层成形模具中并且经受初始硫化，以产生一对半硫化的半球形杯状物，随后，可以将预制的内球芯层放置在其中一个半球形杯状物中，并且由另一个半球形杯状物覆盖，在该状态下进行完全硫化。
置于这些半球形杯状物内的内球芯440的表面于置放前可被粗糙化，以增加内球芯440与外球芯430间的粘着性。在某些实施例中，在将内球芯440置于这些半球形杯状物内之前，可以将内球芯440的表面用粘着剂预涂覆，或以一种或多种化学品预处理，以增强高尔夫球的耐用性并且提供高回弹性。
在不同的实施例中，外球芯430可以具有从45至65，或者从50至60的表面肖氏D硬度。外球芯层430可以具有从5毫米至9毫米的厚度，并且可以具有大于高尔夫球400的任何其他层的体积。
覆盖物
该球芯(单一或多层)可以然后用一种有凹坑的成形的覆盖层覆盖，例如，通过注射模制、压缩模制、浇铸、真空成型、注射模制等等。
在施加该覆盖物之前，可表面处理该球芯。适合的表面预处理的非限制的实例包括机械地或化学地磨损、电晕放电、等离子体处理、或一种增粘剂诸如硅烷的应用。
例如，当该覆盖物通过注射模制形成时，可以将一种事先制作的球芯放置在一个模具内部，并且可以将该覆盖物材料注射至该模具内部。可以使用反应注射模制来提供一个热固性覆盖物。可替代地，可以使用的另一种方法涉及通过压模铸造(die casting)或另一种模制方法从该覆盖物材料预模制一对半部覆盖物，用该半覆盖物包裹该球芯，并且在例如120℃与170℃之间压缩模制1分钟至5分钟的一段时间以便绕该球芯连接这些覆盖物半部。在另一种方法中，可以围绕该球芯浇铸该覆盖物组合物。该浇铸覆盖物优选在一个闭式模具中固化。该浇铸过程可以在氮气下完成。可以在一个模具中在该球芯上形成该覆盖物的一个第一半部，然后将该覆盖物的一个第二半部组装到该第一半部上并且固化以便形成一个完成的覆盖物。该球芯的表面可以在其上形成该覆盖物之前进行表面处理以便增加在该球芯与该覆盖物之间的附着。该覆盖物典型地具有一个凹坑模式和轮廓以便对该高尔夫球提供令人希望的空气动力学特征。典型地，该覆盖物可以具有从约0.5mm至约3mm的厚度。
该覆盖物在该球芯(单一或具有外覆盖层)上通过注射模制、压缩模制、浇铸、真空成型、粉末涂覆、注射模制等等形成。例如，当该覆盖物通过注射模制形成时，可以将一个事先制作的球芯放置在一个模具内部，并且可以将该覆盖物材料注射至该模具内部。该覆盖物典型地通过注射模制或压缩模制在该球芯上模制。可以使用反应注射模制来提供一种热固性覆盖物。可替代地，可以使用的另一种方法涉及通过压模铸造或另一种模制方法自该覆盖物材料预模制一对半部覆盖物，用该半覆盖物包裹该球芯，并且在例如120℃与170℃之间压缩模制维持1分钟至5分钟的一段时间以便围绕该球芯附接这些覆盖物半部。在另一种方法中，该覆盖物组合物可以围绕该球芯浇铸。该铸造覆盖物优选在一个闭式模具中固化。该浇铸过程可以在氮气下完成。可以在一个模具中在该球芯上形成该覆盖物的一个第一半部，然后将该覆盖物的一个第二半部组装到该第一半部上并且固化以便形成一个完成的覆盖物。该球芯可以在其上形成该覆盖物之前进行表面处理以便增加在该球芯与该覆盖物之间的附着。适合的表面预处理的非限制的实例包括机械地或化学地磨损、电晕放电、等离子体处理、或一种增粘剂诸如硅烷的应用。该覆盖物典型地具有一个凹坑模式和轮廓以便对该高尔夫球提供令人希望的空气动力学特征。
内覆盖层420可以包含一种热塑性材料。内覆盖层420的热塑性材料可包含离子聚合物树脂、高度中和的酸聚合物组合物、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂，以及它们的组合中的至少一种。在某些实施例中，内覆盖层420可包括一种交联的热塑性聚氨酯，该交联的热塑性聚氨酯与包含上述不饱和键的热塑性聚氨酯类似。例如，内覆盖层420可包括一种交联的热塑性聚氨酯，该交联的热塑性聚氨酯通过一种在具有式(1)扩链剂(如上述描述的)内的不饱和键的自由基引发而交联，但是该内覆盖层材料可能或可能不具有相差100的异氰酸酯指数。
在某些实施例中，内覆盖层420可包括一种非交联的热塑性聚氨酯，该内覆盖层420与外覆盖层410不同，而在其他实施例中，内覆盖层420可包括一种与外覆盖层410完全不同类型的材料。
在其他实施例中，内覆盖层420可包含一种弹性材料。这种弹性材料可以包含一种热塑性聚氨酯材料，该热塑性聚氨酯材料含有一种异氰酸酯单体，以及一种高度支化的多元醇，该多元醇具有的羟基价(hydroxyl valence)是从约2.1至约36，也被称为种“树枝状TPU”。
这些树枝状热塑性聚氨酯可以由以下各项制备：(A)从约30至约70份(按总反应混合物重量计)的一种或多种生物可再生聚醚多元醇；(B)从约15至约60份(按总反应混合物重量计)的一种或多种聚异氰酸酯；(C)从约0.1至约10份(按总反应混合物重量计)的一种或多种高度支化的多元醇，该多元醇具有的羟基价是从约2.1至约36；以及(D)从约10至约40份(按总反应混合物重量计)的一种或多种扩链剂。这种树枝状TPU可以通过一种方法制备，该方法包括以下步骤：(1)按顺序将任选地该一种或多种扩链剂、该一种或多种聚异氰酸酯、任选地该一种或多种其他多元醇，以及一种或多种高度支化的、具有的羟基价是从约2.1至约36的多元醇混合在一起。这种覆盖层材料除其他贡献外，在提供增强的耐磨性方面可以是有利的。对包含弹性材料的高尔夫球的进一步说明可以在由市川(lchikawa)等人在2011年7月28日提交、并且命名为“具有弹性材料的高尔夫球(Golf Ball Having a Resilient Material)”的美国专利申请序列号13/193,025中找到，将其公开内容通过引用结合在此。
高尔夫球的物理特性
在不同的实施例中，内球芯440可以具有特定的对高尔夫球400可以有利的物理性质。内球芯440的直径可以在约19毫米至约32毫米的范围内、或约19毫米至约30毫米的范围内、或约21毫米至约30毫米的范围内、或约21毫米至约28毫米的范围内、或约24毫米至约28毫米的范围内。内球芯440可以具有40至60，或者45至55的表面肖氏D硬度。
内球芯440可以在通过将内球芯层440切成两半所获得的横截面上的任何单一的点上具有从45到55的肖氏D横截面硬度。内球芯440还可以在横截面上的任何两点之间具有在±6以内的肖氏D横截面硬度差。通过控制内球芯440的肖氏D硬度差，可以稳定高尔夫球400的总性能。为了实现更低的球转速，在某些实施例中，内球芯440可具有从约3毫米至5毫米的在10kg与130kg的负荷作用下的压缩变形量。
内球芯440还可以具有从0.785至0.9、或从0.795至0.89、或从0.8至0.88的COR值。内球芯440可以具有第一回弹系数，其中高尔夫球400具有第二回弹系数，并且第一回弹系数高于第二回弹系数至少0.01。高尔夫球400可以具有至少0.775的恢复系数。
内覆盖层420可以具有小于2毫米的厚度。在一些实施例中，内覆盖层420可以具有小于1.5毫米的厚度。在一些实施例中，内覆盖层420可以具有小于1毫米的厚度。虽然内覆盖层420与高尔夫球400的其他的层相比可以是相对薄的，内覆盖层420可具有在所有层之中的最高的表面肖氏D硬度。在某些实施例中，内覆盖层420可以具有可以从约60至约70的肖氏D硬度，如在弯曲表面上所测量。而且，内覆盖层420可以具有从60,000磅/平方英寸至100,000磅/平方英寸、或从70,000磅/平方英寸至85,000磅/平方英寸的高挠曲模量。在某些实施例中，内覆盖层420的密度可以是从约1.05g/cm3至约1.5g/cm3以便产生更大的惯性距。
如上述描述的相对于在该球芯的混合物中的该热塑性聚氨酯，外覆盖层410可包含一种交联的热塑性聚氨酯。例如，外覆盖层410可包括一种交联的热塑性聚氨酯，该交联的热塑性聚氨酯通过一种具有式(1)(如上述描述的)的扩链剂上的不饱和键的自由基引发作用交联，但是该外覆盖层材料可以或可以不具有相差100的异氰酸酯指数。
外覆盖层410也可具有某些有利的物理特性。例如，外覆盖层410可具有所希望的硬度值。确切地，在某些实施例中，外覆盖层410可具有从30至45的肖氏D硬度(在板片(slab)上测量的)以及从约40至约65的球表面肖氏D硬度、或从约45至约60的球表面肖氏D硬度的材料。
在某些实施例中，由该交联的热塑性聚氨酯组成的外覆盖层410还可具有一个所希望的挠曲模量值。挠曲模量的值根据ASTM D790例如通过ASTM D790-10B确定。该覆盖物或外覆盖层的挠曲模量的值可以是从约200磅/平方英寸至约10,000磅/平方英寸。在某些实施例中，该挠曲模量可以具有从约200磅/平方英寸至约7,000磅/平方英寸、或从约200磅/平方英寸至约5,000磅/平方英寸、或从约200磅/平方英寸至约4,000磅/平方英寸、或从约200磅/平方英寸至约2,000磅/平方英寸、或从约300磅/平方英寸至约5,000磅/平方英寸、或从约400磅/平方英寸至约2,000磅/平方英寸的值。在另外的其他实施例中，该挠曲模量可以具有从约200磅/平方英寸至约1,000磅/平方英寸的值。最后，在某些实施例中，该挠曲模量可以具有约500磅/平方英寸的值。
外覆盖层410以及该高尔夫球的其他层还可被配置为某些挠曲模量和硬度值，以使该高尔夫球可实现某些运动性能。例如，一种高尔夫球在遇到第一情况和在第二情况时可能产生不同的反应和手感。这可以通过提供一种分层的物品实现，其中，每层相对于其他层具有特定的材料和机械特性。即，所提供的球是当用长击杆击打时具有第一手感和反应(距离和准确性)，并且当用铁杆或挖起杆击打时具有第二手感和反应(手感和旋转度)。例如，高尔夫球可以提供有由多种热塑性和热固性的层。尽管表层具有相对低的弯曲模量，可以选择每个热塑性层的弯曲模量，但使得最高的弯曲模量位于最接近表面处。另外，与作为整体的球相比，无论是单层还是多层的球芯具有较高的恢复系数(COR)。
在一个实施例中，带有多个具有一定的弯曲模量和硬度值的层的高尔夫球可以包括一个第一层，该第一层可以是一个内球芯层。该第一层可以具有第一弯曲模量。一个第二层可以是一个外球芯层并且可以设在第一层的径向外侧。一个第三层可以是一个内覆盖层。该第三层可以在第二层的径向外侧并且可以具有第二弯曲模量。一个第四层可以是一个外覆盖层。该第四层可以在第三层的径向外侧并且可以具有第三弯曲模量。第二弯曲模量可以大于第一弯曲模量。第一弯曲模量可以大于第三弯曲模量。
第二弯曲模量可以至少为第一弯曲模量的三倍。第一层可以具有第一回弹系数并且该球可以具有第二回弹系数，并且第一回弹系数可以大于第二回弹系数。一个套层可以位于第一层与第四层之间。
在另一个实施例中，带有多个具有一定的弯曲模量和硬度值的层的球可以包括一个第一层，该第一层可以是一个内球芯层。该第一层可以具有第一硬度。一个第二层可以是一个外球芯层并且可以在第一层的径向外侧。该第二层可以具有第二硬度。一个第三层可以是一个内覆盖层。第三层可以在第二层的径向外侧并且可以具有第三硬度。一个第四层可以是一个外覆盖层。该第四层可以在第三层的径向外侧并且可以具有第四硬度。第三硬度可以大于第一硬度。第三硬度可以大于第二硬度。第三硬度可以比第四硬度大至少10肖氏D。
第一层可以具有第一回弹系数并且该球可以具有第二回弹系数，并且第一回弹系数可以大于第二回弹系数。一个套层可以位于第一层与第四层之间。
对带有多个具有一定的弯曲模量和硬度值的层的高尔夫球的进一步说明可以在由刘振泰(Chen Tai Liu)在2010年8月20日提交的并且名称为“带有多个具有特定模数和硬度的层的高尔夫球(Golf Ball Having Layers with Specified Moduli and Hardnesses)”的美国专利申请序列号12/860,785中找到，将其公开内容通过引用结合在此。
附加地，根据本发明的一种高尔夫球可具有在它的不同层的密度值之中的特定的关系。例如，根据本发明的一种高尔夫球可包括：一个内球芯、一个围绕该内球芯的外球芯、一个实质上围绕该外球芯的内覆盖层、以及一个实质上围绕该内覆盖层的外覆盖层。该内球芯可以具有一个第一密度值，该外球芯可以具有一个第二密度值，该内覆盖层可以具有一个第三密度值，并且该外覆盖层可以具有一个第四密度值。该第一密度值与该第二密度值的和可以是至少约2g/cm3。该第三密度值与该第四密度值的和可以是至少约2.2g/cm3。最后，该第三密度值与该第四密度值的和比该第一密度值与该第二密度值的和可以大至少约0.1g/cm3。该第一密度可以从约0.85g/cm3至约1.1g/em3，该第二密度可以从约1.05g/cm3至约1.25g/cm3，该第一密度可以从约1.05g/cm3至约1.5g/cm3，并且该第一密度可以从约1g/cm3至约1.8g/cm3。
该内球芯可具有一个第一密度值以及从约21mm至约30mm的直径。该外球芯可具有一个第二密度值。该内覆盖层可具有一个第三密度值以及从约0.5mm至约1.2mm的厚度。该外覆盖层可具有一个第四密度值以及从约0.6mm至约2mm的厚度，其中该外覆盖层的厚度可以等于或大约该内覆盖层的厚度。该第一密度值与该第二密度值的和可以是至少约2g/cm3，该第三密度值与该第四密度值的和可以是至少约2.2g/cm3，并且该第三密度值与该第四密度值的和比该第一密度值与该第二密度值的和可以大出至少约0.1g/cm3。
该内球芯可以具有一个第一肖氏D硬度值，该外球芯可以具有一个第二肖氏D硬度值，该内覆盖层可以具有一个第三肖氏D硬度值，该外覆盖层可以具有一个第四肖氏D硬度值。该第三肖氏D硬度值可以比该第一肖氏D硬度值、该第二肖氏D硬度值、以及该第四肖氏D硬度值中的每个都大。该第三肖氏D硬度值比该第四肖氏D硬度值可以大出至少约10个肖氏D单位。而且，该高尔夫球可以具有从约82g-cm2至约90g-cm2的惯性矩以及约1.680英寸的总直径。
对在其不同层的密度中存在某些关系的层的高尔夫球的进一步说明可以在由Che-Ching Lin等人在2011年9月30日提交的并且名称为“具有在各层的密度之间的关系的高尔夫球(Golf Ball Having Relationships Among the Densities ofVarious Layers)”的美国专利申请序列号13/250,305中找到，将其公开内容通过引用结合在此。
最后，在对高尔夫球400的外覆盖层410进行模塑后，高尔夫球400可以经历各种常规的整理(finishing)工艺，例如抛光、压花(stamping)和涂漆。在10到130千克的负荷下，完成的高尔夫球400可以具有2到4毫米的压缩变形。
虽然已经说明了本发明的多个实施例，但此说明旨在是示例性的而非限制性的，并且本领域普通技术人员将清楚的是，处于本发明范围内的更多实施例和实现方式是可能的。因此，除了所附权利要求及其等效物之外，本发明不应受到限制。而且，可以在所附权利要求书的范围内做出各种修改和改变。
根据本发明制成的高尔夫球可以具有任何尺寸，尽管USGA要求在比赛中使用的高尔夫球具有至少1.68英寸的直径以及不大约1.62英两的重量。对于USGA比赛之外的运动，这些高尔夫球可以具有更小的直径并且更重。
实例
通过将如下表所示的材料在一个班伯里机中使用充分混合进行混配来制备球芯实例1-9。该混配的球芯材料然后成形为块并且压缩模制为单一高尔夫球球芯，然后施加一个覆盖物以便制成一个完成的高尔夫球。
1.Luperox 231XL40，从宾夕法尼亚州费城的阿科玛公司(Arkema Inc.，Philadelphia，PA)获得的。
该高指数不饱和的TPU A具有以下配方：
2.PTMEG1000(从堪萨斯州威奇托英威达公司(INVISTA S.à r.l.Wichita，KS)获得的
3.从美国宾夕法尼亚州埃克斯顿克雷威利公司(Cray Valley USA，Exton，PA.)获得的PolyR20LM
该高指数不饱和的TPU B具有以下配方：
已经出于说明和描述的目的提供这些实施例的以上说明。该说明不旨在是详尽的或限制本发明。一个具体实施例的单独的元件或特征总体而言不限于该具体实施例，但是，在适当情况下是可互换的并且可用于一个选定的实施例中，即使没有确切地示出或描述。它们还可以在许多方面变化。此类变化不应视为背离本发明，并且所有的这些修改都旨在包括在本发明范围内。