CN102838782B - 一种替代赛璐珞的乒乓球用材料及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种替代赛璐珞的乒乓球用材料及制造方法。该材料在力学性能及加工性能上与赛璐珞非常接近，可替代赛璐珞用于乒乓球生产。该材料的主要成份是醋酸纤维素，辅助材料有增塑剂、增强材料及颜料。该材料的制造方法是：原材料经高速混合后用双螺杆挤出机及衣架形机头挤出成片，用三辊压光机调节厚度，经冷却牵引后切成一定长度、一定厚度符合乒乓球制作要求的片材，上述替代赛璐珞的乒乓球用材料安全环保，在力学性能和加工性能上与赛璐珞非常接近，而且其制作方法采用标准的通用设备，对设备的维修更新都很容易，能保证制造过程高速高效的进行。

Description

一种替代赛璐珞的乒乓球用材料及制造方法

技术领域

本发明属于乒乓球制造技术领域，具体涉及一种能够替代赛璐珞的乒乓球用材料及制造方法。

背景技术

上世纪三十年代初，开始用赛璐珞作为制造乒乓球的材料，并一直沿用至今，这是由于赛璐珞具有以下三点非常特殊的性能。

1）在室温下赛璐珞具有很高的硬度和弹性模量，由赛璐珞制成的乒乓球在高达150Km/h的速度下与桌面碰撞不产生永久的变形。

2）在≤100℃的温度下伸长率＞60％，从而可以用水作为热媒进行模压成型。

3）可使用溶剂在十几秒钟之内将两个半球粘结成一个整球，并且接缝的牢度不低于本体的牢度。

在现有的工程塑料中，同时具有以上三点性能的材料是没有的，这就是赛璐珞长期未能被取代的原因。

尽管如此，赛璐珞自身的缺陷也是不容忽视的：

1，赛璐珞属于高度易燃物品，这给生产、储存、运输及使用均带来了极其严重的困难。

2，赛璐珞的制造过程需要使用大量溶剂，会给环境带来危害。

3，赛璐珞的制造过程需用蒸汽，生产企业必须配套小型锅炉，而小型锅炉对环境的危害是不容忽视的。此外生产周期长，在制品及占用资金多，也是明显的缺点。

80年代，英国Dunlop公司曾以苯乙烯丙烯腈共聚物制作乒乓球，因使用中产生永久变形而放弃。

1990年广州文教体育用品工业公司以改性聚苯乙烯为材料制作乒乓球，因接缝是假性粘结而无法使用。

在2003年4月公告的一份专利中［公告号CN1410250］，提出了以PE、PS、PC等工程塑料在热熔下，模压成型的技术。

2008年9月公告了德国人柳仁淑、托马斯·沃尔海姆提出的专利［公告号CN101272830A］，他们以POM、PBT、PET等多种工程塑料作为制造乒乓球的材料，采用注塑或深冲成型，壳体粘结前须经等离子处理。

在2009年11月公告的一份专利中［公告号CN101585224］提出了在纸质，塑料或金属的母球中，用热固性树脂中空离心成型生产乒乓球的技术。

在2010年5月公告的一份专利中［公告号CN201453975U］提出了以中空模具绕互相垂直的两条轴高速旋转完成离心成型的工艺，实际上是在CN101585224专利基础上的一次改进。

上述已经公开的专利技术，在具体的生产过程中，要么是乒乓球的性能难以达标要么是生产效率无法与现有的工艺相比，因此，迄今为止实际上并未找到一种依托现有成球工艺可替代赛璐珞制造乒乓球的新材料，这种材料既要在力学性能上与赛璐珞非常接近，以保证乒乓球的运动特性，又要在加工性能上适合乒乓球现有工艺设备的要求，以保证制造过程能高速高效的进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种代替赛璐珞的乒乓球用材料，该材料安全环保，在力学性能和加工性能上与赛璐珞非常接近可替代赛璐珞用于制造乒乓球。

本发明的另一目的在于提供一种代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，该方法所采用的设备是标准的通用设备，对设备的维修更新都很容易，且能保证制造过程高速高效的进行。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料，其特征在于：其主体材料由醋酸纤维素和辅助材料组成，所述辅助材料包括增塑剂，增强材料及颜料。

特别地，所述主体材料按重量份包括：醋酸纤维素72～80份，增塑剂20～28份，增强材料2～8份，及颜料1～3份。

特别地，所述增塑剂为下列物质一种或几种混合：邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、柠檬酸三正丁酯（TBC）、柠檬酸三乙酯（TEC）、三醋酸甘油酯（GT）、2—莰酮。

特别地，所述增强材料包括钛酸钙晶须、氧化锌晶须、硫酸镁晶须及倍半硅氧烷（POSS）纳米材料的任一种。

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，其包括以下步骤：

1，配制原料，按重量份数要求，原料成分为：醋酸纤维素72～80份，增塑剂20～28份，增强材料2～8份，及颜料1～3份。

2，将步骤1得到的原料放入高速混合机中混合均匀；

3，将步骤2混合均匀的原料用双螺杆挤出机及衣架型机头挤出成片；并用三辊压光机调整厚薄；

4，将步骤3处理后的片材经冷却牵引后切成一定长度，一定厚度符合乒乓球制作要求的片材。

特别地，所述步骤2中高速混合机的搅拌时间为15～30分钟。

特别地，所述步骤3中的双螺杆挤出机的挤出温度为：前段180℃～185℃，后段190℃～195℃。

本发明的有益效果为，与现有技术相比所述代替赛璐珞的乒乓球用材料及制造方法具有以下优点：

实验表明，依据本发明的材料在力学性能及加工性能上都与赛璐珞非常接近，前者保证了由新材料制作的乒乓球与赛璐珞制作的乒乓球具有相同的运动特性，后者保证了传统的乒乓球制造工艺及设备对新材料同样适用，从而保证了乒乓球生产可高速高效地进行。

由于新材料的主要成份是醋酸纤维素，在传统上醋酸纤维素是民用工业材料，不易燃易爆，因此新材料具有良好的安全性能，彻底解决了乒乓球（包括原料）在生产、贮存、运输和使用中的安全问题。

赛璐珞的制造过程需要消耗大量溶剂和蒸汽，平均每生产一吨赛璐珞约消耗700kg酒精、100kg丙酮及1.2吨标煤，而依据本发明,新材料的制造过程不需要溶剂,不使用蒸汽,制造过程更加环保更加生态和更加经济。

赛璐珞的生产周期是12～15天，而本发明所述新材料的生产周期不足三个小时，从而可大大降低在制品数量，并节省大量流动资金和节约大量劳力。

此外新材料的制造方法所采用的设备是标准的通用设备，对设备的维修更新都很容易。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料，其主体材料（按重量份）包括：醋酸纤维素：72份，邻苯二甲酸二甲酯（DMP）：17份，邻苯二甲酸二乙酯（DEP）：8份，倍半硅氧烷（POSS）纳米材料：2份，钛白粉：1份。

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，其包括以下步骤：

步骤1：将原料醋酸纤维素：72份，邻苯二甲酸二甲酯（DMP）：17份，邻苯二甲酸二乙酯（DEP）：8份，倍半硅氧烷（POSS）纳米材料：2份，钛白粉：1份，加入高速混合机中搅拌20分钟。

步骤2：出料后加入到双螺杆挤出机中挤出成片，用三辊压光机调节厚度，螺杆温度：前段180℃，后段190℃。

步骤3：经牵引冷却后切成一定长度，一定厚度的片材。

实施例二：

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料，其主体材料（按重量份）包括：醋酸纤维素：72份，邻苯二甲酸二乙酯（DEP）：25份，钛酸钙晶须：5份，钛白粉：1份。

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，其包括以下步骤：

步骤1：将原料醋酸纤维素：72份，邻苯二甲酸二乙酯（DEP）：25份，钛酸钙晶须：5份，钛白粉：1份，加入高速混合机中搅拌20分钟。

步骤2：出料后加入到双螺杆挤出机中挤出成片，用三辊压光机调节厚度，螺杆温度：前段180℃，后段190℃。

步骤3：经牵引冷却后切成一定长度，一定厚度的片材。

实施例三：

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料，其主体材料（按重量份）包括：醋酸纤维素：72份，柠檬酸三乙酯（TEC）：20份，三醋酸甘油酯（GT）:5份，钛酸钙晶须：5份，钛白粉：1份。

一种代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，其包括以下步骤：

步骤1：将原料醋酸纤维素：72份，柠檬酸三乙酯（TEC）：20份，三醋酸甘油酯（GT）:5份，钛酸钙晶须：5份，钛白粉：1份，加入高速混合机中搅拌20分钟。

步骤2：出料后加入到双螺杆挤出机中挤出成片，用三辊压光机调节厚度，螺杆温度：前段180℃，后段190℃。

步骤3：经牵引冷却后切成一定长度，一定厚度的片材。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种代替赛璐珞的乒乓球用材料，其特征在于：其主体材料按重量份包括：醋酸纤维素72～80份，增塑剂20～28份，增强材料2～8份，及颜料1～3份；

所述增塑剂为2-莰酮；

所述增强材料包括钛酸钙晶须、氧化锌晶须、硫酸镁晶须及倍半硅氧烷纳米材料的任一种。

2.一种如权利要求1所述代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)，配制原料，按重量份数要求，原料成分为：醋酸纤维素72～80份，增塑剂20～28份，增强材料2～8份，及颜料1～3份。

2)，将步骤1得到的原料放入高速混合机中混合均匀；

3)，将步骤2混合均匀的原料用双螺杆挤出机及衣架型机头挤出成片；并用三辊压光机调整厚薄；

4)，将步骤3处理后的片材经冷却牵引后切成一定长度，一定厚度符合乒乓球制作要求的片材。

3.根据权利要求2所述的代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，其特征在于，所述步骤2中高速混合机的搅拌时间为15～30分钟。

4.根据权利要求3所述的代替赛璐珞的乒乓球用材料的制造方法，其特征在于，所述步骤3中的双螺杆挤出机的挤出温度为：前段180℃～185℃，后段190℃～195℃。