CN103819845A

CN103819845A - 环保热塑性pvc乒乓球用料及用其制备乒乓球的方法

Info

Publication number: CN103819845A
Application number: CN201410062444.8A
Authority: CN
Inventors: 赵永林; 倪忠斌; 陈明清
Original assignee: DOUBLE PLASTIC Co Ltd; Jiangnan University
Current assignee: DOUBLE PLASTIC Co Ltd; Jiangnan University
Priority date: 2014-02-22
Filing date: 2014-02-22
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-02-22
Also published as: CN103819845B

Abstract

一种环保热塑性PVC乒乓球用料，它包括如下质量份的材料：聚氯乙烯：100份；热稳定剂：3-8份；润滑剂：1-5份；增强增韧剂：10-30份；填料：5-10份；色粉：0.1-0.2份；抗氧剂：0.1-0.5份；紫外线吸收剂：0.1-2份。环保热塑性PVC乒乓球的制备方法是先注塑成型为两个半球，然后将两个半球通过胶黏剂拼接成一个完整的球，再经过打磨，在模腔中膨胀成一个均一的乒乓球，再经过后处理，制备成为一个成品球；所述半球厚度由顶点至下厚度分成不同的五个阶段。其成本低、硬度高、具有优异的弹性模量、偏心度好，能满足比赛用球需要，环保性好。

Description

环保热塑性PVC乒乓球用料及用其制备乒乓球的方法

技术领域

本发明涉及一种环保热塑性PVC乒乓球用料用其制备乒乓球的方法。

背景技术

自上世界三十年代开始，采用赛璐珞为原料制备乒乓球，由于其具备很高的硬度和弹性模量，制得的乒乓球具有厚薄均匀、使用寿命长的优点，而使得该材料一直沿用至今。但是采用赛璐珞为原料制作乒乓球存在如下弊端：

一是，赛璐珞料是以脱水的硝化纤维为主要原料，其易燃易爆，其在原料阶段、生产阶段的贮存、运输过程中存在较大的安全隐患，而且制成乒乓球产品后，其在贮存、运输过程中同样存在易燃的隐患。

二是，为了安全，硝化棉在运输过程中要加水，使用时需要脱水，存在大量的废液排放，会给环境带来危害，不环保；另外，其制作工艺复杂、制作周期长。

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。

在2012年12月26日，CN 102838782 A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。但是以醋酸纤维素为主原料制成的乒乓球，成本较高，且耐候性差，冬天，球体较脆，极易打破，不适于冬季比赛使用。

发明内容

本发明的目的之一在于克服上述不足，提供一种成本低、硬度高、具有优异的弹性模量、偏心度好，能满足比赛用球需要的环保热塑性PVC乒乓球用料。

本发明的目的之二在于提供一种环保热塑性PVC乒乓球的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种环保热塑性PVC乒乓球用料，它包括如下质量份的材料：

聚氯乙烯：100份；其型号选择SG1、SG2、SG3、SG4、SG5、SG6、SG7和SG8中的一种；

热稳定剂：3-8份；所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂、月桂酸酯类有机锡热稳定剂、马来酸酯类有机锡热稳定剂、硫醇类有机锡热稳定剂中的一种或者几种。

润滑剂：1-5份；所述润滑剂采用硬脂酸钙、硬脂酸、硬脂酸甘油酯、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或者几种。

增强增韧剂：10-30份；所述增强增韧剂采用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）、TPU(热塑性聚氨酯)、热塑性聚烯烃、CPE(氯化聚乙烯)、丙烯酸酯类共聚物中的一种或者几种。

填料：5-10份；所述填料为滑石粉、碳酸钙、云母、钛酸钾晶须中的一种或者几种。

色粉：0.1-0.2份；所述色粉为钛白粉、柠檬黄或氧化铁红。

抗氧剂：0.1-0.5份；所述抗氧剂采用亚磷酸酯，2,5-二特丁基对苯二酚，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或几种。

紫外线吸收剂：0.1-2份；所述紫外线吸收剂采用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑，2-羟基-4’-甲氧基二苯甲酮中的一种或几种。

热稳定剂能够捕捉PVC树脂在加工过程中释放出的具有自催化作用的HCL,或是能够与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反应，以阻止或减轻PVC树脂的分解。

润滑剂的作用在于减少聚合物和设备之间的摩擦力，以及聚合物分子链之间的内摩擦。

增强增韧剂主要作用：提高PVC的刚性和韧性。

抗氧剂主要作用：防止PVC在加工使用过程中，因受热、紫外线的作用发生氧化和氧化降解。

紫外线吸收剂主要作用：改善PVC耐候性。

一种环保热塑性PVC乒乓球的制备方法，所述方法如下：

首先制作乒乓球一大一小的半球模具，用前面所述的PVC配方料注塑成型为两个半球，小半球的突起腰部外部的直径与大的半球突起腰部的内直径一致，这两个半球能通过胶黏剂拼接成一个完整的球，再经过打磨，在模腔中膨胀成一个均一的乒乓球，再经过后处理，制备成为一个成品球。

半球厚度由顶点至下厚度分成不同的五阶段，顶部最厚，依次厚度减小，至腰部又恢复至顶部相同厚度，（两半球相互搭接胶黏部位的厚度仅为顶部厚度的一半，以便于胶黏成球后，该部位厚度与顶部厚度一致）；保证制成的成球重心与球的中心一致，使得乒乓球在运动过程中，不产生偏心现象，确保在竞技比赛时，选手易控制乒乓球打击后的旋转方向及落点。

所述半球的注塑点位于腰部的圆周上。每个半球的注塑点有3-4个，所述注塑点均布与腰部的圆周上。

所述半球由顶点至下的五阶段厚度分别为：0.52~0.54mm、0.50~0.51mm、0.48~0.49mm、0.46~0.47mm、0.52~0.54mm，两半球相互搭接胶黏部位的厚度仅为顶部厚度的一半。

作为优选方案，所述半球由顶点至下的五阶段厚度分别为：0.53mm、0.50mm、0.49mm、0.47mm、0.53mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用PVC材料作为乒乓球的主要原料，通过增强增韧剂、无机填料混合改性，提高了PVC材料的密度和拉伸强度，提高了断裂延伸等性能，使得乒乓球既具有优异弹跳能力，又有足够的抗击打能力，成本低，无污染。

采用注塑的方式制乒乓球的半球，并将注塑点由半球的顶端改为其腰部的圆周上，两半球胶合、打磨后，可弥补注塑形成的注塑点的缺陷，使得球体表面光洁，无应力集中点，保证乒乓球的耐击打能力。

将半球由顶点至下厚度分成不同的五阶段，可以保证制成的成球的偏心准确度，使得在竞技比赛时，选手易控制球打击后的旋转方向及落点。同时采用此厚度，可以使得保证的硬度和回弹力，保证在30cm高度自由落体至3cm厚的钢板上，回弹高度在24cm之上。

该产品不再需要使用硝化棉，安全性好，生产过程中无废液排放，环保性好；另外，其制作工艺简单，周期短。其硬度高、且具有优异的弹性模量，满足乒乓球使用要求。

具体实施方式

实施例1-5的原料配比见下表：

将上述实施例1-5的材料制成乒乓球，其方法为：先注塑成型为两个半球，这两个半球能通过胶黏剂拼接成一个完整的球，再经过打磨，在模腔中膨胀成一个均一的乒乓球，再经过后处理，制备成为一个成品球；所述半球厚度由顶点至下厚度分成不同的五个阶段。

所述半球的注塑点位于腰部的圆周上。每个半球的注塑点有3个，所述注塑点均布与腰部的圆周上。

所述半球由顶点至下的五阶段的壁厚分别为： 0.53mm、0.50mm、0.49mm、0.47mm、0.53mm，两半球相互搭接胶黏部位的厚度仅为顶部厚度的一半。

实施例1-5材料制成乒乓球其物理机械性能测试数据如下：

项目名称	标准	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
							拉伸强度 N/mm²	≥53.9	54.5	55.6	56.5	54.5	54.5
断裂伸长率 %	≥20	22	23	23	24	24
							比重 g/cm³	≥1.395	1.4	1.4	1.4	1.4	1.5
吸水率%	≤3	2	2	2	2	2
							热变形差 cm	≤1	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
回弹高度cm	≥20	25	24.3	24.8	25.3	25.6

注：上表中的回弹高度测试方法是：乒乓球在30cm高度自由落体至3cm厚的钢板上后的回弹高度。

Claims

1.一种环保热塑性PVC乒乓球用料，其特征在于，它包括如下质量份的材料：

聚氯乙烯：100份；

热稳定剂：3-8份；

润滑剂：1-5份；

增强增韧剂：10-30份；

填料：5-10份；

色粉：0.1-0.2份；

抗氧剂：0.1-0.5份；

紫外线吸收剂：0.1-2份。

2.根据权利要求1所述的一种环保热塑性PVC乒乓球用料，其特征在于，所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂、月桂酸酯类有机锡热稳定剂、马来酸酯类有机锡热稳定剂、硫醇类有机锡热稳定剂中的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的一种环保热塑性PVC乒乓球用料，其特征在于，所述增强增韧剂采用ABS、热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃、氯化聚乙烯、丙烯酸酯类共聚物中的一种或者几种。

4.根据权利要求1所述的一种环保热塑性PVC乒乓球用料，其特征在于，所述抗氧剂采用亚磷酸酯，2,5-二特丁基对苯二酚，四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种环保热塑性PVC乒乓球用料，其特征在于，所述紫外线吸收剂采用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，2-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)苯并三唑，2-羟基-4’-甲氧基二苯甲酮中的一种或几种。

6.一种环保热塑性PVC乒乓球的制备方法，其特征在于：用权利要求1所述的环保热塑性PVC乒乓球用料注塑成型为两个半球，然后将两个半球相互搭接胶黏拼接成一个完整的球，再经过打磨，在模腔中膨胀成一个均一的乒乓球，再经过后处理，制备成为一个成品球；所述半球厚度由顶点至下厚度分成不同的阶段，顶部最厚，依次厚度减小，至腰部又恢复至顶部相同厚度，两半球相互搭接胶黏部位的厚度仅为顶部厚度的一半。

7.根据权利要求6所述的一种环保热塑性PVC乒乓球的制备方法，其特征在于：所述半球的注塑点位于腰部的圆周上。

8.根据权利要求7所述的一种环保热塑性PVC乒乓球的制备方法，其特征在于：每个半球的注塑点有3-4个，所述注塑点均布与腰部的圆周上。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种环保热塑性PVC乒乓球的制备方法，其特征在于，所述半球由顶点至下的厚度分五个阶段，所述五阶段厚度分别为：0.52~0.54mm、0.50~0.51mm、0.48~0.49mm、0.46~0.47mm、0.52~0.54mm，两半球相互搭接胶黏部位的厚度仅为顶部厚度的一半。

10.根据权利要求9所述的一种环保热塑性PVC乒乓球的制备方法，其特征在于，所述半球由顶点至下的五阶段厚度分别为：0.53mm、0.50mm、0.49mm、0.47mm、0.53mm。