CN105001458B

CN105001458B - 一种制作乒乓球用材料

Info

Publication number: CN105001458B
Application number: CN201510510893.9A
Authority: CN
Inventors: 徐步青; 徐明学; 张松兵
Original assignee: WUXI COHEN PLASTIC CO Ltd
Current assignee: WUXI COHEN PLASTIC CO Ltd
Priority date: 2015-08-19
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-10-03
Anticipated expiration: 2035-08-19
Also published as: CN105001458A

Abstract

本发明涉及一种制作乒乓球用材料，所述材料由多种原料组合制备得到，所述原料组合按重量份数包括如下组分：纤维素70～85份；增塑剂19～30份；补强材料0.5～8份；颜料0.5～5份；其中，所述纤维素为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素。(1)通过将乒乓球主体材料选择为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素，提高了乒乓球的悬臂梁缺口冲击强度达到630J/M，获得了机械性能、力学性能和抗冲击性能优异的乒乓球。(2)通过将乒乓球的主体材料选择为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素，降低了螺杆加工温度至200℃以下，大大降低了能耗和成本。

Description

一种制作乒乓球用材料

技术领域

本发明属于乒乓球制造技术领域，涉及一种制作乒乓球用材料，所述乒乓球用材料制备得到的乒乓球能够满足国际乒联比赛对乒乓球的要求。

背景技术

赛璐珞，即硝化纤维塑料，是塑料的一种，由胶棉(低氮含量的硝化纤维)和增塑剂(主要是樟脑)、润滑剂、染料等加工制成。但是赛璐珞属于高度易燃物品，给生产、储存、运输及使用均带来了极其严重的困难；且制造过程需要使用大量溶剂，会给环境带来危害；其制造过程需用蒸汽，生产企业必须配套小型锅炉，对环境存在危害是不容忽视的；另外，赛璐珞生产周期长，在制造和成本上也有不容忽视的缺点。

CN102838782A公开了一种替代赛璐珞的乒乓球用材料及制造方法。所述材料按重量份包括：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。其所公开的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。但是其在力学性能和机械性能上尚存在弹性略有不足，抗冲击能力较弱等缺点。

因此，本领域亟待开发一种具有优异机械性能、力学性能和抗冲击能力的乒乓球用材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作乒乓球用材料，所述材料由原料组合物制备得到，所述原料组合物按重量份数包括如下组分：

其中，所述纤维素为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素。

本发明选用醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素作为乒乓球材料的主体材料，相对于醋酸纤维素，在具有乙酰基的纤维素上又引入了丙酰基和/或丁酰基，增大了分子链的结构，增加了分子内部的空间，在受到外加冲击力时增加了缓冲空间，提高了抗冲击能力，获得了机械性能、力学性能和抗冲击性能优异的乒乓球材料。

另外，由于醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素的选择，降低了加工温度至100℃以下，大大降低了能耗和成本。

本发明所述醋酸丙酸纤维素的丙酰基含量≥20％，例如22％、26％、29％、34％、38％、40％等，优选25～39％。

优选地，所述醋酸丙酸纤维素的酰基含量为45～55％，例如46％、46.8％、51.5％等，优选48～52％。

优选地，所述醋酸丙酸纤维素的酯化度为220～270，例如、220、230、240。

本发明所述醋酸丁酸纤维素的丁酰基含量≥20％，例如22％、26％、29％、34％、38％、40％等，优选25～40％。

优选地，所述醋酸丁酸酸纤维素的酰基含量为45～55％，例如52％、56％、59％等，优选48～52％。

优选地，所述醋酸丁酸纤维素的酯化度为220～270。

本发明通过对醋酸纤维素组分中丙酰基、丁酰基和酰基总量的选择，获得了更加优异的机械性能、力学性能和抗冲击性能，以及更加低的加工温度。丙酰基和/或丁酰基含量过低，抗冲击性能表现较差，含量过高，则弹性不足。

本发明将乒乓球材料的主体材料替换为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素后，增塑剂和增强材料的选择也需要进行相应调整才能够获得更加优异的效果。

本发明所述增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三乙酯、三醋酸甘油酯、2-莰酮、邻苯二甲酸二乙基己酯，己二酸二丁酯，壬二酸二丁酯，癸二酸二丁酯，棕榈酸酯中的任意1种或至少2种的组合；优选邻苯二甲酸二乙基己酯、2-莰酮或柠檬酸三乙酯中的任意1种或至少2种的组合。

优选地，所述补强材料选自钛酸钙晶须、氧化锌晶须、硫酸镁晶须及倍半硅氧烷纳米材料的任意1种或至少2种的组合。

作为本发明的一个实施方式所述乒乓球材料通过将原料组合物捏合后螺杆挤出造粒，然后经过注塑成型，得到半球形的乒乓球球坯。

在所述一个实施方式中，所述捏合温度为40±2℃，时间为0.4～0.6h，优选0.5h。

优选地，所述捏合速度为650-1300转/分。

作为本发明的另一个实施方式所述乒乓球材料通过将原料组合物捏合后螺杆挤出造粒，拉伸压延成片，然后经过冲压成型，得到圆片形的乒乓球用材料。

在所述另一个实施方式中，所述捏合温度为40±2℃，时间为0.4～0.6h，优选0.5h。

优选地，所述压延拉伸为采用单螺杆制片机压延拉片。

作为本发明的再一个实施方式，本发明所述原料组合物中还含有50～65重量份的溶剂。

优选地，所述溶剂为乙醇、丙酮、醋酸乙酯中的任意1种或至少2种的组合；优选由乙醇、丙酮、醋酸乙酯组成的混合物；

优选地，所述由乙醇、丙酮、醋酸乙酯组成的混合物中乙醇、丙酮、醋酸乙酯的质量比为1:4～5:4～5；优选1:4:5。

本发明的再一个实施方式提供的乒乓球材料的制备方法为：通过将原料组合物捏合后加热压延混炼，然后压块得块状材料，之后刨成薄片，后处理后，得到圆片形的乒乓球用材料。

在本发明的再一个实施方式中，所述捏合温度为70±2℃，时间为1.5～2.5h，优选2h；

优选地，所述加热压延混炼温度为70±2℃，时间为1.5～2.5h，优选2h。

优选地，所述后处理为烘干，所述烘干温度为40～50℃。

在本发明的再一个实施方式中，所述压块得快装材料的步骤为：

首先将加热压延混炼得到的材料进行热压，之后冷压；

优选地，所述热压的压力为5～7Mpa，热压的温度为92～94℃，热压的时间为4～5h，优选4.5h；

优选地，所述冷压的温度为室温，冷压的压力为15～20Mpa，冷压的时间为2-4h，优选3h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)通过将乒乓球材料的主体材料选择为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素，提高了乒乓球的抗冲击能力达到660J/M，拉伸强度达到56MPa，弹跳性能达到248mm。

(2)通过将乒乓球材料的主体材料选择为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素，降低了加工温度至200℃以下，大大降低了能耗和成本。

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。

本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

一种制作乒乓球用材料，所述乒乓球用材料的原料组合物按重量份数包括如下组分：

所述醋酸丙酸纤维素中，丙酰基含量为35％，酰基总含量为52％，酯化度为230；

所述乒乓球用材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将配方量的乒乓球用材料的原料组合物放入捏和机中，在40±2℃下捏和0.5h；

(2)将步骤(1)捏合得到的原料用双螺杆挤出机挤出造粒备用；

(3)将步骤(2)的挤出材料用注塑机注塑成半球形球坯备用；

(4)将步骤(3)所得半球形球坯按照乒乓球工艺制造成球。

实施例2

一种制作乒乓球用材料，与实施例1的区别在于乒乓球用材料的原料组合物的配方组成(重量份)为：

所述醋酸丙酸纤维素中，丙酰基含量为31％，酰基总含量为52％，酯化度为240。

实施例3

所述醋酸丙酸纤维素中，丙酰基含量为31％，酰基总含量为50％，酯化度为220。

实施例4

一种制作乒乓球用材料，与实施例1的区别在于，将醋酸丙酸纤维素等质量替换为醋酸丁酸纤维素。

实施例5

所述醋酸丙酸纤维素中，丙酰基含量为35％，酰基总含量为52％，酯化度为230；所述醋酸丁酸纤维素中，丁酰基含量为34％，酰基总含量为53％，酯化度为220；

所述乒乓球用材料的制备方法包括以下步骤：

(2)将步骤(1)捏合得到的原料用双螺杆挤出机挤出造粒备用；

(3)将步骤(2)的挤出材料用单螺杆制片机压延拉片，并按照乒乓球尺寸冲压成形的乒乓球用材料；

(4)将步骤(3)所得半球形球坯按照乒乓球工艺制造成球。

实施例6

所述乒乓球用材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将配方量的乒乓球用材料的原料组合物放入捏和机中，在70±2℃下捏和2h；

(2)将步骤(1)捏合得到的原料用过滤机过滤，之后放入炼胶机中，在70±2℃下加热压延混炼2h；

(3)将步骤(2)的得到的材料放置到热压机上，在压力5～7Mpa，温度92～94℃下热压4.5h，然后冷却至室温℃，在压力15～20Mpa下冷压，得到块状材料；

(4)将步骤(3)所得块状材料用刨片机刨成薄片，放进40～50℃烘房中烘8天，之后用压平机压平，冲压成乒乓球用圆形材料。

对比例1

采用CN102838782A中实施例1提供的乒乓球用材料作为对比例1。

对比例2

与实施例1的区别仅在于将醋酸丙酸纤维素中，丙酰基含量调整为18％。

对比例3

与实施例1的区别仅在于将醋酸丙酸纤维素等质量替换为醋酸纤维素。

对比例4

与实施例4的区别仅在于将醋酸丁酸纤维素中，丁酰基含量调整为18％。

性能测试：

将实施例和对比例得到的乒乓球用材料，制备得到乒乓球，并进行如下性能测试：

测试结果见表1：

表1 实施例和对比例的性能测试结果

从表1可以看出，由本发明提供的制作乒乓球用材料制作的乒乓球在悬臂梁缺口冲击强度方面表现良好，具有机械性能、力学性能、抗冲击性能。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种制作乒乓球用材料，其特征在于，所述材料由原料组合物制备得到，所述原料组合物按重量份数包括如下组分：

其中，所述纤维素为醋酸丙酸纤维素和/或醋酸丁酸纤维素；

所述醋酸丙酸纤维素的丙酰基含量25～38％；所述醋酸丙酸纤维素的酰基含量为45～55％；

所述醋酸丁酸纤维素的丁酰基含量25～40％；所述醋酸丁酸纤维素的酰基含量为45～55％。

2.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述醋酸丙酸纤维素的酰基含量为48～54％。

3.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述醋酸丙酸纤维素的酯化度为220～270。

4.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述醋酸丁酸纤维素的酰基含量为48～54％。

5.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述醋酸丁酸纤维素的酯化度为220～270。

6.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三正丁酯、柠檬酸三乙酯、三醋酸甘油酯、2-莰酮、邻苯二甲酸二乙基己酯，己二酸二丁酯，壬二酸二丁酯，癸二酸二丁酯，棕榈酸酯中的任意1种或至少2种的组合。

7.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二乙基己酯、2-莰酮或柠檬酸三乙酯中的任意1种或至少2种的组合。

8.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述补强材料选自钛酸钙晶须、氧化锌晶须、硫酸镁晶须及倍半硅氧烷纳米材料的任意1种或至少2种的组合。

9.如权利要求1所述乒乓球用材料，其特征在于，所述乒乓球用材料通过将原料组合物捏合后螺杆挤出造粒，然后经过注塑成型，得到半球形的乒乓球用球坯。

10.如权利要求9所述乒乓球用材料，其特征在于，所述捏合温度为40±2℃，时间为0.4～0.6h。

11.如权利要求9所述乒乓球用材料，其特征在于，所述捏合时间为0.5h。

12.如权利要求9所述乒乓球用材料，其特征在于，所述捏合速度为650～1300转/分。

13.如权利要求1所述乒乓球用材料，其特征在于，所述乒乓球用材料通过将原料组合物捏合后螺杆挤出造粒，拉伸压延成片，然后经过冲压成型，得到圆片形的乒乓球用材料。

14.如权利要求13所述乒乓球用材料，其特征在于，所述捏合温度为40±2℃，时间为0.4～0.6h。

15.如权利要求13所述乒乓球用材料，其特征在于，所述捏合时间为0.5h。

16.如权利要求13所述乒乓球用材料，其特征在于，所述拉伸压延为采用单螺杆制片机压延拉片。

17.如权利要求1所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述原料组合物中还含有50～65重量份的溶剂。

18.如权利要求17所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述溶剂为乙醇、丙酮、醋酸乙酯中的任意1种或至少2种的组合。

19.如权利要求17所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述溶剂为由乙醇、丙酮、醋酸乙酯组成的混合物。

20.如权利要求17所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述溶剂为由乙醇、丙酮、醋酸乙酯组成的混合物中乙醇、丙酮、醋酸乙酯的质量比为1:4～5:4～5。

21.如权利要求17所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述溶剂为由乙醇、丙酮、醋酸乙酯组成的混合物中乙醇、丙酮、醋酸乙酯的质量比为1:4:5。

22.如权利要求17所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述乒乓球用材料通过将原料组合物捏合后加热压延混炼，然后压块得块状材料，之后刨成薄片，后处理后，得到圆片形的乒乓球用材料。

23.如权利要求22所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述捏合温度为70±2℃，时间为1.5～2.5h。

24.如权利要求22所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述捏合时间为2h。

25.如权利要求22所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述加热压延混炼温度为70±2℃，时间为1.5～2.5h。

26.如权利要求25所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述加热压延混炼时间为2h。

27.如权利要求22所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述后处理为烘干后压平，所述烘干温度为40～50℃，时间为5～10天。

28.如权利要求22所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述压块得块状材料的步骤为：

首先将加热压延混炼得到的材料进行热压，之后冷压。

29.如权利要求28所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述热压的压力为5～7MPa，热压的温度为92～94℃，热压的时间为4～5h。

30.如权利要求29所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述热压的时间为4.5h。

31.如权利要求28所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述冷压的温度为常温，冷压的压力为15～20MPa，冷压的时间为2-4h。

32.如权利要求28所述的乒乓球用材料，其特征在于，所述冷压的时间为3h。