CN105694339B - 一种制备乒乓球的方法、制备材料及乒乓球 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生产乒乓球的热塑性材料，所述热塑性材料以苯乙烯类树脂为基体制成，用于通过注塑或者热压的方法生产乒乓球，其中当以ISO 180/1A 4mm厚度V型缺口样条测试时，所述热塑性材料的缺口冲击强度在23℃下为27 kJ/m2至42 kJ/m2，以ISO178 2mm/min速度4mm样条测试，所述热塑性材料的弯曲强度为48 MPa至65 MPa。通过本发明生产的乒乓球可以达到UL94 HB级以上的阻燃等级，而且通过注塑/热压加工（根据效率不同），生产过程无需长时间的湿热处理，可以在5‑20天内生产出乒乓球，大大提高了生产效率。

Description

一种制备乒乓球的方法、制备材料及乒乓球
技术领域
本发明涉及一种制备乒乓球的方法、所述制备方法中涉及的制备材料、以及由该方法制备出的乒乓球。更具体地，本发明涉及一种制备无赛璐璐的乒乓球的方法及其制备材料。
背景技术
以赛璐璐（醋酸纤维）为树脂基体、樟脑油作为润滑剂，通过热压、粘接、膨球、打磨生产乒乓球是本领域的常规技术。但是，该工艺路线存在多种缺陷，主要表现在：（1）赛璐璐极易燃烧，经常造成乒乓球生产企业火灾；（2）赛璐璐在制球过程中，需要2-3次“水保养”，即在一定湿度和温度下放置，每次水保养时间未20-30天不等，所以，使用赛璐璐材料生产乒乓球，从赛璐璐的片材到最终的成球，需要100天，生产效率低下。
中国发明专利申请CN 102896788 A号公开了一种注塑成型的无赛璐璐乒乓球，其使用丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、醋酸纤维素为原料，通过注塑成型制成乒乓球。然而，配方中使用的醋酸纤维是一种极性很强的高分子，主要用来纺丝，与苯乙烯类树脂不相容，完全无法与其做成合金。而且，醋酸纤维的熔点和分解温度接近，都为220度左右，完全无法注塑加工。
现有技术中存在改进乒乓球生产工艺的需求，以克服现有生产工艺中的缺陷。
发明内容
本发明的一个方面提供一种生产乒乓球的热塑性材料，所述热塑性材料以苯乙烯类树脂为基体制成，用于通过注塑或者热压的方法生产乒乓球，其中当以ISO 180/1A 4mm厚度 V型缺口样条测试时，所述热塑性材料的缺口冲击强度在23℃下为27 kJ/m2至42 kJ/m2，以ISO178 2mm/min速度 4mm样条测试，所述热塑性材料的弯曲强度为48 MPa至65 MPa。
乒乓球产品性能要求具有其特殊性，其中乒乓球的刚性韧性测试主要有压力测试和击打测试。合格的乒乓球必须通过击打测试，击打测试是乒乓球在水泥地上自由弹跳时，用木质球拍尽全力击打，要求击打5次乒乓球不发生破裂。合格的乒乓球还必须通过压力测试，压力测试是以5kg压力作用在乒乓球顶端，测量乒乓球的形变量，要求形变量在690微米到810微米之间。材料如果刚性过强，韧性不足，会导致击打测试破裂且压力测试形变量小于690微米；如果材料韧性过强，刚性不足，会造成虽然能够通过击打测试，但是压力形变测试时形变量过大。
本申请的发明人意外地发现，以苯乙烯类树脂为基体的热塑性材料，当缺口冲击强度为27 kJ/m2至42 kJ/m2（ISO 180/1A 4mm厚度 V型缺口样条）并且弯曲强度为48 MPa至65 MPa（ISO178 2mm/min速度 4mm样条）时，以该热塑性材料制成的乒乓球能够同时通过压力测试和击打测试，使得生产出合格的乒乓球。
在一些实施方式中，所述缺口冲击强度为30至40 kJ/m2；并且所述弯曲强度为50MPa至65 MPa。在一些实施方式中，所述缺口冲击强度为35至42 kJ/m2；并且所述弯曲强度为55 MPa至65 MPa。
要理解的是，为制得合格的乒乓球，本发明的热塑性材料必须同时满足所要求的缺口冲击强度范围和弯曲强度范围。这意味着，仅缺口冲击强度和弯曲强度中的一个达到要求的范围值，而另一个未达到，则该热塑性材料可能不能制成合格的乒乓球。这在本发明的实施例中得到了充分验证。
在一些实施方式中，所述热塑性材料是通过以下组分按各自重量份数制备而成的：
（a）苯乙烯类树脂 30-99.9份
（b）增韧剂 0.1-30份；和
（c）加工助剂0.0001-2份。
在一些实施方式中，所述苯乙烯类树脂是以苯乙烯及其他单体聚合而成的热塑性高分子，例如是ABS、HIPS、ASA、AES等，该树脂可以由乳液掺混法聚合，也可以由连续本体法聚合而成。
在一些实施方式中，所述ABS按以下比例聚合：苯乙烯单体 60-95份；丙烯腈单体5-40份，丁二烯单体5-30份。优选的比例为苯乙烯单体65-85份；丙烯腈单体8-30份；丁二烯单体8-15份。
在一些实施方式中，苯乙烯类树脂是ASA树脂（将ABS的丁二烯单体换成丙烯酸酯类单体即得）或AES树脂（将ABS的丁二烯单体换成EPDM单体（三元乙丙橡胶）即得）。
增韧剂在本发明中选用增韧橡胶，它是在树脂基体中可以起到增韧作用的高分子软链端，包括但不局限于“丁二烯-苯乙烯-丙烯腈”共聚物；“苯乙烯-丙烯酸酯-丙烯腈”共聚物，三元乙丙橡胶，“乙烯-丙烯-丙烯酸酯”共聚物等。在优选的实施方式中，本发明的增韧剂为丁二烯的接枝共聚物“丁二烯-苯乙烯-丙烯腈”共聚物。在更优选的一些实施方式中，所述丁二烯的接枝共聚物中，聚丁二烯含量不低于23%。
加工助剂是起到热稳定作用和增塑作用的助剂，包括但不局限于，受阻单酚、烷基化受阻多酚、亚磷酸酯、胺类、碱金属或碱土金属的硅酸盐中的一种或一种以上的混合物；加工助剂还可为润滑助剂，例如是脂肪族酰胺、脂肪酸或其盐、硅油、白矿油、聚硅酮中的一种或一种以上的混合物。
由于模具设计，主要是壁厚不同，为了满足乒乓球的弹跳，压力等测试要求，配方有时需要添加热塑性聚酯高分子来提高刚性，改善耐热。因此，在另一些实施方式中，所述热塑性材料的制备原料还包含（d）热塑性聚酯 0.1-50 份。
所述热塑性聚酯，包括但不局限于：PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PC（聚碳酸酯）、PETg或PCTg（对苯二甲酸-乙二醇-环己二甲醇共聚酯）、或它们的任意组合。
在一些实施方式中，所述热塑性材料的制备原料中还可包含色粉，以得到不同颜色的热塑性材料（如白色或黄色），从而可以制备成相应色彩的乒乓球。
本发明的另一个方面提供一种生产乒乓球的方法，所述方法包括提供本发明所述的热塑性材料；通过注塑或者热压的方法生产乒乓球半球；将两个乒乓球半球粘合成一个乒乓球。
本发明的再一方面提供由本发明的热塑性材料制成的乒乓球。
通过本发明生产的乒乓球可以达到UL94 HB级以上的阻燃等级，而且通过注塑/热压加工（根据效率不同），生产过程无需长时间的湿热处理，可以在5-20天内生产出乒乓球，大大提高了生产效率。
具体实施方式
以下将结合具体实施方式来描述本发明，要理解的是，这些具体实施方式仅是实施本发明的示例性方式，并且，在一个实施方式中阐述的一个或多个特征可以与另一个实施方式中阐述的一个或多个特征组合，形成包括来自不同实施方式的特征的组合的又一个实施方式，这些所有实施方式都是能够从本发明的公开内容中预期到的，属于本发明的保护范围。
在本发明中，AS：苯乙烯-丙烯腈共聚物；MBS：甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物；NBR：丁腈橡胶；ABS：丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物；TPU：热塑性弹性聚氨酯；PC：聚碳酸酯；PBT：聚对苯二甲酸丁二醇酯。
按表1所列的组分和含量为制备原料，混合后，在常温下搅拌0.5~1 h至混合均匀，视情况可适当加热，经双螺杆挤出机造粒，以制成热塑性材料。
表1 –热塑性材料的组分及含量
经以上配方制得的热塑性材料，按ISO 180/1A 4mm厚度 V型缺口样条测试条件，测定缺口冲击强度，并按ISO178 2mm/min速度 4mm样条测试条件，测定材料的弯曲强度，结果见表2。按表1各实施例的热塑性材料按注塑法制成乒乓球，进行压力测试和击打测试，结果见表2。
表2 - 热塑性材料的缺口冲击强度、弯曲强度、抗击打能力和形变量
以上所述仅为本发明的优选实施方式，本领域技术人员可对本发明作出各种修改而不背离本发明的范围。如前所述，各实施例中述及的特征或特征组合可单独存在，或者可与其他实施例中的特征或特征组合结合在一起，只要能实现本发明所列出的一个或多个目的。

Claims (5)

1.一种生产乒乓球的热塑性材料，所述热塑性材料以苯乙烯类树脂为基体制成，用于通过注塑或者热压的方法生产乒乓球，其中当以ISO 180/1A 4mm厚度 V型缺口样条测试时，所述热塑性材料的缺口冲击强度在23℃下为27 kJ/m2至42 kJ/m2，以ISO178 2mm/min速度 4mm样条测试，所述热塑性材料的弯曲强度为48 MPa至65 MPa ，其中所述热塑性材料是通过以下组分按各自重量份数制备而成的：
（a）苯乙烯类树脂 30-99.9份
（b）增韧剂 0.1-30份；和
（c）加工助剂0.0001-2份；其中，
所述苯乙烯类树脂为ABS；
所述增韧剂为“丁二烯-苯乙烯-丙烯腈”共聚物，其中，聚丁二烯含量不低于23 wt%；
所述ABS按以下比例聚合而成：苯乙烯单体 60-95份；丙烯腈单体5-40份，丁二烯单体5-30份。
2.根据权利要求1所述的热塑性材料，其中所述ABS按以下比例聚合而成：苯乙烯单体65-85份；丙烯腈单体8-30份；丁二烯单体8-15份。
3.根据权利要求1所述的热塑性材料，其中所述热塑性材料的制备原料还包含（d）热塑性聚酯 0.1-50 份。
4.一种生产乒乓球的方法，所述方法包括提供权利要求1-3的任一项所述的热塑性材料；通过注塑或者热压的方法生产乒乓球半球；以及将两个乒乓球半球粘合成一个乒乓球。
5.一种由权利要求1-3的任一项所述的热塑性材料或权利要求4所述的方法制成的乒乓球。
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