CN109575389B - 一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺 - Google Patents

一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，其包括如下步骤：（1）按照配比称取各组分；（2）将生胶加压混炼后，加入各填料组分，混炼均匀，排胶温度为120~135℃；（3）继续加入改性微孔发泡剂、硫化剂，继续混炼，排胶温度为70~80℃；（4）挤出、发泡；在混炼过程中，加入改性微孔发泡剂，可使运动球的内胎厚度增加，运动球的内胎密度降低，所制得的运动球内胎质轻，且具有高弹力。

Description

一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺
技术领域
本发明涉及球类产品加工的技术领域，尤其是涉及一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺。
背景技术
篮球运动是一项普及程度非常高的运动，老少皆宜，而且场地要求也不高，篮球本身的材质在很大程度上决定了篮球的寿命，其弹性、外形也会对比赛的竞技程度、成绩和观赏性带来很大的影响。篮球自内向外一般是由内胎、骨架层、包胶层、皮革4层结构组成，而内胎质量很关键，决定了篮球的使用寿命。
现有的申请公布号为CN108003598A的中国专利公开了一种篮球内胆用耐磨橡胶，这种篮球内胆用耐磨橡胶，由如下按照重量份的原料组成：聚氨酯橡胶35～55份、丁腈橡胶12～25份、有机硅橡胶10～18份、正硅酸四乙酯5～12份、耐磨炭黑4～9份、纳米氧化锌2～6份、碳纤维1～8份、邻苯二甲酸二丁酯1～7份、硫化烷基酚钙3～10份、丙二烯硅氧烷5～10份、松焦油7～12份、卡拉胶5～13份、氯化石蜡1～5份和硫化促进剂11～19份，这种篮球内胆用耐磨橡胶原料廉价易得，生产成本低，具有良好的耐磨、耐腐蚀、抗氧化性，弹性好，不易损坏，使用寿命长的优点。
但是，随着篮球行业的不断发展，对内胆的研发越来越注重轻量化的指标，现有技术中的内胆重量均较大，篮球爱好者在玩耍时，篮球对手的负重较大，本领域技术人员预要开发出质轻、高弹的运动球内胎。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，制作的运动球内胎质轻，且具有高弹力。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，包括如下步骤：
(1)按照配比称取各组分；
(2)将生胶加压混炼后，加入各填料组分，混炼均匀，排胶温度为120～135℃；
(3)继续加入改性微孔发泡剂、硫化剂，继续混炼，排胶温度为70～80℃；
(4)挤出、发泡。
通过采用上述技术方案，在混炼过程中，加入改性微孔发泡剂，可使运动球的内胎厚度增加，运动球的内胎密度降低，所制得的运动球内胎质轻，且具有高弹力。
本发明进一步设置为，该运动球内胎包括如下重量份的组分：丁苯橡胶50～60份、三元乙丙橡胶15～30份、改性丁腈橡胶15～30份、氯化聚乙烯增韧剂5～10份、乙烯基共聚物20～30份、粉料填充剂50～200份、改性微孔发泡剂5～15份和过氧化物交联剂3～5份。
通过采用上述技术方案，丁苯橡胶是运动球内胎的常用橡胶基体，三元乙丙橡胶具有优异的耐磨性；改性丁腈橡胶的拉伸强度与断裂伸长率均较大，邵氏硬度降低，具有优良的软化性；氯化聚乙烯增韧剂为白色粉末，无毒无味，具有良好的耐候性、耐腐蚀、耐老化以及韧性较佳，甚至在-30℃仍有较好的柔韧性，与其他高分子材料具有良好的相容性，同时，氯化聚乙烯增韧剂的加工性能较好，门尼粘度在50～100之间，具有较好的流动性；粉料填充剂可增加内胎表面的细腻、光滑性，还可增加内胎的强度；乙烯基共聚物具有良好的柔韧性、热稳定性和加工性，和丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶的相容性较好，可提高与其它各组分混合后的共混体的柔软性，所制得的内胆柔软性良好，气密性提高。
本发明进一步设置为：所述三元乙丙橡胶中乙烯的质量分数为70％～80％；门尼粘度在25℃条件下为60～70。
通过采用上述技术方案，三元乙丙橡胶中，随着乙烯含量的增大，三元乙丙的硬度、拉伸强度、撕裂强度和回弹值总体呈增大趋势；在三元乙丙橡胶中，随着门尼粘度的增加，橡胶的交联密度和硫化速度随之提高，横向弛豫时间不断减小，限定三元乙丙橡胶中乙烯的质量分数以及门尼粘度，从而有助于三元乙丙橡胶进行快速地硫化，并且硫化后的交联度较高，使制备的三元乙丙橡胶具有较大的硬度、拉伸强度、撕裂强度和回弹值。
本发明进一步设置为：所述改性丁腈橡胶是将100～120份丁腈橡胶浸泡在10～30份软化剂中，软化剂为15#、26#、32#、46#、68#、100#白油中的一种。
通过采用上述技术方案，白油是经过特殊的深度精制后产生的矿物油，白油的基本组成为饱和烃结构，芳香烃、含氮、氧、硫等物质近似于零，分子量通常在250～450之间，具有良好的氧化安定性、化学稳定性，白油具有不同的牌号，按照40℃的运动黏度大小来划分白油的分类，随着白油牌号的增大，丁腈橡胶的拉伸强度与断裂伸长率均增大，邵氏硬度降低，具有优良的软化性，以保证内胎内胆的高弹性。
本发明进一步设置为：所述乙烯基共聚物选用乙烯-醋酸乙烯共聚物或者乙烯丙烯酸乙酯共聚物。
通过采用上述技术方案，乙烯-醋酸乙烯共聚物是在乙烯分子链中引入了醋酸乙烯单体，降低了高结晶度，提高了柔韧性和抗冲击性，同时，乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的混溶性，能够与其他组分填料进行较好的混合且不发生凝聚现象；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的丙烯酸乙酯的含量在15～30％，具有优良的柔韧性、热稳定性和加工性，和丁苯橡胶、天然橡胶、改性丁腈橡胶具有较好的相容性，并与其它各组分填料混合后的共混体均较柔软。
本发明进一步设置为：所述粉料填充剂为轻质碳酸钙、滑石粉、白炭黑、氧化锌中的一种或几种。
通过采用上述技术方案，轻质碳酸钙、滑石粉、白炭黑或者氧化锌作为填充剂添加在生胶的体系内，有助于对生胶进行补强，从而保证生胶的高强性。
本发明进一步设置为：所述微孔发泡剂的粒径为3～5μm，且采用湿法造粒的方式制备。
通过采用上述技术方案，经过湿法造粒后的微孔发泡剂，由于微孔发泡剂的粒径很小，表面比表面积较大，现采用湿法造粒制备微孔发泡剂，微孔发泡剂的表面湿润，有助于与其他组分粘结，且有助于实现车间内的无尘化生产。
本发明进一步设置为：预先将100#白油增压为喷雾状，将微孔发泡剂在油雾中均化处理，得到改性微孔发泡剂。
通过采用上述技术方案，白油是经过特殊的深度精制后产生的矿物油，白油的基本组成为饱和烃结构，芳香烃、含氮、氧、硫等物质近似于零，分子量通常在250～450之间，具有良好的氧化安定性、化学稳定性，白油的牌号越大，可使微孔发泡剂的拉伸强度与断裂伸长率均增大，邵氏硬度降低，具有优良的软化性；向微孔发泡剂表面喷洒雾状的100#白油，该种方式污染小，且白油流动性、渗入性均良好。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.公开了一种运动球内胎的发泡工艺，在混炼阶段，添加改性微孔发泡剂，发泡后，提高了内胎的厚度，降低了内胎的密度，现有技术中的大多数内胎重量为65～75g，本申请的内胎重量降至55～65g；
2.本申请的内胎为自制而成，并对部分原料进行改性，提高内胎的柔软性、气密性和质轻、高弹性；
3.本申请的改性微孔发泡剂是采用湿法造粒的方式成型，微孔发泡剂的表面湿润，有助于与其他组分粘结，且有助于实现车间内的无尘化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
准备工作：
一、改性丁腈橡胶的制备采用如下步骤：
(1)按照重量份，称取丁腈橡胶100～120份、软化剂10～30份，其中软化剂选用15#、26#、32#、46#、68#、100#白油中的一种；
(2)将丁腈橡胶浸泡在软化剂中，浸泡时间至少为2h，得到改性丁腈橡胶。
二、改性微孔发泡剂的制备采用如下步骤：
预先将100#白油增压为喷雾状，将微孔发泡剂在油雾中均化处理，得到改性微孔发泡剂。
实施例一：
一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，包括如下步骤：
(1)配料：按照重量份，称取丁苯橡胶50份、三元乙丙橡胶15份、改性丁腈橡胶15份、氯化聚乙烯增韧剂5份、乙烯-醋酸乙烯共聚物20份、轻质碳酸钙50份、改性微孔发泡剂5份和过氧化物交联剂3份；
(2)将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶加压混炼后，加入氯化聚乙烯增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物和轻质碳酸钙，混炼均匀，排胶温度为120～135℃；
(3)继续加入改性微孔发泡剂、过氧化物交联剂，继续混炼，排胶温度为70～80℃；
(4)挤出、发泡。
实施例二：
一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，包括如下步骤：
(1)配料：按照重量份，称取丁苯橡胶52份、三元乙丙橡胶18份、改性丁腈橡胶18份、氯化聚乙烯增韧剂6份、乙烯-醋酸乙烯共聚物22份、轻质碳酸钙70份、改性微孔发泡剂7份和过氧化物交联剂3份；
(2)将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶加压混炼后，加入氯化聚乙烯增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物和轻质碳酸钙，混炼均匀，排胶温度为120～135℃；
(3)继续加入改性微孔发泡剂、过氧化物交联剂，继续混炼，排胶温度为70～80℃；
(4)挤出、发泡。
实施例三：
一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，包括如下步骤：
(1)配料：按照重量份，称取丁苯橡胶55份、三元乙丙橡胶22份、改性丁腈橡胶22份、氯化聚乙烯增韧剂7份、乙烯-醋酸乙烯共聚物22份、轻质碳酸钙100份、改性微孔发泡剂10份和过氧化物交联剂3份；
(2)将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶加压混炼后，加入氯化聚乙烯增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物和轻质碳酸钙，混炼均匀，排胶温度为120～135℃；
(3)继续加入改性微孔发泡剂、过氧化物交联剂，继续混炼，排胶温度为70～80℃；
(4)挤出、发泡。
实施例四：
一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，包括如下步骤：
(1)配料：按照重量份，称取丁苯橡胶57份、三元乙丙橡胶25份、改性丁腈橡胶25份、氯化聚乙烯增韧剂8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物25份、轻质碳酸钙130份、改性微孔发泡剂12份和过氧化物交联剂4份；
(2)将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶加压混炼后，加入氯化聚乙烯增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物和轻质碳酸钙，混炼均匀，排胶温度为120～135℃；
(3)继续加入改性微孔发泡剂、过氧化物交联剂，继续混炼，排胶温度为70～80℃；
(4)挤出、发泡。
实施例五：
一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，包括如下步骤：
(1)配料：按照重量份，称取丁苯橡胶60份、三元乙丙橡胶28份、改性丁腈橡胶28份、氯化聚乙烯增韧剂9份、乙烯-醋酸乙烯共聚物27份、轻质碳酸钙170份、改性微孔发泡剂15份和过氧化物交联剂5份；
(2)将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶加压混炼后，加入氯化聚乙烯增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物和轻质碳酸钙，混炼均匀，排胶温度为120～135℃；
(3)继续加入改性微孔发泡剂、过氧化物交联剂，继续混炼，排胶温度为70～80℃；
(4)挤出、发泡。
实施例六：
一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，包括如下步骤：
(1)配料：按照重量份，称取丁苯橡胶60份、三元乙丙橡胶30份、改性丁腈橡胶30份、氯化聚乙烯增韧剂10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物30份、轻质碳酸钙200份、改性微孔发泡剂15份和过氧化物交联剂5份；
(2)将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶加压混炼后，加入氯化聚乙烯增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物和轻质碳酸钙，混炼均匀，排胶温度为120～135℃；
(3)继续加入改性微孔发泡剂、过氧化物交联剂，继续混炼，排胶温度为70～80℃；
(4)挤出、发泡。
对比例：申请公布号为CN108003598A的中国专利公开了一种篮球内胆用耐磨橡胶，采用该耐磨橡胶制成内胎作为对比例。
检测方法：
(1)重量检测：利用电子秤称量内胎样品的重量。
(2)弹性检测：将具有相同内压的内胎，将具有相同内压的内胎样品，在1m高度处放下做自由落体运动，观察内胎样品的反弹高度。
重量的检测结果如下表所示：
Figure BDA0001860032250000061
Figure BDA0001860032250000071
通过上表可知，相比于对比例，实施例中的各样品重量更轻，可知实施例的样品发泡效果良好，符合篮球轻量化的发展。
高弹性的检测结果如下：
样品 反弹高度(m)
实施例一 0.9
实施例二 0.92
实施例三 0.95
实施例四 0.95
实施例五 0.94
实施例六 0.93
对比例 0.7
通过上表可知，实施例的内胎具有高弹性，相比于对比例的内胎，在相同高度处放下内胎样品做自由落体运动，内胎样品的反弹能力更好，高度损失较小，可见实施例的样品具有更优异的弹性。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，其特征在于包括如下步骤：
（1）按照配比称取各组分，称量丁苯橡胶 50~60份、三元乙丙橡胶 15~30份、改性丁腈橡胶 15~30份、氯化聚乙烯增韧剂 5~10份、乙烯-醋酸乙烯共聚物 20~30份、粉料填充剂50~200份、改性微孔发泡剂 5~15份和过氧化物交联剂 3~5份；所述改性丁腈橡胶是将100~120份丁腈橡胶浸泡在10~30份软化剂中，软化剂为15#、26#、32#、46#、68#、100#白油中的一种；
（2）将丁苯橡胶、三元乙丙橡胶、改性丁腈橡胶加压混炼后，加入氯化聚乙烯增韧剂、乙烯-醋酸乙烯共聚物和粉料填充剂填料组分，混炼均匀，排胶温度为120~135℃；
（3）继续加入改性微孔发泡剂、过氧化物交联剂，继续混炼，排胶温度为70~80℃；改性微孔发泡剂的制备过程为：预先将100#白油增压为喷雾状，将微孔发泡剂在油雾中均化处理，得到改性微孔发泡剂；
（4）挤出、发泡。
2.根据权利要求1所述的一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，其特征在于：所述三元乙丙橡胶中乙烯的质量分数为70%~80%；门尼粘度在25℃条件下为60~70。
3.根据权利要求1所述的一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，其特征在于：所述粉料填充剂为轻质碳酸钙、滑石粉、白炭黑、氧化锌中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种轻质运动球内胎的发泡生产工艺，其特征在于：所述微孔发泡剂的粒径为3~5μm，且采用湿法造粒的方式制备。
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