[發(fā)明專利]一種乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510533956.2
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105037990A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳偉立;胡永漢;包愛軍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江曙光體育用品有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L33/12;C08L51/00;C08K9/06;C08K3/36
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33230
• 代理人: 曹紹文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于乒乓球制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種乒乓球用改性聚苯乙烯及其制備方法。

背景技術(shù)

自1891年開始，賽璐珞就是制造乒乓球的材料。賽璐珞由低氮含量的硝化纖維、增塑劑、潤滑劑、染料等加工制成。賽璐珞具有較高的硬度和彈性模量，所制得的乒乓球具有耐水、耐油、耐酸、使用壽命長、厚薄均勻的優(yōu)點，但其易燃燒，且燃燒時釋放出大量刺激性有毒氣體，在生產(chǎn)運(yùn)輸中具有極大安全隱患，因此尋求一種可替代賽璐珞的乒乓球生產(chǎn)材料成為亟待解決的問題。

中國專利ZL201410062444.8在聚氯乙烯中加入熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、增強(qiáng)增韌劑、填料、色粉、抗氧劑和紫外吸收劑，通過注塑制得環(huán)保熱塑性PVC乒乓球。但由于PVC對光和熱穩(wěn)定性差，易分解產(chǎn)生氯化氫，使其物理機(jī)械性能下降，因此未能得到廣泛生產(chǎn)和使用。

中國專利ZL01126885.9采用低壓聚乙烯、改性聚苯烯和聚碳酸酯為原料制備乒乓球，但由于聚碳酸酯耐水解穩(wěn)定性不高，該技術(shù)的應(yīng)用也受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種彈性好、抗沖擊性強(qiáng)、安全隱患少的可替代賽璐珞的乒乓球制備原材料。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所提供的技術(shù)方案為：

一種乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，包括以下重量份數(shù)組分：70-88份聚苯乙烯、5-12份聚甲基丙烯酸甲酯、2-5份增容劑、5-15份改性納米無機(jī)填料。聚苯乙烯由于其剛性分子鏈結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的彈性模量，其熔融時熱穩(wěn)定性和流動性優(yōu)異，因此易于加工成型，適合大量生產(chǎn)。成型收縮率小，成型品尺寸溫度，因此被選作制備乒乓球的原料，能夠獲得厚薄均勻、彈力符合要求的乒乓球。但由于聚苯乙烯性脆，低溫易開裂，抗沖擊強(qiáng)度不高，因此需要對其進(jìn)行改性。將改性納米無機(jī)填料加入到聚苯乙烯中，可以有效提高聚合物基體的抗沖擊性，提高其韌性，但由于無機(jī)填料表面含有大量親水基團(tuán)，直接加入聚苯乙烯中難以充分分散，無機(jī)填料與聚合物基體相容性差，界面粘結(jié)性低，不能充分發(fā)揮無機(jī)填料的增強(qiáng)增韌功效，因此需要在體系中加入適量增容劑。聚甲基丙烯酸甲酯的加入可以提高復(fù)合材料的耐熱性，同時與無機(jī)填料發(fā)生協(xié)同作用，進(jìn)一步提高復(fù)合材料的抗沖擊性。

作為優(yōu)選，所述增容劑為SEBS-g-MAH。馬來酸酐接枝改性的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，SEBS-g-MAH，可以改善聚甲基丙烯酸甲酯與聚苯乙烯的相容性，降低復(fù)合材料的界面張力，增強(qiáng)其界面粘結(jié)力，從而提高體系的力學(xué)性能。

作為優(yōu)選，所述改性納米無機(jī)填料為改性納米二氧化硅、改性納米二氧化鈦或改性納米玻璃微珠中的一種。

作為優(yōu)選，所述改性納米無機(jī)填料的制備方法為：(1)將納米無機(jī)填料加入到乙醇水溶液中，并在強(qiáng)力攪拌下使其充分分散；(2)將步驟(1)所得混合液加熱至65-75℃，加入硅烷偶聯(lián)劑，并采用草酸調(diào)節(jié)體系PH至3-4，保溫反應(yīng)1-3小時后冷卻至常溫并抽濾；(3)取步驟(2)所得濾餅水洗2-3次后，經(jīng)烘干，研磨，過100目篩即得改性納米無機(jī)填料。由于無機(jī)粒子表面一般具有親水性，與疏水的聚合物，特別是非極性或弱極性的聚合物基體之間的相容性差，因此聚合物/無機(jī)粒子復(fù)合材料的界面粘附性弱，直接導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能不理想。為制備高性能的聚合物/無機(jī)粒子復(fù)合材料，必須對無機(jī)粒子表面進(jìn)行改性，實現(xiàn)粒子表面與聚合物基體的良好粘結(jié)，從而得到性能優(yōu)良的復(fù)合材料。

更優(yōu)選，所述乙醇水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30-40%，所述乙醇水溶液的質(zhì)量為無機(jī)填料質(zhì)量的2-4倍。

更優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑選自KH550、KH560和KH570中的一種。

更優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑的投料質(zhì)量為納米無機(jī)填料質(zhì)量的0.2-0.4倍。

本發(fā)明同時提供了一種乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯的制備方法，具體為：將配方量的聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯、增容劑、改性納米無機(jī)填料加入高速混合機(jī)中混合15-20分鐘后，采用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混、造粒；所述雙螺桿擠出機(jī)的一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)及機(jī)頭溫度為190-220℃。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明所提供的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，具有彈性好、抗沖擊性強(qiáng)、安全隱患少的優(yōu)點，可以有效替代賽璐珞作為一種新型乒乓球生產(chǎn)原料。

2、本發(fā)明所提供的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，易于加工成型，可以通過注塑或壓片制備尺寸穩(wěn)定、厚薄均勻的乒乓球半球或片材。

3、本發(fā)明所提供的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯制備方法，工藝流程簡單、設(shè)備常規(guī)，生產(chǎn)效率高，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式