專利名稱：模制產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)氧樹(shù)脂組合物模制的運(yùn)動(dòng)制品或其組成部件。
本發(fā)明特別涉及運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品或其部件，當(dāng)與常規(guī)產(chǎn)品比較時(shí)，一定重量具有較大體積或一定體積具有較輕重量，或在體積和重量的限制范圍內(nèi)，它們可在需要的位置有不同密度以得到較好的使用效果，并涉及這些產(chǎn)品的制造。
環(huán)氧樹(shù)脂組合物包含至少一種樹(shù)脂、至少一種硬化劑以及至少一種比重(SG)低于1的填料使能得到一定重量、大小和密度的分布。
本組合物為快速經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)而設(shè)計(jì)，利用自動(dòng)壓力凝膠化技術(shù)，可使復(fù)雜形狀產(chǎn)品得以制造及允許引入大量嵌入件或保證最終產(chǎn)品所要求的嵌入件的空間。
因此，本發(fā)明提供一種運(yùn)動(dòng)器材或其部件，在一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中它被用于擊球，是由一種包含至少一種比重低于1的填料的環(huán)氧樹(shù)脂模塑而成，而且此運(yùn)動(dòng)器材或其部件比重為0.8到2.0。
比重低于1，更好是低于0.7的填料可以是玻璃或塑料制成的空心微球。合適填料的例子有Eccospheres(Grace)，其比重為0.24到0.65，Scotchlite玻璃球(3M)，其比重為0.1到0.5，Expancel熱塑性微球(Nobel 工業(yè))，其比重為約0.03，以及Q-cel空心微球(Akzo)，其比重為0.1到0.5。
必須注意保證空心微球能夠承受生產(chǎn)/模塑過(guò)程中出現(xiàn)的加工條件。例如，如果模塑是在高溫度下進(jìn)行，構(gòu)成微球的物質(zhì)不能在使用的溫度下熔融。
環(huán)氧樹(shù)脂可以是脂環(huán)環(huán)氧化物樹(shù)脂，即具有至少一個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，其中氧原子連接在脂環(huán)、N-縮水甘油基胺、多羧酸的多縮水甘油酯或多羥基醇或酚的多縮水甘油醚的碳原子上。環(huán)氧化物的固化劑可以是脂環(huán)或芳香多胺，多羥基酚，多羧基酸酐，多亞烷基多胺，多胺基酰胺，多硫醇或催化固化劑諸如三氟化硼-胺絡(luò)合物，或咪唑，或其混合物。適于使用的酸酐硬化劑包括甲基四氫鄰苯二甲酸酐，六氫鄰苯二甲酸酐，甲基六氫鄰苯二甲酸酐，甲基內(nèi)亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐，四氫鄰苯二甲酸酐，鄰苯二甲酸酐，鏈烯基琥珀酸酐類，馬來(lái)酸酐，琥珀酸酐，戊二酸酐或富馬酸酐。
優(yōu)選的樹(shù)脂組合物包括那些包含至少一種多元酚的多縮水甘油醚，諸如2，2-二(4-羥苯基)丙烷(雙酚A)，雙(4-羥苯基)甲烷(雙酚F)，酚-甲醛酚醛清漆(線型)或甲酚-甲醛酚醛清漆(線型)，和一種胺或酸酐固化劑。最優(yōu)選的是那些主要地或全部基于雙酚A或雙酚F的樹(shù)脂。
本發(fā)明的方法使用的環(huán)氧化物樹(shù)脂組合物也可包括對(duì)有選擇的固化劑的樹(shù)脂進(jìn)行固化的促進(jìn)劑。合適的加有某種固化劑的環(huán)氧化物的環(huán)氧化樹(shù)脂進(jìn)行固化的促進(jìn)劑，對(duì)那些熟悉固化環(huán)氧樹(shù)脂工藝的人來(lái)說(shuō)是知道得很清楚的。
環(huán)氧樹(shù)脂組合物除樹(shù)脂及硬化劑組分外，同時(shí)可包含各種改性劑諸如高密度填料，纖維材料如短長(zhǎng)度玻璃纖維、碳纖維或芳族聚酰胺纖維，針狀填料如增強(qiáng)用的硅灰石、顏料、染料及增韌材料如活性橡膠和所謂的芯一殼聚合物，以及輕重量的填料和氫氧化鋁、氫氧化鎂、焙燒的白堊粘土、粉碎的熱塑性塑料和熱固性樹(shù)脂，有色的聚集體、云母粉、玻璃粉等。這些可用于改善性能，外觀和加工特性使之符合要求。
填料應(yīng)以這樣的用量使用，即其用量將生產(chǎn)出比重為0.5到2.0，更好為0.8到1.2的產(chǎn)品。
運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品或其部件可由一種稱為自動(dòng)壓力凝膠化技術(shù)(APG)生產(chǎn)。在如GB1323343和EP0333456中描述的工藝中，環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑在同為液體的某一溫度下混合。在較低的壓力下，混合物隨后注入模具中，模具中可包含預(yù)先定位的嵌入件。模具加熱到一定溫度，這樣接觸模具壁使得樹(shù)脂/硬化劑反應(yīng)加快且給予一合適的脫模時(shí)間而不對(duì)樹(shù)脂體系產(chǎn)生任何放熱損害。
為生產(chǎn)一種運(yùn)動(dòng)器材如高爾夫球棒頭，預(yù)熱的液體模塑樹(shù)脂組合物、在模塑溫度下能夠在1-60分鐘內(nèi)固化，裝在壓力罐中且利用壓力注入模中使充滿整個(gè)模具，樹(shù)脂組合物的溫度至少低于模具入口溫度5℃以及模具的溫度梯度應(yīng)理想地保證樹(shù)脂組合物從模具壁到入口逐漸凝膠固化，因而保證固化收縮直到所有的樹(shù)脂組合物充分凝膠固化前都能從注入口得到新的樹(shù)脂組合物補(bǔ)償，此后固化的模制件脫模。
固化本發(fā)明提供了制造體育器材或其部件的方法，包括把可固化環(huán)氧樹(shù)脂組合物注入模具，模具的溫度高到足以引發(fā)樹(shù)脂快速固化，并且在壓力下進(jìn)一步提供樹(shù)脂以補(bǔ)償組合物的固化收縮，在此可固化環(huán)氧樹(shù)脂組合物包含至少一種比重低于1的填料且得到的器材或部件的比重為0.8到2.0。
根據(jù)所使用的實(shí)際的環(huán)氧化物樹(shù)脂和固化劑以及該體系的反應(yīng)活性，模具溫度可為30-190℃。
如上所述，能夠鑄塑預(yù)置嵌入件的制品。
這些嵌入件可由各種材料諸如金屬，復(fù)合材料，熱塑性塑料或橡膠制造。它們的使用可改善安裝和連接，機(jī)械性能諸如抗沖擊，抗破裂或抗磨損，而獲得裝飾效果或改善所謂的“甜點(diǎn)”，例如，在板球和棒球球棒或高爾夫球棒頭能得到較好的擊球性能。換言之可模塑這些器材成為具有隨后嵌入嵌入件的孔洞的模制件，嵌入件的類型列于上面，可得到同樣效果。這些后嵌入的嵌入件可根據(jù)需要粘結(jié)或機(jī)械固定。后嵌入嵌入件的另一可能性是該嵌入件可以通過(guò)澆鑄或“原位”注入液體熱固漿料，泡沫體或那些可能在最初模塑加工中被破壞的材料而制造。
當(dāng)通過(guò)自動(dòng)壓力凝膠固化技術(shù)制造運(yùn)動(dòng)器材或其部件時(shí)，可被嵌入模制件中的嵌入件包括抗磨蝕和抗磨耗片材、桿套和聯(lián)接部件來(lái)幫助固定和組接最終完成的產(chǎn)品，以及各種填料包括前述的用作增強(qiáng)，荷重分布，破裂或破裂增長(zhǎng)抑制劑等。所有這些可化學(xué)予處理或磨蝕或機(jī)械成形以得到良好的粘接或保留在構(gòu)件內(nèi)。
后使用的嵌入物可粘結(jié)或機(jī)械固定或，如果置于那些還是液體的位置處，可膠粘。通過(guò)壓力凝膠的方法模塑加工的精確度潛力是如此高以致螺紋孔可直接鑄入構(gòu)件中。
因此本發(fā)明提供快速有效制造運(yùn)動(dòng)器材或其構(gòu)件的方法，而這些器材或其構(gòu)件用別的技術(shù)制造不僅困難，而且很昂貴或不可能。例如，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)則，一高爾夫球棒必須有一定的重量。當(dāng)前這些主要是用實(shí)心木材或空心金屬桿制造。如果要求通過(guò)使它們變得較大改善它們的使用效果，這不可能用實(shí)心木材得到，因?yàn)闀?huì)超出重量限制。用中空金屬擊球桿，桿壁的厚度必須減至某一點(diǎn)，在該厚度下在沖擊力作用下易破壞或因缺少?gòu)?qiáng)度而得不到良好的擊球效果。用本發(fā)明生產(chǎn)一較大的擊球頭，簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)且代表了該技術(shù)領(lǐng)域的一大進(jìn)步。
通過(guò)參看附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，其中

圖1是顯示高爾夫球棒頭中一桿套嵌入件的截面圖。
圖2是顯示其中有模制孔的高爾夫球棒頭，以及圖3顯示一標(biāo)準(zhǔn)大小的棒球球棒。
參看圖1和圖2，高爾夫球棒頭10包括一環(huán)氧樹(shù)脂模制件，位于頸部12是金屬或塑料做的桿套14，它被嵌入頭10中，桿套14有圓形尾端16幫助阻止任何破裂擴(kuò)展。桿套14的上端用繩纏繞或用螺旋物擰緊固定以及如果需要粘結(jié)18來(lái)固定桿套14于頭10中和固定桿20。圖2中孔的位置示于22，它可用來(lái)裝填泡沫體或?qū)嵭牟牧蠅K，孔的位置應(yīng)該設(shè)置恰好改善桿頭的擊球效果。
參看圖3，球棒30有一放置于中心的熱固性樹(shù)脂制成的、沿長(zhǎng)度方向用單向玻璃纖維增強(qiáng)的固化桿32，它在樹(shù)脂注入前放置于模具中。
事先準(zhǔn)備的橡膠握墊36也是在樹(shù)脂注入前放置于模具中。
34是一環(huán)氧樹(shù)脂硬化劑組合物，包含完全隨機(jī)分散的玻璃增強(qiáng)材料和低密度填料，在模具溫度為25℃時(shí)注入，模具壁的溫度設(shè)在50℃，注入后15分鐘，固化后脫模。
由此得到的棒球球棒比相應(yīng)的木制品重量輕，但具有極好的韌性和彈性。
權(quán)利要求
1.一種運(yùn)動(dòng)器材或其部件，由包含至少一種比重低于1的填料的環(huán)氧樹(shù)脂模塑而成，該運(yùn)動(dòng)器材或部件的比重為0.8到2.0。
2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)器材或其部件，其中比重低于1的填料的比重低于0.7。
3.如權(quán)利要求1或2所述的運(yùn)動(dòng)器材或其部件，其中比重低于1的填料選自由玻璃或塑料制成的空心微球。
4.如任何前述的權(quán)利要求中所述的運(yùn)動(dòng)器材或其部件，還包含粘土、硅石、白堊，云母粉，玻璃粉、短長(zhǎng)度玻璃纖維、碳纖維或芳族聚酰胺纖維、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硅灰石、焙燒的白堊粘土，粉碎的熱塑性塑料和熱固性樹(shù)脂、染料、顏料、有色的聚集體和各種增韌劑中一種或多種。
5.如權(quán)利要求5所述的運(yùn)動(dòng)器材或其部件，其密度為0.8到1.2。
6.如任何前述權(quán)利要求中所述的運(yùn)動(dòng)器材或其部件，為板球或棒球球棒，或高爾夫球棒頭。
7.一種制造運(yùn)動(dòng)器材或其部件的方法，包括把可固化環(huán)氧樹(shù)脂注入一溫度足夠高的模具中，給予一合適的快速脫膜時(shí)間且在該反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)一步在壓力下提供樹(shù)脂來(lái)補(bǔ)償組合物的固化收縮，直到達(dá)到凝膠化點(diǎn)且結(jié)束整個(gè)模塑，其中可固化環(huán)氧樹(shù)脂組合物包含至少一種比重低于1.0的填料，并且得到的器材或部件比重為0.8到2.0。
8.一種如權(quán)利要求7所述的方法，其中在模制中模塑嵌入一種或多種嵌入件。
9.一種如權(quán)利要求7或8所述的方法，其中在模制件中引入孔洞。
全文摘要
一種由包含至少一種比重低于1的填料的環(huán)氧樹(shù)脂模塑而成的運(yùn)動(dòng)器材或其部件，且其比重為0.8到2.0。
文檔編號(hào)A63B59/06GK1106741SQ9411709
公開(kāi)日1995年8月16日 申請(qǐng)日期1994年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月14日
發(fā)明者P·T·伍姆韋爾, P·D·威利斯, B·J·海斯 申請(qǐng)人:希巴-蓋吉股份公司