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
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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(diǎn)，但其易燃燒，且燃燒時(shí)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。
[0003]中國專利ZL 201410062444.8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。
[0004]中國專利ZL 01126885.9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】

[0005]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。
[0006]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(shí)熱穩(wěn)定性和流動(dòng)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(shí)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。
[0007]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。
[0008]作為優(yōu)選，所述改性納米無機(jī)填料為改性納米二氧化娃、改性納米二氧化鈦或改性納米玻璃微珠中的一種。
[0009]作為優(yōu)選，所述改性納米無機(jī)填料的制備方法為:(I)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(I)所得混合液加熱至65-75°C，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(shí)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(shí)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。
[0010]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。
[0011 ] 更優(yōu)選，所述硅烷偶聯(lián)劑選自KH550、KH560和KH570中的一種。
[0012]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。
[0013]本發(fā)明同時(shí)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°C。
[0014]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(diǎn)，可以有效替代賽璐珞作為一種新型乒乓球生產(chǎn)原料。
[0015]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。
[0016]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(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對本發(fā)明做任何形式的限定。
[0018]實(shí)施例1
(1)將1g納米二氧化硅加入到30g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的乙醇水溶液中，并在強(qiáng)力攪拌下使其充分分散；
(2)將步驟(I)所得混合液加熱至65°C，加入3gKH550，并采用草酸調(diào)節(jié)體系PH至3，保溫反應(yīng)2小時(shí)后冷卻至常溫并抽濾；
(3)取步驟(2)所得濾餅水洗3次后，經(jīng)烘干，研磨，過100目篩即得硅烷改性納米二氧化硅。
[0019](4)取1g硅烷改性納米二氧化硅、3g SEBS-g-MAH、12g聚甲基丙烯酸甲酯和75g聚苯乙烯于高速混合機(jī)中混合15分鐘，再采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，螺桿擠出機(jī)各區(qū)及機(jī)頭溫度為200°C。
[0020]實(shí)施例2
(I)將5g納米二氧化鈦加入到20g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的乙醇水溶液中，并在強(qiáng)力攪拌下使其充分分散； (2)將步驟(I)所得混合液加熱至75°C，加入IgKH560，并采用草酸調(diào)節(jié)體系PH至4，保溫反應(yīng)3小時(shí)后冷卻至常溫并抽濾；
(3)取步驟(2)所得濾餅水洗2次后，經(jīng)烘干，研磨，過100目篩即得硅烷改性納米二氧化鈦。
[0021](4)取5g硅烷改性納米二氧化硅、2g SEBS-g-MAH、5g聚甲基丙烯酸甲酯和89g聚苯乙烯于高速混合機(jī)中混合20分鐘，再采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，螺桿擠出機(jī)各區(qū)及機(jī)頭溫度為220 °C。
[0022]實(shí)施例3
(1)將15g納米玻璃微珠加入到30g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的乙醇水溶液中，并在強(qiáng)力攪拌下使其充分分散；
(2)將步驟(I)所得混合液加熱至70°C，加入6gKH560，并采用草酸調(diào)節(jié)體系PH至3.5，保溫反應(yīng)I小時(shí)后冷卻至常溫并抽濾；
(3)取步驟(2)所得濾餅水洗2次后，經(jīng)烘干，研磨，過100目篩即得硅烷改性納米玻璃微珠。
[0023](4)取15g硅烷改性納米二氧化硅、5g SEBS-g-MAH、1g聚甲基丙烯酸甲酯和70g聚苯乙烯于高速混合機(jī)中混合20分鐘，再采用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，螺桿擠出機(jī)各區(qū)及機(jī)頭溫度為190 °C。
[0024]以上僅列舉了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限制于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)所作的任何改變均落入本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，其特征在于，所述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。2.如權(quán)利要求1所述的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，其特征在于，所述增容劑為 SEBS-g-MAH。3.如權(quán)利要求1所述的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，其特征在于，所述改性納米無機(jī)填料為改性納米二氧化娃、改性納米二氧化鈦或改性納米玻璃微珠中的一種。4.如權(quán)利要求1所述的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，其特征在于，所述改性納米無機(jī)填料的制備方法為:(I)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(I)所得混合液加熱至65-75°C，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(shí)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。5.如權(quán)利要求4所述的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，其特征在于，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。6.如權(quán)利要求4所述的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑選自KH550、KH560和KH570中的一種。7.如權(quán)利要求4所述的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯，其特征在于，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。8.如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的乒乓球用納米無機(jī)填料改性聚苯乙烯的制備方法，其特征在于，所述制備方法為: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°C。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種乒乓球用填料改性聚苯乙烯，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，所述增容劑為SEBS-g-MAH，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。本發(fā)明所提供的納米無機(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(diǎn)，可以有效替代賽璐珞作為一種新型乒乓球生產(chǎn)原料。本發(fā)明同時(shí)提供了乒乓球用納米無機(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)。
【IPC分類】C08L25/06, C08L33/12, C08K9/06, C08K3/36, C08L51/00
【公開號】CN105037990
【申請?zhí)枴緾N201510533956
【發(fā)明人】陳偉立, 胡永漢, 包愛軍
【申請人】浙江曙光體育用品有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月27日