一种运球类橡胶组合物、胶水组合物及拼接成型生产工艺的制作方法

1.本技术涉及橡胶球生产的技术领域，尤其是涉及一种运球类橡胶组合物、胶水组合物及拼接成型生产工艺。


背景技术：

2.橡胶球是一种中空橡胶模压制品，具有一定的弹性，其可供人们作球类运动使用，也可作为儿童玩具。
3.目前，棒球属于橡胶球的一种，其制作方法是先制作一层中空橡胶内层，再在内层外置一层橡胶层外壳；并且在中空橡胶层内添加有发泡材料，在橡胶球热压硫化定型的过程中，发泡材料使中空橡胶内层膨胀，同时实现对棒球充气的效果。
4.但是，在热压硫化定型的过程中，由于气体具有一定重量，使得棒球上下两侧受到的力不同，棒球不同位置的厚度差别较大，导致棒球的重心发生偏移，影响棒球的击打效果。


技术实现要素：

5.为了提高棒球的生产精度，减少棒球重心偏移的发生，提高棒球的击打效果，本技术提供一种运球类橡胶组合物、胶水组合物及拼接成型生产工艺。
6.第一方面，本技术提供的一种运球类橡胶球组合物采用如下技术方案：一种运球类橡胶球组合物，其特征在于，包括天然橡胶、3-(5-正壬烯基)苯酚、促进剂dtdm、橡胶促进剂dm以及硫磺。
7.优选的，所述3-(5-正壬烯基)苯酚的用量为0.5-2.5phr。
8.优选的，所述3-(5-正壬烯基)苯酚的用量为1.5phr。
9.通过采用上述技术方案，橡胶的弹性与橡胶的分子量，卷曲分子的构象熵、交联密度以及交联键类型等因素有关，在天然橡胶分子中加入3-(5-正壬烯基)苯酚，3-(5-正壬烯基)苯酚促进天然橡胶分子链的交联，可提高天然橡胶硫化后的弹性；并且，在天然橡胶中引入了苯环，苯环为刚性基团，当3-(5-正壬烯基)苯酚的加入量为0.5-2.5phr时，可提高硫化天然橡胶的力学强度。
10.优选的，还包括乳胶再生胶、轻质碳酸钙以及碳酸镁。
11.通过采用上述技术方案，乳胶再生胶可代替部分天然橡胶，可节约橡胶片生产过程中天然橡胶的用量，同时也可提高硫化胶的性能。
12.第二方面，本技术提供的一种胶水组合物采用如下技术方案：一种胶水组合物，包括环氧化天然橡胶、天甲橡胶、促进剂组合物、氧化锌、硫磺以及增粘树脂。
13.优选的，所述促进剂组合物包括β-谷固醇和硬质酸钠。
14.优选的，所述β-谷固醇的用量为0.3-0.7phr，所述硬质酸钠的用量为1.5-2.4phr。
15.通过采用上述技术方案，使用环氧化天然橡胶可提高胶水的耐油性，而天甲橡胶
具有优异的力学强度以及黏着性突出，在胶水组合物中使用环氧化天然橡胶以及天甲橡胶混合物作为胶料；且促进剂组合物起促硫化作用，缩短胶水组合物达到正硫化所需的硫化时间，进而提高胶水组合物的黏结强度。
16.第三方面，本技术提供的一种无缝棒球拼接成型的生产工艺采用如下技术方案：一种无缝棒球拼接成型的生产工艺，使用上述任一所述的一种运球类橡胶球组合物制备得到橡胶片。
17.优选的，包括以下步骤：s1、将裁剪完成的所述橡胶片放入模具中，热压硫化成半球状；s2、取出橡胶片，冷却至常温，并裁切去除毛边，得到半球；s3、对半球的开口端面进行打磨，形成粗糙面；s4、在两个打磨后的半球的粗糙面涂覆如上述任一所述的一种胶水组合物，水平放置并风干至半固态；s5、将两个半球粘合，得到球胚；s6、将球胚放入模具中，二次硫化成型。
18.优选的，所述热压硫化的温度为100℃，硫化时间为9min；所述二次硫化定型的温度为160℃，硫化温度为5min。
19.通过采用上述技术方案，使用模具生产橡胶球，避免了中空橡胶内侧发泡膨胀过程导致的厚度不均的问题，实现了提高半球生产精度的效果；但在棒球生产的过程中未向棒球内部充气，会降低棒球的弹性，在棒球生产的过程中，使用添加了3-(5-正壬烯基)苯酚的橡胶片作为生产棒球的原料，使得棒球具有更高的弹性以及力学强度，提高棒球的击打效果；并且，使用胶水组合物对两颗半球进行黏接，，两个半球的连接处的黏接强度高，提高了棒球的机械强度。
20.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：(1)首先通过模具生产得到两个半球，再通过胶水将两个半球黏合形成一个完整的棒球，棒球的厚度由模具决定，可避免中空橡胶内层发泡导致的棒球厚度不一的问题，提高了棒球的生产精度，减小棒球重心偏移的发生，提高了棒球的击打效果；(2)使用运球类橡胶组合物制备得到的橡胶片作为棒球生产的原料，运球类橡胶组合物中添加的3-(5-正壬烯基)苯酚可促进天然橡胶分子的交联，提高橡胶分子的交联密度，使得交联后橡胶分子的分子量分布窄，且高分子量级分布多，可提高棒球的弹性，并且在橡胶片中引入刚性基团苯环，提高了棒球的力学强度，进而实现提高棒球的击打效果；(3)使用添加了环氧化天然橡胶、天甲橡胶、β-谷固醇以及硬质酸钠的胶水组合物作为两个棒球的黏接剂，可提高两个棒球连接处的黏接强度，进而实现提高棒球机械强度的效果。
具体实施方式
21.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
22.本技术提供一种运球类橡胶球组合物，包括天然橡胶、3-(5-正壬烯基)苯酚、促进剂dtdm、橡胶促进剂dm以及硫磺。
23.在一个实施例中，所述3-(5-正壬烯基)苯酚的用量为0.5-2.5phr。
24.在一个实施例中，所述3-(5-正壬烯基)苯酚的用量为1.5phr。
25.在一个实施例中，还包括乳胶再生胶、轻质碳酸钙以及碳酸镁。
26.本发明中，运球组合物中的各个组分按照一定比例投入投放，各组分的重量份如下所示：天然橡胶：60-80份；乳胶再生胶：20-40份；轻质碳酸钙：10-15份；碳酸镁：1-5份；促进剂dtdm：0.5-1.0份；橡胶促进剂dm：0.5-1.0份；3-(5-正壬烯基)苯酚：0.5-2.5份；硫磺：0.5-1.0份。
27.本技术还提供了一种胶水组合物，包括环氧化天然橡胶、天甲橡胶、促进剂组合物、氧化锌、硫磺以及增粘树脂。
28.本发明中，促进剂组合物可以为促进剂dm和促进剂d；促进剂组合物还可以为促进剂dm和促进剂h；促进剂组合物还可以为促进剂dm、促进剂d以及促进剂h；促进剂还可以为β-谷固醇和硬质酸钠。
29.在一个实施例中，所述促进剂组合物包括β-谷固醇和硬质酸钠。
30.在一个实施例中，所述β-谷固醇的用量为0.3-0.7phr，所述硬质酸钠的用量为1.5-2.4phr。
31.本发明中，在胶水组合物中加入β-谷固醇和硬质酸钠作为促进剂组合物，在进行二次硫化定型过程中，β-谷固醇和硬质酸钠加快胶水组合物的硫化速度，促进交联，提高了胶水组合物的力学性能及黏合强度。
32.本技术还提供了一种无缝棒球拼接成型的生产工艺，使用上述所述的运球类橡胶球组合物制备得到橡胶片。
33.本发明中，使用运球类橡胶球组合物制备得到的橡胶片具有更好的弹性以及力学性能，以该橡胶片为原料制备得到的棒球具有更好的击打效果。
34.在一个实施例中，棒球的生产包括以下步骤：s1、将裁剪完成的所述橡胶片放入模具中，热压硫化成半球状；s2、取出橡胶片，冷却至常温，并裁切去除毛边，得到半球；s3、对半球的开口端面进行打磨，形成粗糙面；s4、在两个打磨后的半球的粗糙面涂覆如上述所述的胶水组合物，水平放置并风干至半固态；s5、将两个半球粘合，得到球胚；s6、将球胚放入模具中，二次硫化成型。
35.本发明中，棒球的厚度由模具的规格决定，可减少棒球不同部位厚度不一导致重心偏移的问题，提高棒球的生产精度；并且使用胶水组合物对两个半球进行黏合，胶水中的胶料在二次硫化定型中交联固化，从而将两个半球连为一体，便可制备得到无缝的棒球。
36.在一个实施例中，所述热压硫化的温度为100℃，硫化时间为9min；所述二次硫化定型的温度为160℃，硫化温度为5min。
37.本发明中，首先在模具中对橡胶片进行热压硫化处理，橡胶片经过初次定型得到半球，此时橡胶片还处于欠硫化，接着在两个半球的开口端面上涂覆上胶水组合物，当胶水组合物处于半固态状态时，将半球粘合在一起得到球胚，对球胚进行二次硫化定型，二次硫化定型的温度相较于热压硫化的温度有所升高，提高硫化的效率，进而实现提高生产效率的效果。
38.实施例1：3-(5-正壬烯基)苯酚的制备本实施例提供了一种制备3-(5-正壬烯基)苯酚的合成路线，合成路线如下所示：本实施例还提供了一种3-(5-正壬烯基)苯酚的制备方法，包括以下步骤：s1、向25ml的三角烧瓶中加入7.5ml mecn溶液，并加入547mg化合物1以及151mg化合物2，接着加入62mg cui和57mg pdcl2；s2、溶液冷却至0℃，加入0.75ml三乙胺，缓慢加热至室温，搅拌36h；s3、通过柱层析分离的方法提取得到化合物3；s4、向25ml中加入3.5ml无水乙醇，加入325mg化合物3于无水乙醇中，接着加入25mg含有10％钯的碳，在三角烧瓶的瓶口装上氢气球，在室温下搅拌48h；s5、抽滤除去钯，用10ml乙酸乙酯清洗，减压蒸馏得到化合物4，化合物4为黄色油状液体；s6、向25ml的三角烧瓶中加入含有3.37mmol化合物6的四氢呋喃溶液中加入970mg三苯基膦和660mg化合物5；s7、溶液冷却至0℃，缓慢加热至室温，搅拌16h；s8、减压蒸馏，并柱层析分离得到化合物7；s9、将470mg化合物7溶解于10ml ch2cl2中，冷却至0℃；s10、加入1.69g碳酸氢钠以及730mg间氯过苯甲酸于ch2cl2溶液中，得到悬浊液，缓慢加热至室温，搅拌过夜；
s11、加入10ml 20.1mmol碳酸氢钠溶液，并用ch2cl2萃取3次，得到有机层；s12、加入硫酸镁干燥，减压蒸馏以及柱层析分离得到化合物8，化合物8为透明油状液体；s13、在-78℃下溶解20.7mg化合物8于0.25ml thf，并且加入0.08ml khmds；-78℃下搅拌2h；s14、18mg化合物4逐滴加入步骤s13的溶液中，-78℃下搅拌2h，缓慢升温至0℃，搅拌2h；s15、往溶液中加入5ml饱和氯化铵溶液，并用乙酸乙酯溶液萃取3次，得到有机层；s16、加入硫酸镁干燥，减压蒸馏以及柱层析分离得到化合物9；s17、往0.,3ml thf中加入化合物9，并加入0.05ml四丁基氟化铵，室温下搅拌45min；s18、加入5ml水，用乙酸乙酯溶液萃取3次，得到有机层；s19、加入硫酸镁干燥，减压蒸馏以及柱层析分离得到化合物10。
39.实施例2：3-(5-正壬烯基)苯酚1h-nmr(cdcl3,500mhz)δh：7.14(t,j＝7.7hz,1h),6.75(d,j＝7.7hz,1h),6.66-6.63(m,2h),5.44-5.35(m,2h),4.64(bs,1h),2.56(t,j＝7.8hz,2h),2.07-2.00(m,2h),1.99-1.94(m,2h),1.64-1.58(m,2h),1.42-1.33(m,4h),0.89(t,j＝7.4hz,3h)。
40.实施例3：一种橡胶片及其生产工艺本实施例提供一种橡胶片，橡胶片的原料包括以下重量的组分：天然橡胶：60份；乳胶再生胶：40份；轻质碳酸钙：10份；碳酸镁：1份；促进剂dtdm：0.5份；橡胶促进剂dm：1.0份；3-(5-正壬烯基)苯酚：0.5份；硫磺：0.5份。
41.本实施例提供的橡胶片的生产工艺包括以下步骤：s1、将天然橡胶和乳胶再生胶投入到密炼机中，压力控制在4
±
1kg/cm2，温度为110℃，密炼时间为300s；s2、加入轻质碳酸钙、碳酸镁、促进剂dtdm、橡胶促进剂dm以及3-(5-正壬烯基)苯酚，密炼第二次，力为4
±
1kg/cm2温度为115℃，密炼时间为500s，得到胶料；s3、将胶料加入开炼机反复挤压3次以上，静置24h，再送入开炼机开炼，加入硫磺，反复挤压3次以上，出料，裁剪得到橡胶片。
42.实施例4：一种橡胶片及其生产工艺本实施例与实施例3的不同之处在于，橡胶片的原料包括以下重量的组分：天然橡胶：80份；乳胶再生胶：20份；轻质碳酸钙：15份；
碳酸镁：5份；促进剂dtdm：1.0份；橡胶促进剂dm：1.0份；3-(5-正壬烯基)苯酚：0.5份；硫磺：1.0份。
43.实施例5：一种橡胶片及其生产工艺本实施例与实施例3的不同之处在于，橡胶片中包含1.0份的3-(5-正壬烯基)苯酚。
44.实施例6：一种橡胶片及其生产工艺本实施例与实施例3的不同之处在于，橡胶片中包含1.5份的3-(5-正壬烯基)苯酚。
45.实施例7：一种橡胶片及其生产工艺本实施例与实施例3的不同之处在于，橡胶片中包含2.0份的3-(5-正壬烯基)苯酚。
46.实施例8：一种橡胶片及其生产工艺本实施例与实施例3的不同之处在于，橡胶片中包含2.5份的3-(5-正壬烯基)苯酚。
47.实施例9：一种胶水组合物本实施例提供了一种胶水组合物，胶水组合物的原料包括以下重量的组分：环氧化天然橡胶：50份；天甲橡胶：50份；β-谷固醇：0.3份；硬质酸钠：1.5份；氧化锌：3份；硫磺：1份；增粘树脂：15份。
48.实施例10：一种胶水组合物本实施例与实施例9的不同之处在于，胶水组合物中包含0.7份的β-谷固醇。
49.实施例11：一种胶水组合物本实施例与实施例9的不同之处在于，胶水组合物中包含2.4份的硬质酸钠。
50.实施例12：一种胶水组合物本实施例与实施例10的不同之处在于，胶水组合物中包含2.4份的硬质酸钠。
51.实施例13：一种无缝棒球拼接成型的生产工艺为了提高棒球的生产精度，减少棒球重心偏移的发生，提高棒球的击打效果，本实施例提供的无缝棒球拼接成型的生产工艺采用以下的步骤：s1、将裁剪完成的橡胶片放入模具中，热压硫化成半球状，热压硫化的温度为90℃，硫化时间为12min；s2、取出橡胶片，冷却至室温，并裁切取出毛边，得到半球；s3、对半球的开口端面进行打磨，形成粗糙面；
s4、在两个打磨后的半球的粗糙目前涂覆胶水，水平放置并风干至半固态；s5、将两个半球粘合，得到球胚；s6、将球胚放入模具中，二次硫化定型，二次硫化定型的温度为150℃，硫化时间为8min。
52.实施例14：一种无缝棒球拼接成型的生产工艺本实施例与实施例12的不同之处在于，热压硫化的温度为100℃，硫化时间为9min。
53.实施例15：一种无缝棒球拼接成型的生产工艺本实施例与实施例13的不同之处在于，二次硫化定型的温度为160℃，硫化时间为8min。
54.实验1：橡胶片的硫化特性按照国标gb/t528-2009进行测试，取5g橡胶片放入无转子硫化以中，在140℃下测定橡胶片的烧焦时间以及工艺正硫化时间等数据；且以未添加3-(5-正壬烯基)苯酚的橡胶片作为对照，结果如表1所示。
55.表1橡胶片硫化特性表1橡胶片硫化特性由表1可知，未添加3-(5-正壬烯基)苯酚的橡胶片的值最低，说明其交联度低，而实施例3-8提供的橡胶片均具有较高的交联度，3-(5-正壬烯基)苯酚可促进天然橡胶的交联，且当3-(5-正壬烯基)苯酚的投入量为1.5phr时，对天然橡胶性能改善的效果最好。
56.同时，随着3-(5-正壬烯基)苯酚的加入，橡胶片的焦烧时间增加，有利于加工安全性，且橡胶片的t
90
减小，硫化速率cri提升，说明3-(5-正壬烯基)苯酚具有促进天然橡胶硫化的效果，提高硫化速率，减低生产时间。
57.实验2：橡胶片的回弹性按照国标gb/t1681-2009进行测试，橡胶片的厚度为12
±
0.5mm，测试温度为25℃，每个试样测定三点，取中间值作为测试结果；并且以未添加3-(5-正壬烯基)苯酚的橡胶片作为对照，结果如表2所示。
58.表2橡胶片的回弹性标号回弹值(％)
对照85.1实施例385.4实施例485.9实施例586.3实施例686.7实施例785.7实施例885.5由表2可知，随着3-(5-正壬烯基)苯酚加入量的增加，橡胶片的回弹值呈现先上升后下降的趋势，说明加入3-(5-正壬烯基)苯酚可提高橡胶片的弹性，但是当3-(5-正壬烯基)苯酚的加入量超过一定值后，随着其加入量的增加，橡胶片的弹性反而下降。
59.实验3：胶水组合物的硫化特性按照国标gb/t528-2009进行测试，取风干后的胶水组合物5g放入无转子硫化以中，在160℃下测定橡胶片的烧焦时间以及工艺正硫化时间等数据；且以未添加β-谷固醇和硬质酸钠的胶水组合物作为对照，结果如表3所示。
60.表3胶水组合物的硫化特性由表3可知，在胶水组合物中加入β-谷固醇和硬质酸钠，胶水组合物焦烧时间增加，有利于加工安全性，且胶水组合物的t
90
减小，硫化速率cri提升，说明β-谷固醇和硬质酸钠具有促进胶水组合物硫化的效果，提高硫化速率，减低生产时间，使得胶水组合物中的胶料可在二次硫化定型的过程中达到正硫化，提高了胶水组合物对两个半球的粘合效果。
61.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种运球类橡胶球组合物，其特征在于，包括天然橡胶、3-(5-正壬烯基)苯酚、促进剂dtdm、橡胶促进剂dm以及硫磺。2.根据权利要求1所述的一种运球类橡胶球组合物，其特征在于，所述3-(5-正壬烯基)苯酚的用量为0.5-2.5phr。3.根据权利要求1所述的一种运球类橡胶球组合物，其特征在于，所述3-(5-正壬烯基)苯酚的用量为1.5phr。4.根据权利要求1所述的一种运球类橡胶球组合物，其特征在于，还包括乳胶再生胶、轻质碳酸钙以及碳酸镁。5.一种胶水组合物，其特征在于，包括环氧化天然橡胶、天甲橡胶、促进剂组合物、氧化锌、硫磺以及增粘树脂。6.根据权利要求5所述的一种胶水组合物，其特征在于，所述促进剂组合物包括β-谷固醇和硬质酸钠。7.根据权利要求6所述的一种胶水组合物，其特征在于，所述β-谷固醇的用量为0.3-0.7phr，所述硬质酸钠的用量为1.5-2.4phr。8.一种无缝棒球拼接成型的生产工艺，其特征在于，使用如权利要求1-4任一所述的一种运球类橡胶球组合物制备得到橡胶片。9.根据权利要求8所述的一种无缝棒球拼接成型的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、将裁剪完成的所述橡胶片放入模具中，热压硫化成半球状；s2、取出橡胶片，冷却至常温，并裁切去除毛边，得到半球；s3、对半球的开口端面进行打磨，形成粗糙面；s4、在两个打磨后的半球的粗糙面涂覆如权利要求5-7任一所述的一种胶水组合物，水平放置并风干至半固态；s5、将两个半球粘合，得到球胚；s6、将球胚放入模具中，二次硫化成型。10.根据权利要求9所述的一种无缝棒球拼接成型的生产工艺，其特征在于，所述热压硫化的温度为100℃，硫化时间为9min；所述二次硫化定型的温度为160℃，硫化温度为5min。

技术总结
本申请公开了一种运球类橡胶组合物、胶水组合物及拼接成型生产工艺，涉及橡胶球生产的技术领域；其中，一种运球类橡胶球组合物，包括天然橡胶、3-(5-正壬烯基)苯酚、促进剂DTDM、橡胶促进剂DM以及硫磺。本申请具有提高棒球的生产精度、减少棒球重心偏移的发生以及提高棒球的击打效果的效果。的击打效果的效果。


技术研发人员：叶建良 叶志源
受保护的技术使用者：长泰杰育运动器材有限公司
技术研发日：2022.03.24
技术公布日：2023/10/8