一种球内胆的橡胶配方及其工艺的制作方法

本发明属于橡胶球内胆领域，尤其涉及一种球内胆的橡胶配方及其工艺。

背景技术：

1、橡胶内胆是球类运动器材的核心部件，其橡胶的性能直接决定了球类的整体品质和使用效果。橡胶内胆的主要功能包括保持球体的形状和提供必要的弹性，确保球类在运动过程中具有良好的手感和运动轨迹。此外，橡胶内胆还需具备良好的密封性，以防止气体泄漏，从而保持球类的内部压力和弹性。

2、现有技术中，常用的橡胶内胆材料主要有天然橡胶和丁基橡胶等。天然橡胶具有优异的弹性和耐磨性，但其气密性较差，容易出现漏气现象，且在高温或长期使用中容易发生老化，导致性能下降。丁基橡胶以其优异的气密性和耐老化性能而广泛应用于球类内胆中。然而，丁基橡胶的弹性和回弹性相对较低，加工性能较差，需要通过添加各种助剂来改善其性能。

3、除了以上存在的问题，但在实际应用中，现有的橡胶内胆存在一些其他不容忽视的问题：（1）老化问题：橡胶材料在长时间的使用过程中，受到环境因素如紫外线、氧气、臭氧等的作用，容易发生老化现象，表现为硬化、龟裂、弹性下降等。老化不仅影响橡胶内胆的使用寿命，还可能导致漏气和变形，严重影响球类的使用效果。（2）漏气问题：尽管丁基橡胶具有较好的气密性，但在长时间使用或高强度运动中，仍可能出现漏气现象。这主要是由于橡胶内胆在使用过程中受到反复的机械应力作用，导致内部结构产生微小裂纹或孔隙，从而引起气体泄漏。（3）弹性和回弹性不足：现有的丁基橡胶内胆在弹性和回弹性方面相对较弱，影响了球类的手感和运动表现。特别是在高强度运动中，弹性和回弹性不足会导致球类的运动轨迹不稳定，降低比赛的公正性和观赏性。（4）加工性能差：丁基橡胶的高黏度和高弹性使其在加工过程中较难操作，需要添加多种加工助剂来改善其加工性能。此外，在加工过程中，丁基橡胶容易产生粘附现象，影响生产效率和产品质量。

4、为克服现有球内胆的橡胶存在的上述问题，需要优化橡胶配方以及改进制造工艺来提高球内胆的橡胶的综合性能。

技术实现思路

1、本发明提供了一种球内胆的橡胶配方及其制造工艺，通过将天然橡胶与丁基橡胶进行组合，并在其中添加适量的纳米填料（如氧化石墨烯、炭黑、白炭黑、氧化铝）和增强剂（如纳米纤维素），可以显著提高其力学性能、耐疲劳性能及密闭性，进而提高球内胆的橡胶的弹性和耐老化性能。解决了现有技术中橡胶内胆易老化、漏气和变形的问题。

2、一种球内胆的橡胶配方及其工艺，按照重量份数计，所述球内胆橡胶包括以下成分：天然橡胶50~70份、丁基橡胶20~30份、氧化石墨烯5~10份，白炭黑5~10份、炭黑5~10份，纳米纤维素5~10份，氧化锌1~3份，纳米氧化铝3~5份，软化剂10~15份、硫磺2~4份、硫化促进剂1~3份、防老剂1~3份、硬脂酸1~3份和促进剂1~3份；所述制备工艺包括以下步骤:

3、s1. 配料：将天然橡胶、丁基橡胶、氧化石墨烯、白炭黑、纳米纤维素、纳米二氧化硅、氧化锌、纳米氧化铝、软化剂、硫磺、硫化促进剂、防老剂、硬脂酸和促进剂按照比例混合。

4、s2. 混炼：将步骤s1混合好的配料在混炼机中进行混炼。

5、s3. 硫化：将步骤s2中混炼好的橡胶料房屋硫化模具中，进行硫化处理。

6、s4. 成型：将硫化后的橡胶料进行冷却，然后使用成型设备将其加工成内胆的形状。

7、s5. 检测：对成型后的球内胆进行质量检测，确保其符合相关标准和要求。

8、在其中一些实施例中，所述制备工艺中步骤s2混炼项目具体包括以下步骤：

9、（1）初步混炼：将天然橡胶和丁基橡胶置于混炼机中，混炼温度控制在60~80 ℃，时间为5~10分钟。

10、（2）添加炭黑：逐步加入氧化石墨烯，白炭黑，炭黑，纳米纤维素继续混炼5~10分钟，确保炭黑分散均匀。

11、（3）添加软化剂和防老剂：加入软化剂和防老剂，继续混炼5~10分钟，确保所有成分均匀混合。

12、（4）最后混炼：加入硫磺、硫化促进剂和其他添加剂，混炼3~5分钟，确保所有成分完全均匀。

13、在其中一些实施例中，所述制备工艺中步骤s3硫化项目具体包括以下步骤：

14、（1）将模具预热至150~160 ℃。

15、（2）将混炼好的橡胶料放入模具中。

16、（3）进行硫化处理，时间为20~30分钟。

17、（4）硫化结束后，将模具冷却至室温，取出硫化后的橡胶料。

18、在其中一些实施例中，所述制备工艺中步骤s4成型项目具体包括以下步骤：

19、（1）将硫化后的橡胶料放入成型机中。

20、（2）以10~20 ℃/min的速度加热到130~170 ℃，在2~10 mpa的压力下使橡胶料成型。

21、（3）成型后以5~10 ℃/min的速度进行冷却，得到球内胆半成品

22、在其中一些实施例中，所述制备工艺中步骤s5检测项目具体包括以下步骤：

23、（1）外观检查：检查内胆表面是否光滑、无气泡、无裂纹。

24、（2）密封性测试：充气后检测内胆的漏气情况，确保其气密性良好。

25、（3）弹性测试：测量内胆的弹性模量，确保其弹性符合要求。

26、（4）耐久性测试：通过模拟实际使用环境进行耐久性测试，确保内胆的使用寿命。

27、在其中一些实施例中，所述天然橡胶为固体天然橡胶或浓缩乳胶。

28、在其中一些实施例中，所述丁基橡胶的分子量为150000~250000之间。

29、在其中一些实施例中，所述氧化石墨烯的粒径为1~10 μm，白炭黑的粒径为10~1000 nm，

30、在其中一些实施例中，所述软化剂为邻苯二甲酸酯类软化剂、环己烷二甲酸脂类软化剂、柠檬酸酯类软化剂、己二酸酯类软化剂、磷酸酯类软化剂、聚酯类软化剂的一种。

31、在其中一些实施例中，所述防老剂为胺类防老剂、苯酚类防老剂、硫醚类防老剂、受阻胺类光稳定剂、有机磷类抗氧化剂和金属盐类防老剂中的至少一种。

32、（1）通过将天然橡胶与丁基橡胶组合，并向其中加入纳米填料（氧化石墨烯、炭黑、白炭黑、氧化铝）和增强剂（纳米纤维素），提升了橡胶的力学性能和耐老化性能。

33、（2）通过优化橡胶内胆制备工艺，提高了内胆的弹性和密闭性。

技术特征：

1.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，按照重量份数计，所述球内胆橡胶包括以下成分：天然橡胶50~70份、丁基橡胶20~30份、氧化石墨烯5~10份，白炭黑5~10份、炭黑5~10份，纳米纤维素5~10份，氧化锌1~3份，纳米氧化铝3~5份，软化剂10~15份、硫磺2~4份、硫化促进剂1~3份、防老剂1~3份、硬脂酸1~3份和促进剂1~3份；所述制备工艺包括以下步骤:

2.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述制备工艺中步骤s2混炼项目具体包括以下步骤：

3.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述制备工艺中步骤s3硫化项目具体包括以下步骤：

4.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述制备工艺中步骤s4成型项目具体包括以下步骤：

5.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述制备工艺中步骤s5检测项目具体包括以下步骤：

6.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述天然橡胶为固体天然橡胶或浓缩乳胶。

7.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述丁基橡胶的分子量为150000~250000之间。

8.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述氧化石墨烯的粒径为1~10 μm，白炭黑的粒径为10~1000 nm。

9.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述软化剂为邻苯二甲酸酯类软化剂、环己烷二甲酸脂类软化剂、柠檬酸酯类软化剂、己二酸酯类软化剂、磷酸酯类软化剂、聚酯类软化剂中的一种。

10.一种球内胆的橡胶配方及其工艺，其特征在于，所述防老剂可以为胺类防老剂、苯酚类防老剂、硫醚类防老剂、受阻胺类光稳定剂、有机磷类抗氧化剂和金属盐类防老剂中的至少一种。

技术总结本发明属于橡胶球内胆领域，公开了一种球内胆的橡胶配方及其工艺。所述球内胆橡胶按照重量份数计，包括以下成分：天然橡胶50~70份、丁基橡胶20~30份、氧化石墨烯5~10份，白炭黑5~10份，炭黑5~10份，纳米纤维素5~10份，氧化锌1~3份，纳米氧化铝3~5份，软化剂10~15份、硫磺2~4份、硫化促进剂1~3份、防老剂1~3份、硬脂酸1~3份和促进剂1~3份。所述制造工艺包括配料、混炼、硫化、成形和检测五个步骤。通过添加氧化石墨烯、白炭黑以及纳米氧化物，优化橡胶材料配方和工艺控制，提高了球内胆胆橡胶的弹性、密封性和耐用性，解决了现有技术中橡胶内胆易老化、漏气和变形的问题。技术研发人员：王鸿基,吴斌,刘琴,牛桂寿,吴敦霞,占杏生,邵玲萍,蒋志刚受保护的技术使用者：江西华洋橡塑制品有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26