一种耐老化柔软球内胆的加工工艺的制作方法

本发明属于柔软球内胆加工，具体涉及一种耐老化柔软球内胆的加工工艺。

背景技术：

1、在球类运动装备领域，球内胆的耐老化性和柔软度一直是影响产品性能与用户体验的关键因素。随着运动爱好者对球类产品质量要求的不断提升，以及长时间使用和环境变化对球内胆材料的挑战，研究并开发一种耐老化、柔软度优异的球内胆加工工艺显得尤为重要。

2、传统球内胆的制造多采用橡胶、pvc等材质，通过缠纱或注射成型等工艺制成。然而，这些工艺往往存在加工复杂、成本高昂、材料易老化变硬等问题，导致球内胆在长时间使用后性能下降，影响使用效果。此外，传统球内胆在柔软度与耐用性之间往往难以取得平衡，过于柔软的球内胆可能缺乏足够的支撑力，而过于坚硬的球内胆则会影响触感和运动表现。

3、因此，研究耐老化柔软球内胆的加工工艺具有重要的现实意义和广泛的应用前景，它不仅有助于提升球类运动装备的整体性能和质量水平，还能够满足消费者对高品质运动产品的需求，推动球类运动装备专业的持续健康发展。

4、专利cn 115286881 a公开了一种体育用球内胆制造成型方法，包括以下步骤：步骤一：原料准备：其组份按重量份计为：改性聚氯乙烯35-45份、增塑剂15-19份、稳定剂4-6份、抗菌剂10-16份、偶联剂8-12份、消泡剂3-7份；步骤二：搅拌加热；步骤三：消泡；步骤四：固化成型；步骤五：脱模。通过该方法制备球内胆，简化了加工程序，提高了加工效率，同时还提高的球内胆的耐氧化性能和耐老化性能，延长了球内胆的使用寿命。但是通过该方法制备得到的球内胆的耐老化性能、自修复能力以及弹性仍有提高的空间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐老化柔软球内胆的加工工艺，用于解决现有技术中球内胆的耐老化性能、自修复能力以及弹性不佳的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明提供一种耐老化柔软球内胆的加工工艺，包括以下步骤：

4、步骤(1)：将天然橡胶、丁苯橡胶、弹性物质、树脂、石蜡、复合防老剂、氧化锌、硬脂酸、云母粉、高岭土、炭黑和白炭黑混合均匀后置于密炼机中进行密炼，得到密炼成品；

5、步骤(2)：将密炼成品加入至开炼机中，然后压延出片，经过碳酸钙粉末，得到压延出片成品；

6、步骤(3)：将压延出片成品与球头进行压合后，切片，得到片状成品；

7、步骤(4)：将片状成品、硫化促进剂与硫磺在加热条件下进行硫化，得到胶制品；

8、步骤(5)：将胶制品中的球头处压球子，吸气打包，得到耐老化柔软球内胆。

9、作为优选，所述步骤(1)中，天然橡胶、丁苯橡胶、弹性物质、树脂、石蜡、复合防老剂、氧化锌、硬脂酸、云母粉、高岭土、炭黑和白炭黑的质量比为(53-62)：(31-43)：(16-23)：(10-14)：(1-3)：(1.1-2.8)：(2-3.1)：(1-1.5)：(0.9-1.3)：(2.4-3.3)：(1.2-1.8)：(1.3-2.1)，密炼温度为140-160℃，密炼时间为3-6min。

10、作为优选，所述弹性物质的制备方法，包括以下步骤：

11、q1：将聚丙二醇、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡加入至容器中，氮气氛围下，加热反应，反应过程中加入n,n-二甲基甲酰胺，反应结束得到预聚物；

12、q2：将2,2’-二氨基二苯二硫醚加入至n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌溶解后加入至预聚物中，氮气氛围下，反应，随后加入1,3-丙二醇，搅拌反应，反应结束后，置于模具中，真空干燥，得到弹性物质。

13、以上过程中，弹性物质的合成反应式如下所示：

14、

15、作为优选，所述q1中，聚丙二醇和二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯的摩尔比为(2-4)：(5-10)，加热反应温度为75-85℃，反应时间为3-4h；所述q2中，2,2’-二氨基二苯二硫醚、预聚物和1,3-丙二醇的摩尔比为(1-1.5)：(0.9-1.4)：(2-3)，反应温度为75-85℃，反应时间为3-4h，搅拌反应时间为30-45min，真空干燥温度为80-90℃，时间为72-84h。

16、作为优选，所述复合防老剂的制备方法，包括以下步骤：

17、s1：将苯酚、水杨酸和甲基磺酸加入至容器中，加热搅拌反应，反应结束后，冷却，将反应液倒入至冰水混合液中，搅拌冷却析出固体，过滤，洗涤，过滤，干燥，得到粗产物，将粗产物溶于蒸馏水中，加热回流至粗产物溶液澄清透明，降温后加入活性炭和氯化亚锡，回流，过滤，冷却结晶，抽滤，干燥，然后将干燥后的物质加入至甲醇中，搅拌溶解，加热回流，冷却结晶，抽滤，干燥，得到中间产物1；

18、s2：向容器中加入氯乙酰氯和二氯甲烷，冰水浴搅拌条件下缓慢加入中间产物1、三乙胺和二氯甲烷的混合溶液，滴加结束后，升温至室温进行反应，反应结束后，洗涤，分液，旋蒸浓缩，冷却结晶，抽滤，然后将抽滤后的物质溶解在二氯甲烷中，并在搅拌条件下倒入至石油醚中，有絮状固体析出，过滤，干燥，得到中间产物2；

19、s3：将中间产物2加入至容器中，同时加入二氯甲烷和三乙胺，冰水浴搅拌条件下缓慢加入己二胺哌啶和二氯甲烷的混合溶液，加入完毕后，升温至室温进行反应，反应结束后，洗涤，分液，旋蒸，得到复合防老剂。

20、以上过程中，复合防老剂的合成反应式如下所示：

21、

22、经质谱分析结果为：m/z：902.52(100.0％),903.52(60.2％),904.53(17.4％),905.53(4.3％),904.52(2.5％)。

23、作为优选，所述s1中，苯酚、水杨酸和甲基磺酸的摩尔比为(0.9-1.3)：(0.85-1.45)：(6.75-9.5)，加热温度为80-110℃，反应时间为8-12h，首先用蒸馏水洗涤，随后用10％的碳酸氢钠洗涤至ph＝8，粗产物、蒸馏水、活性炭和氯化亚锡的用量比为(1-3)g：(70-210)ml：(0.1-0.3)g：(0.1-0.3)g，干燥后的产物与甲醇的用量比为(1-2)g：(1.5-3)ml。

24、作为优选，所述s2中，氯乙酰氯和中间产物1的摩尔比为(1-2)：(1.2-2.1)，反应时间为5-7h，旋蒸浓缩温度为50-55℃。

25、作为优选，所述s3中，中间产物2与己二胺哌啶的摩尔比为(2-2.4)：(1-1.2)，反应时间为5-7h，旋蒸温度为50-55℃。

26、作为优选，所述步骤(4)中，片状成品、硫化促进剂与硫磺的质量比为(100-200)g：(0.4-0.9)g：(1-5)g，加热温度为120-160℃。

27、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

28、1.本发明首先利用聚丙二醇、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、2,2’-二氨基二苯二硫醚和1,3-丙二醇为原料，制备弹性物质，将其与天然橡胶、丁苯橡胶进行混合，可以提高柔软球内胆的弹性，其带有的自修复能力可以减少因柔软球内胆难以修复而造成的浪费，随后，利用苯酚、水杨酸、氯乙酰氯和己二胺哌啶为原料，制备复合防老剂，将其添加至原料中，可以有效提高柔软球内胆的耐老化性能，因此，通过向原料中添加弹性物质和复合防老剂，可以有效提高柔软球内胆的弹性、自修复能力以及耐老化性能。

29、2.本发明以聚丙二醇、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、2,2’-二氨基二苯二硫醚和1,3-丙二醇为原料，制备弹性物质，将其添加至橡胶和树脂材料中制成柔软球内胆，可以显著提高其弹性及自修复能力。弹性物质中存在的交联网络结构在其受到外力时可以发生可逆的伸长和恢复，表现出优异的弹性，且含有的软段可以增加弹性物质的柔顺性，有助于弹性的恢复；弹性物质中存在的可逆的交联键(二硫键和氢键)赋予弹性物质自愈能力，二硫键的动态交换性和氢键的可逆性相互补充，共同增强柔软球内胆的自愈能力。

30、3.本发明利用苯酚、水杨酸、氯乙酰氯和己二胺哌啶为原料，制备得到复合防老剂，将其添加至柔软球内胆的原料中，可以有效提高其耐老化能力，柔软球内胆的原料在光、氧等作用下，会产生自由基或氢过氧化物，氢过氧化物会促进自由基的产生，而自由基会引发聚合物的降解，从而导致老化，制备的复合防老剂在保护聚合物的过程中，自身会转变成高度稳定的氮氧自由基，从而与聚合物产生的自由基相结合，达到捕获自由基的目的，同时，通过结构转换，又可以重新生成氮氧自由基，继续捕获新的自由基，循环的工作机制使得复合防老剂可以高效长久地切断聚合物降解的链反应，从而防止柔软球内胆的原料的老化。