专利名称：模制产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及环氧树脂组合物模制的运动制品或其组成部件。
本发明特别涉及运动产品或其部件，当与常规产品比较时，一定重量具有较大体积或一定体积具有较轻重量，或在体积和重量的限制范围内，它们可在需要的位置有不同密度以得到较好的使用效果，并涉及这些产品的制造。
环氧树脂组合物包含至少一种树脂、至少一种硬化剂以及至少一种比重(SG)低于1的填料使能得到一定重量、大小和密度的分布。
本组合物为快速经济地生产而设计，利用自动压力凝胶化技术，可使复杂形状产品得以制造及允许引入大量嵌入件或保证最终产品所要求的嵌入件的空间。
因此，本发明提供一种运动器材或其部件，在一项运动中它被用于击球，是由一种包含至少一种比重低于1的填料的环氧树脂模塑而成，而且此运动器材或其部件比重为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。合适填料的例子有Eccospheres(Grace)，其比重为0.24到0.65，Scotchlite玻璃球(3M)，其比重为0.1到0.5，Expancel热塑性微球(Nobel 工业)，其比重为约0.03，以及Q-cel空心微球(Akzo)，其比重为0.1到0.5。
必须注意保证空心微球能够承受生产/模塑过程中出现的加工条件。例如，如果模塑是在高温度下进行，构成微球的物质不能在使用的温度下熔融。
环氧树脂可以是脂环环氧化物树脂，即具有至少一个环氧基团，其中氧原子连接在脂环、N-缩水甘油基胺、多羧酸的多缩水甘油酯或多羟基醇或酚的多缩水甘油醚的碳原子上。环氧化物的固化剂可以是脂环或芳香多胺，多羟基酚，多羧基酸酐，多亚烷基多胺，多胺基酰胺，多硫醇或催化固化剂诸如三氟化硼-胺络合物，或咪唑，或其混合物。适于使用的酸酐硬化剂包括甲基四氢邻苯二甲酸酐，六氢邻苯二甲酸酐，甲基六氢邻苯二甲酸酐，甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐，四氢邻苯二甲酸酐，邻苯二甲酸酐，链烯基琥珀酸酐类，马来酸酐，琥珀酸酐，戊二酸酐或富马酸酐。
优选的树脂组合物包括那些包含至少一种多元酚的多缩水甘油醚，诸如2，2-二(4-羟苯基)丙烷(双酚A)，双(4-羟苯基)甲烷(双酚F)，酚-甲醛酚醛清漆(线型)或甲酚-甲醛酚醛清漆(线型)，和一种胺或酸酐固化剂。最优选的是那些主要地或全部基于双酚A或双酚F的树脂。
本发明的方法使用的环氧化物树脂组合物也可包括对有选择的固化剂的树脂进行固化的促进剂。合适的加有某种固化剂的环氧化物的环氧化树脂进行固化的促进剂，对那些熟悉固化环氧树脂工艺的人来说是知道得很清楚的。
环氧树脂组合物除树脂及硬化剂组分外，同时可包含各种改性剂诸如高密度填料，纤维材料如短长度玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维，针状填料如增强用的硅灰石、颜料、染料及增韧材料如活性橡胶和所谓的芯一壳聚合物，以及轻重量的填料和氢氧化铝、氢氧化镁、焙烧的白垩粘土、粉碎的热塑性塑料和热固性树脂，有色的聚集体、云母粉、玻璃粉等。这些可用于改善性能，外观和加工特性使之符合要求。
填料应以这样的用量使用，即其用量将生产出比重为0.5到2.0，更好为0.8到1.2的产品。
运动产品或其部件可由一种称为自动压力凝胶化技术(APG)生产。在如GB1323343和EP0333456中描述的工艺中，环氧树脂和固化剂在同为液体的某一温度下混合。在较低的压力下，混合物随后注入模具中，模具中可包含预先定位的嵌入件。模具加热到一定温度，这样接触模具壁使得树脂/硬化剂反应加快且给予一合适的脱模时间而不对树脂体系产生任何放热损害。
为生产一种运动器材如高尔夫球棒头，预热的液体模塑树脂组合物、在模塑温度下能够在1-60分钟内固化，装在压力罐中且利用压力注入模中使充满整个模具，树脂组合物的温度至少低于模具入口温度5℃以及模具的温度梯度应理想地保证树脂组合物从模具壁到入口逐渐凝胶固化，因而保证固化收缩直到所有的树脂组合物充分凝胶固化前都能从注入口得到新的树脂组合物补偿，此后固化的模制件脱模。
固化本发明提供了制造体育器材或其部件的方法，包括把可固化环氧树脂组合物注入模具，模具的温度高到足以引发树脂快速固化，并且在压力下进一步提供树脂以补偿组合物的固化收缩，在此可固化环氧树脂组合物包含至少一种比重低于1的填料且得到的器材或部件的比重为0.8到2.0。
根据所使用的实际的环氧化物树脂和固化剂以及该体系的反应活性，模具温度可为30-190℃。
如上所述，能够铸塑预置嵌入件的制品。
这些嵌入件可由各种材料诸如金属，复合材料，热塑性塑料或橡胶制造。它们的使用可改善安装和连接，机械性能诸如抗冲击，抗破裂或抗磨损，而获得装饰效果或改善所谓的“甜点”，例如，在板球和棒球球棒或高尔夫球棒头能得到较好的击球性能。换言之可模塑这些器材成为具有随后嵌入嵌入件的孔洞的模制件，嵌入件的类型列于上面，可得到同样效果。这些后嵌入的嵌入件可根据需要粘结或机械固定。后嵌入嵌入件的另一可能性是该嵌入件可以通过浇铸或“原位”注入液体热固浆料，泡沫体或那些可能在最初模塑加工中被破坏的材料而制造。
当通过自动压力凝胶固化技术制造运动器材或其部件时，可被嵌入模制件中的嵌入件包括抗磨蚀和抗磨耗片材、杆套和联接部件来帮助固定和组接最终完成的产品，以及各种填料包括前述的用作增强，荷重分布，破裂或破裂增长抑制剂等。所有这些可化学予处理或磨蚀或机械成形以得到良好的粘接或保留在构件内。
后使用的嵌入物可粘结或机械固定或，如果置于那些还是液体的位置处，可胶粘。通过压力凝胶的方法模塑加工的精确度潜力是如此高以致螺纹孔可直接铸入构件中。
因此本发明提供快速有效制造运动器材或其构件的方法，而这些器材或其构件用别的技术制造不仅困难，而且很昂贵或不可能。例如，根据运动规则，一高尔夫球棒必须有一定的重量。当前这些主要是用实心木材或空心金属杆制造。如果要求通过使它们变得较大改善它们的使用效果，这不可能用实心木材得到，因为会超出重量限制。用中空金属击球杆，杆壁的厚度必须减至某一点，在该厚度下在冲击力作用下易破坏或因缺少强度而得不到良好的击球效果。用本发明生产一较大的击球头，简单而经济且代表了该技术领域的一大进步。
通过参看附图进一步说明本发明，其中
图1是显示高尔夫球棒头中一杆套嵌入件的截面图。
图2是显示其中有模制孔的高尔夫球棒头，以及图3显示一标准大小的棒球球棒。
参看图1和图2，高尔夫球棒头10包括一环氧树脂模制件，位于颈部12是金属或塑料做的杆套14，它被嵌入头10中，杆套14有圆形尾端16帮助阻止任何破裂扩展。杆套14的上端用绳缠绕或用螺旋物拧紧固定以及如果需要粘结18来固定杆套14于头10中和固定杆20。图2中孔的位置示于22，它可用来装填泡沫体或实心材料块，孔的位置应该设置恰好改善杆头的击球效果。
参看图3，球棒30有一放置于中心的热固性树脂制成的、沿长度方向用单向玻璃纤维增强的固化杆32，它在树脂注入前放置于模具中。
事先准备的橡胶握垫36也是在树脂注入前放置于模具中。
34是一环氧树脂硬化剂组合物，包含完全随机分散的玻璃增强材料和低密度填料，在模具温度为25℃时注入，模具壁的温度设在50℃，注入后15分钟，固化后脱模。
由此得到的棒球球棒比相应的木制品重量轻，但具有极好的韧性和弹性。
权利要求
1.一种运动器材或其部件，由包含至少一种比重低于1的填料的环氧树脂模塑而成，该运动器材或部件的比重为0.8到2.0。
2.如权利要求1所述的运动器材或其部件，其中比重低于1的填料的比重低于0.7。
3.如权利要求1或2所述的运动器材或其部件，其中比重低于1的填料选自由玻璃或塑料制成的空心微球。
4.如任何前述的权利要求中所述的运动器材或其部件，还包含粘土、硅石、白垩，云母粉，玻璃粉、短长度玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维、氢氧化铝、氢氧化镁、硅灰石、焙烧的白垩粘土，粉碎的热塑性塑料和热固性树脂、染料、颜料、有色的聚集体和各种增韧剂中一种或多种。
5.如权利要求5所述的运动器材或其部件，其密度为0.8到1.2。
6.如任何前述权利要求中所述的运动器材或其部件，为板球或棒球球棒，或高尔夫球棒头。
7.一种制造运动器材或其部件的方法，包括把可固化环氧树脂注入一温度足够高的模具中，给予一合适的快速脱膜时间且在该反应过程中进一步在压力下提供树脂来补偿组合物的固化收缩，直到达到凝胶化点且结束整个模塑，其中可固化环氧树脂组合物包含至少一种比重低于1.0的填料，并且得到的器材或部件比重为0.8到2.0。
8.一种如权利要求7所述的方法，其中在模制中模塑嵌入一种或多种嵌入件。
9.一种如权利要求7或8所述的方法，其中在模制件中引入孔洞。
全文摘要
一种由包含至少一种比重低于1的填料的环氧树脂模塑而成的运动器材或其部件，且其比重为0.8到2.0。
文档编号A63B59/06GK1106741SQ9411709
公开日1995年8月16日 申请日期1994年10月12日 优先权日1993年10月14日
发明者P·T·伍姆韦尔, P·D·威利斯, B·J·海斯 申请人:希巴-盖吉股份公司