[发明专利]一种纳米粒子/尼龙复合材料网球拍弦及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及网球技术领域，具体地说，是一种纳米粒子/尼龙复合材料网球拍弦及其制备方法。

【背景技术】

过去的网球拍弦主要都是由牛肠、羊肠等制成的天然肠弦。这种肠弦虽然打球性能良好，但是短时间内使用就破裂，耐久性不好而且价格昂贵。所以，近年来的使用数量逐渐在降低。

所以人造复合线的使用率逐渐在增大。人造复合线，从材质上又可以分为：尼龙线、聚烯烃线、聚酯线、PEEK线和克维拉。过去15到20年间，尼龙线的生产工艺取得了巨大的进展，在弹性方面已经越来越接近天然肠弦的性能。但是，在强度方面，尼龙线始终次于其他的人造线。因此，如何保持尼龙材质的网球拍弦弹性不变的前提下提高网球拍弦的强度成为一个热点。

中国专利公开号CN1164432A介绍了通过网球拍弦结构内涂覆固化粘接剂和表面涂覆耐纶树脂来增强网球拍弦的强度。中国专利公开号CN2434024Y介绍了一种通过外部层由硬质且耐磨的塑胶材质制成来提高网球拍弦的强度。中国专利公开号2090713U介绍了一种通过改变网球拍弦横截面的形状来增强网球拍弦的强度。但是，以上的介绍通常都是通过改变网球拍弦的结构或者增加强度包覆层来增强网球拍弦的强度。这样，网球拍弦在其制备工艺和材质方面都增加了困难，不利于网球拍弦的制备，而且在经济上也增加了成本。

纳米粒子常常因为它们的高比表面积、低密度和高模量被用来作为增强聚合物强度的常用填充剂。而在聚酰胺体系中，由于纳米粒子的高比表面积、低密度、高模量、稳定性和经济性，纳米二氧化硅和纳米级蒙脱土常被用来提高聚酰胺的性能。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纳米粒子/尼龙复合材料网球拍弦及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种纳米粒子/尼龙复合材料网球拍弦，原料组份质量百分比为：

纳米粒子        0.1～10％

助剂            0.1～20％

尼龙材料        余量

所述的纳米粒子有纳米二氧化硅、纳米级蒙脱土等增加强度类型的纳米粒子。

所述的纳米粒子的质量百分比为为0.1～5％，优先为1％。

所述的尼龙材料为聚酰胺6、聚酰胺66二种高弹性和强度的树脂。

所述的助剂为偶联剂，改性剂，粘结剂中的一种或者几种。

所述的偶联剂或改性剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、十二烷基季铵盐、十六烷基季铵盐和十八烷基季铵盐等。

所述的粘接剂和外包覆层材质有共聚尼龙、醇溶性尼龙等熔点低于单丝所使用的尼龙树脂的聚酰胺类体系的树脂。

一种纳米粒子/尼龙复合材料网球拍弦，由纳米粒子/尼龙材质制备的芯丝和卷绕在该芯丝外面的多个同一材质制备的皮丝，所形成的芯鞘结构，再用包覆树脂使整相一体化的网球拍弦。

所述的网球拍弦的直径为1.2～1.4mm，芯鞘结构的网球拍弦的芯丝直径为0.5～1.1mm，芯鞘结构的皮丝直径为0.1～0.5mm；芯鞘结构的皮丝以螺旋覆盖在芯丝上或者以编织的方式紧密包覆芯丝，芯鞘结构的皮丝的个数为10～30根。

一种纳米粒子/尼龙复合材料网球拍弦的制备方法，其具体步骤为：

(1)纳米粒子改性工艺：

采用无水乙醇或水做溶剂，加入偶联剂常温水解1～4h；

然后加入纳米粒子，60～100℃下水浴加热，100～400r/min转速下搅拌反应10～24h得到改性后的有机纳米粒子；改性后的有机纳米粒子与尼龙树脂有更好的相容性从而提高网球拍弦的强度；

(2)芯丝、皮丝挤出成型：

将尼龙树脂和改性后的有机纳米粒子真空干燥后，在高速混合机中混合均匀，经过双螺杆造粒得到母粒，母粒经过单螺杆单丝挤出成型设备得到纳米粒子/尼龙复合材料单丝；其单丝成型工艺中挤出温度为200～300℃，拉伸比为3.0～5.0；

(3)芯丝、皮丝螺旋或编织覆盖：

经过单螺杆成型设备得到的纳米粒子/尼龙复合材料单丝即芯丝和皮丝通过编织机编织成线体；芯鞘结构的皮丝以螺旋覆盖在芯丝上或者以编织的方式紧密包覆芯丝；

(4)包覆成型