一种两面不同颜色的匹克球拍及其加工方法与流程

本发明涉及匹克球拍，具体涉及一种两面不同颜色的匹克球拍及其加工方法。

背景技术：

1、匹克球是一项融合了羽毛球、网球和乒乓球特点的球拍类运动，近年来在全球范围内获得了快速发展。匹克球拍一般包括拍板和拍柄，拍板通常由内芯层和设置于内芯层两侧的表层构成。随着匹克球运动的普及和竞技水平的提高，球员对球拍的性能要求日益多样化。现有匹克球拍的表层多采用单一材料体系（如碳纤维或玻璃纤维）制作，两面性能相同，无法满足球员在不同击球场景下对力量型击球和控制型击球的双重需求。为此，已有部分技术尝试通过非对称复合结构实现两面性能的差异化，例如采用可拆卸的双拍面结构，通过更换不同材质的拍面来实现不同的击球手感；也有技术通过在拍面两侧设置不同层数的纤维复合材料层来实现刚度差异。然而，这些方案往往结构复杂、制造成本较高，且两面性能的差异受限于材料选择和层数设计，难以在简化结构的同时实现显著的反弹系数差异。

2、同时，随着消费者对匹克球拍外观个性化需求的提升，如何在球拍两面实现不同颜色装饰成为亟待解决的问题。现有匹克球拍的表面颜色多通过喷涂或转印等传统方式实现，但这些方式获得的颜色层与复合材料基体之间的结合力有限，长期使用后易出现磨损、脱落等问题，且难以在同一球拍的两面实现不同颜色的牢固附着。此外，碳纤维、玻璃纤维等增强材料与聚丙烯基体之间天然存在界面相容性差的问题，若不经有效改性，纤维与基体之间难以形成有效的应力传递界面，复合材料的反弹系数、强度和耐久性等力学性能无法得到充分发挥，这也进一步限制了高性能双色匹克球拍的发展。因此，亟需开发一种既能够实现两面反弹系数差异化、又能够在两面牢固附着不同颜色涂层的匹克球拍及其加工方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种两面不同颜色的匹克球拍及其加工方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种两面不同颜色的匹克球拍，所述拍板包括内芯层、第一表层、第二表层和pvd涂层；

4、所述第一表层设于所述内芯层的一侧，第二表层设于内芯层的另一侧，并与所述第一表层相对设置；所述pvd涂层设于第一表层和第二表层的外表面，且外表面涂层呈现不同的颜色；

5、所述内芯层为聚丙烯；

6、所述第一表层为碳纤维聚丙烯复合材料，第二表层为玻璃纤维聚丙烯复合材料；或所述第一表层为pc复合材料，第二表层为abs复合材料。

7、所述第一表层和第二表层的反弹系数不同，且第一表层的反弹系数为0.43-0.52，第二表层的反弹系数为0.35-0.43。

8、所述碳纤维聚丙烯复合材料由以下步骤制备：

9、按重量份数称取原料，将60-70份聚丙烯、15-25份改性碳纤维和6-10份马来酸酐接枝聚丙烯加入搅拌机中搅拌均匀，再经熔融热压成型，即得碳纤维聚丙烯复合材料；

10、进一步地，所述熔融温度为190-210℃，压力为1-3mpa，热压时间为15-25min。

11、所述改性碳纤维由以下步骤制备：

12、步骤a1、将1-甲酰基咪唑和n-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷加入无水乙醇中，并升温至45℃，在氮气条件下搅拌反应6-8h，旋蒸除去溶剂，再加入0.5wt%-2wt%硼氢化钠溶液，在冰水浴、氮气氛围下继续反应8-12h，过滤、无水乙醇洗涤、干燥，即得功能单体；

13、进一步地，步骤a1中1-甲酰基咪唑和n-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷的摩尔比为1:1，硼氢化钠溶液的用量为反应物总体积的20-30倍；

14、步骤a2、将功能单体、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、原硅酸四乙酯、kh550和三氟甲酸混合后搅拌均匀，通入氮气，室温搅拌24h，再加入无水碳酸氢钠搅拌1-2h，再加入无水硫酸钠搅拌1-2h，过滤、旋蒸，收集浓缩液，干燥，即得咪唑基有机硅；

15、进一步地，步骤a2中功能单体、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、原硅酸四乙酯和kh550的摩尔比为0.5-1:1-2:2-3:0.5-1.5；

16、进一步地，步骤a2中三氟甲酸的用量为反应单体总量的0.3wt%-0.35wt%；

17、进一步地，步骤a2中无水碳酸氢钠和无水硫酸钠分别占反应单体总量的24wt%-28wt%、32wt%-38wt%；

18、步骤a3、在氮气氛围下，将4-烯丙基儿茶酚和咪唑基有机硅混合，并搅拌加热至80-85℃，随后加入0.5mg/ml氯铂酸异丙醇溶液回流保温反应2.5-3.5h，减压蒸馏，即得有机硅改性剂；

19、进一步地，步骤a3所述咪唑基有机硅中氢含量和4-烯丙基儿茶酚的摩尔比为1:1，且氯铂酸异丙醇溶液占4-烯丙基儿茶酚和咪唑基有机硅总量的2wt%-2.5wt%；

20、步骤a4、将有机硅改性剂在无水乙醇中混合搅拌均匀，制成0.5wt%-2wt%的混合液；再将碳纤维浸泡在混合液中搅拌4-6h，再静置2-3h，过滤、干燥，即得改性碳纤维；

21、进一步地，步骤a4所述混合液和碳纤维的质量比为10-15:1。

22、所述玻璃纤维聚丙烯复合材料由以下步骤制备：

23、按重量份数称取原料，将10-15份改性玻璃纤维和5-9份马来酸酐接枝聚丙烯加入搅拌机中搅拌均匀，再加入50-60份聚丙烯搅拌均匀，再经熔融热压成型，即得玻璃纤维聚丙烯复合材料；

24、进一步地，所述熔融温度为190-210℃，压力为1-3mpa，热压时间为15-20min。

25、进一步地，所述改性玻璃纤维由以下步骤制备：

26、将1g玻璃纤维分散在50ml乙醇水溶液（乙醇和水的体积比为9:1）中，再加入0.2-0.5ml kh550和0.1-0.3ml功能单体的混合物搅拌均匀，随后置于55℃下反应6h，过滤、洗涤、干燥，即得改性玻璃纤维。

27、一种两面不同颜色的匹克球拍的加工方法包括以下步骤：

28、步骤s1、将聚丙烯颗粒熔融后吹塑成型得到聚丙烯芯层，即内芯层；

29、步骤s2、在模具中依次叠加放入碳纤维聚丙烯复合材料（第一表层）、内芯层和玻璃纤维聚丙烯复合材料（第二表层），随后在150-160℃、5-8mpa条件下热压成型，冷却后再经裁剪，即得半成品拍板；

30、步骤s3、对半成品拍板进行预清洁，再置于pvd涂层喷涂装置中，对一面进行喷涂，干燥后对已镀好的第一面覆盖遮蔽膜进行遮蔽，再采用另一种颜色对另一面进行二次喷涂，移除遮蔽膜，干燥后进行包边、安装拍柄，即得两面不同颜色的匹克球拍；

31、进一步地，步骤s3所述预清洁的具体步骤为：将半成品拍板加入乙醇和去离子水的混合液中超声处理2-5min，再置于去离子水中漂洗5min，干燥；

32、进一步地，步骤s3所述遮蔽膜为耐高温聚酯膜，耐温范围为160-200℃。

33、本发明的有益效果：

34、本发明中匹克球拍拍板的两面，即第一表层和第二表层分别采用碳纤维聚丙烯复合材料和玻璃纤维聚丙烯复合材料作为原料，经热压后再喷涂不同色的pvd涂层制成，该球拍两面具有不同的反弹系数，使得使用者能根据场上情况灵活切换，实现一“拍”两得的战术效果，如：采用低反弹系数的玻璃纤维聚丙烯复合材料拍面进行防守，采用相对高反弹系数的碳纤维聚丙烯复合材料拍面进行进攻；此外，利用拍面颜色的不同能辅助使用者区分拍面，在攻防转换中灵活选择使用不同弹性的拍面进行击球。

35、本发明中第一表层的碳纤维聚丙烯复合材料是以聚丙烯为主要原料，添加改性碳纤维和马来酸酐接枝聚丙烯制成，改性碳纤维和马来酸酐接枝聚丙烯的协同作用，从根本上解决了碳纤维与聚丙烯相容性差的问题，两者结合促使碳纤维在基体中实现高度均匀分散，使得球拍拍板各位置均表现出稳定且均匀的弹性响应，显著提升了击球手感的一致性。其中，通过马来酸酐接枝聚丙烯，像“双面胶”一样，一头牢牢地化学键合在碳纤维表面，另一头与聚丙烯大分子链物理缠绕，构建化学“分子桥”，当有外力出现时，外力能有效地从柔软的聚丙烯基体传递至高强度的碳纤维上，提高了基体的力学性能。经过改性处理的碳纤维，其表面化学性质得到优化，能更好地在聚丙烯基体中均匀分散，并能诱导聚丙烯在其周围形成更致密、刚性的结晶层，间接提升了基体本身的刚性，赋予了复合材料优异的综合力学性能；其表面修饰的有机硅改性剂作为聚丙烯和碳纤维之间的桥梁，不仅能利用侧链接枝的邻苯二酚固定在碳纤维的“岸”上，还能利用侧链的活性基团与马来酸酐接枝聚丙烯进行化学键合，同时还能利用自身的柔性能让桥在受力时有“弹性变形”的空间，而不是硬碰硬地断裂。

36、此外，第一表层中改性碳纤维以及第二表层中改性玻璃纤维的表面均引入了咪唑基，咪唑环上的氮原子与pvd金属原子形成稳定的配位键，大幅提升后续pvd涂层在复合材料表面的附着力，实现持久双色效果。