本技術涉及合成革，更具體地說，它涉及一種環(huán)保型籃球革及其制備方法。

背景技術：

1、合成革是模擬天然革的組成和結構并可作為其替代材料的塑料制品，其正、反面都與皮革十分相似，并具有一定的透氣性，比普通人造革更接近天然革，被廣泛用于制作鞋、箱包、球類、瑜伽墊、地墊等領域。

2、籃球是人們普遍的運動球類，目前有真皮和仿真皮，而廣為應用的是以聚氯乙烯(pvc)、聚氨基甲酸酯(pu)為原料所制備的球革，這些材料在生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，如硫化物、氯化物、苯二甲酸鹽和dmf廢水廢棄排放等，現(xiàn)有的回收初級手段難以對這些有害物質(zhì)進行完全的回收處理，難以達到環(huán)保的要求，對環(huán)境和人體健康構成潛在風險，因此，開發(fā)一種環(huán)保型的籃球革是市場所必然需求的。

3、針對上述相關技術，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術下的環(huán)保型籃球革在提升耐磨性和抗打擊性方面仍存在不足。籃球革的耐磨性直接關系到籃球的使用壽命和運動的安全性，耐磨性差可能導致表面涂層快速脫落，影響使用體驗并增加更換頻率，從而造成資源浪費，而籃球革的抗打擊性對于保證運動過程中的穩(wěn)定性和球員的安全同樣至關重要。

技術實現(xiàn)思路

1、為了提升環(huán)保型籃球革的耐磨性和抗打擊性能，增強環(huán)保型籃球革的耐用性，本技術提供一種環(huán)保型籃球革及其制備方法。

2、第一方面，本技術提供一種環(huán)保型籃球革，采用如下的技術方案：

3、一種環(huán)保型籃球革，包括依次貼合的基布層、復合pu面層和表面涂飾層，所述復合pu面層包括依次貼合的第一pu面層、纖維增強層和第二pu面層，所述第一pu面層背離所述纖維增強層的一側與所述基布層貼合；

4、按照重量份計，所述第一pu面層的原料包括15-25份熱塑性聚氨酯、0.2-0.5份增稠劑、0.01-0.05份第一流平劑、0.5-1份第一交聯(lián)劑和0.5-1份穩(wěn)泡劑；

5、所述第二pu面層的原料包括30-45份第一水性聚氨酯、3-7份改性熱膨脹微球、0.1-0.5份

6、第二流平劑、1.2-1.5份第二交聯(lián)劑和0.1-0.3份消泡劑。

7、通過采用上述技術方案，復合pu面層由第一pu面層、纖維增強層和第二pu面層依次貼合形成三明治結構。第一pu面層使用了熱塑性聚氨酯，具有良好的耐磨性和柔韌性，與基布層貼合，能夠有效提升對籃球革的整體支撐作用，形成更加牢固且具有良好回彈性的支撐基體；第二pu面層使用水性聚氨酯，具有良好的耐磨性、耐水性和粘接性能，與表面涂飾層貼合，形成防水耐磨保護層，中間的纖維增強層進一步增強了籃球革的耐磨性和抗沖擊性能。

8、作為第二pu面層的填料，改性熱膨脹微球的加入能夠有效提升籃球革的彈性和抗沖擊性能，這在籃球運動中頻繁撞擊地面時尤為重要，能夠顯著提升籃球革的耐用性。

9、改性熱膨脹微球具有獨特的殼鞘結構，外殼與芯材在特定條件下可發(fā)生膨脹，在膨脹后能夠形成一定的彈性層，這增加了籃球革的彈性和韌性，使其在面對打擊時能夠更好地抵抗形變和破壞。這種結構在受到外力作用時，能夠吸收并分散部分沖擊能量，并將其轉化為微球的形變能或熱能，從而減輕沖力對籃球革基體的直接沖擊，而微球的膨脹和形變過程伴隨著能量的耗散，這有助于進一步降低籃球革在受到打擊時的應力水平，提升籃球革的耐沖擊性能。

10、此外，改性熱膨脹微球能夠填充籃球革內(nèi)部的微小孔隙和缺陷，提高籃球革的密度和緊密度，減少因材料不均勻或缺陷導致的應力集中現(xiàn)象，通過這種填充效應有助于提高籃球革的整體強度和耐磨性。

11、可選的，按照重量份計，所述改性熱膨脹微球的原料包括15-25份含氰基的烯類單體、5-10份含雙鍵的酯類單體、2-7份碳納米粉、0.2-0.8份引發(fā)劑和5-10份低沸點烷烴，還包括1-1.5份十二烷基硫酸鈉、0.1-0.3分聚乙烯吡咯烷酮、0.1-0.3份亞硝酸鈉和10-15份氯化鈉。

12、通過采用上述技術方案，碳納米粉具有優(yōu)異的耐磨性，能夠在摩擦的過程中保持較好的穩(wěn)定性，與籃球革中的其他成分結合時，能夠形成一層耐磨的復合層，有效抵抗外部磨損，延長籃球革的使用壽命。由于碳納米粉的納米級尺寸效應，在改性熱膨脹微球的制備過程中能夠更好的分散，有效防止微球內(nèi)部出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，在改性熱膨脹微球與籃球革其他成分結合時也能夠使得改性熱膨脹微球更加均勻的分散，進而提升微球的均勻性和穩(wěn)定性。

13、此外，碳納米粉與熱膨脹微球的結合可以形成更加復雜的能量吸收與耗散機制。當籃球革受到打擊時，微球中的碳納米粉能夠吸收并分散部分沖擊能量，同時與微球的膨脹過程協(xié)同作用，進一步降低籃球革的應力水平，提高籃球革的抗打擊性能。

14、可選的，所述含氰基的烯類單體選自丙烯腈或丁烯腈的任意一種；所述含雙鍵的酯類單體為質(zhì)量比為1:(2-6):(1-5)的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和醋酸乙烯酯；所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；所述低沸點烷烴選自異戊烷或正辛烷的任意一種。

15、可選的，所述改性熱膨脹微球的制備方法，包括以下步驟：

16、將十二烷基硫酸鈉、聚乙烯醇、亞硝酸鈉和氯化鈉混合，按照料液比為1:(9-11)加入去離子水中，形成水相；

17、將含氰基的烯類單體、含雙鍵的酯類單體、碳納米粉、偶氮二異丁腈和低沸點烷烴混合攪拌均勻，得到油相；

18、將油相加入到水相中，在8000-9000rpm的轉速下攪拌3-5min，進行分散，后在氮氣的氛圍下進行加壓，在50-80℃下反應18-20h后降壓、冷卻至室溫，離心、干燥、篩分后即得。

19、通過采用上述技術方案，通過特定的混合、分散和聚合反應，能夠形成具有良好分散性能的熱膨脹微球，均勻分散在籃球革的第二pu，面層中，起到有效的增強作用。

20、可選的，所述纖維增強層包括質(zhì)量比為(5-7):(2-4):(1-3)的尼龍、聚乳酸纖維和碳纖維。

21、通過采用上述技術方案，尼龍、聚乳酸纖維和碳纖維本身具有良好的耐磨性，聚乳酸纖維本身是一種生物基材料，具有良好的環(huán)保性能，三者混合作為纖維增強層能夠顯著提升籃球革的強度和耐磨性。

22、可選的，所述表面涂飾層的原料包括5-10份第二水性聚氨酯、5-10松香樹脂和20-30份丁酮。

23、通過采用上述技術方案，通過水性聚氨酯樹脂、松香樹脂和丁酮的混合，制備出具有良好防滑性和耐磨性的表面涂飾層，在應用于球類合成革表面時，能夠有效提升球類的使用性能。

24、可選的，所述基布層選用聚乳酸無紡布。

25、通過采用上述技術方案，無紡布由細纖維互相交織、粘合而成，表面和內(nèi)部均具有豐富的微孔結構，形成了具有立體形態(tài)的結構，這種結構賦予了無紡布良好的韌性和延展性，使得纖維之間的相互作用力增強。無紡布作為基布層與合成革的水性聚氨酯(pu)等高分子材料相結合時，形成一種復合多層結構，這種結構使得合成革在受到外力作用時，無紡布能夠作為支撐層，有效分散和抵抗外力的沖擊，從而提升籃球革的耐磨性和抗打擊性能。

26、聚乳酸無紡布作為基布層，不僅能夠提升籃球革的耐磨性和抗打擊性，還具有環(huán)保的性能，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

27、可選的，所述第一pu面層的厚度為0.26-0.3mm，所述纖維增強層的厚度為0.1-0.13mm，所述第二pu面層的厚度為0.42-0.47mm。

28、通過采用上述技術方案，精確控制復合pu面層中的每一層的厚度，能夠使得復合pu面層的性能發(fā)揮到最佳。

29、第二方面，本技術提供一種環(huán)保型籃球革的制備方法，采用如下的技術方案：

30、一種環(huán)保型籃球革的制備方法，包括以下步驟：

31、s1:將相應質(zhì)量的熱塑性聚氨酯、增稠劑、第一流平劑、第一交聯(lián)劑和穩(wěn)泡劑混合制成漿料a；將相應質(zhì)量的第一水性聚氨酯、改性熱膨脹微球、第二流平劑、第二交聯(lián)劑和消泡劑混合制成漿料b；

32、s2:將漿料a涂覆在基布層上制備第一pu面層，后將纖維增強層置于漿料a涂覆層背離基布層的一側，輥壓后烘干，形成半固化基布a；

33、s3:將漿料b涂覆在半固化基層a中纖維增強層遠離基布層的一側制備第二pu面層，烘干后得到半固化基布b；

34、s4:對半固化基布b進行壓花；

35、s5:將第二水性聚氨酯、松香樹脂和丁酮按質(zhì)量混合后制得表面涂飾液，涂覆于半固化基布b印花的一側表面制備表面涂飾層，烘干后即得。

36、通過采用上述技術方案，該方法采用了熱塑性聚氨酯、水性聚氨酯等環(huán)保材料，這些材料在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境的影響較小，在制備表面涂飾層時，使用了丁酮等環(huán)保溶劑，相比傳統(tǒng)溶劑，其揮發(fā)性較低，對環(huán)境和操作人員的危害較小，符合現(xiàn)代環(huán)保要求。

37、將基布層、復合pu面層和表面涂飾層結合形成多層結構，能夠顯著提高籃球革的結構強度和耐久性。纖維增強層的加入進一步增強了籃球革的強度和耐磨性，使其能夠承受更大的外力和沖擊。

38、精準控制各層原料材料的涂覆厚度和烘干條件，確保了各層材料的均勻分布和性能的最優(yōu)化，工藝流程簡單，便于工業(yè)化的規(guī)模生產(chǎn)。

39、可選的，所述纖維增強層的制備方法，包括以下步驟：

40、將尼龍、聚乳酸纖維和碳纖維分別進行切割形成短纖維后混合均勻，開松后進行混棉；將混棉后的纖維梳理成纖維網(wǎng)，后進行針刺，即得。

41、通過采用上述技術方案，將尼龍、聚乳酸纖維和碳纖維通過針刺的方式制成無紡布，由于無紡布是由特定和隨機的纖維交織而成形成特定的網(wǎng)絡結構，這種結構能夠使得纖維之間的相互作用力增強，有效抵抗撕裂，提升籃球革的力學性能；同時，無紡布的多孔結構和纖維交織能夠吸收和分散打擊產(chǎn)生的能量，減少能量對籃球革的直接沖擊，從而提高籃球革的抗打擊性。

42、綜上所述，本技術具有以下有益效果：

43、1、由于本技術的復合pu面層是由第一pu面層、纖維增強層和第二pu面層依次貼合形成的三明治結構，能夠有效提升籃球革基布層的整體支撐強度，形成更加牢固且具有良好回彈性的支撐基體，能夠增強籃球革的耐磨性和抗沖擊性能，延長籃球革的耐用性。

44、2、本技術的第二pu面層中添加了改性熱膨脹微球，其獨特的殼鞘結構能夠使得籃球革在面對沖擊時能夠更好地抵抗形變，并吸收和分散部分沖擊能力，有效減輕沖力對籃球革的沖擊，有效提升籃球革的耐沖擊性能。

45、3、本技術的方法，通過采用了熱塑性聚氨酯、水性聚氨酯等環(huán)保材料，在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境的影響較小，符合現(xiàn)代環(huán)保性的要求，有助于促進可持續(xù)發(fā)展。