本发明涉及体育教材技术领域，更具体地说，本发明涉及一种复合材料乒乓球台面及其制备方法。
背景技术：
传统的乒乓球台面都是以木材、金属或水泥作为原材料，然后表面辅以橡胶或塑料，以木材作为乒乓球台面的原材料不仅浪费国家资源，而且耐水性差，不适宜在室外使用，原材料投资成本较高；以水泥作为乒乓球台面，重量大，弹性差，而且耐腐蚀性差，经雨水冲蚀后的使用性能急剧恶化，表面形成凹坑后会损伤球体、改变乒乓球的球路而变得难以使用。目前，研究较多的追求是乒乓球桌整体的方便性和灵活性，例如，折叠式、组合式和多功能，而对乒乓球台面基材和极端环境中应用性能的研究较少。
在玻璃钢等复合材料出来之后，人们也就逐渐把它用来制作乒乓球台面，比如申请号为02291834.5发明了一种玻璃钢复合材料乒乓球台，这种材质的乒乓球台质量太重，不利于运输和移动。人们又通过在玻璃钢中通过设置成空腔来减轻乒乓球台的质量，如申请号为200410087588.5专利提供了一个空腔的乒乓球台面，虽然减轻了重量，但是乒乓球台机械强度不够。
技术实现要素：
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供了一种复合材料乒乓球台面，具有很好的机械强度、耐腐蚀的性能，增加了乒乓球台的使用寿命，并且降低了乒乓球台的质量，易于搬运和运输。
本发明还有一个目的是提供了一种复合材料乒乓球台面的制备方法，该制备方法中的乒乓球台面是一次加工成型，制作工艺简单方便。
为了实现上述目的，本发明提供了一种复合材料乒乓球台面，该乒乓球台面是在乒乓球台面模具上铺设和粘结制成，包括：上下表面两层的增强层、包裹在其中的填充层以及完全浸没上述材料的粘结材料；其中：
第一增强层，其铺设在所述乒乓球台面模具上；
填充层，其铺设在所述第一增强层上，所述填充层包含一层或一层以上的发泡材料及相邻两层发泡材料之间的增强层；发泡材料上开设有若干个贯通其上端面至下端面的通孔；
第二增强层，其铺设在所述填充层上；
粘结材料，其完全浸没增强层和填充层，通过固化将所述第一增强层、所述填充层和所述第二增强层粘结在一起，形成复合材料乒乓球台面；
其中，所述粘结层由热固性树脂形成。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面中，所述的增强层选自纤维材料构成的纤维无纺纱、纤维无纺布和纤维毡中的至少一种；所述纤维材料为玻璃纤维、碳纤维、天然纤维或合成聚酯纤维，优选地，纤维材料为玻璃纤维或碳纤维。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面中，所述发泡材料选自发泡塑料、发泡橡胶、和发泡树脂中的一种或多种。优选聚苯乙烯发泡材料、聚氨酯发泡材料、聚丙烯发泡材料、聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡材料、聚氯乙烯发泡材料、聚乙烯发泡材料中的至少一种；更优选聚氨酯发泡材料、聚丙烯发泡材料和聚氯乙烯发泡材料中的至少一种；
所述热固性树脂选自不饱和树脂、醇酸树脂、环氧树脂、环氧丙烯酸酯树脂、酚醛树脂、环氧苯酚树脂和聚氨酯树脂中的至少一种，优选地，热固性树脂为不饱和树脂或环氧树脂。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面中，所述增强层的总厚度为1～10mm，面密度为100～2000g/m2。
其中，当纤维材料的厚度小于1mm，纤维材料太少，乒乓球台面机械强度较低；当纤维材料的厚度大于10mm后，乒乓球台中发泡材料的厚度太低，乒乓球台面的密度太大，不利于运输和安装；优选地纤维材料的厚度为2～8mm，更优选，4～6mm。
其中，面密度是指纤维材料或其制成的无纺纱、无纺布或纤维毡单位平面完全铺展面积的质量，优选地300～1500g/m2；更优选500g～1000g/m2。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面中，所述发泡材料为闭孔型发泡材料，所述发泡材料的密度小于所述热固性树脂的密度，且所述发泡材料的耐热温度高于所述热固性树脂的固化温度。
其中，发泡材料的密度为表观密度，其表观密度为10～500kg/m3,优选50～300kg/m3。耐热温度为发泡材料不发生形变的最高温度。
热固性树脂的密度为树脂的真实密度，固化温度是热固性树脂能发生化学反应而使分子间交联固化的最低温度。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面中，所述若干个通孔的直径为0.1～2cm，当通孔直径小于0.1cm，乒乓球台面的机械强度较低，当通孔的直径大于2cm时，乒乓球台面的质量较大，乒乓球台面内部结构的均一性较差，优选地，0.2～1cm，更优选，0.4～0.8cm；相邻两个通孔之间的距离为1～20cm，优选5～15cm；更优选，5～10cm。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面中，所述乒乓球台面模具上还涂覆有表面胶衣，所述表面胶衣位于所述乒乓球台面模具和所述第一增强层之间。
表面胶衣是指涂覆在乒乓球台模具表面来降低乒乓球台表面粗糙度和光亮度以及为乒乓球台表面提供所需颜色和保护效果的物质，具体如：加入蓝色或绿色的色浆的邻苯二甲酸型胶衣树脂、间苯二甲酸型胶衣树脂、双酚A型胶衣树脂及乙烯基酯型胶衣树脂等。所述的乒乓球台面的颜色由所选取的表面胶衣的颜色决定，为满足表面的光泽度的要求，所选取的胶衣为哑光胶衣或在亮光胶衣中加入消光粉。其中，哑光胶衣是指表面反光能力差的胶衣；亮光胶衣是指表面反光能力好的胶衣；消光粉是能降低胶衣表面光泽度的物质，具体如超细二氧化硅、滑石粉、硬脂酸铝、硬脂酸钙、低分子热塑性树脂等。
所述的乒乓球台面还具有翻边，侧面翻边的模具采用木模，乒乓球台面模具采用玻璃平面或涂有胶衣的木模。
本发明还提供了一种复合材料乒乓球台面的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在发泡材料上钻挖若干个贯通所述发泡材料上端面至下端面的通孔；
步骤二、在乒乓球台面模具上依次铺上裁剪好的第一增强层、具有发泡材料和增强层的填充层、第二增强层、脱模布、带孔隔离膜、导流网、树脂导流管，并在所述乒乓球台面模具的周壁上安装导气管；
步骤三、将真空袋膜铺在所述乒乓球台面模具和所述导气管的表面，并用密封胶密封所述乒乓球台面模具，将所述导气管与真空泵连接好，以进行抽真空并保压，确保不漏气；
步骤四、在真空条件下，用所述树脂导流管将热固性树脂导入所述乒乓球台面模具中，在一定的温度下固化，完全固化成型后去掉脱模布、带孔隔离膜、导流网、树脂导流管、导气管和真空袋膜，并脱去乒乓球台面模具后得到复合材料乒乓球台面。
其中，所述的工作压强为10KPa～90KPa，优选30KPa～60KPa，保压时间为1～120min，优选20～60min。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面的制备方法中，所述步骤二中还包括在铺上第一层增强层之前先在乒乓球台面模具上涂覆表面胶衣；其中，在表面胶衣和底面模具之间还涂覆一层脱模剂，所述的脱模剂是使乒乓球台面易于与模具分离的化学物质，具体如硅氧烷化合物、硅油、甲基硅油、合成石蜡、表面活性剂等。
优选的是，所述的复合材料乒乓球台面的制备方法中，所述步骤四中，固化温度为10～40℃，具体为0.25～12h，优选3～8小时。固化时间为0.25～12h，优选，3～6h。
所述步骤四中的热固性树脂还含有固化剂，固化剂的用量为0.5～3ml固化剂/kg树脂，固化剂为加快热固性树脂固化速率的物质，分为有机胺类、酸酐类、咪唑类、高聚物类、有机过氧化物与有机氮化物类、有机过氧化物和金属盐、有机或无机酸等；具体如乙烯基三胺、二氨基环己烷、乙二胺、二乙烯三胺、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、过氧化环几酮、过氧化甲乙酮、过氧化二苯甲酰、钴盐类等。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明所述的复合材料乒乓球台面采用发泡材料、纤维材料以及热固性树脂制成，具有很好的机械强度、耐腐蚀的性能，增加了乒乓球台的使用寿命，尤其是户外乒乓球台；并且发泡材料的密度小于热固性树脂，从而可以降低乒乓球台面的质量，易于搬运和运输。
2、本发明所述的复合材料乒乓球台面中的发泡材料的耐热温度高于热固性树脂的固化温度，这样可以保证在热固性树脂的固化过程中，发泡材料不发生形变，而保证其原来的规整性，保证乒乓球台面内部结构的均一性，不会因出现结构缺陷而影响机械强度和实际使用效果和寿命。
3、本发明所述的复合材料乒乓球台面的发泡材料含有大小一致且排列整齐的竖直通孔，可以保证热固性树脂能够流入并填满这些竖直通孔，增加热固性树脂、纤维材料和发泡材料的结合力，并且排列的通孔里面灌注热固性树脂后可以有效传递和分散撞击力，同时将发泡材料上下的第一增强层和第二增强层连接成一个整体，不会因出现空隙和分层而影响质量和使用效果。
4、本发明所述的复合材料乒乓球台面的制备方法采用一次加工成型，制作工艺简单方便。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例中所述的复合材料乒乓球台面的剖面图。
图中：1-第一增强层；2-填充层；3-第二增强层；4-表面胶衣；210-通孔。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1～15
按照表1给出的原料以如下方法制备乒乓球台面：
A、将发泡材料按表1给出的尺寸加工成一系列的通孔；
B、在乒乓球台面模具中依次铺上第一增强层、填充层和第二增强层；
C、将导气管固定在所述乒乓球台面模具的四周；
D、将脱模布均匀地覆盖在第二增强层上，再在其上依次铺上带孔隔离膜和导流网；
E、将树脂进料管铺设在导流网上，最后将真空袋膜覆盖在上面，并用密封胶将粘连密封，保证没有漏气口；
F、将导气管连接真空泵，在表2给出的工作压力下，抽尽真空膜袋里面的空气，关闭真空泵，并保压确保不漏气；
G、在表1中的相应固化温度下，取表1中相应质量的热固性树脂并加入固化剂乙二胺(固化剂的量为1.5ml固化剂/kg树脂)后，在负压的条件下通过进料管导入模具中，保压并固化成型即可得到本发明的乒乓球台面。
表1：实施例1～15的乒乓球台面的原料及性质
表2 给出了实施例1～15制备乒乓球台面过程中的相关参数，具体条件如下：
表2：制备乒乓球台面的制备参数
对比例1
在实施例12的基础上，在制备的过程中不加入增强层，按照相同的制备方法和条件制备，得到乒乓球台面。
对比例2
在实施例12的基础上，在制备的过程中不加入第一增强层，按照相同的制备方法制备的乒乓球台面。
对比例3
在实施例12的基础上，在制备的过程中不加入第二增强层，按照相同的制备方法制备的乒乓球台面。
对比例4
在实施例12的基础上，在制备过程中没有按照步骤一所述的方式对填充材料的预加工，其他步骤一样制备的乒乓球台面。
对比例5
在实施例12的基础上，将发泡材料替换成通孔尺寸和厚度相同木板，按照相同的制备方法制备的乒乓球台面。
对比例6
在实施例12的基础上，粘结材料替换成相同质量的热塑性聚乙烯树脂，按照相同的制备方法制备的乒乓球台面。
对比例7
运用实施例12的原料，按照下述人工涂覆的方法加工成乒乓球台面：
1.在模具表面涂覆适量的不饱和树脂，将第一增强层铺在树脂上，压实；
2.在第一增强层上涂覆适量的不饱和树脂，将填充层铺放其上，填充层的各层材料用不饱和树脂粘结，压实；
3.在填充层表面涂覆上适量不饱和树脂，将第二增强层铺在上面，压实，保持模具内温度为30℃，固化5h，制得乒乓球台面；
测试项目和测试方法：
1.台面质量：用电子秤秤量；
2.弯曲强度：在样品上裁取长12cm、宽3cm的试样，将试样的左右两端固定在支架上，支架的距离为10cm，以5cm/min的速度施加负载，测定试样的最大负载，弯曲强度＝最大负荷/(宽度×厚度)；
3.环境老化实验测试：将制备好的乒乓球台面放在相对湿度为55％±5％，温度为35℃±2℃，辐照度为(0.89±0.02)W/m2@340nm的荧光紫外灯照射下8小时，然后在上述湿度，温度为30℃±2℃的黑暗条件下4小时，在上述循环环境下放置3个月的时间，测定放置后乒乓球台面的弯曲强度；
4.乒乓球台面反弹高度：指乒乓球在台面中心的上方300mm处自由下落，于台面反弹的最高高度；
5.均一性：参考乒乓球台面反弹高度测试方法，随机选取9个台面的不同部位，测试乒乓球台面反弹高度。以所得数据的最大差异标示均一性，差异越大，均一性越差。测试数据如表3所示。
表3 实施例1～15和对比例1～7制作的乒乓球台面的测试数据
如表3所示，实施例1—15制作的乒乓球台面的弯曲强度很高，反弹高度也能达到乒乓球台面的标准；并且台面的质量较轻，易于搬用。对比例1～4制作的乒乓球台面的弯曲强度明显较低，机械强度不高，乒乓球台的反弹高度也不符合标准，且对比例1～3抗环境老化能力较差，不利于实际运用。对比例5的乒乓球台面的质量太大，不利于运输和安装；对比例6的乒乓球台面的弯曲强度明显差于本发明的乒乓球台面，且抗环境老化能力不足；对比例7的乒乓球台面的弯曲强度也小于本发明的乒乓球台面。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。