本發明專利技術涉及自行車架技術領域，具體涉及一種碳纖維自行車架，通過若干碳纖維增強環氧樹脂預浸料層疊熱壓成型，所述碳纖維增強環氧樹脂預浸料由碳纖維層和環氧樹脂復合粉末通過粉末浸漬成型。本發明專利技術減小了第一浸漬粉末中的增韌劑含量，并通過乳液聚合法合成聚丙烯酸酯納米膠乳，干燥后即為聚丙烯酸納米乳膠粒，與第一浸漬粉末混合，除了起到常規增韌劑的作用外，另一重要作用在于作為隔離劑分散于第一浸漬粉末中，從而減緩了環氧樹脂成膜的進程，在第一浸漬粉末之間形成具有一定穩定性的通路，從而便于引出碳纖維的空氣使第一浸漬粉末熔融進入碳纖維的空隙中，提高自行車架的整體性能以及降低了浸漬生產難度。能以及降低了浸漬生產難度。
【技術實現步驟摘要】
一種碳纖維自行車架
[0001]本專利技術涉及自行車架
，具體涉及一種碳纖維自行車架。
技術介紹
[0002]碳纖維不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，用于制作自行車架上，賦予自行車架輕質高強和抗沖擊性能好的特點。碳纖維復合材料的制備工藝通常有溶液法、熱熔法和粉末法。
[0003]溶液法是利用含有基體樹脂的有機溶液浸漬連續纖維或織物，通過高溫干燥除去低沸點的溶劑后得到預浸料。其缺點是預浸料揮發份含量高，且有環境污染問題。
[0004]熱熔法需要先將基體樹脂制成厚度均勻的樹脂膠膜，然后將兩層樹脂膠膜與一層連續纖維或織物復合，形成夾層結構，再在一定溫度和壓力下使樹脂膠膜熱熔并浸漬到纖維或織物中形成預浸料。其優點是揮發份含量低、無環境污染問題，但缺點是工藝流程復雜，由于物料粘度高，各組分混合均勻耗時長，且脫泡困難。
[0005]粉末法是指將樹脂干粉鋪灑在碳纖維的表面再通過加熱熔融，樹脂干粉浸潤碳纖維層內部并形成連續的樹脂膜，粉末法工藝簡單，但是對于樹脂粉末的粒徑以及樹脂粉末的熔融流動性要求較高，樹脂膜容易出現性能差異，從而導致碳纖維自行車架容易出現剛性或韌性不足的缺陷。
技術實現思路
[0006]為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本專利技術的目的在于提供一種碳纖維自行車架，具有良好的剛性和抗沖擊性，并且通過粉末浸漬法生產，易于工業化生產。
[0007]本專利技術的目的通過下述技術方案實現：
[0008]一種碳纖維自行車架，通過若干碳纖維增強環氧樹脂預浸料層疊熱壓成型，所述碳纖維增強環氧樹脂預浸料由碳纖維層和環氧樹脂復合粉末通過粉末浸漬成型，所述環氧樹脂復合粉末通過如下方法制得：
[0009](1)稱取100重量份環氧樹脂、6
?
10重量份固化劑、0.5
?
0.9重量份固化促進劑、10
?
20重量份增韌劑、1
?
2重量份抗氧化劑和4
?
6重量份潤滑劑進行混合，然后加入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，得到的顆粒進行氣流粉碎，得到第一浸漬粉末；
[0010](2)在100重量份的去離子水中加入0.1
?
0.5重量份乳化劑，攪拌均勻后，加入6
?
10重量份甲基丙烯酸甲酯、8
?
12重量份丙烯酸丁酯、2
?
4重量份丙烯酸和0.01
?
0.05重量份引發劑，加熱至65
?
75℃并保溫反應60
?
90min，然后再勻速滴加4
?
6重量份甲基丙烯酸甲酯、7
?
9重量份丙烯酸丁酯、2
?
4重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯和0.01
?
0.05重量份引發劑，滴加完成后保溫反應60
?
90min，得到聚丙烯酸酯納米膠乳；
[0011](3)往所述聚丙烯酸酯納米膠乳中加入碳納米管，超聲分散后進行破乳、沉淀、過濾、洗滌和干燥，得到第二浸漬粉末，碳納米管的加入量為聚丙烯酸酯納米膠乳的1
?
3wt％；
[0012](4)將所述第一浸漬粉末和第二浸漬粉末按重量比10:1
?
2的比例加入到高速混合
機中進行混合，即得到所述環氧樹脂復合粉末。
[0013]為了提高環氧樹脂膠膜的韌性，一般會在環氧樹脂中加入較多的增韌劑進行改性，而后制成樹脂粉末。但是增韌劑會在環氧樹脂內形成海島結構，降低環氧樹脂的熔融流動性，導致環氧樹脂難以浸潤碳纖維之間的空隙，容易導致結構分層或樹脂厚度不均，此外環氧樹脂浸潤碳纖維空隙的過程中對應需要排出空氣，但是環氧樹脂連續成膜容易導致空氣無法排出，因此更加提高了浸潤難度，對碳纖維自行車架的整體力學性能和批次質量穩定性的影響較大。
[0014]本專利技術減小了第一浸漬粉末中的增韌劑含量，并通過乳液聚合法合成聚丙烯酸酯納米膠乳，干燥后即為聚丙烯酸納米乳膠粒，與第一浸漬粉末混合，除了起到常規增韌劑的作用外，另一重要作用在于作為隔離劑分散于第一浸漬粉末中，從而減緩了環氧樹脂成膜的進程，在第一浸漬粉末之間形成具有一定穩定性的通路，從而便于引出碳纖維的空氣使第一浸漬粉末熔融進入碳纖維的空隙中。其次，為了提高分散均勻性和空氣通路的穩定性，在第二浸漬粉末內還加入了碳納米管，第一浸漬粉末、聚丙烯酸酯乳膠粒和碳納米管作為三種不同粒徑尺寸的物質可以充分互相填充，提高分散均勻性，而且碳納米管中空以及不參與熔融的特性，也有利于提高空氣通路的穩定性，從而改善了環氧樹脂復合粉末浸潤性能。再者，本專利技術在聚丙烯酸酯納米膠乳的合成中，通過在滴加過程中加入甲基丙烯酸縮水甘油酯，引入環氧基團，在浸漬成型過程中可以與環氧樹脂在固化劑的作用下發生交聯，因此雖然在浸漬成型的初期存在較大的相分離(空氣通路)，但浸漬后期可以通過交聯作用形成連續穩定的樹脂膜，從而提高整體的力學性能表現。此外，本專利技術合成的第二浸漬粉末也對復合材料的抗沖擊性能有顯著的提升作用。
[0015]其中，所述環氧樹脂由環氧樹脂E
?
51和環氧樹脂E
?
44按重量比3:1的比例組成。
[0016]其中，所述固化劑為雙氰胺類固化劑，所述固化促進劑為脲類促進劑。
[0017]其中，所述增韌劑為端羧基丁腈橡膠、端羥基丁腈橡膠和端氨基丁腈橡膠中的至少一種，所述抗氧化劑為抗氧化劑168和/或抗氧化劑1010，所述潤滑劑為硬脂酸鈣。
[0018]其中，所述第一浸漬粉末的平均粒徑為40
?
50μm，所述聚丙烯酸酯納米膠乳的乳膠粒平均粒徑為160
?
230nm，所述碳納米管的平均管徑為20
?
30nm。
[0019]其中，所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉，所述引發劑為過硫酸鉀或過硫酸銨。
[0020]其中，所述粉末浸漬成型的操作為：將環氧樹脂復合粉末鋪灑在碳纖維層上下表面后，在環氧樹脂復合粉末的表面再覆蓋一層分離膜，放入模具中進行熱壓成型，熱壓成型的溫度為80
?
100℃，熱壓壓力為1
?
2MPa，熱壓時間為6
?
10min，然后進行冷卻，剝除分離膜，即得到碳纖維增強環氧樹脂預浸料。
[0021]其中，碳纖維增強環氧樹脂預浸料中樹脂含量為40
?
50wt％。
[0022]其中，所述碳纖維層為碳纖維T300，所述自行車架由8
?
10層碳纖維增強環氧樹脂預浸料層疊熱壓成型，熱壓溫度為130
?
140℃，熱壓壓力為1
?
2MPa，熱壓時間為10
?
20min。
[0023]本專利技術的有益效果在于：本專利技術減小了第一浸漬粉末中的增韌劑含量，并通過乳液聚合法合成聚丙烯酸酯納米膠乳，干燥后即為聚丙烯酸納米乳膠粒，與第一浸漬粉末混合，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種碳纖維自行車架，其特征在于：通過若干碳纖維增強環氧樹脂預浸料層疊熱壓成型，所述碳纖維增強環氧樹脂預浸料由碳纖維層和環氧樹脂復合粉末通過粉末浸漬成型，所述環氧樹脂復合粉末通過如下方法制得：(1)稱取100重量份環氧樹脂、6
?
10重量份固化劑、0.5
?
0.9重量份固化促進劑、10
?
20重量份增韌劑、1
?
2重量份抗氧化劑和4
?
6重量份潤滑劑進行混合，然后加入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒，得到的顆粒進行氣流粉碎，得到第一浸漬粉末；(2)在100重量份的去離子水中加入0.1
?
0.5重量份乳化劑，攪拌均勻后，加入6
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10重量份甲基丙烯酸甲酯、8
?
12重量份丙烯酸丁酯、2
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4重量份丙烯酸和0.01
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0.05重量份引發劑，加熱至65
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75℃并保溫反應60
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90min，然后再勻速滴加4
?
6重量份甲基丙烯酸甲酯、7
?
9重量份丙烯酸丁酯、2
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4重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯和0.01
?
0.05重量份引發劑，滴加完成后保溫反應60
?
90min，得到聚丙烯酸酯納米膠乳；(3)往所述聚丙烯酸酯納米膠乳中加入碳納米管，超聲分散后進行破乳、沉淀、過濾、洗滌和干燥，得到第二浸漬粉末，碳納米管的加入量為聚丙烯酸酯納米膠乳的1
?
3wt％；(4)將所述第一浸漬粉末和第二浸漬粉末按重量比10:1
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2的比例加入到高速混合機中進行混合，即得到所述環氧樹脂復合粉末。2.根據權利要求1所述的一種碳纖維自行車架，其特征在于：所述環氧樹...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳漢杰，
申請(專利權)人：東莞復邦復合材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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