CN106566208A - 高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料 - Google Patents

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Abstract

一种高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料，由以下质量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯10％、碳纤维60％、玻璃纤维10％、甲基乙烯基环硅氧烷5％、环氧固化剂2％、尼龙3％、仿蜘蛛丝纤维1％、抗静电剂1％、增粘剂5％、甘油0.2％、竹纤维0.8％、纳米二氧化硅2％。本发明鱼竿拥有绝缘功能，优点是韧性好，重量轻，是采用高科技碳维素材制造而成的；较市场上的现有产品性状发生了一些改变，性能上比纯碳素钓竿更优越，表现为：质量更轻，强度更大，竿梢能弯曲180度，柔软的竿梢更利于卸力，防止凶猛的大鱼挣扎时造成断竿或断线；同时可避免休闲垂钓雷击、触电事故发生，有效的降低了在雷雨天户外钓鱼的意外率。

Description

高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料
技术领域
本发明涉及渔具技术领域，具体涉及一种高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，垂钓已经成为人们一种重要的娱乐、休闲活动，竞技钓鱼也如火如荼的频繁开展。目前市场上的鱼竿绝大部分是碳纤维钓竿，均是采用无梭纺碳纤维纵向布制管，经浸树脂固化而制造的。用于钓竿生产方面的碳纤维含量多少，直接决定钓竿的价值和品位。一般含碳量为30％、90％左右，用碳纤维制造的钓竿具有轻、坚实、抗拉强度高的特点，但不具有绝缘功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种韧性好，重量轻，可避免休闲垂钓雷击、触电事故发生的高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料，由以下质量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯10％、碳纤维60％、玻璃纤维10％、甲基乙烯基环硅氧烷5％、环氧固化剂2％、尼龙3％、仿蜘蛛丝纤维1％、抗静电剂1％、增粘剂5％、甘油0.2％、竹纤维0.8％、纳米二氧化硅2％。
上述增粘剂是由以下重量的组分制成：乙二醇80g、丙烯酸缩水甘油酯15g、沥青5g、丙烯酸正丁酯10g、十二烷基硫醇5g、虫胶树脂4g、微晶蜡2g、纯丙乳液5g；该增粘剂专门针对再生绝缘鱼竿进行配置，增粘速度快，效果好。
上述复合材料的制备方法如下：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、甲基乙烯基环硅氧烷、环氧固化剂、抗静电剂、甘油和纳米二氧化硅送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80-120℃，时间在40分钟，压力在150-200Mpa，取出得到混合料；
(2)将增粘剂、玻璃纤维、仿蜘蛛丝纤维、尼龙和竹纤维，通过单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入混合料，保持釜温在235～240℃、压力2.0～2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(3)将混合熔体送入到浸渍机头，浸渍机头的温度设定为280-360℃，将碳纤维通过浸渍机头模孔，浸渍后，将其牵引出浸渍机头，冷却、切粒，得到复合材料。
一种利用上述复合材料制备鱼竿的方法，步骤如下：
(1)将复合材料送入熔融设备，加温熔化，得到熔体；
(2)将无纺布按设定尺寸进行裁剪，并将裁剪好的无纺布浸入熔体中，使熔体与无纺布结合；
(3)将浸有熔体的无纺布卷绕在芯材上，送入固化设备进行固化处理，完成后去掉芯材，上漆干燥即可。
上述固化处理的固化工艺如下：
第一固化阶段：控制固化室内固化温度在65℃，相对湿度在99％，固化时间控制在12小时；
第二固化阶段：控制固化室内固化温度在70℃，相对湿度在99％，固化时间控制在15小时；
第三固化阶段：控制固化室内固化温度在72℃，相对湿度在82％，固化时间控制在5小时；
第一干燥阶段：控制固化室内干燥温度在80℃，相对湿度在65％，干燥时间控制在2小时；
第二干燥阶段：控制固化室内干燥温度在73℃，相对湿度在40％，干燥时间控制在2小时；
第三干燥阶段：控制固化室内干燥温度在85℃，相对湿度在0.5％，干燥时间控制在18小时。该固化工艺比较节能，得到的产品整体质量稳定，合格率达100％。
本发明的有益效果是：本发明鱼竿拥有绝缘功能，优点是韧性好，重量轻，是采用高科技碳维素材制造而成的；较市场上的现有产品性状发生了一些改变，性能上比纯碳素钓竿更优越，表现为：质量更轻，强度更大，竿梢能弯曲180度，柔软的竿梢更利于卸力，防止凶猛的大鱼挣扎时造成断竿或断线；同时可避免休闲垂钓雷击、触电事故发生，有效的降低了在雷雨天户外钓鱼的意外率。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料，由以下质量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯10％、碳纤维60％、玻璃纤维10％、甲基乙烯基环硅氧烷5％、环氧固化剂2％、尼龙3％、仿蜘蛛丝纤维1％、抗静电剂1％、增粘剂5％、甘油0.2％、竹纤维0.8％、纳米二氧化硅2％。
上述复合材料的制备方法如下：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、甲基乙烯基环硅氧烷、环氧固化剂、抗静电剂、甘油和纳米二氧化硅送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80℃，时间在40分钟，压力在150Mpa，取出得到混合料；
(2)将增粘剂、玻璃纤维、仿蜘蛛丝纤维、尼龙和竹纤维，通过单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入混合料，保持釜温在235℃、压力2.0MPa条件下，得到混合熔体；
(3)将混合熔体送入到浸渍机头，浸渍机头的温度设定为320℃，将碳纤维通过浸渍机头模孔，浸渍后，将其牵引出浸渍机头，冷却、切粒，得到复合材料。
一种利用上述复合材料制备鱼竿的方法，步骤如下：
(1)将复合材料送入熔融设备，加温熔化，得到熔体；
(2)将无纺布按设定尺寸进行裁剪，并将裁剪好的无纺布浸入熔体中，使熔体与无纺布结合；
(3)将浸有熔体的无纺布卷绕在芯材上，送入固化设备进行固化处理，完成后去掉芯材，上漆干燥即可。
上述固化处理的固化工艺如下：
第一固化阶段：控制固化室内固化温度在65℃，相对湿度在99％，固化时间控制在12小时；
第二固化阶段：控制固化室内固化温度在70℃，相对湿度在99％，固化时间控制在15小时；
第三固化阶段：控制固化室内固化温度在72℃，相对湿度在82％，固化时间控制在5小时；
第一干燥阶段：控制固化室内固化温度在80℃，相对湿度在65％，干燥时间控制在2小时；
第二干燥阶段：控制固化室内固化温度在73℃，相对湿度在40％，干燥时间控制在2小时；
第三干燥阶段：控制固化室内固化温度在85℃，相对湿度在0.5％，干燥时间控制在18小时。
实施例2
一种高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料，由以下质量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯10％、碳纤维60％、玻璃纤维10％、甲基乙烯基环硅氧烷5％、环氧固化剂2％、尼龙3％、仿蜘蛛丝纤维1％、抗静电剂1％、增粘剂5％、甘油0.2％、竹纤维0.8％、纳米二氧化硅2％。
上述增粘剂是由以下重量的组分制成：乙二醇80g、丙烯酸缩水甘油酯15g、沥青5g、丙烯酸正丁酯10g、十二烷基硫醇5g、虫胶树脂4g、微晶蜡2g、纯丙乳液5g；该增粘剂专门针对再生绝缘鱼竿进行配置，增粘速度快，效果好。
上述复合材料的制备方法如下：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、甲基乙烯基环硅氧烷、环氧固化剂、抗静电剂、甘油和纳米二氧化硅送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至120℃，时间在40分钟，压力在200Mpa，取出得到混合料；
(2)将增粘剂、玻璃纤维、仿蜘蛛丝纤维、尼龙和竹纤维，通过单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入混合料，保持釜温在240℃、压力2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(3)将混合熔体送入到浸渍机头，浸渍机头的温度设定为360℃，将碳纤维通过浸渍机头模孔，浸渍后，将其牵引出浸渍机头，冷却、切粒，得到复合材料。
一种利用上述复合材料制备鱼竿的方法，步骤如下：
(1)将复合材料送入熔融设备，加温熔化，得到熔体；
(2)将无纺布按设定尺寸进行裁剪，并将裁剪好的无纺布浸入熔体中，使熔体与无纺布结合；
(3)将浸有熔体的无纺布卷绕在芯材上，送入固化设备进行固化处理，完成后去掉芯材，上漆干燥即可。
上述固化处理的固化工艺如下：
第一固化阶段：控制固化室内固化温度在65℃，相对湿度在99％，固化时间控制在12小时；
第二固化阶段：控制固化室内固化温度在70℃，相对湿度在99％，固化时间控制在15小时；
第三固化阶段：控制固化室内固化温度在72℃，相对湿度在82％，固化时间控制在5小时；
第一干燥阶段：控制固化室内固化温度在80℃，相对湿度在65％，干燥时间控制在2小时；
第二干燥阶段：控制固化室内固化温度在73℃，相对湿度在40％，干燥时间控制在2小时；
第三干燥阶段：控制固化室内固化温度在85℃，相对湿度在0.5％，干燥时间控制在18小时。
实施例3
一种高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料，由以下质量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯10％、碳纤维60％、玻璃纤维10％、甲基乙烯基环硅氧烷5％、环氧固化剂2％、尼龙3％、仿蜘蛛丝纤维1％、抗静电剂1％、增粘剂5％、甘油0.2％、竹纤维0.8％、纳米二氧化硅2％。
上述增粘剂是由以下重量的组分制成：乙二醇80g、丙烯酸缩水甘油酯15g、沥青5g、丙烯酸正丁酯10g、十二烷基硫醇5g、虫胶树脂4g、微晶蜡2g、纯丙乳液5g；该增粘剂专门针对再生绝缘鱼竿进行配置，增粘速度快，效果好。
上述复合材料的制备方法如下：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、甲基乙烯基环硅氧烷、环氧固化剂、抗静电剂、甘油和纳米二氧化硅送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至90℃，时间在40分钟，压力在180Mpa，取出得到混合料；
(2)将增粘剂、玻璃纤维、仿蜘蛛丝纤维、尼龙和竹纤维，通过单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入混合料，保持釜温在238℃、压力2.3MPa条件下，得到混合熔体；
(3)将混合熔体送入到浸渍机头，浸渍机头的温度设定为320℃，将碳纤维通过浸渍机头模孔，浸渍后，将其牵引出浸渍机头，冷却、切粒，得到复合材料。
一种利用上述复合材料制备鱼竿的方法，步骤如下：
(1)将复合材料送入熔融设备，加温熔化，得到熔体；
(2)将无纺布按设定尺寸进行裁剪，并将裁剪好的无纺布浸入熔体中，使熔体与无纺布结合；
(3)将浸有熔体的无纺布卷绕在芯材上，送入固化设备进行固化处理，完成后去掉芯材，上漆干燥即可。
上述固化处理的固化工艺如下：
第一固化阶段：控制固化室内固化温度在65℃，相对湿度在99％，固化时间控制在12小时；
第二固化阶段：控制固化室内固化温度在70℃，相对湿度在99％，固化时间控制在15小时；
第三固化阶段：控制固化室内固化温度在72℃，相对湿度在82％，固化时间控制在5小时；
第一干燥阶段：控制固化室内固化温度在80℃，相对湿度在65％，干燥时间控制在2小时；
第二干燥阶段：控制固化室内固化温度在73℃，相对湿度在40％，干燥时间控制在2小时；
第三干燥阶段：控制固化室内固化温度在85℃，相对湿度在0.5％，干燥时间控制在18小时。该固化工艺比较节能，得到的产品整体质量稳定，合格率达100％。
通过上述实施例，对实例1～3制得的鱼竿进行测试，测试性能如下表所示：
性能 实施例1 实施例2 实施例3
弯曲强度MPa 1570 1530 1540
弯曲模量GPa 106 102 110
层间剪切强度MPa 72.1 80.5 82.2
由上表可以看出，本发明实施例1～3综合力学性能优良，与现有技术的鱼竿相比，显著提升了弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料，其特征在于，由以下质量百分比的组分制成：聚对苯二甲酸乙二醇酯10％、碳纤维60％、玻璃纤维10％、甲基乙烯基环硅氧烷5％、环氧固化剂2％、尼龙3％、仿蜘蛛丝纤维1％、抗静电剂1％、增粘剂5％、甘油0.2％、竹纤维0.8％、纳米二氧化硅2％。
2.根据权利要求1所述的高韧性不导电轻型鱼竿用复合材料，其特征在于，上述增粘剂是由以下重量的组分制成：乙二醇80g、丙烯酸缩水甘油酯15g、沥青5g、丙烯酸正丁酯10g、十二烷基硫醇5g、虫胶树脂4g、微晶蜡2g、纯丙乳液5g。
3.一种制备权利要求1或2所述复合材料的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将聚对苯二甲酸乙二醇酯、甲基乙烯基环硅氧烷、环氧固化剂、抗静电剂、甘油和纳米二氧化硅送入转鼓中进行混合搅拌，同时将转鼓加温至80-120℃，时间在40分钟，压力在150-200Mpa，取出得到混合料；
(2)将增粘剂、玻璃纤维、仿蜘蛛丝纤维、尼龙和竹纤维，通过单螺杆挤出机塑化后通过口模输送到高温熔体反应釜，加入混合料，保持釜温在235～240℃、压力2.0～2.5MPa条件下，得到混合熔体；
(3)将混合熔体送入到浸渍机头，浸渍机头的温度设定为280-360℃，将碳纤维通过浸渍机头模孔，浸渍后，将其牵引出浸渍机头，冷却、切粒，得到复合材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上述浸渍机头的温度设定为320℃。
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