[發明專利]熱固性樹脂基體復合材料自行車輪圈摩擦層及其制備方法

在審

• 申請號: 201410129381.3
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103935091A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 曹偉偉;龍國榮;朱波;朱文韜;張瑞林;卞志良;卞志勇
• 申請（專利權）人: 泰山體育產業集團有限公司;山東泰山瑞豹復合材料有限公司
• 主分類號: B32B27/04
• 分類號: B32B27/04;B32B27/38;B32B37/06;B32B37/12;B60B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于樹脂基復合材料自行車配件生產領域，特別涉及一種自行車輪圈摩擦層及其制備方法。

背景技術

自行車行業素有減輕一克重量就能增加一美元收入的說法，因此碳纖維在自行車中的應用成為一個必然的趨勢。高性能碳纖維復合材料自行車在市場中的推廣過程，可歸納為四個階段：前、后叉階段，座管、握把階段，車架階段，輪圈階段。輪圈是碳纖維自行車所有零部件中，結構最復雜、性能要求最苛刻、成型工藝技術最難實現的一部分。

目前，國內外的設計公司對碳纖維復合材料山地車架的制造工藝取得了極大的進步，各種性能優異的車架層出不窮，使碳纖維復合材料的優越性得以充分體現。內地的碳纖維復合材料車架在近兩年也取得較大進展，不管是車叉、車架、握把或者座管都達到了國家標準。但是在樹脂基碳纖維自行車輪圈的制作方面還存在著很多問題，比如不耐摩擦；樹脂Tg值較低，導致輪圈整體壽命較短；柔韌度不好，容易脆斷等。如果通過提升車圈整體材料的耐摩擦耐熱性能，會大大的增加整車的制造成本，阻礙了碳纖維自行車進入普通人家的腳步。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱固性樹脂基體復合材料自行車輪圈摩擦層及其制備方法，來克服樹脂基碳纖維自行車輪圈制備工藝上的不足，為目前碳纖維復合自行車的生產應用開拓新的領域。

本發明為實現上述技術目的，采用以下技術方案：一種熱固性樹脂基體復合材料自行車輪圈摩擦層，其特征在于：其為多層結構，由若干位于輪圈主體外側的隔熱層及若干位于隔熱層外的耐磨層構成；所述的耐磨層及隔熱層采用四環氧基的熱固性樹脂體系為基體材料，經模壓成型工藝固化為一體；所述的耐磨層采用碳纖維作為增強材料，所述的隔熱層采用玻璃纖維作為增強材料。

所述耐磨層及隔熱層的基體材料由熱固性樹脂添加適量增韌劑制成，熱固性樹脂為4,4'-二氨基二苯甲烷環氧樹脂（AG-80）,增韌劑為聚醚酮（PEK）或二苯砜（DDS）或納米碳化硅或微米硅藻土的一種或任意幾種混合。

一種制備熱固性樹脂基體復合材料自行車輪圈摩擦層的制備方法，包括如下步驟：

（1）預浸料的制備：將熱固性樹脂原料加熱成粘稠狀，與增強體-碳纖維制成耐磨層預浸料，同理采用熱固性樹脂原料與增強體-玻璃纖維制成隔熱層預浸料；

（2）模壓成型：將若干層耐磨層預浸料與若干層隔熱層預浸料進行粘貼拼裝后，放入與輪圈剎車面契合的模具中，將模具放入液壓機中加熱加壓，最終通過模壓工藝而成型。

（3）摩擦層的安裝：在輪圈主體加工過程中或輪圈主體制作完畢后進行安裝。

在所述的步驟（2）中，模具加熱溫度控制分為三個階段，首先為預成型階段，溫度控制在180℃-190℃；然后為固化反應階段，加壓倉溫度與固化反應速率有關，溫度范圍為210℃-220℃；最后為定型階段，保證樹脂固化完全，溫度范圍為250℃-260℃，固化完成后隨液壓機自然冷卻。

所述的步驟（2）中，模具分為上、下兩個模板，模具的尺寸和傾斜角度針對特定的輪圈規格；耐磨層預浸料與若干層隔熱層預浸料進行粘貼拼裝后，先通過人工剪裁在EVA模型上貼附得到摩擦層的基本形狀，然后將摩擦層從模型上取下，放入模具中經模壓成型。

在所述的步驟（3）中，在輪圈主體加工過程中，先將成型的摩擦層貼合到輪圈主體的碳纖維預浸料上然后將兩者固化到一起。

在所述的步驟（3）中，在輪圈主體制作完畢后，將成型的摩擦層利用膠黏劑粘貼到輪圈剎車面上，粘貼過程中應盡量保證與輪圈的貼合，并控制總體的厚度，隨后要修正調節剎車副。

本發明具有以下有益效果：由于輪圈主體外設有肩負耐磨、耐熱、隔熱的摩擦層，從而可在保證輪圈整體的強度和韌性的前提下降低了其對耐熱、耐磨性能的要求，大大降低輪圈本身的成本；而摩擦層由熱固性樹脂基體復合材料制成，采用多層次結構，不僅能承受高強度的摩擦，可耐200℃的高溫，且還能將熱量迅速的導離輪圈，具有力學強度高，耐摩擦性能及耐老化性能優異，綜合性能穩定等特點。于此同時，本發明所公開的上述摩擦層的制備方法具有效率高，質量穩定，特別適合大規模生產等特點。

附圖說明

圖1為熱固性樹脂基體復合材料自行車輪圈摩擦層的結構示意圖。

圖2為熱固性樹脂基體復合材料自行車輪圈摩擦層貼附結構示意圖。

圖中，1、耐磨層，2、隔熱層，3、輪圈主體，4、摩擦層。

具體實施方式