[發明專利]一種輕質高強度碳纖維基復合材料魚竿

在審

• 申請號: 202010950782.0
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN112048176A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 曾強;程旺生
• 申請（專利權）人: 湖南七緯科技有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L63/00;C08L77/10;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/04;C08K7/06;C08J5/24;C08G69/42
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本發明公開了一種輕質高強度碳纖維基復合材料魚竿，其特征在于，所述魚竿的制備方法包括如下步驟：(一)齊聚物溶液的制備，(二)基體樹脂的制備，(三)改性碳納米管/納米硼纖維復合材料的制備，(四)預浸料的制備，(五)魚竿的制備。本發明公開的制備方法簡單易行，制備得到的碳纖維基復合材料魚竿價格低廉、重量輕、鋼性強、韌性好、牢固度高、抗靜電性能和耐老化性能優異。

技術領域

本發明涉及漁具技術領域，尤其涉及一種碳纖維基復合材料魚竿及其制備方法。

背景技術

隨著人們生活水平的不斷提高，垂釣已經成為人們一種重要的娛樂、休閑活動，競技釣魚也如火如荼地頻繁開展。在垂釣過程中必不可少的一類漁具是魚竿，其在垂釣過程中起到舉足輕重的作用。理想的釣魚竿不僅需要有較好的抗漲強度、屈服強度和伸長率等機械性能，還要求其抗靜電性能、韌性和耐老化性能優異。

現有的釣魚竿本身的材質有玻璃纖維與碳纖維兩種，目前主要用到的材質為碳纖維。而碳纖維根據彈性系數模量不同，分為低模量與高模量等。低模量的碳纖維韌性好、牢固度高，但鋼性差，重量重；而高模量碳纖維重量輕、鋼性強，但是牢固度不高、脆、容易斷。另外，由于碳纖維材料具有導電性，價格昂貴，使得碳纖維制造的魚竿價格高，且不具有絕緣功能。以玻璃纖維為增強材料的魚竿由于鋪貼方式單一，生產出的魚竿強度和模量都比較低。

要制備出理想的魚竿，除了需要選擇合理的纖維進行增強外，還需要選擇合適的基體樹脂及魚竿制備工藝，以提升樹脂與纖維之間的結合力，從而提高其機械力學性能，然而現有技術中的基體樹脂與纖維之間的結合力不強，在固化過程中，會出現微孔和氣泡，在長期高強度高頻率的情況下使用，其強度和韌度會下降比較快，易造成桿體變形，桿體表面涂層脫落，使用壽命較短。

因此，開發一種價格低廉、重量輕、鋼性強、韌性好、牢固度高、抗靜電性能和耐老化性能優異的魚竿勢在必行。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷，本發明旨在提供一種輕質高強度碳纖維基復合材料魚竿，同時提供其制備方法。本發明通過以下方案實現：

一種碳纖維基復合材料魚竿的制備方法，包括如下步驟：

Ⅰ齊聚物溶液的制備：將2,4-二氨基-6-乙烯基-S-三嗪、1,4-二(2',3'-環氧丙基)全氟丁烷、阻聚劑和堿性催化劑加入到高沸點溶劑中，在70-80℃下攪拌反應8-12小時，過濾除去堿性催化劑，得到齊聚物溶液；

Ⅱ基體樹脂的制備：將經過步驟Ⅰ制備得到的齊聚物溶液中加入4,4'-二苯乙烯二羧酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽、4-二甲氨基吡啶形成溶液，再將溶液加入反應釜中，用氮氣或惰性氣體置換釜內空氣，常壓下85-95℃反應2.5-3.5小時，再升溫至115-125℃反應3-4小時，后升溫至225-235℃，初級縮聚反應6-8小時，然后抽真空(500Pa)，加熱到240-250℃，再縮聚反應8-10小時，后冷卻至室溫，調至常壓，在水中沉出，將析出的聚合物用乙醚洗3-5次，后旋蒸除去乙醚，得到基體樹脂；

Ⅲ改性碳納米管/納米硼纖維復合材料的制備：將碳納米管、納米硼纖維混合均勻，后分散于乙醇中，再加入硅烷偶聯劑KH560，在60-80℃下攪拌反應10-15小時，后取出用二氯甲烷洗3-5次，再置于真空干燥箱中70-80℃下烘10-15小時，得到改性碳納米管/納米硼纖維復合材料；

Ⅳ預浸料的制備：將經過步驟Ⅱ制備得到的基體樹脂、環氧樹脂、2,4,6-三乙烯基環硼氧烷加入到N-甲基吡咯烷酮中配成膠液，再向膠液中加入經過步驟Ⅲ制備得到的改性碳納米管/納米硼纖維復合材料、芳綸纖維，攪拌均勻后，得到預浸料；