一种轻质抗冲击自行车车架材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质抗冲击自行车车架材料及其制备方法，主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维12~26份、碳纤维12~28份、纳米碳化硅8~25份、聚碳酸酯9~18份、聚酰胺7~16份、硼纤维8~20份、碳化钢纤维18~40份、聚苯乙烯6~19份、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维6~14份、聚醚醚酮纤维7~14份。与现有技术相比，本发明专利技术具有以下优点：（1）本发明专利技术制得的自行车车架材料较以往的以碳纤维或钛合金为主要材料的自行车车架降低了生产成本；（2）本发明专利技术制得的自行车车架材料轻质，抗冲击性能良好。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质抗冲击自行车车架材料及其制备方法
本专利技术涉及一种制造自行车车架的方法，尤其涉及一种轻质抗冲击自行车车架材料及其制备方法。
技术介绍
自行车是一种常见的代步工具，如何生产出安全、轻便、环保、价格合适的自行车车架一直是决定该行业发展的一个重要问题。用于制造自行车车架的材料主要有以下几种：铝合金、钛铝合金、碳纤维。其中铝合金由于弹性率及刚性低的问题，因此必须经过热处理，否则强度不够，而一般规模的工厂无能力购买热处理设备。而钛铝合金作为自行车车架用材也具有一定不足，钛合金价格过高，且其在自然界中以二氧化钛的形式存在，提炼和加工过程较为复杂，技术要求高，且需要花费较多时间，因此成本相对较高；此外，钛合金溶解及加工极为困难，因为钛和氧的亲和力极强，和空气接触后马上变成二氧化钛，而二氧化钛硬而脆，该部分的强度会不断下降。因此需用惰性气体小心焊接，因此使得钛合金的车架材料成本大大提高。近年来，碳纤维材料因其质轻且抗冲击性良好而被广泛应用于户外运动的自行车生产中，但其价格昂贵程度较钛合金而言有过之而不及，因此限制了其生产和销量。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题：为了获得一种价格便宜、轻质且抗冲击的自行车车架材料，本专利技术提供了一种轻质抗冲击自行车车架材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种轻质抗冲击自行车车架材料，主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维12~26份、碳纤维12~28份、纳米碳化硅8~25份、聚碳酸酯9~18份、聚酰胺7~16份、硼纤维8~20份、碳化钢纤维18~40份、聚苯乙烯6~19份、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维6~14份、聚醚醚酮纤维7~14份。作为本专利技术的一种优选方案，所述轻质抗冲击自行车车架材料主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维22份、碳纤维23份、纳米碳化硅18份、聚碳酸酯12份、聚酰胺11份、硼纤维15份、碳化钢纤维34份、聚苯乙烯14份、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维11份、聚醚醚酮纤维9份。一种轻质抗冲击自行车车架材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和聚醚醚酮纤维置于反应釜中，反应温度为340~460℃，搅拌混匀后在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维1；（2）将步骤（1）获得的混合纤维1作为经纱，竹纤维作为纬纱，在纺织机中织成纤维毡，并平铺于模具中，将模具预热至240~380℃，热压成型后制成车架材料外表层；（3）将聚碳酸酯、聚酰胺和硼纤维置于高压反应釜中，在2.3~4.5MPa、420~580℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维2；（4）将碳纤维、纳米碳化硅和碳化钢纤维置于高压反应釜中，在2.3~4.5MPa、420~580℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维3；（5）将混合纤维2作为经纱、混合纤维3作为纬纱，在真空条件下压制成型，制成车架材料内层；（6）将车架材料内层置于自行车车架注射模具中，并将车架材料外表层铺设于其上，将模具预热至450~780℃后送入热压机中加工成型。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤（1）中将聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和聚醚醚酮纤维置于反应釜中，反应温度为420℃，搅拌混匀后在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维1。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤（2）中将步骤（1）获得的混合纤维1作为经纱，竹纤维作为纬纱，在纺织机中织成纤维毡，并平铺于模具中，将模具预热至345℃，热压成型后制成车架材料外表层。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤（3）中将聚碳酸酯、聚酰胺和硼纤维置于高压反应釜中，在4.2MPa、535℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维2。作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤（4）中将碳纤维、纳米碳化硅和碳化钢纤维置于高压反应釜中，在3.9MPa、540℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维3；作为本专利技术的一种优选技术方案，步骤（6）中将车架材料内层置于自行车车架注射模具中，并将车架材料外表层铺设于其上，将模具预热至720℃后送入热压机中加工成型。有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术制得的自行车车架材料较以往的以碳纤维或钛合金为主要材料的自行车车架降低了生产成本；（2）本专利技术制得的自行车车架材料轻质，抗冲击性能良好。具体实施方式实施例1一种轻质抗冲击自行车车架材料，主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维12份、碳纤维12份、纳米碳化硅8份、聚碳酸酯9份、聚酰胺7份、硼纤维8份、碳化钢纤维18份、聚苯乙烯6份、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维6份、聚醚醚酮纤维7份。一种轻质抗冲击自行车车架材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和聚醚醚酮纤维置于反应釜中，反应温度为340℃，搅拌混匀后在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维1；（2）将步骤（1）获得的混合纤维1作为经纱，竹纤维作为纬纱，在纺织机中织成纤维毡，并平铺于模具中，将模具预热至240℃，热压成型后制成车架材料外表层；（3）将聚碳酸酯、聚酰胺和硼纤维置于高压反应釜中，在2.3MPa、420℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维2；（4）将碳纤维、纳米碳化硅和碳化钢纤维置于高压反应釜中，在2.3MPa、420℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维3；（5）将混合纤维2作为经纱、混合纤维3作为纬纱，在真空条件下压制成型，制成车架材料内层；（6）将车架材料内层置于自行车车架注射模具中，并将车架材料外表层铺设于其上，将模具预热至450℃后送入热压机中加工成型。实施例2一种轻质抗冲击自行车车架材料，主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维22份、碳纤维23份、纳米碳化硅18份、聚碳酸酯12份、聚酰胺11份、硼纤维15份、碳化钢纤维34份、聚苯乙烯14份、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维11份、聚醚醚酮纤维9份。一种轻质抗冲击自行车车架材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和聚醚醚酮纤维置于反应釜中，反应温度为420℃，搅拌混匀后在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维1；（2）将步骤（1）获得的混合纤维1作为经纱，竹纤维作为纬纱，在纺织机中织成纤维毡，并平铺于模具中，将模具预热至345℃，热压成型后制成车架材料外表层；（3）将聚碳酸酯、聚酰胺和硼纤维置于高压反应釜中，在4.2MPa、535℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维2；（4）将碳纤维、纳米碳化硅和碳化钢纤维置于高压反应釜中，在3.9MPa、540℃条件下，高温高压混合均匀，并在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维3；（5）将混合纤维2作为经纱、混合纤维3作为纬纱，在真空条件下压制成型，制成车架材料内层；（6）将车架材料内层置于自行车车架注射模具中，并将车架材料外表层铺设于其上，将模具预热至720℃后送入热压机中加工成型。实施例3一种轻质抗冲击自行车车架材料，主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维26份、碳纤维28份、纳米碳化硅25份、聚碳酸酯18份、聚酰胺16份、硼纤维20份、碳化钢纤维40份、聚苯乙烯19份、聚对苯二甲酸乙二醇酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质抗冲击自行车车架材料，其特征在于，主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维12~26份、碳纤维12~28份、纳米碳化硅8~25份、聚碳酸酯9~18份、聚酰胺7~16份、硼纤维8~20份、碳化钢纤维18~40份、聚苯乙烯6~19份、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维6~14份、聚醚醚酮纤维7~14份。

【技术特征摘要】
1.一种轻质抗冲击自行车车架材料，其特征在于，主要由以下材料按重量份数配比制成：竹纤维22份、碳纤维23份、纳米碳化硅18份、聚碳酸酯12份、聚酰胺11份、硼纤维15份、碳化钢纤维34份、聚苯乙烯14份、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维11份、聚醚醚酮纤维9份；所述轻质抗冲击自行车车架材料由以下方法制得，包含以下步骤：(1)将聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和聚醚醚酮纤维置于反应釜中，反应温度为420℃，搅拌混匀后在双螺杆挤出机中挤出，获得混合纤维1；(2)将步骤(1)获得的混合纤维1作为经纱，竹纤维作为纬纱，在纺织机中织成纤维毡，并平铺于模具中...

【专利技术属性】
技术研发人员：金跃国，王磊，
申请(专利权)人：苏州天健竹业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32