[发明专利]一种含竹纤维的自行车架及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自行车架及其制备方法，尤其涉及一种含竹纤维的自行车架及其制备方法。

背景技术

自行车是常用代步工具，如何生产出安全、轻便、低成本的车架是决定该行业发展的重要问题。

车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的，由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全和平稳。

现有的自行车架中主要的材料有：（1）钛合金：可以制作轻量而强度大的车架，不生锈，不会被腐蚀，但是价格高，不适合大众消费；（2）碳纤维：可以制作重量轻并且各种形状的车架，是最适合竞赛的车架材料，但是机械性能较差；（3）铝合金：重量轻，外观不易变形，但是制得的车架机械性能差，同时制备工艺复杂，不利于大规模生产。

:发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明提供了一种含竹纤维的自行车架及其制备方法，制得的自行车架可以提高拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和延伸率，具有突出的机械性能，同时制备工艺简单，成本较低，可大规模生产。

本发明采用的技术方案是：一种含竹纤维的自行车架，由以下质量份的各组分组成：聚氯乙烯34-51份、竹纤维26-39份、丁苯橡胶3-14份、氧化聚乙烯蜡5-17份、磷酸二氢铵4-11份、硬脂酸亚锡1-8份、己内酰胺钠1-9份、抗氧剂3-22份、对羟基苯甲酸酯4-16份。

优选的，一种含竹纤维的自行车架，由以下质量份的各组分组成：聚氯乙烯39-45份、竹纤维28-32份、丁苯橡胶5-11份、氧化聚乙烯蜡8-15份、磷酸二氢铵6-9份、硬脂酸亚锡2-6份、己内酰胺钠2-8份、抗氧剂6-20份、对羟基苯甲酸酯7-12份。

更优选的，一种含竹纤维的自行车架，由以下质量份的各组分组成：聚氯乙烯41份、竹纤维29份、丁苯橡胶8份、氧化聚乙烯蜡12份、磷酸二氢铵7份、硬脂酸亚锡4份、己内酰胺钠6份、抗氧剂13份、对羟基苯甲酸酯9份。

上述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或几种的混合物。

一种含竹纤维的自行车架的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述质量份，将聚氯乙烯和丁苯橡胶置于130-165℃高速搅拌机中共混3-10min，得到混合料一；

（2）向步骤（1）所得混合料一中加入竹纤维、氧化聚乙烯蜡、磷酸二氢铵、硬脂酸亚锡、己内酰胺钠、抗氧剂和对羟基苯甲酸酯，在高速搅拌机中共混10-20min，温度为180-220℃，得到混合物二；

（3）将步骤（2）所得混合物二注入200-230℃模具中，20-25MPa压力下热压成型，保温后随模具降温至80-100℃时脱模冷却至室温，切割后即得所述含竹纤维的自行车架。

上述步骤（1）中高速搅拌机的速度为1200-1600r/min。

上述步骤（2）中高速搅拌机的速度为1500-1800r/min。

上述步骤（3）中保温时间为7-11min。

有益效果：本发明制得的自行车架拉伸强度在3800-4100MPa之间，拉伸模量在238-246Gpa之间，弯曲模量在81-86Gpa之间，延伸率在18.5-19.7%之间，通过组分之间的协同作用，可以提高拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和延伸率，具有突出的机械性能，同时制备工艺简单，成本较低，可大规模生产。

具体实施方式

实施例1

一种含竹纤维的自行车架，由以下质量份的各组分组成：聚氯乙烯34份、竹纤维26份、丁苯橡胶3份、氧化聚乙烯蜡5份、磷酸二氢铵4份、硬脂酸亚锡1份、己内酰胺钠1份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚3份、对羟基苯甲酸酯4份。

制备方法：

（1）按上述质量份，将聚氯乙烯和丁苯橡胶置于130℃高速搅拌机中共混3min，得到混合料一，其中高速搅拌机的速度为1200r/min；

（2）向步骤（1）所得混合料一中加入竹纤维、氧化聚乙烯蜡、磷酸二氢铵、硬脂酸亚锡、己内酰胺钠、6-三级丁基-4-甲基苯酚和对羟基苯甲酸酯，在高速搅拌机中共混10min，温度为180℃，得到混合物二，其中高速搅拌机的速度为1500r/min；

（3）将步骤（2）所得混合物二注入200℃模具中，20MPa压力下热压成型，保温7min，随模具降温至80℃时脱模冷却至室温，切割后即得所述含竹纤维的自行车架。