[发明专利]一种复合撑杆材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种复合撑杆材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将钛粉、镀铜碳纤维、铝粉、碳化硼、环氧玻璃钢、锆钛酸铅、煅石灰、改性棉清油、秸秆生物炭和纳米二氧化硅混合，置于超声机中进行超声分散；（2）取出，装入压制模具中压制，在压力180‑190MPa下压制3‑5min；（3）将模压成型的压坯放在真空热压机中进行烧结，烧结温度为560‑570℃，烧结时间为3‑4h；（4）烧结后取出，加入润滑剂、亚磷酸酯、全氟醚橡胶、丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯酸酯共聚物用挤压机对进行挤压热变形即得。本方法所制备的复合撑杆材料具有很好的弹性模量，抗拉强度和硬度都较高，同时本材料的耐磨损性也非常好，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种复合撑杆材料的制备方法。

背景技术

现代科技的飞速发展对体育产生了前所未有的影响，当今世界的体育竞争实质上是科学技术的竞争，而先进、新颖的材料则是提高体育科学技术水平的重要条件之一。如今，在不少运动项目中，人的体能和精神的激发都几乎达到了极限，胜败往往只在毫厘之间，仅靠强健的肌肉和良好的竞技状态已很难获胜，运动员们越来越多地要依靠科学家的智慧，拼的是装备。而在撑竿跳高项目中，最早的撑竿由山胡桃木制成，结实沉重，缺乏弹性、储能本领差的特性让选手的动能大多被浪费，所以跳出的最好成绩只有3.3 m。后来竹竿取代木质撑竿，其中空质轻有利于助跑，弹性有利于能量的转化。20世纪60 年代，运动员开始使用尼龙撑竿，不久尼龙撑竿又被玻璃纤维竿所代替。撑竿材料的不断改革，使世界纪录被屡屡新刷。如今撑竿材料不断发展，可根据撑竿受力的差异来设计不同部位的材质，使整体性能最优，好的撑竿材料可以保证撑竿既柔韧结实又不会断裂或扭结，它可将运动员持竿快速助跑的动能部分转变成撑竿的弹性变形能，帮助运动员获得更好的成绩。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种复合撑杆材料的制备方法，所制备的复合撑杆材料具有很好的弹性模量，抗拉强度和硬度都较高，同时本材料的耐磨损性也非常好，使用寿命长。

技术方案：一种复合撑杆材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：

（1） 将钛粉1-2份、镀铜碳纤维5-10份、铝粉3-5份、碳化硼2-5份、环氧玻璃钢2-3份、锆钛酸铅0.2-0.5份、煅石灰1-2份、改性棉清油2-4份、秸秆生物炭1-2份和纳米二氧化硅2-4份混合，置于超声机中进行超声分散20-30min；

（2） 取出，装入压制模具中压制，在压力180-190MPa下压制3-5min；

（3） 将模压成型的压坯放在真空热压机中进行烧结，烧结温度为560-570℃，烧结时间为3-4h；

（4） 烧结后取出，加入润滑剂2-3份、亚磷酸酯0.5-1份、全氟醚橡胶3-5份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物3-5份用挤压机对进行挤压热变形即得，其中，挤压温度为380-400℃，挤压强度为500-550MPa，挤压速度为30mm/s。

进一步优选的，所述镀铜碳纤维的制备方法为：

第一步：将10g碳纤维在400℃下进行去胶处理，然后加入180 g/L的(NH₄)₂S₂O₈ 200ml进行氧化30min；

第二步：加入15 g/L的SnCl₂ 50ml处理4 min，并用6 g/L的AgNO₃ 50ml进行活化处理6min，得处理的碳纤维；

第三步：将16 g/L的CuSO₄·5H₂O 50ml与25 g/L的EDTA-2Na30ml溶液混合，再加入2gNaOH、3g酒石酸钾钠、2g亚铁氰化钾、2g 2,2'-联吡啶和30ml甲醛，搅拌混合溶解得溶液A；