[发明专利]一种轻质高强度碳纤维钓鱼竿及其生产装置

权利要求书

1.一种轻质高强度碳纤维钓鱼竿，其特征在于，所述碳纤维钓鱼竿通过碳纤维布浸润树脂上浆剂制得，所述树脂上浆剂包括以下重量份原料：改性环氧树脂24-36份、改性碳纳米管12-18份、芳纶纤维8-12份、N-甲基吡咯烷酮40-60份、表面活性剂3-5份和抗氧剂0.2-1份，所述表面活性剂为FSN-100、FS-3100和FC-4430中的一种，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述碳纤维钓鱼竿的制备方法包括以下步骤：

S1、改性环氧树脂制备：将双酚A聚氧乙烯醚和顺丁烯二酸酐反应制备聚酯多元醇，再将聚酯多元醇和E-20环氧树脂反应制得改性环氧树脂；

S2、改性碳纳米管制备：将碳纳米管依次经羟基化、硅烷化和化学接枝改性得到改性碳纳米管；

S3、上浆剂的制备：将改性环氧树脂加入N-甲基吡咯烷酮中配成胶液，再向胶液中加入表面活性剂、抗氧剂、改性碳纳米管、芳纶纤维混合均匀，得到预浸料；

S4、碳纤维布上浆：将碳纤维布浸泡预浸料中3-5h后取出，放入在氮气氛围下的辐射场内，采用辐射法辐射30-40min，最后置于130-140℃真空干燥箱下干燥12-24h烘干；

S5、鱼竿的制备：将浸渍后的碳纤维布裁剪、卷管、缠带紧固、脱模、打磨、涂装、干燥、装配后得到鱼竿；

所述步骤S2中改性碳纳米管的制备步骤如下：

S201、将碳纳米管加入氢氧化钾溶液中超声分散10-20min，将混合液加热至80-90℃回流5-8h，将混合液通过0.15-0.25μm的聚四氟乙烯薄膜过滤，滤渣采用乙醇和去离子水充分洗涤至中性，最后将滤渣放入50-70℃真空干燥箱中干燥10-12h得到羟基化的碳纳米管；

S202、将羟基化的碳纳米管加入甲苯中超声分散10-20min，将混合液加热至60-65℃，逐滴加入硅烷偶联剂回流搅拌5-8h，将混合液通过0.15-0.25μm的聚四氟乙烯薄膜过滤，滤渣采用丙酮和去离子水充分洗涤，最后将滤渣放入50-70℃真空干燥箱中干燥10-12h得到硅烷化的碳纳米管；

S203、将硫醇低聚物加入甲苯中溶解，将硅烷化的碳纳米管加入硫醇低聚物的甲苯溶液中超声分散10-20min，将混合液加热至50-70℃回流8-12h，将混合液通过0.15-0.25μm的聚四氟乙烯薄膜过滤，滤渣采用甲苯充分洗涤，最后将滤渣放入50-70℃真空干燥箱中干燥10-12h得到改性碳纳米管；

其中，轻质高强度碳纤维钓鱼竿生产装置包括上料单元(1)、工作单元(2)和下料单元(3)，所述上料单元(1)包括立柱(4)，所述立柱(4)顶部套接支撑杆(5)，所述支撑杆(5)顶部铰接上料架(6)，所述上料架(6)倾斜设置，所述上料架(6)下端固定安装拨料机构(7)，所述工作单元(2)设置在靠近上料架(6)下端一侧，所述工作单元(2)包括工作台(8)，所述工作台(8)顶部固定安装打磨机构(9)、接料机构(10)和夹持机构(11)，所述接料机构(10)固定安装在工作台(8)中间，所述打磨机构(9)和夹持机构(11)分别设置在接料机构(10)两侧，所述接料机构(10)上方正对上料架(6)的底端，所述接料机构(10)下方的工作台(8)表面开设有出料口(12)，所述下料单元(3)设置在出料口(12)下方，所述下料单元(3)包括安装架(13)和传送带(14)；

所述夹持机构(11)包括第二固定座(42)，所述第二固定座(42)固定安装在工作台(8)表面，所述第二固定座(42)顶部固定安装电动推杆(43)，所述电动推杆(43)的输出轴下端固定安装推块(44)，所述推块(44)两端对称设有推杆(45)，所述推杆(45)上端与推块(44)铰接，所述推杆(45)下端铰接夹持杆(46)，所述夹持杆(46)为L型杆，所述夹持杆(46)中间与固定块(47)转动连接，所述夹持杆(46)下端相对一侧呈弧形。

2.根据权利要求1所述的轻质高强度碳纤维钓鱼竿，其特征在于，所述步骤S1中改性环氧树脂制备包括以下步骤：

S101、将双酚A聚氧乙烯醚加热至150-170℃使其完全溶解，然后加入顺丁烯二酸酐，反应至整体颜色变为暗黄，加入四乙基溴化铵反应2-4h，最后升温至170-190℃后加入聚乙二醇继续反应8-12h，降温制得聚酯多元醇；

S102、将聚酯多元醇、E-20环氧树脂和甲苯混合加热至80-100℃，搅拌使其完全溶解后加入BF₃乙醚溶液，反应2-4h后将除去甲苯，即可得到改性环氧树脂。