本发明属于渔具加工技术领域，具体涉及一种高强度碳纤维钓竿的加工方法。
背景技术：
碳纤维（carbon fiber），顾名思义，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。与传统的玻璃纤维 (GF) 相比，杨氏模量是其 3 倍多；它与凯夫拉纤维 (KF-49) 相比，不仅杨氏模量是其 2 倍左右，而且在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性出类拔萃。有学者在 1981 年将 PAN 基 CF 浸泡在强碱 NaOH 溶液中，时间已过去30多年，它至今仍保持纤维形态。
碳纤竿的制造工艺与玻纤竿一样，都是将浸胶布裁成一头宽一头窄的梯形卷在圆锥形钢模芯上，而后用透明玻璃带成螺旋状从头到尾将其卷紧，再放在电炉中将胶烘干，再从炉中取出将横芯退出，去掉竿体上的玻璃带，经修整、打磨、拉漆、装配后即成渔竿。由于刚浸过胶的布柔软、玻璃带又卷得很紧，将竿体勒成高低不平的螺旋状，而不是碳纤布或玻 纤布成螺旋形卷成的。
碳纤维制成的钓竿是现有渔具中常见的一个品类，也是垂钓者必不可少的物品，相较于其他材质的钓竿而言，碳纤维钓竿具有质轻、高强的特点。申请号为：201410011138.1公开了一种高强度碳纤维钓竿，制得的碳纤维钓竿弯曲性能好；但其强度特性未见有特殊增强，并且随着社会的不断进步，人们对于碳纤维钓竿的品质提出了更高的要求。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高强度碳纤维钓竿的加工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度碳纤维钓竿的加工方法，包括如下步骤：
（1）改性增强填料制备：
a.先将水滑石粉投入到硝酸溶液中浸泡处理5~7min，完成后滤出投入到氢氧化钠溶液中浸泡处理6~8min，完成后再滤出投入到乙醇溶液中浸泡处理3~5min，最后滤出用去离子水冲洗一遍后备用；酸碱溶液和醇溶液清洗处理后，去除了水滑石粉表面上的杂质成分，为后续的处理奠定了基础；
b.将操作a处理后的水滑石粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为800~860℃，煅烧处理1~1.5h后取出备用；煅烧处理有效的提升了水滑石粉的比表面积和反应活性；
c.将操作b处理后的水滑石粉放入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为50~55℃，高速搅拌处理30~35min后滤出备用；所述的溶液A由如下重量份的物质组成：4~8份碳酸钙、3~6份柠檬酸、12~15份氯化镁、300~400份去离子水；在弱酸的环境下，溶液A中的碳酸根离子和镁离子对水滑石粉内的阴离子进行了交换替代，有效的增强了水滑石粉的分散、相容性，并提高了其稳定性和反应活性；
d.将操作c处理后的水滑石粉放入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为62~68℃，同时进行超声处理，35~40min后滤出备用；所述的溶液B由如下重量份的物质组成：5~8份纳米二氧化钛、7~10份明胶、10~12份十二烷基苯磺酸钠、1~3份三甲基十八烷基氯化铵、200~220份去离子水；在超声波的处理下，纳米二氧化钛插层固定于水滑石粉的层间，提升了其强度、耐温、耐腐品质，同时明胶颗粒细化同样填充于层间，起到了弹性体的作用，增强了水滑石粉的回弹、片层间的滑移特性，从而改善了水滑石粉的填充使用效果；
e.将操作d处理后的水滑石粉放入到干燥箱内，干燥处理1~2h后取出得改性增强填料备用；
（2）碳纤维改性处理：
a.按对应重量份称取下列物质：10~15份钛酸酯偶联剂、4~7份交联剂、8~12份脂肪醇聚氧乙烯醚、3~6份硬脂酸钙、20~25份丙三醇、12~16份乙酸乙酯、7~11份聚二季戊四醇六丙烯酸酯、2~4份焦磷酸钠、5~10份聚乙二醇、15~20份步骤（1）制得的改性增强填料、300~340份去离子水；
b.将操作a称取的所有物质共同放入到搅拌罐内，高速搅拌处理20~25min后得溶液C备用；
c.将碳纤维放入到操作b制得的溶液C中，加热保持溶液C的温度为58~63℃，浸泡处理1~2h后取出备用；
d.将操作c处理后的碳纤维放入到干燥箱内，干燥处理8~10h后取出得改性碳纤维备用；
（3）成品钓竿制备：
a.将步骤（2）所得的改性碳纤维按常规方法制成碳纤维预浸布，裁切好备用；
b.将刷好离型剂的钢模芯置于 55~65℃条件下烘烤处理 15~20min后，再将操作a裁切好的碳纤维预浸布缠绕在钢模芯上，随后再在外面用玻璃带将其卷紧，然后烘干，并将钢模芯取出、去掉竿体上的玻璃带，最后经修整、打磨、拉漆、装配后即得成品钓竿。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的硝酸溶液的质量分数为6~8%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为7~10%，所述的乙醇溶液的体积分数为25~30%。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2000~2400转/分钟。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的超声处理的频率为200~220kHz。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的干燥箱内的温度控制为90~100℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为3000~4000转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的干燥箱内的温度控制为80~85℃。
本发明对碳纤维钓竿的加工方法进行了改进处理，尤其是对碳纤维进行了特殊的改性处理，其中配制了一种用于碳纤维改性的溶液C，溶液C中添加了一种特制的改性增强填料，其是以水滑石粉为基体物质改性而成，水滑石粉具有特殊的多层结构，经过改性处理后其吸附、相容、耐温、结合能力显著提升，在溶液C中其它成分的配合作用下，改性增强填料接枝固定于碳纤维的表面上，形成了一层裹覆层，在高温烘干处理时紧密的与碳纤维结合固定，提升了强度特性，同时因改性增强填料自身具有的良好回弹、片层滑移特性，又增强了碳纤维钓竿的柔韧性，改善了其综合使用品质。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对碳纤维钓竿的加工方法进行了优化改善，制得的钓竿强度、柔韧性等力学性能明显提高，并且具有很好的耐腐、耐温、耐老化特性，综合使用品质佳，寿命长，极具推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种高强度碳纤维钓竿的加工方法，包括如下步骤：
（1）改性增强填料制备：
a.先将水滑石粉投入到硝酸溶液中浸泡处理5min，完成后滤出投入到氢氧化钠溶液中浸泡处理6min，完成后再滤出投入到乙醇溶液中浸泡处理3min，最后滤出用去离子水冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的水滑石粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为800℃，煅烧处理1h后取出备用；
c.将操作b处理后的水滑石粉放入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为50℃，高速搅拌处理30min后滤出备用；所述的溶液A由如下重量份的物质组成：4份碳酸钙、3份柠檬酸、12份氯化镁、300份去离子水；
d.将操作c处理后的水滑石粉放入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为62℃，同时进行超声处理，35min后滤出备用；所述的溶液B由如下重量份的物质组成：5份纳米二氧化钛、7份明胶、10份十二烷基苯磺酸钠、1份三甲基十八烷基氯化铵、200份去离子水；
e.将操作d处理后的水滑石粉放入到干燥箱内，干燥处理1h后取出得改性增强填料备用；
（2）碳纤维改性处理：
a.按对应重量份称取下列物质：10份钛酸酯偶联剂、4份交联剂、8份脂肪醇聚氧乙烯醚、3份硬脂酸钙、20份丙三醇、12份乙酸乙酯、7份聚二季戊四醇六丙烯酸酯、2份焦磷酸钠、5份聚乙二醇、15份步骤（1）制得的改性增强填料、300份去离子水；
b.将操作a称取的所有物质共同放入到搅拌罐内，高速搅拌处理20min后得溶液C备用；
c.将碳纤维放入到操作b制得的溶液C中，加热保持溶液C的温度为58℃，浸泡处理1h后取出备用；
d.将操作c处理后的碳纤维放入到干燥箱内，干燥处理8h后取出得改性碳纤维备用；
（3）成品钓竿制备：
a.将步骤（2）所得的改性碳纤维按常规方法制成碳纤维预浸布，裁切好备用；
b.将刷好离型剂的钢模芯置于 55℃条件下烘烤处理 15min后，再将操作a裁切好的碳纤维预浸布缠绕在钢模芯上，随后再在外面用玻璃带将其卷紧，然后烘干，并将钢模芯取出、去掉竿体上的玻璃带，最后经修整、打磨、拉漆、装配后即得成品钓竿。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的硝酸溶液的质量分数为6%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为7%，所述的乙醇溶液的体积分数为25%。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2000转/分钟。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的超声处理的频率为200kHz。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的干燥箱内的温度控制为90℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为3000转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的干燥箱内的温度控制为80℃。
实施例2
一种高强度碳纤维钓竿的加工方法，包括如下步骤：
（1）改性增强填料制备：
a.先将水滑石粉投入到硝酸溶液中浸泡处理6min，完成后滤出投入到氢氧化钠溶液中浸泡处理7min，完成后再滤出投入到乙醇溶液中浸泡处理4min，最后滤出用去离子水冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的水滑石粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为830℃，煅烧处理1.2h后取出备用；
c.将操作b处理后的水滑石粉放入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为53℃，高速搅拌处理32min后滤出备用；所述的溶液A由如下重量份的物质组成：6份碳酸钙、5份柠檬酸、14份氯化镁、360份去离子水；
d.将操作c处理后的水滑石粉放入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为66℃，同时进行超声处理，37min后滤出备用；所述的溶液B由如下重量份的物质组成：7份纳米二氧化钛、9份明胶、11份十二烷基苯磺酸钠、2份三甲基十八烷基氯化铵、210份去离子水；
e.将操作d处理后的水滑石粉放入到干燥箱内，干燥处理1.5h后取出得改性增强填料备用；
（2）碳纤维改性处理：
a.按对应重量份称取下列物质：13份钛酸酯偶联剂、6份交联剂、10份脂肪醇聚氧乙烯醚、5份硬脂酸钙、23份丙三醇、14份乙酸乙酯、9份聚二季戊四醇六丙烯酸酯、3份焦磷酸钠、8份聚乙二醇、17份步骤（1）制得的改性增强填料、320份去离子水；
b.将操作a称取的所有物质共同放入到搅拌罐内，高速搅拌处理23min后得溶液C备用；
c.将碳纤维放入到操作b制得的溶液C中，加热保持溶液C的温度为60℃，浸泡处理1.5h后取出备用；
d.将操作c处理后的碳纤维放入到干燥箱内，干燥处理9h后取出得改性碳纤维备用；
（3）成品钓竿制备：
a.将步骤（2）所得的改性碳纤维按常规方法制成碳纤维预浸布，裁切好备用；
b.将刷好离型剂的钢模芯置于 60℃条件下烘烤处理 18min后，再将操作a裁切好的碳纤维预浸布缠绕在钢模芯上，随后再在外面用玻璃带将其卷紧，然后烘干，并将钢模芯取出、去掉竿体上的玻璃带，最后经修整、打磨、拉漆、装配后即得成品钓竿。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的硝酸溶液的质量分数为7%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为9%，所述的乙醇溶液的体积分数为28%。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2200转/分钟。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的超声处理的频率为210kHz。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的干燥箱内的温度控制为95℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为3600转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的干燥箱内的温度控制为83℃。
实施例3
一种高强度碳纤维钓竿的加工方法，包括如下步骤：
（1）改性增强填料制备：
a.先将水滑石粉投入到硝酸溶液中浸泡处理7min，完成后滤出投入到氢氧化钠溶液中浸泡处理8min，完成后再滤出投入到乙醇溶液中浸泡处理5min，最后滤出用去离子水冲洗一遍后备用；
b.将操作a处理后的水滑石粉放入到煅烧炉内，加热保持煅烧炉内的温度为860℃，煅烧处理1.5h后取出备用；
c.将操作b处理后的水滑石粉放入到溶液A中，加热保持溶液A的温度为55℃，高速搅拌处理35min后滤出备用；所述的溶液A由如下重量份的物质组成： 8份碳酸钙、6份柠檬酸、15份氯化镁、400份去离子水；
d.将操作c处理后的水滑石粉放入到溶液B中，加热保持溶液B的温度为68℃，同时进行超声处理，40min后滤出备用；所述的溶液B由如下重量份的物质组成：8份纳米二氧化钛、10份明胶、12份十二烷基苯磺酸钠、3份三甲基十八烷基氯化铵、220份去离子水；
e.将操作d处理后的水滑石粉放入到干燥箱内，干燥处理2h后取出得改性增强填料备用；
（2）碳纤维改性处理：
a.按对应重量份称取下列物质：15份钛酸酯偶联剂、7份交联剂、12份脂肪醇聚氧乙烯醚、6份硬脂酸钙、25份丙三醇、16份乙酸乙酯、11份聚二季戊四醇六丙烯酸酯、4份焦磷酸钠、10份聚乙二醇、20份步骤（1）制得的改性增强填料、340份去离子水；
b.将操作a称取的所有物质共同放入到搅拌罐内，高速搅拌处理25min后得溶液C备用；
c.将碳纤维放入到操作b制得的溶液C中，加热保持溶液C的温度为63℃，浸泡处理2h后取出备用；
d.将操作c处理后的碳纤维放入到干燥箱内，干燥处理10h后取出得改性碳纤维备用；
（3）成品钓竿制备：
a.将步骤（2）所得的改性碳纤维按常规方法制成碳纤维预浸布，裁切好备用；
b.将刷好离型剂的钢模芯置于 65℃条件下烘烤处理 20min后，再将操作a裁切好的碳纤维预浸布缠绕在钢模芯上，随后再在外面用玻璃带将其卷紧，然后烘干，并将钢模芯取出、去掉竿体上的玻璃带，最后经修整、打磨、拉漆、装配后即得成品钓竿。
进一步的，步骤（1）操作a中所述的硝酸溶液的质量分数为8%，所述的氢氧化钠溶液的质量分数为10%，所述的乙醇溶液的体积分数为30%。
进一步的，步骤（1）操作c中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为2400转/分钟。
进一步的，步骤（1）操作d中所述的超声处理的频率为220kHz。
进一步的，步骤（1）操作e中所述的干燥箱内的温度控制为100℃。
进一步的，步骤（2）操作b中所述的高速搅拌处理的搅拌转速为4000转/分钟。
进一步的，步骤（2）操作d中所述的干燥箱内的温度控制为85℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，用等质量份的市售水滑石粉取代步骤（2）操作a中的步骤（1）制得的改性增强填料成分，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，省去了步骤（2）操作a中的步骤（1）制得的改性增强填料成分，除此外的方法步骤均相同。
对照组
申请号为：201410011138.1公开了一种高强度碳纤维钓竿。
为了对比本发明效果，对上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对照组对应制得的碳纤维钓竿进行性能测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
注：上表1中所述的负载/角度性能测试是将渔杆长度均控制为5.3m，在 1500、2500、3500g 的重物分别作用于钓竿的尖端部的状态下将钓竿放置在水平面上，其后，以钓竿尾部为转动中心地将钓竿的尖端部前端从水平面逐渐倾斜地抬起，然后，测量重物离开水平面时的水平面与钓竿尾部之间的角度。
由上表1可以看出，本发明方法制得的碳纤维钓竿的强度和柔韧性能均有明显的改善，综合使用品质得到有效的提升，对应的使用寿命得到了延长，极具推广使用价值和市场竞争力。