本发明涉及一种轻质自行车车架及其制备方法。
背景技术：
自行车，亦称脚踏车或单车，是一种以人力踩踏脚踏板驱动的小型陆上车辆。自行车通常是二轮的，也有三轮的，但主要用于货运，相对少见。在中国台湾和中国大陆，通常称为“自行车”、“铁马”，中国台湾也称“孔明车”、“脚踏车”；在香港、澳门、广东、广西、湖南等中国南方地区则更常称其为“单车”；在新加坡、马来西亚则称之“脚车”。
目前市面上的轻质自行车车架强度不足而且较重，难以满足直行车爱好者的需求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种重量轻盈且强度高的轻质自行车车架及其制备方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种轻质自行车车架，包括以下重量份数配比的原料：碳纤维9-11份、碳化钨粉2-4份、石英砂1-3份、碳化钽4-6份、硼化锆1-3份、发泡剂2-4份、碳化钼4-6份、碳化硅9-11份、松香改性酚醛树脂20-22份、PBT塑料18-20份、ABS树脂23-25份、空心玻璃微珠2-4份、硫化剂3-5份和PPS塑料15-17份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：碳纤维11份、碳化钨粉2份、石英砂1份、碳化钽4份、硼化锆1份、发泡剂2份、碳化钼4份、碳化硅9份、松香改性酚醛树脂20份、PBT塑料18份、ABS树脂23份、空心玻璃微珠2份、硫化剂3份和PPS塑料15份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：碳纤维9份、碳化钨粉4份、石英砂3份、碳化钽6份、硼化锆3份、发泡剂4份、碳化钼6份、碳化硅11份、松香改性酚醛树脂22份、PBT塑料20份、ABS树脂25份、空心玻璃微珠4份、硫化剂5份和PPS塑料17份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：碳纤维10份、碳化钨粉3份、石英砂2份、碳化钽5份、硼化锆2份、发泡剂3份、碳化钼5份、碳化硅10份、松香改性酚醛树脂21份、PBT塑料19份、ABS树脂24份、空心玻璃微珠3份、硫化剂4份和PPS塑料16份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种轻质自行车车架的制备方法，包括以下步骤：
1）将石英砂1-3份、碳化钽4-6份、硼化锆1-3份和碳化钼4-6份一起倒入到纳米粉碎机中进行粉碎处理，制得纳米粉末，备用；
2）将松香改性酚醛树脂20-22份、PBT塑料18-20份、ABS树脂23-25份和PPS塑料15-17份一起倒入到锅炉中加热至150℃，然后加入空心玻璃微珠2-4份和硫化剂3-5份，并继续加热至250℃保持15分钟，充分搅拌，制得粘稠溶液，备用；
3）将发泡剂2-4份、碳纤维9-11份、碳化钨粉2-4份、碳化硅9-11份和步骤1）制得的纳米粉末一起倒入到步骤2）制得的粘稠液体中，充分搅拌均匀，制得糊状物，备用；
4）将步骤3）制得的糊状物倒入到注塑成型设备中将糊状物用高压射入模腔，经冷却固化，即得车架。
本发明的有益效果是：通过添加有ABS树脂、PPS塑料和PBT塑料，具有较高的强度和韧性，且有较好的耐腐蚀性能，配合碳纤和碳化钨粉等材料进行增强，使得车架具有优秀的强度，通过添加有空心玻璃微珠和发泡剂，可以使得车架内部形成多孔结构，使得车架的重量大幅度下降。
具体实施方式
实施例1：
一种轻质自行车车架，包括以下重量份数配比的原料：碳纤维11份、碳化钨粉2份、石英砂1份、碳化钽4份、硼化锆1份、发泡剂2份、碳化钼4份、碳化硅9份、松香改性酚醛树脂20份、PBT塑料18份、ABS树脂23份、空心玻璃微珠2份、硫化剂3份和PPS塑料15份。
一种轻质自行车车架的制备方法包括以下步骤：
1）将石英砂1份、碳化钽4份、硼化锆1份和碳化钼4份一起倒入到纳米粉碎机中进行粉碎处理，制得纳米粉末，备用；
2）将松香改性酚醛树脂20份、PBT塑料18份、ABS树脂23份和PPS塑料15份一起倒入到锅炉中加热至150℃，然后加入空心玻璃微珠2份和硫化剂3份，并继续加热至250℃保持15分钟，充分搅拌，制得粘稠溶液，备用；
3）将发泡剂2份、碳纤维11份、碳化钨粉2份、碳化硅9份和步骤1）制得的纳米粉末一起倒入到步骤2）制得的粘稠液体中，充分搅拌均匀，制得糊状物，备用；
4）将步骤3）制得的糊状物倒入到注塑成型设备中将糊状物用高压射入模腔，经冷却固化，即得车架。
实施例2：
一种轻质自行车车架，包括以下重量份数配比的原料：碳纤维9份、碳化钨粉4份、石英砂3份、碳化钽6份、硼化锆3份、发泡剂4份、碳化钼6份、碳化硅11份、松香改性酚醛树脂22份、PBT塑料20份、ABS树脂25份、空心玻璃微珠4份、硫化剂5份和PPS塑料17份。
一种轻质自行车车架的制备方法，包括以下步骤：
1）将石英砂3份、碳化钽6份、硼化锆3份和碳化钼6份一起倒入到纳米粉碎机中进行粉碎处理，制得纳米粉末，备用；
2）将松香改性酚醛树脂22份、PBT塑料20份、ABS树脂25份和PPS塑料17份一起倒入到锅炉中加热至150℃，然后加入空心玻璃微珠4份和硫化剂5份，并继续加热至250℃保持15分钟，充分搅拌，制得粘稠溶液，备用；
3）将发泡剂4份、碳纤维9份、碳化钨粉4份、碳化硅11份和步骤1）制得的纳米粉末一起倒入到步骤2）制得的粘稠液体中，充分搅拌均匀，制得糊状物，备用；
4）将步骤3）制得的糊状物倒入到注塑成型设备中将糊状物用高压射入模腔，经冷却固化，即得车架。
实施例3：
一种轻质自行车车架，包括以下重量份数配比的原料：碳纤维10份、碳化钨粉3份、石英砂2份、碳化钽5份、硼化锆2份、发泡剂3份、碳化钼5份、碳化硅10份、松香改性酚醛树脂21份、PBT塑料19份、ABS树脂24份、空心玻璃微珠3份、硫化剂4份和PPS塑料16份。
一种轻质自行车车架的制备方法，包括以下步骤：
1）将石英砂2份、碳化钽5份、硼化锆2份和碳化钼5份一起倒入到纳米粉碎机中进行粉碎处理，制得纳米粉末，备用；
2）将松香改性酚醛树脂21份、PBT塑料19份、ABS树脂24份和PPS塑料16份一起倒入到锅炉中加热至150℃，然后加入空心玻璃微珠6份和硫化剂4份，并继续加热至250℃保持15分钟，充分搅拌，制得粘稠溶液，备用；
3）将发泡剂3份、碳纤维10份、碳化钨粉3份、碳化硅10份和步骤1）制得的纳米粉末一起倒入到步骤2）制得的粘稠液体中，充分搅拌均匀，制得糊状物，备用；
4）将步骤3）制得的糊状物倒入到注塑成型设备中将糊状物用高压射入模腔，经冷却固化，即得车架。
实验例：
将本发明的轻质自行车车架作为实验组，现有的轻质自行车车架作为对照组进行对照实验，具体结果如下表所示：
通过对2组实验进行检查，本发明的轻质自行车车架与现有的自行车车架相比抗压强度和抗弯强度高。
本发明的有益效果是：通过添加有ABS树脂、PPS塑料和PBT塑料，具有较高的强度和韧性，且有较好的耐腐蚀性能，配合碳纤和碳化钨粉等材料进行增强，使得车架具有优秀的强度，通过添加有空心玻璃微珠和发泡剂，可以使得车架内部形成多孔结构，使得车架的重量大幅度下降。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。