1.本发明涉及体育用品领域，具体涉及一种碳纤维轻质冰球杆的制备方法。
背景技术：
2.冰球是一种流行的冰上运动，是冰上运动集体竞赛项目，已成为冬季奥运会的主要项目之一，运动员需足登冰刀，手持冰球杆将一扁圆球击入对方球门。
3.冰球杆作为冰球运动员的使用球杆，在运动过程中的反复击打要求其质量要有所保障，现有冰球杆在满足结构强度的同时，也逐渐朝着轻量化的方向发展，目前常用的冰球杆质量通常在400g以上，为了减轻冰球杆质量，通常业内常用的方法为增加模具的充气压力，然而当模具的充气压力超过13000kpa时，树脂大量流失，冰球杆脆度显著增加，运动员在挥打冰球杆时易出现球杆开裂或折断的情形。另外，由于现有冰球杆的制备方法上的缺陷，使得冰球杆的、耐冲击性和复原性较差。当球体撞击击球板瞬间，击球板承受了强大的瞬间冲击力及震动，击球板容易弯曲变形甚至断裂，降低了冰球杆击球板的使用寿命短。
4.故此，现有冰球杆的制备方法有待于进一步完善。
技术实现要素：
5.本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单，制作方便，耐冲击性强、强度好、使用寿命长的碳纤维轻质冰球杆。
6.为了达到上述目的，本发明采用以下方案：一种碳纤维轻质冰球杆的制备方法，其特征在于包括以下步骤:s1、在成型模具内壁上刷上离型剂；s2、将碳纤维预浸材或包含碳纤维的复合材料预浸材叠层贴合于成型模具的模穴内壁上；s3、向步骤s2的成型模具的模穴内填充环氧树脂发泡材料；s4、步骤s3中的成型模具加压加热成型，模具内温度为120-150℃，施加在模具上的压力为50-100kpa，在模具内成型时间为5-15min，得碳纤维冰球杆初胚；s5、将步骤s4中固化成型后的碳纤维冰球杆初胚取出，进行边角残料去除和表面加工处理，即得碳纤维轻质冰球杆。
7.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，步骤s2中碳纤维预浸材或包含碳纤维的复合材料预浸材为1-15层。
8.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，步骤s2中碳纤维预浸材为编织碳纤维预浸材。
9.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，步骤s2中所述含碳纤维的复合材料按重量份由10-20份的玻璃纤维、5-15份的芳纶纤维、15-30份的高分子量聚乙烯纤维和20-50份的碳纤维复合而成。
10.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，所述环氧树脂发泡材料
按重量份由：环氧树脂30-70份，固化剂20-45份，纳米无机粒子0.5-8份，发泡剂0.01-5份，增韧剂1-10份，增强纤维0.5-5份。
11.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，所述固化剂为固态羧酸酐或对苯二胺。
12.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，所述纳米无机粒子为纳米二氧化硅、纳米蒙脱土、纳米碳酸钙中的一种或两种以上的混合物。
13.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，所述发泡剂为碳酸氢钠、4,4-氧代双苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺、n,n
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二亚硝基五次甲基四胺中的任一种。
14.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，所述增韧剂为聚乙二醇、二氧化双环氧戊基醚、二氧化双环氧戊基醚中的一种。
15.作为本发明碳纤维轻质冰球杆的制备方法的另一种改进，所述增强纤维为玻璃纤维、木质纤维或碳纤维中的一种。
16.综上所述，本发明相对于现有技术其有益效果是：本发明首先在成型模具的内壁贴合碳纤维预浸材或包含碳纤维的复合材料预浸材，然后在合模后向模穴内填充环氧树脂发泡材料，然后在合适的温度和压力下进行成型，环氧树脂发泡材料中的环氧树脂粉末组合物具有合适的黏弹性，能够制备出泡孔均匀的微孔发泡材料；在受限的空间中发泡，使发泡剂分解产生的气体压缩在微孔中，从而制备出可热膨胀的固体微孔发泡材料，当温度升高到固体微孔发泡材料的玻璃化转变温度附近时，压缩气体发生膨胀而使材料发生热膨胀。从而使得环氧树脂发泡材料与碳纤维预浸材或包含碳纤维的复合材料预浸材之间更紧密的结合。在击球板受到压力时，环氧树脂发泡材料能对冲击力进行吸收，从而使得冰球杆的耐冲击性强，强度好，使用寿命强，而且冰球杆整体质量轻。
具体实施方式
17.以下实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
18.实施例1一种碳纤维轻质冰球杆的制备方法，包括以下步骤:s1、在成型模具内壁上刷上离型剂；s2、将2层编织碳纤维预浸材叠层贴合于成型模具的模穴内壁上；s3、向步骤s2的成型模具的模穴内填充环氧树脂发泡材料；其中所述环氧树脂发泡材料按重量份由：环氧树脂30份，固态羧酸酐20份，纳米二氧化硅0.5份，碳酸氢钠0.01份，聚乙二醇1份，玻璃纤维0.5份。将上述组分混合均匀后填充至成型模具的模穴内。
19.s4、步骤s3中的成型模具加压加热成型，模具内温度为120℃，施加在模具上的压力为50kpa，在模具内成型时间为5min，得碳纤维冰球杆初胚；本发明中通过加压加热一体成型，可以提高冰球杆的整体强度；s5、将步骤s4中固化成型后的碳纤维冰球杆初胚取出，进行边角残料去除和表面加工处理，即得碳纤维轻质冰球杆。
20.实施例2一种碳纤维轻质冰球杆的制备方法，包括以下步骤:
s1、在成型模具内壁上刷上离型剂；s2、将3层包含碳纤维的复合材料预浸材叠层贴合于成型模具的模穴内壁上；其中所述含碳纤维的复合材料按重量份由10份的玻璃纤维、5份的芳纶纤维、15份的高分子量聚乙烯纤维和20份的碳纤维复合而成。
21.s3、向步骤s2的成型模具的模穴内填充环氧树脂发泡材料；其中所述环氧树脂发泡材料按重量份由：环氧树脂70份，对苯二胺45份，纳米蒙脱土8份， 4,4-氧代双苯磺酰肼5份，二氧化双环氧戊基醚10份，木质纤维5份。将上述组分混合均匀后填充至成型模具的模穴内。
22.s4、步骤s3中的成型模具加压加热成型，模具内温度为150℃，施加在模具上的压力为100kpa，在模具内成型时间为15min，得碳纤维冰球杆初胚；本发明中通过加压加热一体成型，可以提高冰球杆的整体强度；s5、将步骤s4中固化成型后的碳纤维冰球杆初胚取出，进行边角残料去除和表面加工处理，即得碳纤维轻质冰球杆。
23.实施例3一种碳纤维轻质冰球杆的制备方法，包括以下步骤:s1、在成型模具内壁上刷上离型剂；s2、将10层包含碳纤维的复合材料预浸材叠层贴合于成型模具的模穴内壁上；其中所述含碳纤维的复合材料按重量份由20份的玻璃纤维、15份的芳纶纤维、30份的高分子量聚乙烯纤维和50份的碳纤维复合而成。
24.s3、向步骤s2的成型模具的模穴内填充环氧树脂发泡材料；其中所述环氧树脂发泡材料按重量份由：环氧树脂50份，对苯二胺35份，纳米碳酸钙4份，偶氮二甲酰胺1份，二氧化双环氧戊基醚4份，碳纤维2份。将上述组分混合均匀后填充至成型模具的模穴内。
25.s4、步骤s3中的成型模具加压加热成型，模具内温度为130℃，施加在模具上的压力为80kpa，在模具内成型时间为10min，得碳纤维冰球杆初胚；本发明中通过加压加热一体成型，可以提高冰球杆的整体强度；s5、将步骤s4中固化成型后的碳纤维冰球杆初胚取出，进行边角残料去除和表面加工处理，即得碳纤维轻质冰球杆。
26.实施例4一种碳纤维轻质冰球杆的制备方法，包括以下步骤:s1、在成型模具内壁上刷上离型剂；s2、将3层包含碳纤维的复合材料预浸材叠层贴合于成型模具的模穴内壁上；其中所述含碳纤维的复合材料按重量份由15份的玻璃纤维、10份的芳纶纤维、20份的高分子量聚乙烯纤维和35份的碳纤维复合而成。
27.s3、向步骤s2的成型模具的模穴内填充环氧树脂发泡材料；其中所述环氧树脂发泡材料按重量份由：环氧树脂70份，固态羧酸酐45份，纳米二氧化硅、纳米蒙脱土0.5份，n,n
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二亚硝基五次甲基四胺0.01份，二氧化双环氧戊基醚10份，碳纤维5份。将上述组分混合均匀后填充至成型模具的模穴内。
28.s4、步骤s3中的成型模具加压加热成型，模具内温度为135℃，施加在模具上的压
力为80kpa，在模具内成型时间为12min，得碳纤维冰球杆初胚；本发明中通过加压加热一体成型，可以提高冰球杆的整体强度；s5、将步骤s4中固化成型后的碳纤维冰球杆初胚取出，进行边角残料去除和表面加工处理，即得碳纤维轻质冰球杆。
29.实施例5一种碳纤维轻质冰球杆的制备方法，包括以下步骤:s1、在成型模具内壁上刷上离型剂；s2、将5层编织碳纤维预浸材或包含碳纤维的复合材料预浸材叠层贴合于成型模具的模穴内壁上；其中所述含碳纤维的复合材料按重量份由10份的玻璃纤维、15份的芳纶纤维、30份的高分子量聚乙烯纤维和50份的碳纤维复合而成。
30.s3、向步骤s2的成型模具的模穴内填充环氧树脂发泡材料；其中所述环氧树脂发泡材料按重量份由：环氧树脂70份，对苯二胺45份，纳米二氧化硅8份，偶氮二甲酰胺0.01份，二氧化双环氧戊基醚10份，玻璃纤维0.5份。将上述组分混合均匀后填充至成型模具的模穴内。
31.s4、步骤s3中的成型模具加压加热成型，模具内温度为140℃，施加在模具上的压力为90kpa，在模具内成型时间为12min，得碳纤维冰球杆初胚；本发明中通过加压加热一体成型，可以提高冰球杆的整体强度；s5、将步骤s4中固化成型后的碳纤维冰球杆初胚取出，进行边角残料去除和表面加工处理，即得碳纤维轻质冰球杆。
32.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。