本發(fā)明涉及碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是一種輕質(zhì)高強(qiáng)的眼鏡架及其制備方法。
背景技術(shù)：
眼鏡是近視人群必備的日常工具，強(qiáng)度高、重量輕是眼鏡架的發(fā)展趨勢(shì)，目前眼鏡架的材質(zhì)主要可分為金屬材料、塑料材料、復(fù)合材料等。金屬眼鏡架強(qiáng)度高，但是重量大，長(zhǎng)期佩戴導(dǎo)致人體不舒適；塑料眼鏡架重量輕，但是強(qiáng)度差，容易損壞。市場(chǎng)上急需一種重量輕、強(qiáng)度高的眼鏡架。
碳纖維材料是一種含碳量在95％以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料，近來(lái)在復(fù)合材料、土木建筑、航空航天、汽車材料、體育用品等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用。碳纖維兼有較好的拉伸強(qiáng)度和柔軟性，但其易氧化，強(qiáng)度受環(huán)境影響較大，加上碳纖維的徑向強(qiáng)度不如軸向強(qiáng)度，因而碳纖維忌徑向強(qiáng)力，使其在加工塑性方面受到限制。通常，需要將碳纖維與其他材料進(jìn)行性能互補(bǔ)，做成復(fù)合材料以提升綜合性能。目前尚無(wú)將碳纖維用于制作眼鏡行業(yè)的產(chǎn)品出現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)的眼鏡架及其制備方法。本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)中金屬材質(zhì)的眼鏡架往往強(qiáng)度有余但重量過(guò)大、塑料材質(zhì)的眼鏡架雖質(zhì)輕但強(qiáng)度不足的問(wèn)題，創(chuàng)造性地提出以碳纖維、熱塑性塑料、環(huán)氧樹脂、固化劑和二氧化鈦制作功能復(fù)合材料，用于眼鏡架的成型，獲得意想不到的輕質(zhì)、高強(qiáng)特點(diǎn)的產(chǎn)品，同時(shí)還具有耐劃傷的特點(diǎn)，具有較好的市場(chǎng)開發(fā)前景。
具體方案如下：
一種輕質(zhì)高強(qiáng)的眼鏡架，是由以下重量份的組分制成的：碳纖維1-15份、熱塑性塑料25-48份、環(huán)氧樹脂25-35份、固化劑25-35份、二氧化鈦1-3份。
進(jìn)一步的，所述的碳纖維的粒度為30-1000目。
進(jìn)一步的，所述的熱塑性塑料為聚酰胺、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚乙烯、聚醚酰亞胺、聚氯乙烯中的任意一種。
進(jìn)一步的，所述的環(huán)氧樹脂選自雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂中的任意一種。
進(jìn)一步的，所述的固化劑為雙氰胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、間苯二甲胺中的任意一種。
進(jìn)一步的，所述的二氧化鈦的粒徑為0.05-0.5μm。
一種上述輕質(zhì)高強(qiáng)的眼鏡架的制備方法：包括以下步驟：
混料：將各組份稱量后混合均勻，加熱得到混合物料；
壓模成型：將混合物料倒入眼鏡架模具中，熱壓固化成型；
脫模打磨：將成型后的眼鏡架從模具上取下，打磨去除毛刺。
進(jìn)一步的，所述的混料步驟中加熱的溫度為95-135℃。
進(jìn)一步的，所述的熱壓固化成型的溫度為120-300℃。
有益效果：(1)與金屬眼鏡架、塑料眼鏡架相比，本發(fā)明的眼鏡架具有重量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)；
(2)本發(fā)明所述的眼鏡架具有較好的耐刮傷性能，進(jìn)一步增強(qiáng)了眼鏡架的實(shí)用性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說(shuō)明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
所述的碳纖維由江蘇愛爾達(dá)復(fù)合材料有限公司生產(chǎn)。
實(shí)施例1
一種輕質(zhì)高強(qiáng)的眼鏡架，是由以下重量份的組分制成的：粒度為1000目的碳纖維1份、熱塑性塑料聚酰胺48份、雙酚A環(huán)氧樹脂25份、固化劑雙氰胺25份、粒徑為0.5μm的二氧化鈦1份。
制備方法為：將各組份稱量后混合均勻，95℃下加熱得到混合物料；將混合物料倒入眼鏡架模具中，120℃下熱壓固化成型；將成型后的眼鏡架從模具上取下，打磨去除毛刺，得到眼鏡架。
實(shí)施例2
一種輕質(zhì)高強(qiáng)的眼鏡架，是由以下重量份的組分制成的：粒度為30目的碳纖維7份、熱塑性塑料馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯25份、雙酚F型環(huán)氧樹脂35份、固化劑二乙烯三胺30份、粒徑為0.05μm的二氧化鈦3份。
制備方法為：將各組份稱量后混合均勻，135℃下加熱得到混合物料；將混合物料倒入眼鏡架模具中，300℃下熱壓固化成型；將成型后的眼鏡架從模具上取下，打磨去除毛刺，得到眼鏡架。
實(shí)施例3
一種輕質(zhì)高強(qiáng)的眼鏡架，是由以下重量份的組分制成的：粒度為500目的碳纖維15份、熱塑性塑料聚氯乙烯28份、雙酚S型環(huán)氧樹脂27份、固化劑間苯二甲胺28份、粒徑為0.3μm的二氧化鈦2份。
制備方法為：將各組份稱量后混合均勻，115℃下加熱得到混合物料；將混合物料倒入眼鏡架模具中，210℃下熱壓固化成型；將成型后的眼鏡架從模具上取下，打磨去除毛刺，得到眼鏡架。
實(shí)施例4
對(duì)實(shí)施例1-3所制備的眼鏡架進(jìn)行性能檢測(cè)，以市場(chǎng)上普通PVC塑料眼鏡架和普通鋼材眼鏡架作為對(duì)比，結(jié)果見下表。其中，普通PVC塑料眼鏡架的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試按照GB1040-79執(zhí)行，彎曲強(qiáng)度測(cè)試按GB1042-79執(zhí)行，抗沖擊性能測(cè)試按照GB/T 11548-1989執(zhí)行，磨損量測(cè)試按照GB/T3960-1983執(zhí)行。普通鋼材眼鏡架的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試按照GB/T 2975—82和GBT228.1-2010執(zhí)行，彎曲強(qiáng)度測(cè)試按GB/T 232-2010執(zhí)行，磨損量測(cè)試按照GB/T 12444-2006執(zhí)行。上述檢測(cè)均進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。
表1眼鏡架性能檢測(cè)結(jié)果表
從表1可以看出，本發(fā)明所制備的眼鏡架與普通鋼材眼鏡架、塑料眼鏡架相比，重量與塑料眼鏡架接近，重量?jī)H為普通鋼材眼鏡架的一半，具有輕質(zhì)的特點(diǎn)。
本發(fā)明所制備的眼鏡架，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度方面，雖不及普通鋼材眼鏡架，但遠(yuǎn)優(yōu)于塑料眼鏡架，表明本發(fā)明的眼鏡架力學(xué)性能優(yōu)異，在同等質(zhì)量的前提下，具有較好的強(qiáng)度。
本發(fā)明所制備的眼鏡架，磨損量高于普通鋼材眼鏡架，但是遠(yuǎn)低于塑料眼鏡架，表明本發(fā)明的眼鏡架耐摩擦性能較好。
綜上，本發(fā)明所制備的眼鏡架與塑料眼鏡架和普通鋼材眼鏡架相比，具有重量輕、強(qiáng)度高、耐摩擦的優(yōu)點(diǎn)。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。