[发明专利]一种碳纤维复合芯制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合纤维的制造方法，特别涉及一种电力输送线路用碳纤维复合芯的制造方法。

背景技术

现有的大功率铝绞线中，往往需要在铝绞线的中间复合钢芯，以提高铝绞线的强度，满足长距离跨越的需要。

但是使用钢芯质量重，强度小，在高温下强度会进一步减弱，不利于铝绞线的长期使用。为此，人们开发出了FRP复合芯以替代钢芯，虽然减轻了重量，但强度还是不足。究其原因，还是制造工艺存在缺陷。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种碳纤维复合芯制造方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种碳纤维复合芯制造方法，包括以下步骤：

1)将内芯用碳纤维束和外部用复合纤维束退绕，经过烘干箱烘干、预热；

2)将纤维束用树脂浸透，浸透后的纤维束通过导线器、集纱器集中；

3)将纤维束加热使其上的树脂从液态转为半固化至黏着状，压紧，预成型；

4)将预成型纤维束通过调节通道，压缩纤维束、排除纤维束中的空气、调节纤维树脂比，将纤维束初步集中，塑造成小股纤维束；

5)进一步将小股纤维束集中、压实，先将内碳芯集中成一束，然后在内碳芯束外复合玻璃纤维束，压实，加热固化，再冷却至65～85℃，再次加热进行固化，冷却后，缠绕储存。

树脂由A、B两组组分混配而成，其中A组分由包括以下重量份的：脂环族环氧树脂6份、酚醛树脂3份、晶须粉末抱合剂0.5份、辅助材料0.5份；B组分包括以下重量份的：高温酸酐树脂5份、桐油4份、辅助材料1份；使用时将A、B两组组分混合，A、B两组组分的混合比为1∶1。

本发明的优点是：本发明方法制造的产品重量轻，强度高，无磁损，耐候性好；能长期承受200℃以下的高温，能短时间承受不超过250℃的高温；抗开裂能力和附着力强，表面光洁度高，性能优越。

所用的树脂来源广泛，便宜易得，性能稳定，有利于保证产品质量的稳定。

具体实施方式

下面结合实例，进一步说明本发明。

实施例中所用的辅助材料为常用的环氧树脂固定时间调节剂、韧性和产品强度调整剂，其用量和配比是本领域技术人员所熟知的。

1)A组分的制备：取高性能脂环族环氧树脂6份、酚醛树脂3份、晶须粉末抱合剂0.5份、辅助材料0.5份，用高速分散机分散即可；

2)B组分的制备：取桐油4份，在桐油中加入辅助材料1份，200℃下反应生成桐油树脂，然后加入高温酸酐树脂5份，用高速分散机分散即可；

3)将A∶B两组份各50％，混合均匀，转移至上浆斗，备用；

4)将内芯用碳纤维束和外部用复合纤维束退绕，拉直，经过烘干箱65～85℃烘干、预热；

5)纤维束然后穿过上浆斗，被上浆斗内的树脂浸透，浸透后的纤维束导线器、集纱器集中；

6)将纤维束加热到65～150℃，使纤维束上的树脂从液态转为半固化至黏着状态，通过模具压紧，预成型；

7)保持温度不变，将预成型的纤维束通过调节通道，进一步压缩纤维束、排除纤维束中的空气、调节纤维树脂比，将纤维束初步集中，塑造成小股纤维束；

8)进一步将小股纤维束集中、压实，先将内碳芯集中成一束，然后在内碳芯束外复合玻璃纤维束，压实，加热至145～205℃固化，接着冷却至65～85℃，再次加热至145～205℃，进行二次固化，冷却后，缠绕储存。

当然，最后两次固化温度的选择与所用树脂的种类有关，两次固化的温度一致，固化效果更好。

本发明产品的主要性能参数如下。

比重：      1.95g/cm³

线膨胀系数：1.6×10^-6(纵向)

2.77×10^-6(横向)

抗张强度：  2399MPa

抗拉强度：  2597MPa

弹性模量：  112.7Gpa

相比之下，钢丝的比重为7.78g/cm³，特高强度钢丝的抗张强度为1620MPa，钢芯铝绞线的抗拉强度为1300MPa。

可见本发明产品与钢芯相比，具有质量轻，强度高的特点。

本发明技术指标如下所示：

温度迁移点以上线膨胀系数：1.6×10^-6/℃

载流量：

75℃——1025A

100℃——1265A

200℃——1863A

极限工作温度：250℃

连续工作温度：180℃

以上数据表明，本发明产品具有优越的耐高温性能，性能优越。