[发明专利]一种增强塑料杆及其生产装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强塑料杆及其制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

20世纪70年代，人们研发尝试光缆结构中的抗拉加强件采用有机复合材料替代金属材料。至目前，产品主要有光缆用玻璃纤维增强塑料杆、光缆用芳纶纤维增强塑料杆，光缆用玻璃纤维加强纱，其特征是基体材料通常为热固性或热塑性树脂，增强材料单独配置玻璃纤维纱或芳纶纤维纱，采用热固化拉挤成型工艺制备。20世纪末，21世纪初，日本、美国开发了复合材料合成芯电缆。2000年以后，国内的部分高校、科研院所及企业也开始关注、研究、开发复合材料合成芯电缆，已公开有公开号CN101034601A的名称为《耐热低膨胀倍容量复合材料芯铝绞线及制备方法》的发明专利，申请号为ZL200520072074.2的名称为《碳纤维复合芯铝绞线及绝缘电缆》的实用新型专利，申请号为ZL200620164874.1的名称为《输电铝绞线复合材料芯》的实用新型专利。综合以上信息，其主要特征为：1.采用有机复合材料合成芯替代金属材料芯用作电缆的抗张拉承力件。2.复合材料合成芯为双层结构，即增强塑料杆外包覆增强塑料套0.1-2mm。3.复合材料合成芯的基体材料为含有环状结构单元的耐热酚醛树脂。耐热环氧树脂或耐热酚醛环氧树脂，树脂胶液中环氧树脂与固化剂的重量比例可为1：1到10：1，中央的增强型塑料杆的增强材料采用碳纤维纱，占体积百分数为55％-75％，或混配碳纤维纱、玻璃纤维纱，包覆增强塑料套的增强材料采用芳纶纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维，占体积百分比为55％-75％。4.复合材料合成芯的制备方法为采用二次拉挤成型工艺，即先拉挤成型获得中央的增强塑料杆，再二次拉挤成型在中央的增强塑料杆外包覆增强塑料套，拉挤线速度为每分钟0.2米。5.复合材料合成芯为圆形，直径4-15mm，长度为≥300米。其抗拉强度大于1800MPa。

随着全球光缆、电缆产业新技术、新结构、新功能的不断涌现，现有的增强塑料杆品种已不能充分满足技术进步要求。现有的电缆用复合材料合成芯因二次拉挤成型，内外两层增强塑料树脂的分子结构不是连续的而导致生产效率低、产品弯曲性能差的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拉强度高、弯曲性能好，生产效率高、性价比高、环保节能的增强塑料杆及其生产装置和方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种增强塑料杆，其特征在于，包括热固化树脂基体和增强用纤维纱，所述的增强用纤维纱分布在热固化树脂基体中，所述的增强用纤维纱共有两种，第一种纤维纱的强度比第二种纤维纱的强度高，第二种纤维纱分布在第一种纤维纱的周围。

优选地，所述的热固化树脂基体的含量为18-32wt％，增强用纤维纱的含量为68-82wt％。

优选地，所述的热固化树脂基体的原料由乙烯基环氧树脂87-92wt％，碳酸钙5-8wt％，固化剂2-3.5wt％和脱模剂1-1.5wt％组成或由缩水甘油四官能团环氧树脂39-42wt％，固化剂57.3-60.2wt％和脱模剂0.7-0.8wt％组成。

优选地，所述的第一种纤维纱的重量占增强用纤维纱的总重量的7-64wt％，第二种纤维纱的重量占增强用纤维纱的总重量的36-93wt％。

优选地，所述的第一种纤维纱为芳纶纤维纱或碳纤维纱，所述的第二种纤维纱为玻璃纤维纱或聚酯纤维纱。

优选地，所述的热固化树脂基体的截面为圆形、椭圆形或多边形。

优选地，所述的热固化树脂基体的截面为直径为0.5-10毫米的圆形。

优选地，所述的热固化树脂基体的长度为4.5-50公里。

本发明还提供了一种用于生产上述增强塑料杆的预成型装置，其特征在于，包括从前到后依次设置的前分线滤胶板、中分线滤胶板、后分线滤胶板、预热模板和定位板，其中，前分线滤胶板、中分线滤胶板和后分线滤胶板的中部皆设有中央滤胶模，前分线滤胶板、中分线滤胶板和后分线滤胶板的中央滤胶模的周围分别均匀分布有多个第一滤胶模、多个第二滤胶模和多个第三滤胶模，定位板的中间设有热固化模的模孔，两侧各设有一个定位连接杆，前分线滤胶板、中分线滤胶板、后分线滤胶板和预热模板的两侧分别固定在相应的定位连接杆上。

优选地，所述的预热模板上设有预热成型模、电加热管和温控探测器。

优选地，所述的中央滤胶模、预热成型模、热固化模孔的圆心在同一直线上。