[发明专利]一种树脂基增强纤维复合芯和架空导线及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及架空导线技术领域，特别是涉及一种树脂基增强纤维复合芯和架空导线及其制造方法。

背景技术

复合芯导线，具有低弧垂，高温运行，拉力/重量比大的特点，相关专利03809284.0公开了一种由两种或更多种在热固性树脂基中纵向定向且基本连续增强纤维复合芯(简称复合芯)及以此作为加强芯的架空输电导线(简称导线)，该复合芯采用至少50%体积率的高强纵向纤维，以及热固性树脂作纤维粘合剂，经拉挤及加热固化成型组成复合芯。因受工艺及树脂选择的制约，固化树脂唯一限定为热固性树脂，此复合芯仍有值得改进之处，如粘结纤维树脂为热固性树脂，其不足也是客观的，如须在拉挤模中完成加热固化，而拉挤模的长度受限于树脂与模具的摩擦阻力，复合芯的拉挤固化速度限制在1米 /分钟，这在经济上是不可行的。该复合芯的增强纤维均为纵向布置，复合芯的径向力学特性明显不及纵向。再就是热固性树脂不能回收，不利于使用到期导线的回收利用。环氧树脂的摩擦阻力大，限制了模具长度，生产效率被限制，需在模具中完成固化，热固性树脂在固化时会产生变形，因此通常需在模具中完成固化。纤维全纵向排列，树脂固化后，弯曲性能差，横向缺少抱紧力，复合芯易开裂，对导线施工限制较大。现在一般都采用热固性树脂，具体参见01145281.1，而热塑性树脂则为固态，难以与纤维均匀分布进行拉挤加工，本发明就在于解决这个问题。

复合芯使用温度要求较高，一般热塑树脂难以满足，而熔融后粘度又大。热固性树脂需在模具中加热成型，成型通过模具挤压，高温快速固化树脂少，固化时间长，只能唯一采用加长模具实现，但模具长度大，固化树脂与模具摩擦力大，生产能力受到限制，难以工业化大规模生产受到限制，通常生产速度不大于1米/分钟；热固性树脂不能回收，不仅浪费资源，而且大量废弃物易造成对环境污染；其次，单一纵向纤维，径向抱合力差，易开裂，并且限制了复合芯直径，直径最大只能做到10mm，限制了大跨度应用。弯曲半径大，弯曲半径至少在40倍导线外径以上，影响了在工程上的应用（例如放线敷设、包装）；剪断时易纵向开裂，再就是，单一纵向纤维拉挤成型，表面光滑，与导体摩擦力小，导致与导线握力差，也不利于施工，例如牵引、弧垂调整。线夹夹不住。热固性树脂，例如环氧树脂固化后交联密度高,呈三维网状结构，存在内应力大、质脆、耐疲劳性与耐冲击性差等不足。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种树脂基增强纤维复合芯和架空导线及其制造方法，其中树脂基增强纤维复合芯可回收再生，架空导线的径向和纵向的力学特性好，生产的效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种树脂基增强纤维复合芯，包括：增强纤维和热塑性树脂，所述增强纤维粘结固化在热塑性树脂中，所述增强纤维包括纵向排列纤维和缠绕纤维，所述缠绕纤维以螺旋形式缠绕或者编织在纵向排列纤维的外部。

在本发明一个较佳实施例中，所述增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、合成高强度纤维、芳纶纤维、硼纤维、聚芳基酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚芳基酰胺纤维和高熔点聚合物纤维中的一种或者其中数种的混合物。

在本发明一个较佳实施例中，所述热塑性树脂为聚四氟乙烯水分散液、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物水分散液、聚三氟氯乙烯悬浮液、聚四氟与丙基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯与六氟丙烯共聚物和聚全氟乙丙烯中的一种。

在本发明一个较佳实施例中，所述增强纤维在树脂基增强纤维复合芯中所占的体积比为60%~70%，所述热塑性树脂在树脂基增强纤维复合芯中所占的体积比为30%~40%。

在本发明一个较佳实施例中，所述缠绕纤维在增强纤维中所占的体积比为5%~30%。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种架空导线，包括：铝导体和树脂基增强纤维复合芯，所述铝导体绞合在树脂基增强纤维复合芯的外部。

在本发明一个较佳实施例中，所述铝导体为退火后的铝质圆线或者软铝型线，所述铝质圆线或者软铝型线的强度范围是60~95MPa。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种架空导线的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

a、张力放线：通过数台放线架分别对纵向排列纤维和缠绕纤维进行放线，并设定适当的张力；

b、树脂浸渍：纵向排列纤维和缠绕纤维经导向轮分别进入树脂浸渍槽中进行浸渍，树脂浸渍槽中加入适量的耐温≥200℃的热塑性树脂，并进行加热使得热塑性树脂充分溶解；