專利名稱：一種適用于輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線的樹脂基復(fù)合材料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及到一種熱固性樹
脂以及一種適用于穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)的高強(qiáng)度、耐高溫、表面規(guī)整、光潔度高的復(fù)合材料(又稱 復(fù)合芯)的制備工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電力負(fù)荷需求和供電可靠性的要求不斷提高，給電力行業(yè)提出了更高 的要求。建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型電網(wǎng)，成為電力行業(yè)面臨的一個(gè)緊迫問題。為迎接未 來電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)，急需解決電力線路輸送容量提高的同時(shí)又能充分利用已有鐵塔， 盡量避免線路走廊用地增加這一技術(shù)難題。 與傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線相比具有重量輕、強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、弛度低、載流量大和
耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合芯導(dǎo)線的成功研制，有望實(shí)現(xiàn)低損耗、環(huán)保型、節(jié)約型和大容量新型復(fù)
合材料輸電技術(shù)的推廣應(yīng)用。這對(duì)減少有色金屬稀缺資源消耗、增加電網(wǎng)安全運(yùn)行的可靠
性、老舊線路的增容改造和土地資源緊張地區(qū)的線路重建具有重要意義。 現(xiàn)有復(fù)合芯制備工藝具有固化周期長、容易出現(xiàn)模具堵塞、制品表面光潔度欠缺、
樹脂包覆纖維不徹底、樹脂固化工藝引起的力學(xué)強(qiáng)度下降等問題，由于復(fù)合芯質(zhì)量的好壞
將直接影響復(fù)合芯導(dǎo)線的質(zhì)量，進(jìn)而影響整個(gè)輸電線路安全運(yùn)行，因此為提高輸電線路運(yùn)
行安全可靠性，復(fù)合芯的綜合性能應(yīng)進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種解決現(xiàn)有輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料制備 工藝固化周期長、容易出現(xiàn)模具堵塞、制品表面光潔度欠缺、樹脂包覆纖維不徹底等問題的 制備工藝，得到一種可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用復(fù)合材料 的制備工藝。 本發(fā)明提出的一種輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于 包括以下步驟 (1)經(jīng)干燥預(yù)處理的增強(qiáng)材料的開巻紗束在牽引機(jī)的拉力下，通過一系列導(dǎo)向輥 和集束柵板、集紗輥后，進(jìn)入浸漬膠槽，充分浸透樹脂材料的膠液，使樹脂材料完全包覆增 強(qiáng)纖維； (2)經(jīng)樹脂浸潤的纖維通過具有一定界面形狀的預(yù)成型模，排出多余的樹脂和氣 泡，進(jìn)行預(yù)成型； (3)進(jìn)行前固化步驟通過前段固化模具，經(jīng)樹脂浸潤的纖維在該模具內(nèi)逐步吸 熱升溫，樹脂經(jīng)粘流態(tài)、凝膠態(tài)、玻璃態(tài)后成型固化，在內(nèi)脫模劑的作用下，由牽引裝置拉出 脫模成型； (4)進(jìn)行后固化步驟；
3
(5)由收線機(jī)進(jìn)行制品收巻，通過切割裝置切成所需長度的制品； 其中，所述樹脂材料的配方為熱固性樹脂100份、固化劑50 150份、促進(jìn)劑1
20份、脫模劑1 20份。 優(yōu)選地，(1)所述浸漬膠槽的溫度恒定為50-70°C， (2)預(yù)成型模內(nèi)的溫度為80 ll(TC。 優(yōu)選地，前段固化模具內(nèi)的第一加熱區(qū)間溫度為120-150°C ;第二加熱區(qū)間溫度為 150 185°C ;第三加熱區(qū)間溫度為160 180°C。 優(yōu)選地，后固化采用四段連續(xù)加熱區(qū)間，加熱區(qū)間的溫度為180 220°C。
優(yōu)選地，牽引速度不低于0. 3m/min。 優(yōu)選地，固化劑是選自酸酐類、脂肪多元胺類、酰胺基胺類、有機(jī)酸、樹脂類中的一 種或幾種。 優(yōu)選地，促進(jìn)劑是選自胺類、苯酚類、咪唑類中的一種或幾種。 優(yōu)選地，脫模劑是選自硬脂酸鋅、硬脂酸、硅油類、硅脂類、自制內(nèi)脫模劑的一種或 幾種。 優(yōu)選地，所述增強(qiáng)材料是選自碳纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳綸纖維、 碳化硅纖維、PBI纖維中的一種或幾種。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝對(duì)應(yīng)的相 應(yīng)參數(shù)在如下基礎(chǔ)上得出以復(fù)合芯制備工藝所涉及的樹脂固化過程對(duì)應(yīng)的模具內(nèi)溫度場(chǎng) 和樹脂固化度動(dòng)態(tài)變化為參照，以牽引速度，固化溫度，加熱區(qū)間長度作為三因素，耐熱性、 拉伸強(qiáng)度、表面質(zhì)量作為三水平進(jìn)行正交化設(shè)計(jì)。 本發(fā)明所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，最終制品的性能 指標(biāo)應(yīng)達(dá)到復(fù)合芯纖維含量Vf = 60 80%，復(fù)合芯拉伸強(qiáng)度不低于2400MPa，復(fù)合芯玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度不低于1S(TC。 本發(fā)明所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，最終制品的外觀 應(yīng)符合復(fù)合芯表面光潔，粗糙度相對(duì)較低，樹脂完全包覆增強(qiáng)纖維。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂 基復(fù)合材料的制備工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，提高了樣品的綜合性能和生產(chǎn)效率、表面規(guī)整、光潔度 高、且可以連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述或作進(jìn)一步說明，其目的在于更好理 解本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝所涉及的
樹脂配方，按照如下配比樹脂100份、固化劑120份、促進(jìn)劑5份、脫模劑3份。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝，將膠槽的
溫度恒定為65t:，經(jīng)樹脂浸潤的纖維在模具前段預(yù)熱區(qū)的溫度為105°C。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝對(duì)應(yīng)的前
段固化模具，對(duì)應(yīng)的第一加熱區(qū)間為148t:;第二加熱區(qū)間為178t:;第三加熱區(qū)間為170°C。后固化區(qū)間，采用四段連續(xù)加熱方式，加熱區(qū)間的溫度為200°C。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝對(duì)應(yīng)的牽 引速度設(shè)為0. 3m/min。 按照上述可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝制備得到的樣 品經(jīng)檢測(cè)，復(fù)合芯玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為195°C ，拉伸強(qiáng)度2446MPa，復(fù)合芯表面光潔，無粗糙 度，樹脂完全包覆增強(qiáng)纖維。
實(shí)施例2 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝所涉及的
樹脂配方，按照如下配比樹脂100份、固化劑95份、促進(jìn)劑12份、脫模劑5份。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝，將膠槽的
溫度恒定為6(TC，經(jīng)樹脂浸潤的纖維在模具前段預(yù)熱區(qū)的溫度為105°C。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝對(duì)應(yīng)的前
段固化模具，對(duì)應(yīng)的第一加熱區(qū)間為145t:;第二加熱區(qū)間為17(TC;第三加熱區(qū)間為165°C。
后固化區(qū)間，采用四段連續(xù)加熱方式，加熱區(qū)間的溫度為200°C。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝對(duì)應(yīng)的牽 引速度設(shè)為0. 35m/min。 按照上述可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝制備得到的樣 品經(jīng)檢測(cè)，復(fù)合芯玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為198°C ，拉伸強(qiáng)度2520MPa，復(fù)合芯表面光潔，無粗糙 度，樹脂完全包覆增強(qiáng)纖維。
實(shí)施例3 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝所涉及的
樹脂配方，按照如下配比樹脂100份、固化劑80份、促進(jìn)劑5份、脫模劑2份。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝，將膠槽的
溫度恒定為6(TC，經(jīng)樹脂浸潤的纖維在模具前段預(yù)熱區(qū)的溫度為ll(TC。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝對(duì)應(yīng)的前
段固化模具，對(duì)應(yīng)的第一加熱區(qū)間為135t:;第二加熱區(qū)間為165t:;第三加熱區(qū)間為160°C。
后固化區(qū)間，采用四段連續(xù)加熱方式，加熱區(qū)間的溫度為200°C。 本發(fā)明所述的可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝對(duì)應(yīng)的牽 引速度設(shè)為0. 4m/min。 按照上述可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)且物理化學(xué)性能穩(wěn)定的復(fù)合芯制備工藝制備得到的樣 品經(jīng)檢測(cè)，復(fù)合芯玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為202°C ，拉伸強(qiáng)度2480MPa，復(fù)合芯表面光潔，無粗糙 度，樹脂完全包覆增強(qiáng)纖維。 上面通過特別的實(shí)施例內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員還可意識(shí)到變型 和可選的實(shí)施例的多種可能性，例如，通過組合和/或改變單個(gè)實(shí)施例的特征。因此，可以 理解的是這些變型和可選的實(shí)施例將被認(rèn)為是包括在本發(fā)明中，本發(fā)明的范圍僅僅被附上 的專利權(quán)利要求書及其同等物限制。
權(quán)利要求
一種輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于包括以下步驟(1)經(jīng)干燥預(yù)處理的增強(qiáng)材料的開卷紗束在牽引機(jī)的拉力下，通過一系列導(dǎo)向輥和集束柵板、集紗輥后，進(jìn)入浸漬膠槽，充分浸透樹脂材料的膠液，使樹脂材料完全包覆增強(qiáng)纖維；(2)經(jīng)樹脂浸潤的纖維通過具有一定界面形狀的預(yù)成型模，排出多余的樹脂和氣泡，進(jìn)行預(yù)成型；(3)進(jìn)行前固化步驟通過前段固化模具，經(jīng)樹脂浸潤的纖維在該模具內(nèi)逐步吸熱升溫，樹脂經(jīng)粘流態(tài)、凝膠態(tài)、玻璃態(tài)后成型固化，在內(nèi)脫模劑的作用下，由牽引裝置拉出脫模成型；(4)進(jìn)行后固化步驟；(5)由收線機(jī)進(jìn)行制品收卷，通過切割裝置切成所需長度的制品；其中，所述樹脂材料的配方為熱固性樹脂100份、固化劑50～150份、促進(jìn)劑1～20份、脫模劑1～20份。
2. 如權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于(1)所述浸漬膠槽的溫度恒定為50-70°C， (2)預(yù)成型模內(nèi)的溫度為80 ll(TC。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于前段固化模具內(nèi)的第一加熱區(qū)間溫度為120-150°C ;第二加熱區(qū)間溫度為150 185°C ;第三加熱區(qū)間溫度為160 180°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于后固化采用四段連續(xù)加熱區(qū)間，加熱區(qū)間的溫度為180 220°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于牽引速度不低于0. 3m/min。
6. 如權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于固化劑是選自酸酐類、脂肪多元胺類、酰胺基胺類、有機(jī)酸、樹脂類中的一種或幾種。
7. 如權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于促進(jìn)劑是選自胺類、苯酚類、咪唑類中的一種或幾種。
8. 如權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于脫模劑是選自硬脂酸鋅、硬脂酸、硅油類、硅脂類、自制內(nèi)脫模劑的一種或幾種。
9. 如權(quán)利要求1所述的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于所述增強(qiáng)材料是選自碳纖維、玄武巖纖維、玻璃纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、PBI纖維中的一種或幾種。
10. 如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)制備工藝制得的輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用樹脂基復(fù)合材料的制備工藝領(lǐng)域，具體涉及到一種適用于穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)的高強(qiáng)度、耐高溫、表面規(guī)整、光潔度高的復(fù)合芯的制備工藝。此工藝解決了現(xiàn)有制備工藝固化周期長、容易出現(xiàn)模具堵塞、制品表面光潔度欠缺、樹脂包覆纖維不徹底、樹脂固化工藝引起的力學(xué)強(qiáng)度下降等問題，并且提高了制品的綜合性能，節(jié)約了材料消耗。該輸電線路擴(kuò)容導(dǎo)線用復(fù)合芯的制備工藝有著廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B29C70/50GK101722658SQ200910237469
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者何州文, 蘭逢濤, 劉輝, 張卓, 徐麗, 王秋玲, 藥寧娜, 陳新 申請(qǐng)人:中國電力科學(xué)研究院