CN101789289B - 一种碳纤维复合芯制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维复合芯制造方法。将内芯用碳纤维束和外部用纤维束退绕，经过烘干箱烘干、预热；然后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；加热使树脂从液态转为半固化至黏着状，压紧，预成型；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；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，再次加热二次固化，冷却后，缠绕储存。本发明方法制造的产品重量轻，强度高，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；表面光洁度高，性能优越。
Description
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。
Claims (2)
1.一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；
所述树脂由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。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合芯制造方法，其特征在于：烘干、预热的温度为65～150℃。
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