CN102222542A

CN102222542A - 一种复合材料电缆芯

Info

Publication number: CN102222542A
Application number: CN 201110065865
Authority: CN
Inventors: 查培法; 李哲瞾; 查俊波
Original assignee: CHANGZHOU HONGZELAN WIRE AND CABLE CO LTD
Current assignee: CHANGZHOU HONGZELAN WIRE AND CABLE CO LTD
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2011-10-19

Abstract

本发明涉及一种复合材料电缆芯，由内、外两层构成，内层以耐热树脂为基体，高强超长连续纤维为增强材料；外层以耐热树脂为基体，低弹性模量超长连续纤维为增强材料；在内外两层的耐热树脂中添加有受阻胺光稳定剂和紫外线吸收剂。本发明提供的电缆芯具有抗紫外线、抗老化、更耐高温的优良性能。

Description

一种复合材料电缆芯

技术领域

本发明涉及一种复合材料电缆芯，具体来说是一种具有抗氧化、抗紫外线、耐高温性能的复合材料电缆芯。

背景技术

随着我国经济总量持续稳定的发展，能源成为制约经济发展的关键因素。电力是能源的主体，电力传输是能源传输的主体，因此电网安全是国家安全的重要组成部分。2005年我国发电装机容量达到5亿千瓦，2010年达到9亿千瓦。十一五规划新建高压线路3.8万公里，同时大力改造旧电路，特别是东部沿海经济发达地区，由于线路密集、土地资源紧缺，电网增容要立足于旧网改造。

申请号为200710034744.5名称为“耐热、低膨胀倍容量复合材料芯铝绞线及制备方法”的中国专利，线芯由内、外两层构成。内层以耐热树脂为基体，增强材料为选自碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维的高强超长连续纤维；外层以耐热树脂为基体，增强材料为选自Kevlar纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维的低弹性模量超长连续纤维；内外层的耐热树脂选自酚醛树脂、环氧树脂、酚醛环氧树脂。该线芯制成的输电导线热膨胀系数低、运行温度提高后弧垂不增加，可在140℃下安全工作。申请人在2010年获得该专利的独占许可。

然而由于电缆线长期暴露在日照下，容易老化；此外由于电缆线的长期运行温度为150℃，短时运行温度会达到180℃，高温影响了线芯的稳定性和使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术存在的线芯受紫外线辐射，并且长期在高温下运行，容易老化的问题，本发明提供了一种改进的复合材料电缆芯，与原有产品相比其具有抗紫外线、抗老化、更耐高温的优良性能。

本发明采用的具体技术方案是：一种复合材料电缆芯，由内、外两层构成，内层以耐热树脂为基体，高强超长连续纤维为增强材料；外层以耐热树脂为基体，低弹性模量超长连续纤维为增强材料；在内外两层的耐热树脂中添加有受阻胺光稳定剂和紫外线吸收剂。

作为优选，所述的受阻胺光稳定剂选自光稳定剂622、光稳定剂Tinuvin788、光稳定剂LQ-622、光稳定剂700、光稳定剂944、光稳定剂783、光稳定剂LQ-292、光稳定剂744、光稳定剂HPT中的一种或几种。

作为优选，所述的紫外线吸收剂吸收剂选自水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB。

作为优选，所述耐热树脂选自酚醛树脂、环氧树脂、酚醛环氧树脂。

作为优选，所述高强超长连续纤维选自碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维。

作为优选，所述低弹性模量超长连续纤维选自Kevlar纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维。

作为优选，所述内层中高强超长连续纤维的体积分数为55-75％，光稳定剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％，紫外吸收剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％。

作为优选，所述外层中低弹性模量超长连续纤维的体积分数为55-75％，光稳定剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％，紫外吸收剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％。

制作本发明电缆芯的方法与申请号为CN200710034744.5的专利实施例中“复合材料线芯制备”步骤基本相同，不同的是在耐热树脂胶液中添加0.1-3％的紫外吸收剂和0.1-3％的光稳定剂。

受阻胺光稳定剂具有优良的加工热稳定性，良好的与树脂相容性，可以有效地防止光、热及气候、水分对高聚物的降解作用，与紫外线吸收剂并用，有协同作用，能进一步提高制品的耐热，耐光老化效果。本发明提供的电缆芯由于在树脂中添加了受阻胺光稳定剂和紫外线吸收剂，具备了优良的耐高温性、抗紫外性及抗老化性。

附图说明

图1：电缆芯的制造设备示意简图。

具体实施方式

实施例1电缆芯的制备

将碳纤维无捻纱穿过纱架1，经导向毡板2进入装有环氧树脂胶液的贮槽3浸胶，胶液中紫外吸收剂RMB、光稳定剂HPT为环氧树脂质量的0.1％、0.1％，酸酐固化剂质量为紫外吸收剂RMB、光稳定剂HPT、环氧树脂质量的总和，然后进入预成型模具4。

从预成型模具4出来的增强材料进入带加热板的成型模具5中进行固化。成型模具5长650mm，模腔直径4.5mm，分为三个温度区：140℃、170℃、140℃。固化后由牵引机6从成型模具5中拔出，即得到电缆芯内层。

将玻璃纤维无捻纱穿过纱架1，经导向毡板2进入装有环氧树脂胶液的贮槽3浸胶，胶液中紫外吸收剂RMB、光稳定剂HPT为环氧树脂质量的0.1％、0.1％，酸酐固化剂质量为紫外吸收剂RMB、光稳定剂HPT、环氧树脂质量的总和，然后和第一步得到的电缆芯内层一起进入预成型模具4，内层处于中心位置，玻璃纤维均匀分布在内层外围。

从预成型模具4出来的增强材料进入带加热板的成型模具5中固化。成型模具5长650mm，模腔直径6.5mm。固化后由牵引机6从成型模具5中拔出，即得到电缆芯内层。

实施例2电缆芯的制备

将碳纤维无捻纱穿过纱架1，经导向毡板2进入装有酚醛树脂胶液的贮槽3浸胶，胶液中紫外吸收剂UV-O、光稳定剂LQ-292为酚醛树脂质量的3％、3％，酸酐固化剂质量为紫外吸收剂UV-O、光稳定剂LQ-292、酚醛树脂质量的总和，然后进入预成型模具4。

将玻璃纤维无捻纱穿过纱架1，经导向毡板2进入装有酚醛树脂胶液的贮槽3浸胶，胶液中紫外吸收剂UV-O、光稳定剂LQ-292为酚醛树脂质量的3％、3％，酸酐固化剂质量为紫外吸收剂UV-O、光稳定剂LQ-292、酚醛树脂质量的总和，然后和第一步得到的电缆芯内层一起进入预成型模具4，内层处于中心位置，玻璃纤维均匀分布在内层外围。

从预成型模具4出来的增强材料进入带加热板的成型模具5中固化。成型模具5长650mm，模腔直径6.5mm。固化后由牵引机6从成型模具5中拔出，即得到电缆芯内层。实施例3电缆芯耐热(老化)性能试验

分别将含有紫外线吸收剂和光稳定剂的电缆芯、不含有紫外线吸收剂和光稳定剂的电缆芯置入温度分别为140℃、160℃、180℃、200℃、240℃的烘箱中加热400小时；加热完成后取出并在空气中自然冷却至室温；将电缆线两端安装楔型耐张线夹并在500KN拉力试验机上测试拉力。试验结果见下表。前者拉力比后者有所上升，表明含有紫外线吸收剂和光稳定剂的电缆芯更加耐热、不易老化。

表1不同电缆线老化后的拉力试验结果

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种复合材料电缆芯，由内、外两层构成，内层以耐热树脂为基体，高强超长连续纤维为增强材料；外层以耐热树脂为基体，低弹性模量超长连续纤维为增强材料，其特征为：在内外两层的耐热树脂中添加有受阻胺光稳定剂和紫外线吸收剂。

2.权利要求1所述的电缆芯，其特征为：受阻胺光稳定剂选自光稳定剂622、光稳定剂Tinuvin788、光稳定剂LQ-622、光稳定剂700、光稳定剂944、光稳定剂783、光稳定剂LQ-292、光稳定剂744、光稳定剂HPT中的一种或几种。

3.权利要求1所述的电缆芯，其特征为：紫外线吸收剂吸收剂选自水杨酯苯酯、紫外线吸收剂UV-P、紫外线吸收剂UV-O、紫外线吸收剂UV-9、紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UVP-327、紫外线吸收剂RMB。

4.权利要求1所述的电缆芯，其特征为：耐热树脂选自酚醛树脂、环氧树脂、酚醛环氧树脂。

5.权利要求1所述的电缆芯，其特征为：高强超长连续纤维选自碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维。

6.权利要求1所述的电缆芯，其特征为：低弹性模量超长连续纤维选自Kevlar纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维。

7.权利要求1所述的电缆芯，其特征为：内层中高强超长连续纤维的体积分数为55-75％，光稳定剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％，紫外吸收剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％。

8.权利要求1所述的电缆芯，其特征为：外层中低弹性模量超长连续纤维的体积分数为55-75％，光稳定剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％，紫外吸收剂质量为耐热树脂质量的0.1-3％。