CN102604328A - 架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒制造成型的基体树脂组合物及其使用方法，该组合物包含：A类物质为环氧树脂100份，增韧剂0-50份，填料0-20，紫外线吸收剂0.1～5份，抗氧剂0.1～5份，消泡剂0～2份，偶联剂0.1～5份；B类物质为固化剂100份，增韧剂0-50份，填料0-20份，促进剂0.1-10份；C类物质为脱膜剂；将质量比为100∶20～200∶0.5-5的A、B、C类物质混合搅拌均匀后放入复合芯成型设备浸胶槽，碳纤维与玻璃纤维通过浸胶槽浸润，进入拉挤模具，固化、保温，经过冷却卷绕成为复合芯棒；本发明的树脂组合物具有良好加工工艺性，使用成本较低，固化成型的纤维增强复合芯棒强度高、耐高温，韧性好，抗弯曲、耐环境老化与热老化，符合长期安全稳定运行要求。

Description

架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物，尤其是一种架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物。本发明还涉及上述树脂组合物的使用方法。

背景技术

架空输电导线作为输送电力的载体，在输电线路中占有极为重要的地位。长期以来，架空导线主要使用钢芯铝绞线(ACSR)。

随着材料技术的不断进步，20世纪末人们尝试用有机复合材料代替金属材料制作导线的芯材，开发出了新型复合材料合成芯导线(ACCC导线)。与传统架空导线相比，新型导线具有强度高、电导率高、载流量大，运行温度高、线膨胀系数小、弛度小、重量轻、耐腐蚀、使用寿命长、减少电磁辐射和电晕损失、便于导线展放和施工等优点，成为新一代输电方式的发展方向。

从本世纪开始国外以美国CTC公司为代表进行复合芯导线的商业化运行，近年来国内也有多家科研单位与企业正在开展采用复合芯棒的架空导线的运行试验并取得了良好的运行业绩。

新型导线的关键技术是复合芯棒的生产，围绕复合芯棒的制造技术，国内外申请了许多有关复合芯棒制造技术的专利，最典型的有美国合成科技公司的CN1649718，该专利提出了复合芯棒的结构以及生产所采用的纤维、设备与工艺条件，但对其关键组成部分树脂基体很少涉及，只提到是热固性树脂，其中之一是环氧树脂，很难想象按此简单配方能生产出高性能的复合芯棒的。

环氧树脂品种非常多，配套固化剂与其他助剂也很多，不同组配性质相差非常大。用于架空导线复合芯棒对树脂基体耐高温、强度、耐腐蚀、环境变化产生的应力要求相当高，与一般环氧树脂制品很大不同的是，生产复合芯棒所采用的拉挤成型工艺要求在短时间(1-2分钟)基体树脂快速固化且要求固化物还必须具备高的拉伸、弯曲、压缩等机械强度与高的玻璃化转变温度。

一般环氧树脂制品的固化通常需要数小时甚至更长时间，短期快速固化将导致固化物内应力大大增加，引起内部开裂，且也难以达到高的玻璃化转变温度与强度要求，因此，要充分满足复合芯棒生产的工艺特征与制品性能要求是普通树脂配方所不能解决的，必须开发新型树脂基体。实际运行与检测情况也表明即使进口的复合芯棒也不能满足我国新的复合芯棒标准所要求性能。

除CN1649718外，国内其他专利申请如沈阳中恒新材料提出的CN301552772，中国电力科学研究院CN201348902，江苏远东CN200962340，102136319多是关于复合芯棒外形结构与生产方法的申请。由此观之，现有技术并未能解决高性能要求的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒生产的关键材料树脂基体的配方与制造技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对高性能架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的特殊要求，提供一种环氧树脂组合物，主要作为高性能架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒生产的基体树脂。充分满足其对混合后较长可使用期与快速成型工艺性、高拉伸、压缩强度、耐高低温、耐老化、耐疲劳等综合性能要求。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案是：一种架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，该组合物包含A、B、C三类分别包装的物质，其中：

A类物质按重量份数计由以下组分组成：环氧树脂100份，增韧剂0-50份，填料0-20，紫外线吸收剂0.1～5份，抗氧剂0.1～5份，消泡剂0～2份，偶联剂0.1～5份；所述的环氧树脂为脂环族环氧树脂、缩水甘油胺或缩水甘油胺-醚混合型环氧树脂、环氧乙烯基树脂，或为上述树脂一种或多种的混合物；

B类物质按重量份数计由以下组分组成：固化剂100份，增韧剂0-50份，填料0-20份，促进剂0.1-10份；

C类物质为脱膜剂；

上述A、B、C类物质的质量比为100∶20～200∶0.5-5。

上述的脂环族环氧树脂为分子结构中含有饱和六元环结构的缩水甘油醚(酯)，如常熟佳发化学公司JEw-0120，Hunstman CY184等，也可以为采用环上双键氧化得到的脂环族环氧树脂如美国联碳公司ERL 4221、4206等这类环氧树脂环氧基含量高，固化物耐热性好。

上述的缩水甘油胺型环氧树脂为芳香胺或脂环胺与环氧氯丙烷的反应产物，如常熟佳发化学公司JEh-011、JEh-012等，这类环氧树脂由于分子中环状结构，且环氧基含量高，固化物具有很高交联密度，耐热性好；同时由于缩水甘油胺中的叔胺基的固化促进作用，与胺类、酸酐类固化剂反应速度快，特别适合复合芯拉挤工艺快速成型的工艺要求。上述缩水甘油胺-醚型环氧树脂典型产品如常熟佳发化学JEh-021、JEh-041等，由于其分子结构中既具有耐热与反应速度快的缩水甘油胺基团，又有韧性好的缩水甘油醚基团，可以使固化产物既有较好耐热性又有一定韧性，符合复合芯棒的综合性能要求。

所述环氧乙烯基树脂为缩水甘油胺或缩水甘油醚型环氧树脂与丙烯酸或甲基丙烯酸反应产物，并且以低粘度丙烯酸酯稀释得到。具体的制备方法为：第一步制得环氧丙烯酸酯，可用丙烯酸、甲基丙烯酸与缩水甘油胺或醚型环氧树脂在80-130℃反应5-8小时至酸值小于10mgKOH/g；第二步向上述反应物中加入10-50％反应物总量的二元或多元醇丙烯酸酯或苯二甲酸丙烯酸酯等高沸点稀释单体进行稀释得到。

所述缩水甘油胺-醚型环氧树脂为常温呈液态，既有缩水甘油胺结构又有缩水甘油醚结构的环氧树脂。

将上述环氧乙烯基树脂加到前述环氧树脂中，由于两者属于不同固化体系，固化过程形成互穿网络结构，充分发挥各自优点，有助于改善固化物韧性，另一方面，环氧乙烯基树脂固化体系是自由基聚合，反应速度高于环氧基与酸酐类固化剂的加成聚合速度，藉此可加快复合芯拉挤成型速度。

本发明用于复合芯棒生产的基体树脂A类物质可以是单一品种的环氧树脂，也可以是几种不同树脂的混合物，以多种环氧树脂配合性能更加全面。该基体树脂A组分室温为液态，环氧当量为100～200g/mol，优选110～160g/mol，粘度为1000～100000mpa.s25℃，优选2000～20000mpa.s25℃。

上述A类物质中所述增韧剂为预制的纳米橡胶或核壳型橡胶，所述橡胶颗粒均匀分散于环氧树脂中；所述增韧剂或为在环氧树脂固化过程中产生原位分相的海岛型结构增韧剂。预制的纳米橡胶颗粒采用研磨或超声分散等方法将丁腈、丁苯等纳米橡胶粒子分散到环氧树脂基体中，也可以采用在固化过程中产生原位分相形式的海岛结构增韧剂进行增韧，如采用液态端羧基丁腈橡胶，或分子量2000-4000的端羧基液态丙烯酸酯聚合物加到树脂基体中在复合芯成型过程中产生相分离，改善其韧性。

上述A类物质中的填料为硅酸盐类无机矿物粉末，其化学成分为氧化硅、氧化铝，如高岭土、滑石粉、硅灰石等，以加入经环氧处理的纳米填料具有更好效果。加入填料的作用可降低树脂固化收缩，增加表面硬度、增加复合芯棒表面光洁度。填料加入量优选0～20份，填料粒度为100～2000目，优选300～800目。例如填料可以为粒径200-2000目的硅酸盐类粉末、纳米粉末或以环氧化物处理的纳米粉末。

上述B类物质中增韧剂与填料可以与A组分中相同或不同，也可以只加在A类物质中或B类物质中。

上述A类物质中紫外线吸收剂为二苯甲酮类衍生物如UV531等，加入量优选0.5～1.5份。

上述A类物质中抗氧剂为位阻酚或亚磷酸酯，加入量优选1～2份。

上述A类物质中消泡剂为硅烷类消泡剂，加入量优选0.1～0.5份。

上述A类物质中偶联剂为端胺基或环氧基硅烷或钛酸酯偶联剂，加入量优选1～2份。

上述B类物质中固化剂为液态苯二甲酸酐或其氢化物，或为甲基纳迪克酸酐，或为芳香族或脂环族胺。可以是液态酸酐类固化剂如异构化甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢苯酐、甲基纳迪克酸酐，也可以是多种酸酐的混合物；固化物还可以采用反应活性较低的芳香或脂环胺类固化剂的一种或几种的混合物如二氨基二苯基甲烷、二乙基甲苯二胺、3，3‘二甲基4，4’二氨基二环己基甲烷。B组分粘度为10～10000mpa.s25℃，优选200～2000mpa.s25℃。

上述B类物质中促进剂为咪唑或叔胺、三苯基膦或季膦盐、路易斯酸或有机金属盐。如咪唑如2，乙基，4甲基咪唑，或咪唑改性物如常熟佳发化学JH-0511，叔胺如二甲基苄胺、也可以采用三苯基膦或季膦盐、路易斯酸如三氯化铝或有机金属盐如乙酰丙酮铝(铬、锌)等。

C类物质中的脱膜剂为硬脂酸盐或蜡类物质，如北京科拉斯1890。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物的使用方法，其包括以下步骤：

1)将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；

2)根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在10-40℃，转速100-1000转/分，搅拌混合5-15分钟混合均匀备用；

3)将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温20-40℃；

4)经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；

5)浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；

6)浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经150-250℃固化后进入后固化与保温段；

7)成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。

本发明提供的树脂基体组合物具有成型工艺性好的特点，制成的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒具有强度高、耐高温，韧性好，抗弯曲、耐环境老化与热老化等特点，是目前较优的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒基体树脂，且该组合物的制备方法操作简单，易于产业化。

具体实施方式

实施例1

在搅拌反应釜投入缩水甘油胺型环氧树脂(常熟佳发化学有限公司JEh-012)100kg，缩水甘油胺-醚型环氧树脂(常熟佳发化学有限公司JEh-041)40kg，消泡剂A-530(德国毕克化学)0.1g，偶联剂KH-5601.5g，紫外线吸收剂UV-531 0.5kg，抗氧剂10102kg，端羧基液态丁腈橡胶15kg，在转速80～100转/分，100～120℃、-0.1MPa脱泡搅拌1小时，出料包装作为A类，测试粘度为11000mpa.s25℃。

在搅拌反应釜加入甲基纳迪克酸酐100kg，分子量2000-3000端羧基聚丙烯酸酯20kg，改性咪唑(常熟佳发化学JH-0511)2kg，环氧化物处理的纳米粉料(北京崇高纳米科技公司TMMT)4kg，搅拌升温至60～80℃，-0.1MPa下搅拌混合1小时，出料作为B类，测试粘度为390mpa.s25℃。

将A、B、C类按物质的量比100∶200∶3搅拌混合，测试初始粘度为1200mpa.s25℃，4小时后为1250mpa.s25℃，8小时后为1800mpa.s25℃，160℃的凝胶时间为49秒，表明该基体树脂混合后粘度增长慢稳定性好，在高温凝胶时间短，适合拉挤快速成型工艺要求。

使用时，将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在40℃，转速1000转/分，搅拌混合5分钟混合均匀备用；将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温30℃；经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经180℃固化后进入后固化与保温段；成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。

采用该树脂组合物在复合芯拉挤设备上拉挤直径8mm的复合芯棒，模具长度0.9米，拉挤模具温度设定180-210℃，后固化200-220℃，长度4-6m，拉挤线速度600mm/min，按此条件进行拉挤成型的复合芯棒表面光亮无缺陷，各项性能指标符合要求，树脂混合物工艺性能参数如表1，成型复合芯棒与标准技术指标进行比较结果如表2。

表1基体树脂组合物工艺性能

表2拉挤成型复合芯棒性能测试结果

实施例2-6是在权利要求范围内A类物质与B类物质组成变化的比较。

实施例2

在搅拌反应釜投入缩水甘油胺型环氧树脂((常熟佳发化学有限公司JEh-011)100kg，脂环族环氧树脂ERL-4206(原美国联合碳化物，现DOWCHEMICAL)20kg，脂环族缩水甘油醚型环氧树脂JEw-0211(常熟佳发化学有限公司)20kg，消泡剂A-530(德国毕克化学)0.1g，偶联剂KH-560 1.5g，紫外线吸收剂UV-531 0.5kg，抗氧剂10102kg，纳米粉末橡胶树脂分散体(树脂含量40％)25kg，在转速80～100转/分，100～120℃、-0.1MPa脱泡搅拌1小时，出料包装作为A类，测试粘度为10200mpa.s25℃。

B、C类同实施例1，按物质的量比100∶135∶2搅拌混合，测试初始粘度为1150mpa.s25℃，4小时后为1200mpa.s25℃，8小时后为1500mpa.s25℃，160℃的凝胶时间为56秒，表明该基体树脂混合后粘度增长慢稳定性好，在高温凝胶时间短，适合拉挤快速成型工艺要求。

使用时，将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在15℃，转速200转/分，搅拌混合12分钟混合均匀备用；将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温25℃；经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经220℃固化后进入后固化与保温段；成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。

采用该树脂组合物在复合芯拉挤设备上拉挤直径8mm的复合芯棒，模具长度0.9米，拉挤模具温度设定180-210℃，后固化200-220℃，长度4-6m，拉挤线速度600mm/min，按此条件进行拉挤成型的复合芯棒表面光亮无缺陷，各项性能指标符合要求，树脂基体粘度稳定性与凝胶时间如表3，成型拉挤复合芯棒性能测试结果如表4。

实施例3

按以下方法制得环氧乙烯基树脂；在搅拌反应釜投入缩水甘油胺-醚型环氧树脂((常熟佳发化学有限公司JEh-022)100kg，甲基丙烯酸58kg，阻聚剂对苯二酚0.1kg，三苯基膦0.5kg，100-120℃反应8小时，降温80℃加入三羟甲基三丙烯酸酯70kg，搅拌均匀得到环氧乙烯基树脂。在搅拌反应釜投入缩水甘油胺-醚型环氧树脂((常熟佳发化学有限公司JEh-021)100kg，上述环氧乙烯基树脂40kg，消泡剂A-530(德国毕克化学)0.1g，偶联剂KH-5601.5g，紫外线吸收剂UV-531 0.5kg，抗氧剂1010 2kg，分子量2000-3000的丙烯酸酯聚合物20kg，在转速80～100转/分，100～120℃、-0.1MPa脱泡搅拌1小时，出料包装作为A类，测试粘度为8900mpa.s25℃。

B、C类同实施例1，按物质的量比100∶100∶0.5搅拌混合测试初始粘度为1300mpa.s25℃，4小时后为1400mpa.s25℃，8小时后为1700mpa.s25℃，160℃的凝胶时间为43秒，表明该基体树脂混合后粘度增长慢稳定性好，在高温凝胶时间短适合拉挤快速成型工艺要求。

使用时，将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在20℃，转速1000转/分，搅拌混合8分钟混合均匀备用；将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温40℃；经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经250℃固化后进入后固化与保温段；成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。

采用该树脂组合物在复合芯拉挤设备上进行拉挤直径8mm的复合芯棒，模具长度0.9米，拉挤模具温度设定180-210℃，后固化200-220℃，长度4-6m，拉挤线速度600mm/min，按此条件进行拉挤成型的复合芯棒表面光亮无缺陷，各项性能指标符合要求，树脂基体粘度稳定性与凝胶时间如表3，成型拉挤复合芯棒性能测试结果如表4。

实施例4

A类物质与C类物质同实施例1，B类物质按以下方法制得：在搅拌反应釜加入甲基四氢苯酐100kg，分子量2000-3000端羧基聚丙烯酸酯20kg，2，乙基，4甲基咪唑2kg，800目硅藻土填料5kg，搅拌升温至60～80℃，-0.1MPa下搅拌混合1小时，出料作为B类，测试粘度为350mpa.s25℃。

将A、B、C类按物质的量比100∶140∶2搅拌混合测试初始粘度为1510mpa.s25℃，4小时后为1550mpa.s25℃，8小时后为1800mpa.s25℃，160℃的凝胶时间为44秒，表明该基体树脂混合后粘度增长慢稳定性好，在高温凝胶时间短适合拉挤快速成型工艺要求。

使用时，将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在30℃，转速600转/分，搅拌混合5分钟混合均匀备用；将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温30℃；经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经170℃固化后进入后固化与保温段；成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。

采用该树脂组合物在复合芯拉挤设备上进行拉挤直径8mm的复合芯棒，模具长度0.9米，拉挤模具温度设定180-210℃，后固化200-220℃，长度4-6m，拉挤线速度700mm/min，按此条件进行拉挤成型的复合芯棒表面光亮无缺陷，各项性能指标符合要求，树脂基体粘度稳定性与凝胶时间如表3，成型拉挤复合芯棒性能测试结果如表4。

实施例5

A类物质与C类物质同实施例1，B类物质按以下方法制得：在搅拌反应釜加入甲基四氢苯酐50kg，甲基纳迪克酸酐50kg，分子量2000-3000端羧基聚丙烯酸酯20kg，2，乙基，4甲基咪唑2kg，搅拌升温至60～80℃，-0.1MPa下搅拌混合1小时，出料作为B类，测试粘度为350mpa.s25℃。

将A、B、C类按物质的量比100∶145∶5搅拌混合测试初始粘度为1120mpa.s25℃，4小时后为1210mpa.s25℃，8小时后为1430mpa.s25℃，160℃的凝胶时间为47秒，表明该基体树脂混合后粘度增长慢稳定性好，在高温凝胶时间短适合拉挤快速成型工艺要求。

使用时，将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在40℃，转速100转/分，搅拌混合10分钟混合均匀备用；将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温30℃；经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经150℃固化后进入后固化与保温段；成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。

采用该树脂组合物在复合芯拉挤设备上进行拉挤直径8mm的复合芯棒，模具长度0.9米，温度设定拉挤模具180-210℃，后固化200-220℃，长度4-6m，拉挤线速度600mm/min，按此条件进行拉挤成型的复合芯棒表面光亮无缺陷，各项性能指标符合要求，树脂基体粘度稳定性与凝胶时间如表3，，成型拉挤复合芯棒性能测试结果如表4。

实施例6

A类物质与C类物质同实施例1，B类物质按以下方法制得：在搅拌反应釜加入脂环胺3，3‘二甲基，4，4‘二胺基环己基甲烷50kg，芳香族胺二乙基甲苯二胺50kg，2，乙基，4甲基咪唑2kg，搅拌升温至60～80℃，-0.1MPa下搅拌混合0.5小时，出料作为B类，测试粘度为120mpa.s25℃。

将A、B、C类按物质的量比100∶20∶2搅拌混合测试初始粘度为3200mpa.s25℃，4小时后为3300mpa.s25℃，8小时后为3900mpa.s25℃，160℃的凝胶时间为53秒，表明该基体树脂混合后粘度增长较慢稳定性较好，在高温凝胶时间短适合拉挤快速成型工艺要求。

使用时，将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在10℃，转速800转/分，搅拌混合15分钟混合均匀备用；将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温20℃；经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经180℃固化后进入后固化与保温段；成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。

采用该树脂组合物在复合芯拉挤设备上进行拉挤直径8mm的复合芯棒，模具长度0.9米，温度设定拉挤模具170-200℃，后固化200-220℃，长度4-6m，拉挤线速度600mm/min，按此条件进行拉挤成型的复合芯棒表面光亮无缺陷，各项性能指标符合要求，树脂基体粘度稳定性与凝胶时间如表3，成型拉挤复合芯棒性能测试结果如表4。

表3基体树脂组合物工艺性能

表4拉挤成型复合芯棒性能测试结果

比较例1：在搅拌反应釜投入双酚A缩水甘油醚型环氧树脂YD-128(长春化工)100kg，三羟甲基丙烷缩水甘油醚20kg，消泡剂A-530(德国毕克化学)0.1g，偶联剂KH-560 1.5g，紫外线吸收剂UV-531 0.5kg，抗氧剂10102kg，端羧基液态丁腈橡胶15kg，在转速80～100转/分，100～120℃、-0.1MPa脱泡搅拌1小时，出料包装作为A类，测试粘度为8200mpa.s25℃。

B、C类物质同实施例1，按物质的量比100∶120∶2搅拌混合测试初始粘度为1800mpa.s25℃，4小时后为1900mpa.s25℃，8小时后为2050mpa.s25℃，160℃的凝胶时间为85秒，表明该基体树脂混合后粘度增长慢稳定性好，但所采用树脂偏离本发明在高温凝胶时间变长，。采用该树脂组合物在复合芯拉挤设备上进行拉挤直径8mm的复合芯棒，模具长度0.9米，拉挤模具温度设定180-210℃，后固化200-220℃，长度4-6m，拉挤线速度600mm/min，按此条件进行拉挤成型的复合芯棒表面有白粉降到350mm/min方可消除，树脂基体粘度稳定性与凝胶时间如表5，拉挤复合芯棒性能测试结果如表6。

比较例2：A类物质制备同实施例1，但不加橡胶增韧剂，B类物质、C类物质同实施例1，但A、B、C类按物质的量比改为100∶138∶2，树脂基体混合粘度及粘度稳定性与凝胶时间如表5，拉挤复合芯棒性能测试结果如表6。

比较例3：A类物质制备同实施例1，但B类物质制备中促进剂JH-0511由2kg降到0.2kg、C类物质同实施例1，A、B、C类按物质的量比为100∶152∶2，拉挤速度降到100mm/min才能进行，且表面质量不好，树脂基体混合粘度及粘度稳定性与凝胶时间如表5，拉挤复合芯棒性能测试结果如表6。

比较例4：同实施例1但C类物质用量降低，A、B、C类按物质的量比为100∶150∶0.2，树脂基体混合粘度及粘度稳定性与凝胶时间如表5，拉挤过程出现堵模严重，不能正常拉挤。

比较结果表明，偏离本发明要求范围，基体树脂的拉挤成型工艺性与制品性不能满足标准要求。

表5基体树脂组合物工艺性能比较

表6拉挤成型复合芯棒性能测试结果

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，其特征在于该组合物包含A、B、C三类分别包装的物质，其中：

A类物质按重量份数计由以下组分组成：环氧树脂100份，增韧剂0-50份，填料0-20，紫外线吸收剂0.1～5份，抗氧剂0.1～5份，消泡剂0～2份，偶联剂0.1～5份；所述的环氧树脂为脂环族环氧树脂、缩水甘油胺或缩水甘油胺-醚混合型环氧树脂、环氧乙烯基树脂，或为上述树脂一种或多种的混合物；

B类物质按重量份数计由以下组分组成：固化剂100份，增韧剂0-50份，填料0-20份，促进剂0.1-10份；所述固化剂为液态苯二甲酸酐或其氢化物，或为甲基纳迪克酸酐，或为芳香族或脂环族胺；

C类物质为脱膜剂；

上述A、B、C类物质的质量比为100∶20～200∶0.5-5。

2.根据权利要求1所述的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，其特征在于：所述增韧剂为预制的纳米橡胶或核壳型橡胶，所述橡胶颗粒均匀分散于环氧树脂中；所述增韧剂或为在环氧树脂固化过程中产生原位分相的海岛型结构增韧剂。

3.根据权利要求1所述的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，其特征在于：所述填料为粒径200-2000目的硅酸盐类粉末、纳米粉末或以环氧化物处理的纳米粉末。

4.根据权利要求1、2或3所述的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，其特征在于：所述A类物质中的增韧剂、填料与B类物质中的不同。

5.根据权利要求1所述的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，其特征在于：所述缩水甘油胺-醚型环氧树脂为常温呈液态，既有缩水甘油胺结构又有缩水甘油醚结构的环氧树脂。

6.根据权利要求1所述的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，其特征在于：所述环氧乙烯基树脂为缩水甘油胺或缩水甘油醚型环氧树脂与丙烯酸或甲基丙烯酸反应产物，并且以低粘度丙烯酸酯稀释得到。

7.根据权利要求1所述的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物，其特征在于：所述促进剂为咪唑或叔胺、三苯基膦或季膦盐、路易斯酸或有机金属盐。

8.根据权利要求1-8任一项所述的架空导线用树脂基纤维增强复合芯棒的基体树脂组合物的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)将碳纤维与玻璃纤维按设计要求搭配布置好并进行干燥准备；

2)根据使用量按比列将A、B、C三类物质在搅拌容器内，在10-40℃，转速100-1000转/分，搅拌混合5-15分钟混合均匀备用；

3)将搅拌好的树脂混合物倒入浸胶槽，并保持恒温20-40℃；

4)经干燥后的碳纤维与玻璃纤维经布纱装置进入浸胶槽浸润；

5)浸胶后的纤维经压辊挤出多余胶后，通过牵引装置拉伸进入复合芯棒拉挤模具；

6)浸胶后的纤维树脂复合物在拉挤模具经150-250℃固化后进入后固化与保温段；

7)成型后的树脂纤维复合物经过冷却段冷却到室温后在拉挤设备的卷绕盘上进行卷绕成为架空导线树脂基纤维增强复合芯棒。