CN103578665B - 架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，包括以下步骤：①、将纤维从纱架匀速牵引出，然后经去湿器去湿；②、将不同组分的改性树脂打入到恒温浸胶槽中；③、将已去湿的多股纤维分别经过集纱器聚集，然后送入恒温浸胶槽中浸胶；④、预固化；⑤、通过牵引牵出半固化的复合芯股线，利用绕包机在各股线外绕包带材；⑥、二次预固化；⑦、经二次预固化的复合芯各股线分别穿过分线模，然后进入并线模进行绞合；⑧、固化成型；⑨、收线。本发明对多股纤维浸胶改性树脂，改性树脂为耐高温且韧性≥5%的树脂，有效提高了产品的弯曲强度，保证产品曲面作业率，本发明制备效率高，所得产品性能优越，质量好。<!--1-->
Description
技术领域
本发明涉及架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法。
背景技术
目前，新型纤维增强树脂基复合芯架空导线已实现国产化，高强节能型复合导线已具备良好的进口替代效应，给国家、地方各主要电力企业带来划时代的意义。随着复合导线在工程上的使用，同时也发现了某些不可避免的缺陷：一是复合芯是树脂基纤维增强的单根结构，最小弯曲半径约为55倍直径，当弯曲程度过大时有可能导致芯棒损伤甚至断裂，从而增加了复合导线放线等施工难度；二是现有的复合导线中仅有一根复合芯棒，损伤容限较低，纵向受力易开裂，易造成安全隐患；三是现已开发出的复合芯棒，能实现工业生产的复合芯直径最大能达11mm左右，而在大跨越、重冰区地带，要求导线有更高的拉重比时，单根的复合导线已经难以满足工程的需要。为了新型纤维增强树脂基复合芯架空导线能够满足不同区域不同环境的需要，众多科研人士开始研制多股绞合型复合芯，此种新型绞合型复合芯可以改善单根实芯复合芯的弯曲性能；其二能增大安全系数，改善由原来平行成束的纤维经拉挤固化而成的单根芯棒径向承受的握压力；再者能扩大外径规格范围，减小使用场所的局限性，适应市场发展的空间。
中国专利文献CN201110029722.6提供了一种《输电线路碳纤维复合绞线增强芯电缆及其制备方法》，该电缆的芯线由多股碳纤维复合芯组成，各股碳纤维复合芯呈斜向拧合粘结成一体。该专利中每单股复合芯采用加捻形式，虽然在某些程度上减少松股的可能性，但其在加捻的过程中容易增大单股复合芯线材强度损失率，进而使成品强度降低。
中国专利文献CN201010566346.X提供了《一种绞合型纤维增强复合芯预浸料法生产工艺》，包括加捻工序、包覆工序、绞合工序、固化工序和收卷工序，所述加捻工序前还有预浸工序，所述的预浸工序包括集束上丝架、除湿、浸渍涂胶、计量挤胶、预固化、冷却和收卷工序。该生产工艺虽然能使制品定型效果好，但是得到成型制品是多股粘合在一起的实体棒材，没有真正改善以前单根复合芯的弯曲性能。
综上所述，需要设计一种性能优越，制备效率高，产品质量好的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能实现连续生产的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，包括以下步骤：
①、将纤维从纱架匀速牵引出，然后经去湿器，以保证纤维含水率平均值为0.07%；
②、将不同组分的改性树脂打入到恒温浸胶槽中；
③、将已去湿的多股纤维分别经过集纱器聚集，然后送入恒温浸胶槽中浸胶；
④、将浸胶后的多股纤维经过刮胶膜分别进入第一个预成型模中进行预固化；
⑤、通过牵引牵出半固化的复合芯股线，利用绕包机在各股线外绕包带材；
⑥、将绕包后的纤维复合芯股线分别进入预固化炉，进行二次预固化；
⑦、经二次预固化的复合芯各股线分别穿过分线模，然后进入并线模进行绞合；
⑧、将绞合后的复合芯引入微波干燥设备，采用隧道式微波干燥固化进行固化成型；
⑨、将成型的绞合型纤维增强树脂基复合芯依次经在线检验装置、风冷冷却装置和测径仪后，在旋转式覆带牵引机连续牵引下引入收线盘。
所述步骤①中的纱架设有张力自动调节器。
所述步骤①中的纤维从纱架牵引出的速度为1m/min~3m/min。
所述步骤①中经去湿器去湿后的纤维含水率的平均值为0.07%。
所述恒温浸胶槽设有集中供给系统和温控系统；所述步骤②中的不同组分的改性树脂经集中供给系统打入到恒温浸胶槽中；所述温控系统保证恒温浸胶槽为恒温状态。
所述步骤④中多股纤维预固化时中心股线的加热温度为90℃~100℃，侧股线的加热温度为80℃~95℃。
所述步骤⑤中的绕包机设有恒张力控制系统。
所述步骤⑤中带材的绕包方式为间隙绕包，间隙率为30-50%，绕包角为45°±5°。
所述步骤⑥中二次预固化的温度为125℃~150℃。
所述步骤⑨中的在线检验装置配有电脑实时监控采集系统。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：（1）本发明对多股纤维浸胶改性树脂，改性树脂为耐高温且韧性≥5%的树脂，有效提高了产品的弯曲强度，保证产品曲面作业率，本发明制备效率高，所得产品性能优越，质量好。
（2）本发明的绕包机设有恒张力控制系统，能够保证每股线包覆均匀且圆整。
（3）本发明对半固化的复合芯股线分股绕包带材，并且绕包方式为间隙绕包，既减少了碳纤维股与股之间的摩擦力，又有利于连接金具的夹持，同时还能起到防止电化学腐蚀的作用。
（4）本发明对绞合后的复合芯采用隧道式微波干燥固化进行固化成型，隧道式微波干燥固化是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温的固化方式，微波固化仅需传统加热方式的耗能量的几分之一或十分之一就可达到加热的目的，在绞合型纤维增强树脂基复合芯连续生产的过程中，减少了多段加热方式，缩短了工艺时间，提高了生产率，降低了生产成本，提高了产品质量。
（5）本发明的在线检验装置配有电脑实时监控采集系统，能时刻扑捉到产品的质量情况，提高检验精度。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，包括以下步骤：
①、将纤维从设有张力自动调节器的纱架匀速牵引出，牵引速度为1m/min~3m/min，然后经去湿器，去湿后的纤维含水率平均值为0.07%。
②、将不同组分的改性树脂打入到恒温浸胶槽中。恒温浸胶槽设有集中供给系统和温控系统，不同组分的改性树脂经集中供给系统打入到恒温浸胶槽中，温控系统保证恒温浸胶槽为恒温状态。
③、将已去湿的多股纤维分别经过集纱器聚集，然后送入恒温浸胶槽中浸胶。
④、将浸胶后的多股纤维经过刮胶膜分别进入第一个预成型模中进行预固化，预固化时中心股线的加热温度为90℃~100℃，侧股线的加热温度为80℃~95℃。
⑤、通过牵引牵出半固化的复合芯股线，利用设有恒张力控制系统的绕包机在各股线外绕包带材，绕包方式为间隙绕包，间隙率为30-50%，绕包角为45°±5°。
⑥、将绕包后的纤维复合芯股线分别进入预固化炉，进行二次预固化，二次预固化的温度为125℃~150℃。
⑦、经二次预固化的复合芯各股线分别穿过分线模，然后进入并线模进行绞合。
⑧、将绞合后的复合芯引入微波干燥设备，采用隧道式微波干燥固化进行固化成型。
⑨、将成型的绞合型纤维增强树脂基复合芯依次经在线检验装置、风冷冷却装置和测径仪后，在旋转式覆带牵引机连续牵引下引入收线盘。在线检验装置配有电脑实时监控采集系统。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
①、将纤维从纱架匀速牵引出，然后经去湿器去湿；
②、将不同组分的改性树脂打入到恒温浸胶槽中；所述改性树脂为耐高温且韧性≥5％的树脂；
③、将已去湿的多股纤维分别经过集纱器聚集，然后送入恒温浸胶槽中浸胶；
④、将浸胶后的多股纤维经过刮胶膜分别进入第一个预成型模中进行预固化；
⑤、通过牵引牵出半固化的复合芯股线，利用绕包机在各股线外绕包带材；所述绕包方式为间隙绕包，间隙率为30-50％，绕包角为45°±5°；
⑥、将绕包后的纤维复合芯股线分别进入预固化炉，进行二次预固化；
⑦、经二次预固化的复合芯各股线分别穿过分线模，然后进入并线模进行绞合；
⑧、将绞合后的复合芯引入微波干燥设备，采用隧道式微波干燥固化进行固化成型；
⑨、将成型的绞合型纤维增强树脂基复合芯依次经在线检验装置、风冷冷却装置和测径仪后，在旋转式覆带牵引机连续牵引下引入收线盘。
2.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述步骤①中的纱架设有张力自动调节器。
3.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述步骤①中的纤维从纱架牵引出的速度为1m/min～3m/min。
4.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述步骤①中经去湿器去湿后的纤维含水率的平均值为0.07％。
5.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述恒温浸胶槽设有集中供给系统和温控系统；所述步骤②中的不同组分的改性树脂经集中供给系统打入到恒温浸胶槽中；所述温控系统保证恒温浸胶槽为恒温状态。
6.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述步骤④中多股纤维预固化时中心股线的加热温度为90℃～100℃，侧股线的加热温度为80℃～95℃。
7.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述步骤⑤中的绕包机设有恒张力控制系统。
8.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述步骤⑥中二次预固化的温度为125℃～150℃。
9.根据权利要求1所述的架空输电线路用绞合型纤维增强树脂基复合芯的制备方法，其特征在于：所述步骤⑨中的在线检验装置配有电脑实时监控采集系统。
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