CN111341498A - 一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法 - Google Patents

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赵国辉
冯增华
赵建国
王玉龙
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Abstract

本发明公开了一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，采用超高分子量的纤维丝束制成股线，在股线表面浸渍处理形成粘结层，按一定的绞线规则将股线复绞形成纤维绳，再在表面浸渍处理，形成带有粘结层的纤维加强棒。本发明利用其制备的超高分子量的聚乙烯纤维绳为主要原材料，经过浸渍处理形成表面粘结层而制造的纤维棒，具有优异的韧性、强度和高模量的性能，可以完全满足航空航天、海洋探测领域的应用。

Description

一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法
技术领域
本发明涉及电线电缆材料技术领域，尤其涉及一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法。
背景技术
目前，电线电缆抗拉原件主要有钢丝绳、碳纤维、化纤纱/绳、植物纤维等，在抗拉架空条件下抗拉原件主要是钢丝绞线和碳纤维；在频繁移动场合下，抗拉原件主要用化纤纱或绳、植物纤维等。
在架空线路中，采用钢丝绞线作为抗拉件，该种材料硬度硬，重量较重，外径较大，通电时，产生热量，消耗部分电能，也不利于使用寿命。另一种采用碳纤维棒，强度较高，但材质较硬，造价高、性能可靠性较低。
在移动场合下使用的电缆，采用化纤纱或绳，也有用植物纤维填充，在电缆外护层上，采取编织形式加强电缆抗拉强度，但是在特定的环境下还无法满足使用要求，例如，在深海中，太空中使用的脐带缆中抗拉及加强件就无法满足要求。
在衡量上述抗拉加强电缆原件的优缺点后，开发具有所有优点的电线电缆用抗拉加强件成为目前的急迫任务。
超高分子量材料的出现，由于其优异的韧性、强度和高模量的性能，可以应用到电线电缆领域。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，采用超高分子量的纤维丝束制成股线，在股线表面浸渍处理形成粘结层，按一定的绞线规则将股线复绞形成纤维绳，再在纤维绳表面浸渍处理，形成带有粘结层的纤维加强棒。
所述的超高分子量的纤维丝束制成的股线，是由超高分子量聚乙烯和全同立构聚丙烯共混物超抗拉强度纤维束合一起形成股线。
所述的股线表面浸渍处理形成粘结层是通过将股线浸入异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液中，得到股线表面粘结层。
所述的按一定的绞线规则将股线复绞形成纤维绳，绞线规则是分层绞合，中间是1根股线，其外层分别是6、12、18、24根股线结构。
所述的纤维绳表面浸渍处理形成粘结层是通过将纤维绳浸入异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液中，得到纤维绳表面粘结层。
根据使用要求，设计纤维绳股绳结构，既确定每股纤维的根数和绳子的股数。
根据设计好的股线根数，将纤维丝装上放线架。所有纤维丝穿入束丝机，根据股线外径设定好束丝节距，束丝方向，先低速开机，等线头牵引到收线盘上时，剪去无用的线段，固定好线头正常开机。
束制好股线后，取出线盘，进行浸渍处理，将线盘装上放线架，股线牵引至异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液浸渍槽，然后穿过管型加热烘道，上收线盘，根据股线表面粘结层固化状态调节开机速度。
浸渍处理好的股线根据设计要求分股，按正规绞合结构，一般分层根数为1+6+12+18+24根。
安装上面分层结构将股线装入绞线机，根据纤维绳外径设定好绞线节距，每层绞线方向，先低速开机，等线头牵引到收线盘上时，剪去无用的线段，固定好线头正常开机。
绞制好纤维绳后，取出线盘，进行浸渍处理，将线盘装上放线架，纤维绳牵引至异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液浸渍槽，然后穿过管型加热烘道，上收线盘，根据纤维绳表面粘结层固化状态调节开机速度。
最后得到成品纤维绳成品。
本发明的优点是：本发明利用其制备的超高分子量的聚乙烯纤维绳为主要原材料，经过浸渍处理形成表面粘结层而制造的纤维棒，具有优异的韧性、强度和高模量的性能，可以完全满足航空航天、海洋探测领域的应用。
附图说明
图1为本发明加强棒的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，采用超高分子量的纤维丝束制成股线1，在股线1表面浸渍处理形成粘结层2，按一定的绞线规则将股线复绞形成纤维绳，再在表面浸渍处理，形成带有粘结层的纤维加强棒3。
所述的超高分子量的纤维丝束制成的股线1，是由超高分子量聚乙烯和全同立构聚丙烯共混物超抗拉强度纤维束合一起形成股线。
所述的股线表面浸渍处理形成粘结层2是通过将股线浸入异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液中，得到股线表面粘结层。
所述的按一定的绞线规则将股线复绞形成纤维绳，绞线规则是分层绞合，中间是1根股线，其外层分别是6、12、18、24根股线结构。
所述的纤维绳表面浸渍处理形成粘结层3是通过将纤维绳浸入异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液中，得到纤维绳表面粘结层。
根据使用要求，设计纤维绳股绳结构，既确定每股纤维的根数和绳子的股数。普通场合移动电缆，一般在电缆芯中心加入抗拉件，所以纤维棒设计较大的规格；对于航空航天及深海探测用脐带缆，不仅电缆中心加入抗拉件，电缆缆芯外表好友缠绕较小规格的纤维棒。所以电线电缆用的作为抗拉件的纤维棒规格较多，根据不同的所以部位其作用力不同，设计成不同规格的纤维棒。
根据设计好的股线根数，将纤维丝装上放线架，调整好放线张力，张力不均会产生畸股，影响外观平整。所有纤维丝穿入束丝机模具架的绞线模，绞线模孔径大于股线直径0.1~0.2mm，根据股线外径设定好束丝节距，束丝节距控制在10~12倍，节距国小容易畸形，过大容易散股，不紧凑；束丝方向为左向，先低速开机，等线头牵引到收线盘上时，剪去无用的线段，固定好线头正常开机。
束制好股线后，取出线盘，进行浸渍处理，将线盘装上放线架，调整好张力，张力的大小使浸渍过程中股线呈直线状态即可，股线牵引至异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液浸渍槽，异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液质量分数为0.5，然后穿过管型加热烘道，管道温度设定165~175℃，牵引速度为16~18m/min，股线上收线盘，根据股线表面粘结层固化状态微量调节开机速度。
浸渍处理好的股线根据设计要求分股，按正规绞合结构，一般分层根数为1+6+12+18+24根。
安装上面分层结构将股线装入绞线机，根据纤维绳外径设定好绞线节距，内层绞线节距微16~18倍，中间层微14~16倍，外层绞线节距微12~14倍，每层绞线方向相反，最外层绞线放线微右向，先低速开机，等线头牵引到收线盘上时，剪去无用的线段，固定好线头正常开机。
绞制好后，取出线盘，进行浸渍处理，将线盘装上放线架，调整好张力，张力的大小使浸渍过程中股线呈直线状态即可，纤维绳牵引至异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液浸渍槽，异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液质量分数为0.5，然后穿过管型加热烘道，管道温度设定165~175℃，牵引速度为10~15m/min，股线上收线盘，根据股线表面粘结层固化状态微量调节开机速度。
最后得到成品纤维棒成品。

Claims (5)

1.一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，其特征在于：采用超高分子量的纤维丝束制成股线，在股线表面浸渍处理形成粘结层，按一定的绞线规则将股线复绞形成纤维绳，再在纤维绳表面浸渍处理，形成带有粘结层的纤维加强棒。
2.根据权利要求1所述的一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，其特征在于：所述的超高分子量的纤维丝束制成的股线，是由超高分子量聚乙烯和全同立构聚丙烯共混物超抗拉强度纤维束合一起形成股线。
3.根据权利要求1所述的一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，其特征在于：所述的股线表面浸渍处理形成粘结层是通过将股线浸入异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液中，得到股线表面粘结层。
4.根据权利要求1所述的一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，其特征在于：所述的按一定的绞线规则将股线复绞形成纤维绳，绞线规则是分层绞合，中间是1根股线，其外层分别是6、12、18、24根股线结构。
5.根据权利要求1所述的一种电线电缆用超高强度纤维绞合加强棒的制造方法，其特征在于：所述的纤维绳表面浸渍处理形成粘结层是通过将纤维绳浸入异氰酸酯水分散体环氧树脂溶液中，得到纤维绳表面粘结层。
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