[发明专利]一种碳纤维升降式避雷装置、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种碳纤维升降式避雷装置，包括杆体，所述杆体内设置有能够多级伸缩的升降杆，每级升降杆设置有差动滑轮组，所述差动滑轮组缠绕有钢丝绳，钢丝绳的另一端连接在驱动装置上；杆体的顶端可拆卸安装有接闪器；所述杆体以及升降杆均为至少包括改性碳纤维骨料与环氧树脂的碳纤维复合材料，其中改性碳纤维为表面涂覆改性碳纤维；制备方法是，利用倍伴硅烷对碳纤维表面改性后与环氧树脂混合制备成碳纤维复合材料；改性后的碳纤维复合材料用于制作防雷设备；本发明具有耐腐蚀性强、使用寿命长、耐候性以及机械性能优的优点。

技术领域

本发明属于避雷技术领域，具体涉及一种碳纤维升降式避雷装置、制备方法及应用。

背景技术

避雷装置，是建(构)筑物、户外大型场所、机场停机坪、重点保护场所等领域中防雷保护用的重要装置，尤其是升降式避雷装置，由于其能够自由升降，在户外大型场所广泛应用。

然而，目前的升降式避雷装置的杆体多是采用不锈钢或铝合金材质，为了提高其使用性能，需要在杆体上做防腐、防锈防护。不论是不锈钢材质还是铝合金材质的杆体，其原材料均需从金属矿中提炼，从而导致自然资源的能耗性高，对自然资源造成严重的浪费。因此，为了节约自然资源的利用，采用碳纤维与树脂制备碳纤维材质的避雷设备，然而，目前的碳纤维与树脂制备的碳纤维材料耐候性差，对于应用于户外环境避雷设备，不能够保证避雷设备的长时间使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种耐腐蚀性强、使用寿命长、耐候性以及机械性能优的碳纤维升降式避雷装置、制备方法及应用。

本发明的技术方案根据下：

一种碳纤维升降式避雷装置，包括杆体，所述杆体内设置有能够多级伸缩的升降杆，每级升降杆设置有差动滑轮组，所述差动滑轮组缠绕有钢丝绳，钢丝绳的另一端连接在驱动装置上；杆体的顶端可拆卸安装有接闪器；

所述杆体以及升降杆均为碳纤维复合材料，所述碳纤维复合材料包括以下重量百分比的组分：改性碳纤维骨料40％-65％、环氧树脂25％-50％、稳定剂2％、增韧剂1％-2％、增塑剂3％-5％、抗氧剂1％-2％、增溶剂1％-2％。

进一步，所述改性碳纤维骨料为表面涂覆改性碳纤维。

一种用于制备碳纤维升降式避雷装置的方法，包括以下步骤：

S1、对碳纤维进行改性得到改性碳纤维骨料；

S2、按重量百分比称取改性碳纤维骨料、环氧树脂、增溶剂加入磁力反应釜中施加超声波进行混合搅拌1h；

S3、向所述磁力反应釜中加入稳定剂、增韧剂、增塑剂、抗氧剂，加热搅拌同时施加超声波继续混合搅拌3h得到碳纤维复合材料；

S4、待碳纤维复合材料冷却到常温后，注入到模具中，在高温条件下固化成型为杆体或升降杆。

进一步，所述步骤S1的具体做法为：

S41、按体积比3∶1配置酸性混合溶液，加入碳纤维骨料中，在80℃温度下氧化1h后，采用蒸馏水洗涤至中性，在100℃温度下烘干1.5h得到氧化碳纤维骨料；

S42、将硼氢化钠溶于无水乙醇配置0.5g/ml的还原剂，将所述还原剂加入所述氧化碳纤维骨料中，室温下浸泡24h，然后升温至80℃维持4h后，采用蒸馏水洗涤至中性，在100℃温度下烘干1.5h得到还原碳纤维骨料；

S43、将SPDPC加入丙酮溶液配置SPDPC溶液，将所述SPDPC溶液加入到所述还原碳纤维骨料中，加热搅拌10h后实用索氏提取器提取出丙酮，再采用无水乙醇经过3次冲洗后在100℃温度下烘干1.5h得到初步改性碳纤维骨料；