[发明专利]一种芳纶/碳纤维复合芯绞合线，其制备装置及制备方法

说明书

本发明属于复合芯制备改性领域，尤其涉及一种制备芳纶/碳纤维复合芯绞合线的制备方法。芳纶/碳纤维复合芯绞合线中，芳纶纤维作为外层，碳纤维复合芯作为芯层，芳纶纤维、碳纤维和环氧树脂组合物经拉挤成型工艺复合形成，绞合线由外向内采用“芳纶纤维‑碳纤纤维‑芳纶纤维”交错同心圆环的排布方式。该复合芯样品相比传统的单一纤维拉挤样品，树脂与纤维的结合性能大大提高，绞线的拉伸强度也大大提高，具有强度高、耐高温、线损低、智能化等优点，相比传统的碳纤维复合芯，安全系数大大提高，增加了智能电网和供电线路的可靠性和安全性，对于自然灾害引起的突发事故的发生也有效减少。

技术领域

本发明属于复合芯制备改性领域，尤其涉及一种制备芳纶/碳纤维复合芯绞合线的制备方法。

背景技术

架空输电线路一般采用钢芯铝绞线，中心为钢绞线，目前，在电缆芯的制备过程中，常选用碳纤维拉挤成型制品作为支撑材料，但近来事故多发，仍然存在一些问题，在一些工程应用中已被禁止使用，比如软铝与碳纤维复合芯相结合可以使线损有效降低，但软铝机械强度低，易受损伤，而且碳纤维复合芯不能实现带接续金具的连续张力放线，且价格相对较高。基于上述问题，本发明选用芳纶纤维与碳纤维作为拉挤成型的原料，芳纶纤维具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、质量轻等优良性能，其中比强度是钢的5-6倍，模量是钢丝和玻璃纤维的2-3倍，韧性是钢丝的2倍，而密度仅为钢丝的1/5左右。芳纶是综合性能优良、产量最大、应用最广的高性能纤维，在高性能纤维中占有重要的地位，在国防、航空航天、汽车减重节能减排、新能源开发等各方面具有不可替代的作用。

拉挤成型是制造高性能、低成本连续复合材料的一种重要方法，是指在牵引设备的作用下，将浸渍树脂的连续纤维或其织物通过模具加热使树脂固化生产复合材料型材的工艺方法，具有纤维含量可控、原料利用率高和生产效率高等优点。常规拉挤生产线由纱架、浸胶槽、定型模具、牵引装置和切割装置等组成。拉挤制品具有轻质高强、耐腐蚀等优点，在建筑、交通、医疗、通信和电力输送等领域有着广泛的应用。拉挤成型工艺要求基体树脂具有适用期长、凝胶时间短、固化速度快等特点。适用于复合材料拉挤成型的基体树脂主要有环氧树脂、不饱和聚酯。环氧树脂的固化收缩率低，黏结力强，挥发率低，固化后力学性能、耐化学药品腐蚀性佳，电绝缘性能良好，且耐有机溶剂、耐碱性能优于不饱和聚酯，因此，成为一种综合性能优异的拉挤成型用树脂基体。如，中国专利公报公开了一种申请号为：CN102136319A，名称为架空导线用高强连续纤维树脂基复合芯制备方法的专利申请，其主要技术方案是单芯复合芯由内层纤维树脂芯及外层纤维树脂芯通信复合而成。此种方法操作麻烦，效率低，且无法实现连续化生产，生产效率低。

中国专利公报还公开了一种申请号为：CN101707077A，名称为制造架空输电铝导线用智能复合芯的专利申请，其主要技术方案是所述智能复合芯玄武岩纤维-高强钢丝-分布式连续纤维传感器-耐高温树脂和耐高温阻燃涂层构成，其主要结构是：玄武岩纤维、高强钢丝和分布式连续光纤传感与耐高温树脂一次性拉挤复合形成复合芯材。采用此种方法表面处理的效果有限，反应时间相对较长。

现有技术中将碳纤与芳纶同时利用制得复合芯的技术报道很少，本发明选用芳纶纤维与碳纤维作为拉挤成型的原料该复合芯样品，相比传统的单一纤维拉挤样品，树脂与纤维的结合性能大大提高，绞线的拉伸强度也大大提高，具有强度高、耐高温、线损低、智能化等优点，相比传统的碳纤维复合芯，安全系数大大提高，增加了智能电网和供电线路的可靠性和安全性，对于自然灾害引起的突发事故的发生也有效减少。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的是将芳纶纤维与碳纤维作为拉挤成型的原料该复合芯样品，相比传统的单一纤维拉挤样品，树脂与纤维的结合性能大大提高，绞线的拉伸强度也大大提高，具有强度高、耐高温、线损低、智能化等优点，相比传统的碳纤维复合芯，安全系数大大提高，增加了智能电网和供电线路的可靠性和安全性，对于自然灾害引起的突发事故的发生也有效减少。

用于解决技术问题的方法