[发明专利]一种碳纤维复合芯导线及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纤维复合芯导线，其特征在于：由内向外依次为碳纤维复合芯棒、玻璃纤维层、软铝型线层；所述软铝型线层由多个梯形软铝型线绞制而成；

所述碳纤维复合芯棒由以下重量份数的原料制成：碳纤维18-25份、玻璃纤维3-5份、剑麻纤维5-8份、浸胶液210-230份；

所述浸胶液由以下重量份数的原料制成：酚醛树脂8-15份、环氧树脂30-40份、固化剂15-20份、丁苯胶乳65-78份、苯乙烯120-135份、表面活性剂2.5-3.2份；所述固化剂为固化剂703、704或781中的一种；所述表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或山梨醇酐硬脂酸酯；

所述碳纤维复合芯棒拉伸强度为2613MPa-2638MPa，弹性模量为137GPa-145GPa，芯棒在55D直径的筒体上以不大于3r/min的卷绕速度卷绕1圈，芯棒不开裂，不断裂；扭转360°试验，表层不开裂，线膨胀系数为1.57×10^-6/℃-1.52×10^-6/℃；

所述的一种碳纤维复合芯导线的制备方法，包含以下步骤：

S1：将环氧树脂和固化剂混合后，置于搅拌机中常温搅拌5-10min,转速为200-300r/min，然后加入酚醛树脂、苯乙烯、表面活性剂，保持转速不变，继续搅拌2-3min，然后加入丁苯胶乳，继续搅拌5-8min，得到浸胶液；

S2：将碳纤维、玻璃纤维、剑麻纤维各加S捻，100捻/米，然后各取1根合并，加Z捻，100捻/米，制成复合纤维线；

S3：将步骤S1得到的浸胶液加入到浸胶槽中，步骤S2制得的复合纤维线置于拉挤成型机中，即可开动拉挤成型机开始浸胶，进行拉挤并进行后固化处理；拉挤速度≥55cm/min；

玻璃纤维的浸胶、拉挤、固化方法同复合纤维线；在浸胶前，对玻璃纤维和复合纤维线进行预热，保证碳纤维丝和玻璃纤维丝的干燥；

将外层的玻璃纤维和内层复合纤维线分别在两个不同区域浸润；

对玻璃纤维进线包覆的控制，为了保证玻璃纤维能够均匀包覆在碳纤维复合芯棒表面，采用两组半环导轮，将每一根浸润后的玻璃纤维丝均匀导向碳纤维复合芯棒，呈环状包裹在碳纤维复合芯棒表面进行热固化反应；

碳纤维复合芯导线的绞制是在630/6+12+18摇篮型绞线机上进行；绞线前，绞线工仔细检查每盘单线的外观质量，配以专用的并线模具，并按照工艺规定的要求上盘和调整绞笼转速和牵引线速度，调整预扭角度和张力，使每根单线都受到均匀一致的张力；

碳纤维复合芯导线外层软铝型线是由铝杆经挤压成型，而后经绞制工序绞制而成；采用框式绞线机，每段绞笼增加预扭装置，即绞制前，先将每根单线预扭转约360°以保证型线的定位和定型；为保证每根单线绞合时都受到均匀一致的张力，使绞合后的导线贴服、紧密、均匀，调试每盘的张力控制系统；为保证绞制过程中铝型单线的表面质量，所用框式绞线机的穿线嘴采用氧化铝钢玉陶质，并对框绞的牵引轮进行磨光处理。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维复合芯导线，其特征在于：所述碳纤维为聚丙烯腈基碳纤维。