[发明专利]碳纤维光缆加强芯及制作方法

说明书

本发明涉及一种碳纤维光缆加强芯及制作方法，多根碳纤维丝在搓绳机张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽内被搓成碳纤维丝绳后，浸涂改性环氧树脂的碳纤维丝绳经内孔径眼成型模烘干形成刚性环氧树脂碳纤维丝绳；2）刚性环氧树脂碳纤维丝绳面被改性EAA层或PE层包覆烘干后形成双性双层光缆加强芯。优点：一是从根本上解决了光缆加强芯本身存在的硬、脆、韧性差缺陷，提高光缆加强芯的抗拉强度；二是光缆加强芯中的芯线为绳状结构的设计，使芯线的抗拉强度增强了数倍，碳纤维丝的用量却减少了35%以上；三是采用改性EAA层或PE层作为光缆加强芯的包覆层，对处于光缆加强芯线四周的光纤线起到保护作用，避免了两者之间硬碰硬现象的发生。

技术领域

本发明涉及一种既具有抗拉强度高，又具有延伸率小，又能避免对光缆线造成损伤的碳纤维光缆加强芯及制作方法，属光缆加强芯制造领域。

背景技术

CN109749218B、名称“一种玻璃纤维光缆加强芯”，包括玻璃纤维和涂覆在所述玻璃纤维上的胶液，所述胶液由以下质量百分比的原料制成：50-53％的EEA、38-40％的EVA、5％的硅烷偶联剂、1％的固化硬挺剂和余量的脱模剂；所述硅烷偶联剂为包含乙烯、丙烯酸或胺基的有机官能团的硅烷；所述玻璃纤维光缆加强芯的制备方法包括以下步骤：步骤1，将EEA、EVA、硅烷偶联剂、固化硬挺剂和脱模剂倒入高温融化箱内融化，得到胶液；步骤2，将胶液加入第一涂覆模具和第二涂覆模具内，温度控制在240-260℃；步骤3，将玻璃纤维从第一涂覆模具的入口挤入，涂覆后从出口端拉出后对其烘干；步骤4，对烘干后的半成品进行收卷，收卷速度为4m/min；步骤5，将半成品从第二涂覆模具的入口挤入，浸润后从出口端拉出并对其烘干；步骤6，对成品进行收卷，收卷速度为10m/min。其不足之处：一是仅仅是芳纶本身具有的超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻作为加强筋,在同等价格的条件下导致所制光缆加强芯成本居高不下；二是所制光缆加强芯本身硬、脆且可塑性差，在使用过程中极易发生断裂等现象，导致对光缆的损伤。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足，设计一种既具有抗拉强度高，又具有延伸率小，又能避免对光缆线造成损伤的碳纤维光缆加强芯及制作方法。

设计方案：为实现上述设计目的。本发明在结构设计上：1、光多根碳纤维丝张拉且在改性环氧树脂液中被编织成碳纤维丝绳后固化的设计，是本发明的技术特征之一。这样设计的目的在于：由碳元素组成的一种特种纤维，用其制作的碳纤维丝具有耐高温、抗摩擦、抗导电、抗导热及耐腐蚀等特性，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高，是一种优异增强材料，并且碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的，如果单独将其作为光缆加强芯的加强筋，则需求量大，而本发明将多根碳纤维丝在张拉情况下编织成绳，这样不仅能使其抗拉强度提高数倍，而且能够使碳纤维丝绳的延伸率降到最小，同时由于多根碳纤维丝是在浸入改性环氧树脂液中被强拉（张紧状态）由搓绳机编织成型，因此其成型后的改性环氧树脂纤维丝绳不仅刚性提高数倍以上，韧性也得到改善，更重要的是其延伸率降到了近似零，远远超出了光缆线的所需抗拉强度，确保了光缆线使用中的安全性。2、固化后的改性环氧树脂碳纤维丝绳被改性EAA包覆或被PE包覆的设计，是本发明的技术特征之二。这样设计的目的在于：乙烯-丙烯酸共聚物是一种具有热塑性和极高黏结性材料，它与改性环氧树脂形成牢固粘接，同时又具有良好韧性，能够对被包覆光纤线起到很好的保护作用。

技术方案1：一种碳纤维光缆加强芯，包括光缆加强芯，所述光缆加强芯中的芯线为多根碳纤维丝，多根碳纤维丝张拉且在改性环氧树脂液中被编织成碳纤维丝绳后固化，固化后的改性环氧树脂碳纤维丝绳被改性EAA包覆或被PE包覆。

技术方案2：一种碳纤维光缆加强芯的制作方法， 1）多根碳纤维丝在搓绳机张拉的前提下浸没在改性环氧树脂液槽内被搓成碳纤维丝绳后，浸涂改性环氧树脂的碳纤维丝绳经内孔径眼成型模烘干形成刚性环氧树脂碳纤维丝绳；2）刚性环氧树脂碳纤维丝绳面被改性EAA层或PE层包覆烘干后形成双性双层光缆加强芯。