[发明专利]一种高韧性抗劈裂碳纤维复合材料导线芯棒及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高韧性抗劈裂碳纤维复合材料导线芯棒及其制备方法，该导线芯棒采用以碳纤维为主体增强纤维的多种纤维混杂复合材料制备，从内到外由刚性芯、韧性层、抗劈裂层和表面耐磨层组成，刚性芯采用高性能碳纤维复合材料保证整体芯棒的抗变形能力，柔韧层采用玻璃纤维复合材料保证芯棒的韧性以达到一定曲率的卷绕，抗劈裂层采用混杂纤维螺旋缠绕结构避免导线芯棒在卷绕中的劈裂问题，表面耐磨层采用碳纤维表面毡或二维编织高性能纤维混杂保证表面耐磨特性以有效保护芯棒内部结构稳定性。本发明的多层结构碳纤维复合材料导线芯棒可提高目前导线钢芯或传统复合材料导线芯棒的综合力学性能，有效延长使用寿命。

主权项

一种碳纤维复合材料导线芯棒，其特征是：该导线芯棒从芯部到表面依次由刚性芯、柔韧层、抗劈裂层和耐磨层四个部分构成；所述刚性芯是由高性能碳纤维与热固性树脂复合成型，最终成型的刚性芯的直径为3~15mm；所述高性能碳纤维为高强型碳纤维和高模量碳纤维的混杂纤维；所述高强型碳纤维选用T300、T700、T800中的一种或多种；所述高模量碳纤维选用M40J、M60J中的一种或两种；所述柔韧层是由玻璃纤维或玻璃纤维和碳纤维两者的混杂纤维与热塑改性热固性树脂复合成型，最终成型的柔韧层的厚度为0.5~5mm；所述热塑改性热固性树脂选用聚氨酯改性环氧树脂、聚氨酯改性不饱和聚酯树脂中的一种；所述抗劈裂层是由玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维中的一种纤维或多种混杂纤维的二维织物与热固性树脂复合成型，最终成型的抗劈裂层的厚度为0.5~2mm；所述抗劈裂层采用缠绕成型工艺制备，缠绕采用二维织物，浸渍热固性树脂基体之后缠绕在柔韧层表面，缠绕角度为30~60度；所述二维织物的宽度为5~15mm；所述耐磨层是由碳纤维表面毡或玻璃纤维或芳纶纤维的二维织物与热塑性树脂复合成型，最终成型的耐磨层的厚度为0.5~2mm；所述热塑性树脂选用聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚中的一种；其中，所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的一种。