[實(shí)用新型]熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020585293.1
• 申請(qǐng)日: 2010-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN201838372U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱波;蔡珣;王成國(guó);蔡華甦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H01B7/18
• 分類號(hào): H01B7/18;H01B17/60;H01B19/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于高壓輸電導(dǎo)線的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)外高壓輸電中的關(guān)鍵技術(shù)之一是導(dǎo)線，導(dǎo)線性能的好壞直接影響輸電特性。導(dǎo)線在使用過程中，要承受復(fù)雜工況的影響：風(fēng)力疲勞載荷、電場(chǎng)感應(yīng)、磁場(chǎng)渦流、高溫、高寒、雨雪冰雹等，而且受到大氣中各種介質(zhì)的腐蝕，因而要求導(dǎo)線要具有高的導(dǎo)電特性、高的拉伸強(qiáng)度、高的抗疲勞性能、高的耐復(fù)雜環(huán)境影響和耐腐蝕性能。目前國(guó)內(nèi)外用的導(dǎo)線幾乎全部為鋼芯鋁絞線或鋼芯銅絞線，該類導(dǎo)線雖然能夠滿足導(dǎo)電要求，但線損高，弧垂大，電磁噪音大，?不利于加大塔距和高溫輸電。

國(guó)外近幾年出現(xiàn)了以復(fù)合材料為芯的輸電導(dǎo)線，其特征是以碳纖維增強(qiáng)熱固性環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料芯棒代替鋼芯，該新型導(dǎo)線具有受熱不膨脹，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，獲得了國(guó)際輸變電系統(tǒng)的青睞和認(rèn)可。但環(huán)氧樹脂長(zhǎng)期戶外使用，抗老化性能下降較大，輸電耐溫不能超過120℃，特別是在碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線收到損傷后，由于樹脂基體是熱固性體系，回收再利用難度很大，對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)增加了資源消耗，因而一定上限制了在高壓線路上的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于解決上述問題，提供研制一種熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒，為目前碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)線的生產(chǎn)應(yīng)用開拓新的領(lǐng)域。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒，它包括熱塑性樹脂基體，在熱塑性樹脂基體內(nèi)均勻分布增強(qiáng)纖維束。

所述熱塑性樹脂基體為圓形。

所述熱塑性樹脂基體為熱塑性樹脂，為聚苯硫醚、聚醚醚酮、雙馬樹脂、尼龍、超高分子量聚乙烯、聚丙烯中的一種或任意兩種或兩種以上具有熱塑特性高分子處理的混合體。

所述增強(qiáng)纖維束為碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維或芳綸纖維中的一種或幾種的混合體。

一種熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒用制備模具，它為一種密閉組合結(jié)構(gòu)，主要由預(yù)成型模、熔融樹脂模、結(jié)構(gòu)定型模和冷卻水套組成，預(yù)成型模與熔融樹脂模密閉連接，在熔融樹脂模上配備樹脂進(jìn)料口，熔融樹脂與增強(qiáng)纖維束在熔融樹脂模的熔融樹脂腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)浸漬；熔融樹脂模與結(jié)構(gòu)定型模密閉連接，結(jié)構(gòu)定型模與冷卻水套連接。

一種采用熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒用制備模具的導(dǎo)線芯棒制備方法，它采用模具內(nèi)熔融拉擠成型工藝生產(chǎn)，拉擠工藝和熱塑性樹脂熔融工藝一次完成，其步驟為：

1）將增強(qiáng)纖維束送入預(yù)成型模，溫度在20-100℃，獲得復(fù)合材料芯棒基本形狀；

2）將增強(qiáng)纖維束送入熔融樹脂模內(nèi)，并加壓0.5-5MPa注入熔融樹脂實(shí)現(xiàn)浸漬，溫度在100-500℃；

3）充分浸漬混合后，再經(jīng)過結(jié)構(gòu)定型模獲得最終結(jié)構(gòu)尺寸，并進(jìn)行降溫，溫度范圍40-100℃，隨后在模具出口冷卻后制得成品。

本實(shí)用新型熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒的截面為圓形，長(zhǎng)度連續(xù)，芯棒基體為熱塑性樹脂，增強(qiáng)材料為碳纖維為主的耐高溫高強(qiáng)度纖維，采用模內(nèi)熔融拉擠成型工藝生產(chǎn)。

????本實(shí)用新型熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒的基體材料可以是粒狀，也可以是纖維狀。熱塑性樹脂可以是聚苯硫醚（PPS）,聚醚醚酮（PEEK），雙馬樹脂，尼龍，超高分子量聚乙烯、聚丙烯等單一材料，或者是兩種或兩種以上熱塑性樹脂體系的混合；復(fù)合材料芯棒的增強(qiáng)材料為連續(xù)長(zhǎng)纖維，可以是碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維或以上幾種纖維的混合體。

本實(shí)用新型熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒的成型特征為模內(nèi)熔融成型，當(dāng)熱塑性樹脂原料是固體顆粒狀時(shí)，則將顆粒料熔化后利用加壓裝置注入模腔內(nèi)，保持模腔內(nèi)高壓，高壓樹脂在膜腔內(nèi)與增強(qiáng)纖維充分浸漬后，連同纖維一起通過定型模后冷卻，獲得所需結(jié)構(gòu)；如果原料是纖維狀，則將熱塑性樹脂纖維與增強(qiáng)纖維同時(shí)進(jìn)入熱模腔，在模腔內(nèi)熔融后浸漬增強(qiáng)纖維，然后再經(jīng)過定型模具冷卻后獲得所需結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型熱塑性樹脂基體復(fù)合材料導(dǎo)線芯棒制備時(shí)所用模具結(jié)構(gòu)特征為密閉組合式。整套模具由三部分組成，第一部分為預(yù)成型腔，第二部分為熔融加壓腔，第三部分為帶有冷卻水套的結(jié)構(gòu)成型腔。在預(yù)成型腔獲得復(fù)合材料芯棒基本形狀，在熔融加壓腔實(shí)現(xiàn)樹脂對(duì)纖維的浸膠，在結(jié)構(gòu)成型腔冷卻后獲得復(fù)合材料芯棒結(jié)構(gòu)尺寸。第二部分為熔融加壓腔中間具有加料口，可封閉也可由外部加壓注入熔融樹脂。?