[發明專利]一種帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿及其制備方法

有效

• 申請號: 201610662077.4
• 申請日: 2016-08-11
• 公開（公告）號: CN106285499B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 朱波;曹偉偉;喬琨;王永偉
• 申請（專利權）人: 山東中恒碳纖維科技發展有限公司
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;H05B3/14;H05B3/18;H05B3/56;D04C1/12;D04C1/02;C08L63/00;C08L61/06;C08K9/10;C08K7/06;C08K7/08;C08K7/04;C08K7/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

1.一種帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿，其特征在于，包括碳纖維復合材料抽油桿桿體和埋設在所述抽油桿桿體內部中心的柔性混雜纖維電加熱線，所述碳纖維復合材料抽油桿桿體為扁帶狀或圓形截面，所述桿體為連續長度；所述桿體截面結構為中線內埋入的柔性混雜纖維電加熱線，外部為碳纖維復合材料單向包埋結構；

所述的柔性混雜纖維電加熱線包括內部的柔性束狀混雜纖維和包覆內部柔性束狀混雜纖維的熱塑性樹脂基界面層，所述熱塑性樹脂含量占比15-50％；

所述柔性束狀混雜纖維采用碳纖維與高性能無機纖維混雜編織制備；

所述碳纖維規格為1K、3K、6K、12K、24K任意一種單向纖維；

所述高性能無機纖維包括碳化硅纖維、氧化鋁纖維、氮化硼纖維、碳化硼纖維中的一種或多種組合。

2.如權利要求1所述的帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿，其特征在于，所述的碳纖維復合材料抽油桿桿體采用單向碳纖維預浸樹脂膠液拉擠固化成型，所述樹脂含量占比15-50％。

3.如權利要求1所述的帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿，其特征在于，所述碳纖維為T300、T700、T800中的任意一種或多種。

4.如權利要求2所述的帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿，其特征在于，所述的樹脂膠液為環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂中的任意一種。

5.如權利要求1所述的帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿，其特征在于，所述柔性混雜纖維電加熱線呈U型。

6.如權利要求1所述的帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿，其特征在于，所述熱塑性樹脂基界面層厚度在0.2-1mm之間，所述熱塑性樹脂基界面層所用樹脂為熱塑性的聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚中的任意一種或多種組合。

7.如權利要求1-6任一項所述的帶有電加熱功能的連續碳纖維復合材料抽油桿的制備方法，其特征在于，制備步驟如下：

(1)將碳纖維與高性能無機纖維根據加熱要求進行混雜編織處理制成柔性束狀混雜纖維，之后在其表面涂覆一定厚度的熱塑性樹脂界面層，所述熱塑性樹脂含量控制在15-50％，整個電加熱線為連續長度，之后將電加熱線以U型拉緊備用；

(2)將步驟(1)中涂覆界面層柔性混雜纖維電加熱線固定在拉擠預定位裝置上，將放絲架上的多組碳纖維束引出，在牽引裝置的驅動下，碳纖維束進入浸膠槽充分浸漬樹脂膠液，所述樹脂含量控制在15-50％；

(3)經過充分浸漬樹脂膠液的碳纖維束與中心的柔性混雜纖維電加熱線一并進入復合材料抽油桿成型模具進行一次固化成型；

(4)經過固化的碳纖維復合材料抽油桿，在牽引裝置的驅動下進入冷卻裝置快速冷卻至50℃以下，利用卷繞裝置將其卷繞在直徑5m的圓盤上。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中牽引裝置的牽引速度為400-900mm/分鐘；所述步驟(3)中固化處理溫度為120-150℃，固化處理時間為5-15min。