[發明專利]一種碳纖維復合材料導線芯及其生產方法

在審

• 申請號: 202010571357.0
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN113172971A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 劉仁臣;李志宏;張利;鄭春生;連勝利;陳勝波;王哲
• 申請（專利權）人: 中國石化集團勝利石油管理局有限公司電力分公司;山東領峰石油技術有限公司
• 主分類號: B32B27/12
• 分類號: B32B27/12;B32B9/00;B32B9/04;B32B7/12;B32B27/40;B32B27/28;B32B27/18;B32B33/00;H01B1/04;H01B13/00;C09J163/00;C09J133/04;C09J11/04;C08L75/04
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

1.一種碳纖維復合材料導線芯，其特征在于，所述導線芯包括基材層料、粘接層料和彈力層料，所述基材層料為改性的碳纖維；

所述粘接層料的制備方法為將高官能度環氧樹脂加入到磁力攪拌器中，然后再加入高官能度環氧樹脂總量3-5倍的丙醇，隨后再加入高官能度環氧樹脂總量30-40％的改性石墨烯，然后將溫度升至70℃，隨后再將轉速升至220-260r/min，攪拌20-30min，然后再加入高官能度環氧樹脂總量2％的丙烯酸乳液，繼續以500-600r/min的轉速攪拌1-2h，即得粘接層；

所述彈力層料的制備方法為將聚醚多元醇按照重量比1:2加入到聚氨酯中，隨后再加入聚氨酯總量1-2倍的二乙氨基乙醇，然后以300-500r/min的轉速進行攪拌25-35min，最后加入聚氨酯總量20％的葡萄糖五丙酸酯，然后以1000-1500r/min的轉速進行高速攪拌25-35min，即得彈力層料。

2.根據權利1所述的一種碳纖維復合材料導線芯，其特征在于，所述改性的碳纖維具體改性方法為：將碳纖維先采用⁶⁰Co_r輻射源處理30min，隨后置于油浴的菜籽油中進行過油，過油后再冷卻至室溫，即可。

3.根據權利要求2所述的一種碳纖維復合材料導線芯，其特征在于，所述碳纖維采用⁶⁰Co_r輻射源處理的具體條件為：輻射總劑量為5-7KGy，輻照計量率為30-40Gy/min，每隔2min處理5min，共處理30min。

4.根據權利要求2所述的一種碳纖維復合材料導線芯，其特征在于，所述油浴的菜籽油采用100℃的溫度將菜籽油加熱至沸騰，保溫即可。

5.根據權利要求1所述的一種碳纖維復合材料導線芯，其特征在于，所述高官能度環氧樹脂為四官能度環氧樹脂。

6.根據權利要求1所述的一種碳纖維復合材料導線芯，其特征在于，所述改性石墨烯的制備方法為：將石墨烯先采用濃硫酸進行氧化處理，然后再采用偶聯劑KH560進行有機偶聯化處理，隨后置于有機硅溶膠中進行超聲分散20-30min，超聲功率為200-300W，超聲結束，得到改性石墨烯。

7.一種如權利要求1-6所述碳纖維復合材料導線芯的生產方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將基材層料先與粘接層料按照重量比2:1送入到高壓反應釜中以80℃、5MPa的條件進行反應20-30min，隨后送入質子輻射箱內進行輻射處理；

步驟二，輻射處理后采用擠拉工藝成型得到基材芯，然后再加入彈力層料繼續采用纏繞成型工藝得到復合導線芯；

步驟三，將步驟二得到的復合導線芯采用脈沖電流處理5-10min，最后再在壓力為2-5MPa的條件下壓制2-5min，即得本發明的導線芯。

8.根據權利要求7所述的一種碳纖維復合材料導線芯的生產方法，其特征在于，所述步驟一中質子輻射箱內進行輻射處理的條件為：輻照能量為160-190Kev，束流為1.8-2.2×10¹²cm-2.s^-1，注入量為1-2×10¹²p/cm²。

9.根據權利要求8所述的一種碳纖維復合材料導線芯的生產方法，其特征在于，所述步驟一中質子輻射箱內進行輻射處理的條件為：輻照能量為175Kev，束流為2.0×10¹²cm-2.s^-1，注入量為1.5×10¹²p/cm²。

10.根據權利要求7所述的一種碳纖維復合材料導線芯的生產方法，其特征在于，所述步驟三中脈沖電流處理的電壓為10-20Kv，脈沖電場強度為5-15Kv，脈沖數為400-500。