[發明專利]一種碳纖維復合芯導線及其制備方法

有效

• 申請號: 202011021705.3
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112151206B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李德栓;史紅偉;姜鵬博;韓慶軍;高新軍;徐嘉明
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司周口供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H01B5/08
• 分類號: H01B5/08;H01B7/04;H01B7/18;H01B7/28;H01B7/29;H01B9/00;H01B13/00
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 楊小燕

1.一種碳纖維復合芯導線，其特征在于：由內向外依次為碳纖維復合芯棒、玻璃纖維層、軟鋁型線層；所述軟鋁型線層由多個梯形軟鋁型線絞制而成；

所述碳纖維復合芯棒由以下重量份數的原料制成：碳纖維18-25份、玻璃纖維3-5份、劍麻纖維5-8份、浸膠液210-230份；

所述浸膠液由以下重量份數的原料制成：酚醛樹脂8-15份、環氧樹脂30-40份、固化劑15-20份、丁苯膠乳65-78份、苯乙烯120-135份、表面活性劑2.5-3.2份；所述固化劑為固化劑703、704或781中的一種；所述表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或山梨醇酐硬脂酸酯；

所述碳纖維復合芯棒拉伸強度為2613MPa-2638MPa，彈性模量為137GPa-145GPa，芯棒在55D直徑的筒體上以不大于3r/min的卷繞速度卷繞1圈，芯棒不開裂，不斷裂；扭轉360°試驗，表層不開裂，線膨脹系數為1.57×10^-6/℃-1.52×10^-6/℃；

所述的一種碳纖維復合芯導線的制備方法，包含以下步驟：

S1：將環氧樹脂和固化劑混合后，置于攪拌機中常溫攪拌5-10min,轉速為200-300r/min，然后加入酚醛樹脂、苯乙烯、表面活性劑，保持轉速不變，繼續攪拌2-3min，然后加入丁苯膠乳，繼續攪拌5-8min，得到浸膠液；

S2：將碳纖維、玻璃纖維、劍麻纖維各加S捻，100捻/米，然后各取1根合并，加Z捻，100捻/米，制成復合纖維線；

S3：將步驟S1得到的浸膠液加入到浸膠槽中，步驟S2制得的復合纖維線置于拉擠成型機中，即可開動拉擠成型機開始浸膠，進行拉擠并進行后固化處理；拉擠速度≥55cm/min；

玻璃纖維的浸膠、拉擠、固化方法同復合纖維線；在浸膠前，對玻璃纖維和復合纖維線進行預熱，保證碳纖維絲和玻璃纖維絲的干燥；

將外層的玻璃纖維和內層復合纖維線分別在兩個不同區域浸潤；

對玻璃纖維進線包覆的控制，為了保證玻璃纖維能夠均勻包覆在碳纖維復合芯棒表面，采用兩組半環導輪，將每一根浸潤后的玻璃纖維絲均勻導向碳纖維復合芯棒，呈環狀包裹在碳纖維復合芯棒表面進行熱固化反應；

碳纖維復合芯導線的絞制是在630/6+12+18搖籃型絞線機上進行；絞線前，絞線工仔細檢查每盤單線的外觀質量，配以專用的并線模具，并按照工藝規定的要求上盤和調整絞籠轉速和牽引線速度，調整預扭角度和張力，使每根單線都受到均勻一致的張力；

碳纖維復合芯導線外層軟鋁型線是由鋁桿經擠壓成型，而后經絞制工序絞制而成；采用框式絞線機，每段絞籠增加預扭裝置，即絞制前，先將每根單線預扭轉約360°以保證型線的定位和定型；為保證每根單線絞合時都受到均勻一致的張力，使絞合后的導線貼服、緊密、均勻，調試每盤的張力控制系統；為保證絞制過程中鋁型單線的表面質量，所用框式絞線機的穿線嘴采用氧化鋁鋼玉陶質，并對框絞的牽引輪進行磨光處理。

2.如權利要求1所述的一種碳纖維復合芯導線，其特征在于：所述碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維。