專利名稱：一種耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及輸電線路架空導線技術領域，具體公開了一種耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒。
背景技術：
隨著我國經濟的快速發展，對電力的需求持續增長，因此需要不斷增大輸送線路的輸送容量。傳統架空導線采用鋼芯鋁絞線，由于采用鋼芯作為加強芯，其具有重量大、熱膨脹系數高、強度低等缺點，在提高線路輸送容量時，會帶來弧垂大等安全問題。因此國內外開發了一種纖維增強樹脂基復合芯軟型鋁絞線。所述纖維增強樹脂基復合材料為以樹脂為基體，以纖維或其織物為增強體的復合材料。由于纖維增強樹脂基復·合材料芯棒具有強度大、耐高溫、線膨脹系數小，重量輕的特點，將其作為導線加強芯時有利于改善導線的弧垂特性，因而采用纖維增強樹脂基復合材料芯棒制造的復合芯導線與同結構鋼芯鋁絞線相比線路的輸送能力能大幅提高，同時有效降低線路弧垂，提高安全系數。但是由于芯棒外層采用樹脂層包覆，而樹脂材料的特性決定了其在高溫環境下會熱老化，同時外界環境中的紫外線會使其分解，大大降低了復合芯棒的壽命，給輸電線路帶來了很大的安全隱患。這使得用戶在使用該新型導線時有很多顧慮。因此必須提高芯棒的耐候性能，傳統的辦法是通過提高樹脂基體性能，添加一定抗老化添加劑提高其耐候性能，但是會帶來樹脂成本提高，加工性能降低等缺點，最終影響到芯棒的成本，進而使整個導線的成本增加。因此有必要在不提高現有芯棒用樹脂成本和加工成本前天下，解決芯棒的耐候性問題，具有重大的技術和經濟意義。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒。本實用新型的技術方案為一種耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒，包括樹脂基復合材料內芯、樹脂層，還包括涂料層；所述樹脂基復合材料內芯設置于所述樹脂層內部，所述涂料層包裹于所述樹脂層的外部。較優的，所述涂料層厚度為30 40 μ m。較優的，所述樹脂層為環氧樹脂層。更優的，所述樹脂層為酚醛環氧樹脂層或乙烯基環氧樹脂層。構成所述涂料層的涂料包括如下重量百分比的組分氟碳樹脂40 70%與氟碳樹脂相溶的有機溶劑 20 40%固化劑5 25%。較優的，所述涂料包括如下重量百分比的組分氟碳樹脂50 60%[0017]與氟碳樹脂相溶的有機溶劑 25 35%固化劑10 20%。 較優的，所述氟碳樹脂為PEVE氟碳樹脂。更優的，所述PEVE氟碳樹脂由含氟單體與烷基乙烯醚共聚獲得。進一步的，所述含氟單體與烷基乙烯醚的質量比為4 6 :1。最優的，所述含氟單體為三氟氯乙烯。較優的，所述與氟碳樹脂相溶的有機溶劑選自乙酸丁酯、乙酸乙酯、甲基異丁基酮
或丙二醇甲醚乙酸酯。較優的，所述固化劑選自六亞甲基二異氰酸酯縮二脲、六亞甲基二異氰酸酯三聚體或異佛爾酮二單氰酸酯。最優的，所述固化劑為六亞甲基二異氰酸酯縮二脲。所述涂料的制備方法，步驟為I)將氟碳樹脂和與氟碳樹脂相溶的有機溶劑按比例混合、分散均勻，然后將分散均勻的混合物進行研磨，獲得氟碳樹脂分散液；2)向上一步的氟碳樹脂分散液中按比例加入固化劑，充分攪拌并混合均勻，獲得涂料。較優的，步驟I)氟碳樹脂及有機溶劑的混合、分散采用高速分散機分散5 15min。更優的,采用高速分散機分散lOmin。較優的，步驟I)獲得的氟碳樹脂分散液細度達20 40 μ m。最優的，氟碳樹脂分散液細度達30 μ m。較優的，步驟2)向氟碳樹脂分散液中加入固化劑后，經高速分散機充分攪拌并混合均勻。本實用新型耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒的制備方法，為采用本實用新型的涂料噴涂到樹脂基復合材料芯棒外表面形成涂層；烘干涂層。較優的，所述噴涂為采用壓縮空氣對涂料進行噴涂。較優的，所述噴涂速度為O. 5 I. 2m/min ;最優的,所述噴涂速度為lm/min。較優的，所述涂層厚度為30 40 μ m。較優的，所述烘干溫度為30 50°C。較優的，在將涂料噴涂到樹脂基復合芯棒外表面之前，對芯棒進行清理，除去芯棒表面污潰。更優的，采用乙醇(酒精)對芯棒進行清理。在樹脂基復合材料芯棒外表面形成涂層并將涂層烘干后，將芯棒包裝上盤，獲得耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒。采用涂料對芯棒進行表面處理后，能夠顯著提高復合芯棒的耐候性能；并且本實用新型的耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒具有較好的耐熱性能和抗紫外性能，制備方法簡單、成本低廉、能與現有的芯棒生產線進行匹配，不影響原芯棒生產線效率，適用于高品質芯棒的工業化生產。

[0041]圖I :耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒結構示意圖(I.樹脂基復合材料內芯
2.樹脂層3.涂料層)
具體實施方式
下面結合具體實施例進一步闡述本實用新型，應理解，實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的保護范圍。如圖I所示的一種耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒，包括樹脂基復合材料內芯
I、樹脂層2，還包括涂料層3 ;樹脂基復合材料內芯I設置于樹脂層2內部，涂料層3包裹于 樹脂層2的外部。耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒的制備方法選自以下任一方法一I.實驗材料A. PEVE氟碳樹脂，購自上海衡峰氟碳材料有限公司B.芯棒內芯由體積比為30%碳纖維、50%玻璃纖維以及20%改進型環氧樹脂(購自美國亨斯曼公司)組成；芯棒外層樹脂層的樹脂基體為改進型環氧樹脂(購自美國亨斯曼公司)；記為Cl。2.實驗方法I)將PEVE氟碳樹脂和乙酸丁酯按1:1的質量比混合并用高速分散機分散約IOmin,然后將混合物經砂磨機研磨至細度達30 μ m,得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按4:1的質量比加入六亞甲基二異氰酸酯縮二脲，經高速分散機充分攪拌并混合均勻，可制得氟碳基涂料。3)通過乙醇(酒精)對芯棒Cl進行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒Cl上，速度為lm/min，涂層厚度為30 μ m。5)在30°C對芯棒進行烘干。6)將烘干后的芯棒進行包裝上盤，獲得耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒記作SI。方法二I.實驗材料A. PEVE氟碳樹脂，同實施例I。B.芯棒內芯由體積比為30%碳纖維、50%芳族聚酰胺纖維以及20%乙烯基環氧樹脂(購自上海合成樹脂研究所)；芯棒外層樹脂層基體為乙烯基環氧樹脂；記為C2。2.實驗方法I)將PEVE氟碳樹脂和乙酸乙酯按7:2的質量比混合并用高速分散機分散約15min,然后將混合物經砂磨機研磨至細度達40 μ m，得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按9:1的質量比加入六亞甲基二異氰酸酯縮二脲，經高速分散機充分攪拌并混合均勻，可制得氟碳基涂料。3)通過乙醇(酒精)對芯棒C2進行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒C2上，速度為O. 5m/min,涂層厚度約為35 μ m。5)在40°C范圍內對芯棒進行烘干。[0066]6)將烘干后的芯棒進行包裝上盤，記作S2。方法三I.實驗材料A. PEVE氟碳樹脂，同實施例I。B.芯棒內芯由體積比為35%碳纖維、45%玻璃纖維以及20%酚醛基環氧樹脂(購自上海新華樹脂廠)組成；芯棒外層樹脂層基體為酚醛基環氧樹脂；記為C3。2.實驗方法I)將PEVE氟碳樹脂和甲基異丁基酮按12:7的質量比混合并用高速分散機分散約 15min,然后將混合物經砂磨機研磨至細度達20 μ m，得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按19 1的質量比加入六亞甲基二異氰酸酯三聚體，經高速分散機充分攪拌并混合均勻，可制得氟碳基涂料。3)通過乙醇(酒精)對芯棒C3進行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒C3上，速度為I. 2m/min,涂層厚度約為40 μ m。5)在50°C范圍內對芯棒進行烘干。6)將烘干后的芯棒進行包裝上盤，記作S3。方法四I.實驗材料A. PEVE氟碳樹脂，同實施例I。B.芯棒內芯由體積比為35%碳纖維、45%芳族聚酰胺纖維以及20%酚醛基環氧樹脂(購自上海新華樹脂廠)；芯棒外層樹脂層基體為酚醛基環氧樹脂；記為C4。2.實驗方法I)將PEVE氟碳樹脂和丙二醇甲醚乙酸酯按2:1的質量比混合并用高速分散機分散約5min，然后將混合物經砂磨機研磨至細度達30 μ m，得到氟碳樹脂分散液。2)將以上制得的氟碳樹脂分散液按3 :1加入異佛爾酮二單氰酸酯，經高速分散機充分攪拌并混合均勻，可制得氟碳基涂料。3)通過乙醇(酒精)對芯棒C4進行清洗，去除其表面污潰等。4)利用壓縮空氣將涂料噴涂在芯棒C4上，速度為lm/min，涂層厚度約為35 μ m。5)在30°C范圍內對芯棒進行烘干。6)將烘干后的芯棒進行包裝上盤，記作S4。材料性質的檢測I.實驗對象對方法一至四制備的噴涂有提高材料耐候性涂料的樹脂基復合材料芯棒S1-S4的耐熱性能和抗紫外線性能進行檢測，實驗數據如下2.檢測方法及數據2. I芯棒耐熱老化性2. I. I檢測方法I)原始抗拉強度對待檢測芯棒(S1-S4)不做任何處理，取合適長度試樣，兩端做好端頭，處理好的端頭能牢固的固定在拉力機上，確保在軸向拉伸試驗中試樣不滑落，同時試樣有效拉伸長度應不小于70D。試驗中保證試樣的縱軸線與拉伸的中線重合。拉伸速度應取為lmm/min 6mm/min,檢測芯棒強度。2)高溫抗拉強度將芯棒(S1-S4)在190°C溫度下放置400h后，取合適長度試樣，兩端做好端頭，處理好的端頭能牢固的固定在拉力機上，確保在軸向拉伸試驗中試樣不滑落，同時試樣有效拉伸長度應不小于70D。試驗中保證試樣的縱軸線與拉伸的中線重合。拉伸速度應取為lmm/min 6mm/min,檢測芯棒強度。3)檢測標準檢測對象的高溫抗拉強度不低于其標稱強度的95%為合格。2. I. 2檢測結果表I芯棒耐熱老化實驗結果
權利要求1.一種耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒，包括樹脂基復合材料內芯、樹脂層，其特征在于，還包括涂料層；所述樹脂基復合材料內芯設置于所述樹脂層內部，所述涂料層包裹于所述樹脂層的外部。
2.如權利要求I所述的芯棒，其特征在于，所述涂料層厚度為30 40μπι。
專利摘要本實用新型涉及輸電線路架空導線技術領域，具體公開了一種耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒，包括樹脂基復合材料內芯、樹脂層，還包括涂料層；所述樹脂基復合材料內芯設置于所述樹脂層內部，所述涂料層包裹于所述樹脂層的外部。本實用新型的耐候性改進的樹脂基復合材料芯棒具有較好的耐熱性和抗紫外性能，并且制備方法簡單、成本低廉、能與芯棒生產線進行匹配，不影響原芯棒生產線效率，適用于高品質芯棒的工業化生產。
文檔編號B32B27/38GK202727417SQ20122034115
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者黨朋, 劉斌, 王新營, 黃國飛, 嚴波, 曾偉, 鄭秋 申請人:上海電纜研究所