混雜纖維復合繩芯、其成型工藝及繩芯制造裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種混雜纖維復合繩芯，由1根碳纖維復合芯股和6根混雜纖維復合芯股纏繞成型，復合芯股復合時采用熱固性樹脂體系，由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成。本發明還公開了一種混雜纖維復合繩芯的成型工藝，由預熱、刻蝕、浸漬、單股預成型、單股外層復合芯包覆、纏繞成型、深度固化及卷繞等依次組成，本發明又公開了一種繩芯制造裝置，依次由纖維紗架、纖維預熱/刻蝕裝置、樹脂浸漬槽、單股預成型模具、外層復合芯股包覆模具、成型裝置、固化裝置及卷繞裝置組成。本發明方法簡單，繩芯一次性成型，降低了拉擠工藝生產時堵模現象發生，提高了生產效率，降低了生產成本。
【專利說明】混雜纖維復合繩芯、其成型工藝及繩芯制造裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種繩、其成型工藝與制造裝置，特別是涉及一種復合材料繩其成型工藝與制造裝置，應用于電纜制備和電纜成型設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]碳纖維復合芯電纜是設計用來取代鋼芯鋁絞線電纜的一種電纜，這種電纜具有密度小，拉伸強度大，弧垂小，載流量大等優點，但是在使用的過程中出現過災難性斷裂的情況，主要是這種復合芯對表面缺陷敏感，在生產卷繞及安裝放線時會造成表面損傷，這是其最大的缺點，為了充分利用復合材料的可設計性，以及提高導線增強芯的可靠性，可將單根碳纖維復合芯設計為由多根細小的碳纖維芯棒纏繞而成，即復合繩芯，這種繩芯能夠使得受力更加均勻，極大的提高了電纜的安全性能，但目前還缺少這種復合繩芯及其成型工藝與制造設備。

【發明內容】

[0003]為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種混雜纖維復合繩芯、其成型工藝及繩芯制造裝置，混雜纖維復合繩芯由外層混雜纖維復合芯股及內層碳纖維復合芯股纏繞成型，其成型工藝由預熱、刻蝕、浸潰、單股預成型、單股外層復合芯包覆、纏繞成型、深度固化及卷繞等依次組成，本發明成型工藝方法簡單，復合繩芯能夠一次性成型，減少了拉擠工藝生產時堵模現象的發生，提高了生產效率，降低了生產成本。
[0004]為達到上述發明創造目的，本發明采用下述技術方案:
一種混雜纖維復合繩芯，由內層芯股和外層芯股纏繞成型，其中內層芯股為I根碳纖維復合芯股，其中外層芯股包括6根相同的混雜纖維復合芯股，構成外層芯股的混雜纖維復合芯股由內部纖維芯及外部絕緣層構成，內部纖維芯和外部絕緣層復合時用的樹脂體系為熱固性樹脂體系，樹脂體系的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的含量為:以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化劑為105-125份，促進劑0.5-2份，脫模劑0.5-3份，填料0-5份。
[0005]作為本發明優選的技術方案,構成混雜纖維復合芯股的內部纖維芯和作為內層芯股的碳纖維復合芯股使用的增強纖維材料皆為碳纖維，構成外層芯股的外部絕緣層使用的纖維為玻璃或聚酯纖維，外部絕緣層的厚度不小于0.1 mm，復合繩芯成型使用的熱固性樹脂體系的玻璃化溫度不低于190°C。
[0006]上述熱固性樹脂優選采用乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂和聚酰亞胺樹脂中的任意一種樹脂、任意幾種樹脂混合物、任意一種樹脂經改性而成的改性樹脂或者任意幾種樹脂經改性而成的改性樹脂混合物；上述固化劑優選采用甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐和甲基納迪克酸酐中的任意一種或任意幾種的混合物；上述促進劑優選采用咪唑類和三苯基膦中的任意一種潛伏性促進劑或任意幾種潛伏性促進劑的混合物；上述脫模劑優選采用硅油和INT-1890M中的任意一種內脫模劑或任意幾種內脫模劑的混合物；上述填料優選采用二氧化硅、二氧化鈦、高嶺土和碳酸鈣中的任意一種或任意幾種的混合物。
[0007]作為本發明上述技術方案的優選技術方案,構成外層芯股的混雜纖維復合芯股的單股直徑為2-3 mm,混雜纖維復合芯股中的纖維體積含量為55-70%,構成外層芯股的混雜纖維復合芯股進行成型纏繞時的捻角為5-15。。
[0008]本發明混雜纖維復合繩芯的成型工藝，包括如下步驟:
a.將纖維從可繞軸旋轉的纖維紗架上牽出，然后使牽出的纖維進入纖維預熱/刻蝕裝置中進行預熱并除水分，同時對通過纖維預熱/刻蝕裝置的纖維表面進行刻蝕，控制含水量不超過2% ；
b.將經過上述步驟a中預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽內旋轉浸潰，然后使纖維分股進入可繞軸旋轉的單股預成型模具中進行纖維芯預成型，纖維芯預成型的溫度設置為90-130°C，得到纖維芯，然后在可繞軸旋轉的包覆模具入口處采用熱固性樹脂體系結合材料對纖維芯進行絕緣層包覆，熱固性樹脂體系結合材料的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的含量為，以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化劑為105-125份，促進劑0.5-2份，脫模劑0.5-3份，填料0_5份，通過熱固性樹脂體系結合材料復合制備得到6根芯股，然后以6根芯股作為外層芯股，以另I根纖維芯股作為內層芯股，再由內層芯股和外層芯股通過成型裝置進行纏繞成型，初步制得混雜纖維復合繩
-1-H
心;
c.將在上述步驟b中成型初步得到的混雜纖維復合繩芯引入固化裝置中進行固化，最后用卷繞裝置對固化后混雜纖維復合繩芯進行收集。
[0009]本發明混雜纖維復合繩芯的成型工藝的繩芯制造裝置，按順序依次由纖維紗架、纖維預熱/刻蝕裝置、樹脂浸潰槽、單股預成型模具、外層復合芯股包覆模具、成型裝置、固化裝置及卷繞裝置組成，固化裝置至少由第一固化裝置、第二固化裝置和第三固化裝置組成深度固化系統，將纖維從纖維紗架上牽出，然后使牽出的纖維進入纖維預熱/刻蝕裝置中進行預熱并除水分，同時對通過纖維預熱/刻蝕裝置的纖維表面進行刻蝕，將經過預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽內浸潰，然后使纖維分股進入單股預成型模具中進行纖維芯預成型，得到纖維芯，然后在外層復合芯股包覆模具入口處進行絕緣層包覆，制備得到芯股，再由一系列芯股通過成型裝置進行纏繞成型，制得混雜纖維復合繩芯，再將混雜纖維復合繩芯依次引入第一固化裝置、第二固化裝置和第三固化裝置中進行固化，最后用卷繞裝置對固化后混雜纖維復合繩芯進行收集。
[0010]作為繩芯制造裝置優選的技術方案，纖維紗架可繞軸旋轉，纖維紗架設有集束孔，使纖維從纖維紗架的集束孔中牽出；纖維預熱/刻蝕裝置使用紫外烘箱，烘箱溫度設置范圍為 100-300 °C。
[0011]作為本發明上述技術方案的優選技術方案，樹脂浸潰槽的纖維進口和纖維出口處設有可旋轉的帶開孔的轉盤，轉盤的旋轉角速度和方向與纖維紗架的旋轉角速度和方向相同。
[0012]作為本發明上述技術方案的優選技術方案，對于單股預成型模具，其長度為10-15 cm，其中心孔徑為2-3 mm，其外圍孔徑比中心孔徑小0.1-0.5 mm，其旋轉角速度和方向與纖維紗架的相同；對于外層復合芯股包覆模具，其長度20-30cm，其溫度設置范圍為140-180°C，其7個孔徑相同，均為2-3 mm ;對于成型裝置，采用聚四氟乙烯制作，其長度為5-10 cm，其孔徑為 6_9 mm。
[0013]作為本發明上述技術方案的優選技術方案，第一固化裝置、第二固化裝置和第三固化裝置的長度皆為50-70 cm，各固化裝置所設置的固化溫度皆為160-200°C;卷繞裝置的卷盤直徑為混雜纖維復合繩芯直徑的45-80倍。
[0014]本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點:
1.本發明繩芯制造工藝方法簡單，設備設計合理，能夠使得復合繩芯一次性成型，而且該設計能夠減少堵模現象的發生，提高了生產效率，降低了生產成本；
2.將本發明混雜纖維復合繩芯、其成型工藝及繩芯制造裝置應用于電纜制造領域，將單根碳纖維復合芯設計為由多根細小的碳纖維芯棒纏繞而成，即復合繩芯，可消除通過傳統電纜制造技術制造的復合材料電纜的表面缺陷，本發明制備的繩芯能夠使得受力更加均勻，極大的提高了電纜的安全性能，并顯著提高導線增強芯的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例一混雜纖維復合繩芯截面示意圖。
[0016]圖2為本發明實施例一混雜纖維復合繩芯的成型工藝流程示意圖。
[0017]圖3為本發明實施例一的樹脂浸潰槽的纖維進出口截面示意圖。
[0018]圖4為本發明實施例一的單股預成型模具的截面示意圖。
[0019]圖5為本發明實施例一的外層復合芯股包覆模具的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本發明的優選實施例詳述如下:
實施例一:
在本實施例中，參見圖1，一種混雜纖維復合繩芯由內層芯股和外層芯股纏繞成型，其中內層芯股為I根碳纖維復合芯股13，其中外層芯股包括6根相同的混雜纖維復合芯股14，構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14由內部纖維芯12及外部絕緣層11構成，內部纖維芯12和外部絕緣層11復合時用的樹脂體系為熱固性樹脂體系，樹脂體系的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑組成，各組分的含量為:以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化劑為120份，促進劑I份，脫模劑2份。構成混雜纖維復合芯股14的內部纖維芯12和作為內層芯股的碳纖維復合芯股13使用的增強纖維材料皆為T300 PAN基碳纖維；熱固性樹脂體系為環氧樹脂AG80，固化劑為甲基六氫苯酐，促進劑為2-乙基-4-甲基咪唑，內脫模劑為INT-1890M ;外部絕緣層11為玻璃纖維，其厚度為0.2 mm ;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14的單股直徑為2 _，混雜纖維復合芯股14中的纖維體積含量為65 %;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14進行成型纏繞時的捻角為10。。
[0021]在本實施例中，參見圖2?圖5，制造本實施例混雜纖維復合繩芯的繩芯制造裝置，按順序依次由纖維紗架1、纖維預熱/刻蝕裝置2、樹脂浸潰槽3、單股預成型模具4、外層復合芯股包覆模具5、成型裝置6、固化裝置及卷繞裝置10組成，固化裝置至少由第一固化裝置7、第二固化裝置8和第三固化裝置9組成深度固化系統，設置多段固化以便于觀察固化效果，將纖維從纖維紗架I上牽出，然后使牽出的纖維進入纖維預熱/刻蝕裝置2中進行預熱并除水分，同時對通過纖維預熱/刻蝕裝置2的纖維表面進行刻蝕，將經過預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽3內浸潰，然后使纖維分股進入單股預成型模具4中進行纖維芯預成型，得到纖維芯，然后在外層復合芯股包覆模具5入口處進行絕緣層包覆，制備得到芯股，再由一系列芯股通過成型裝置6進行纏繞成型，制得混雜纖維復合繩芯，再將混雜纖維復合繩芯依次引入第一固化裝置7、第二固化裝置8和第三固化裝置9中進行固化，最后用卷繞裝置10對固化后混雜纖維復合繩芯進行收集。
[0022]在本實施例中，參見圖2?圖5，利用本實施例繩芯制造裝置的混雜纖維復合繩芯的成型工藝，包括如下步驟:
a.將纖維從可繞軸旋轉的纖維紗架I上牽出，然后使牽出的纖維進入纖維預熱/刻蝕裝置2中進行預熱并除水分，同時對通過纖維預熱/刻蝕裝置2的纖維表面進行刻蝕，控制含水量不超過2% ；
b.將經過上述步驟a中預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽3內旋轉浸潰，然后使纖維分股進入可繞軸旋轉的單股預成型模具4中進行纖維芯預成型，纖維芯預成型的溫度設置為100°C，得到纖維芯，然后在可繞軸旋轉的外層復合芯股包覆模具5入口處采用熱固性樹脂體系結合材料對纖維芯進行絕緣層包覆，通過熱固性樹脂體系結合材料復合制備得到6根芯股，然后以6根芯股作為外層芯股，以另I根纖維芯股作為內層芯股，再由內層芯股和外層芯股通過成型裝置6進行纏繞成型，初步制得混雜纖維復合繩芯；
c.將在上述步驟b中成型初步得到的混雜纖維復合繩芯依次引入第一固化裝置7、第二固化裝置8和第三固化裝置9中進行固化，達到產品性能要求，最后用卷繞裝置10對固化后混雜纖維復合繩芯進行收集。
[0023]在本實施例中，參見圖2?圖5，纖維預熱/刻蝕裝置2采用紫外烘箱，烘箱溫度設置為150°C;樹脂浸潰槽3纖維進出口處均采用聚四氟乙烯圓形轉盤，孔直徑為1.5 mm;單股預成型模具4長度為15 cm，孔徑為2 mm，外圍孔徑為1.6 mm ;外層復合芯股包覆模具5的長度25 cm，設置溫度為160°C，七個孔徑均為2 mm ;成型裝置6采用聚四氟乙烯制作，長度為5 cm，孔徑為6 mm。第一固化裝置7、第二固化裝置8和第三固化裝置9長度均為50cm，設置溫度依次為180°C、170°C、16(rC ;卷繞裝置10的卷盤直徑為混雜纖維復合繩芯直徑的50倍。
[0024]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，混雜纖維復合繩芯的內部纖維芯12和外部絕緣層11復合時用的樹脂體系為熱固性樹脂體系，采用的樹脂體系的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，樹脂體系各組分的含量為:以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化齊IJ為110份，促進劑I份，脫模劑2份，填料3份。構成混雜纖維復合芯股14的內部纖維芯12和作為內層芯股的碳纖維復合芯股13使用的增強纖維材料皆為T300PAN基碳纖維；熱固性樹脂體系為環氧樹脂AG80，固化劑為甲基納迪克酸酐，促進劑為2-乙基-4-甲基咪唑，內脫模劑為甲基硅油；填料為微米級二氧化硅；外部絕緣層11為聚酯纖維，其厚度為0.15mm ;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14的單股直徑為2 _，混雜纖維復合芯股14中的纖維體積含量為60 % ;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14進行成型纏繞時的捻角為10。。[0025]在本實施例中，混雜纖維復合繩芯的成型工藝，包括如下步驟:
a.本步驟與實施例一相同；
b.將經過上述步驟a中預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽3內旋轉浸潰，然后使纖維分股進入可繞軸旋轉的單股預成型模具4中進行纖維芯預成型，纖維芯預成型的溫度設置為110°C，得到纖維芯，然后在可繞軸旋轉的外層復合芯股包覆模具5入口處采用熱固性樹脂體系結合材料對纖維芯進行絕緣層包覆，通過熱固性樹脂體系結合材料復合制備得到6根芯股，然后以6根芯股作為外層芯股，以另I根纖維芯股作為內層芯股，再由內層芯股和外層芯股通過成型裝置6進行纏繞成型，初步制得混雜纖維復合繩芯；
c.本步驟與實施例一相同。
[0026]在本實施例中，繩芯制造裝置的纖維預熱/刻蝕裝置2采用紫外烘箱，烘箱溫度設置為200°C;樹脂浸潰槽3纖維進出口處均采用聚四氟乙烯圓形轉盤，孔直徑為1.5 mm;單股預成型模具4長度為20cm，孔徑為2 mm，外圍孔徑為1.7 mm ;外層復合芯股包覆模具5的長度20 cm，設置溫度為170°C，七個孔徑均為2 mm ;成型裝置6采用聚四氟乙烯制作，長度為6 cm,孔徑為6 mm。第一固化裝置7、第二固化裝置8和第三固化裝置9長度均為60cm，設置溫度依次為170°C、160°C、15(rC ;卷繞裝置10的卷盤直徑為混雜纖維復合繩芯直徑的50倍。
[0027]實施例三:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，混雜纖維復合繩芯的內部纖維芯12和外部絕緣層11復合時用的樹脂體系為熱固性樹脂體系，采用的樹脂體系的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑組成，樹脂體系各組分的含量為:以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化劑為120份，促進劑I份，脫模劑2份。構成混雜纖維復合芯股14的內部纖維芯12和作為內層芯股的碳纖維復合芯股13使用的增強纖維材料皆為T300PAN基碳纖維；熱固性樹脂體系為環氧樹脂AG80，固化劑為甲基六氫苯酐，促進劑為三苯基膦，內脫模劑為INT-1890M ;外部絕緣層11為玻璃纖維，其厚度為0.3 mm ;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14的單股直徑為3_，混雜纖維復合芯股14中的纖維體積含量為65 % ;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14進行成型纏繞時的捻角為8°。
[0028]在本實施例中，混雜纖維復合繩芯的成型工藝，包括如下步驟:
a.本步驟與實施例一相同；
b.將經過上述步驟a中預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽3內旋轉浸潰，然后使纖維分股進入可繞軸旋轉的單股預成型模具4中進行纖維芯預成型，纖維芯預成型的溫度設置為110°C，得到纖維芯，然后在可繞軸旋轉的外層復合芯股包覆模具5入口處采用熱固性樹脂體系結合材料對纖維芯進行絕緣層包覆，通過熱固性樹脂體系結合材料復合制備得到6根芯股，然后以6根芯股作為外層芯股，以另I根纖維芯股作為內層芯股，再由內層芯股和外層芯股通過成型裝置6進行纏繞成型，初步制得混雜纖維復合繩芯；
c.本步驟與實施例一相同。
[0029]在本實施例中，繩芯制造裝置的纖維預熱/刻蝕裝置2采用紫外烘箱，烘箱溫度設置為200°C ;樹脂浸潰槽3纖維進出口處均采用聚四氟乙烯圓形轉盤，孔直徑為2_ ;單股預成型模具4長度為20cm，孔徑為3mm，外圍孔徑為2.4mm ;外層復合芯股包覆模具5的長度25cm，設置溫度為180°C，七個孔徑均為3mm ;成型裝置6采用聚四氟乙烯制作，長度為5cm,孔徑為9 mm。第一固化裝置7、第二固化裝置8和第三固化裝置9長度均為50cm,設置溫度依次為190°C、180°C、170°C ;卷繞裝置10的卷盤直徑為混雜纖維復合繩芯直徑的50倍。
[0030]實施例四:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，混雜纖維復合繩芯的內部纖維芯12和外部絕緣層11復合時用的樹脂體系為熱固性樹脂體系，采用的樹脂體系的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，樹脂體系各組分的含量為:以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化劑為120份，促進劑I份，脫模劑2份，填料3份。構成混雜纖維復合芯股14的內部纖維芯12和作為內層芯股的碳纖維復合芯股13使用的增強纖維材料皆為T300PAN基碳纖維；熱固性樹脂體系為環氧樹脂AG80，固化劑為甲基納迪克酸酐，促進劑為三苯基膦，內脫模劑為硅油；填料為微米級高嶺土 ；外部絕緣層11為聚酯纖維，其厚度為0.25 mm ;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14的單股直徑為3_，混雜纖維復合芯股14中的纖維體積含量為70% ;構成外層芯股的混雜纖維復合芯股14進行成型纏繞時的捻角為8。。
[0031]在本實施例中，混雜纖維復合繩芯的成型工藝，包括如下步驟:
a.本步驟與實施例一相同；
b.將經過上述步驟a中預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽3內旋轉浸潰，然后使纖維分股進入可繞軸旋轉的單股預成型模具4中進行纖維芯預成型，纖維芯預成型的溫度設置為120°C，得到纖維芯，然后在可繞軸旋轉的外層復合芯股包覆模具5入口處采用熱固性樹脂體系結合材料對纖維芯進行絕緣層包覆，通過熱固性樹脂體系結合材料復合制備得到6根芯股，然后以6根芯股作為外層芯股，以另I根纖維芯股作為內層芯股，再由內層芯股和外層芯股通過成型裝置6進行纏繞成型，初步制得混雜纖維復合繩芯；
c.本步驟與實施例一相同。
[0032]在本實施例中，繩芯制造裝置的纖維預熱/刻蝕裝置2采用紫外烘箱，烘箱溫度設置為200°C ;樹脂浸潰槽3纖維進出口處均采用聚四氟乙烯圓形轉盤，孔直徑為2_ ;單股預成型模具4長度為20cm，孔徑為3mm，外圍孔徑為2.5mm ;外層復合芯股包覆模具5的長度25cm，設置溫度為180°C，七個孔徑均為3mm ;成型裝置6采用聚四氟乙烯制作，長度為6cm,孔徑為9 mm。第一固化裝置7、第二固化裝置8和第三固化裝置9長度均為60cm,設置溫度依次為180°C、170°C、60°C ;卷繞裝置10的卷盤直徑為混雜纖維復合繩芯直徑的50倍。
[0033]上面結合附圖對本發明實施例進行了說明，但本發明不限于上述實施例，還可以根據本發明的發明創造的目的做出多種變化，凡依據本發明技術方案的精神實質和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，只要符合本發明的發明目的，只要不背離本發明混雜纖維復合繩芯、其成型工藝及繩芯制造裝置的技術原理和發明構思，都屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種混雜纖維復合繩芯，由內層芯股和外層芯股纏繞成型，其中內層芯股為I根碳纖維復合芯股(13)，其中外層芯股包括6根相同的混雜纖維復合芯股(14)，其特征在于，構成外層芯股的所述混雜纖維復合芯股(14)由內部纖維芯(12)及外部絕緣層(11)構成，所述內部纖維芯(12)和外部絕緣層(11)復合時用的樹脂體系為熱固性樹脂體系，樹脂體系的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的含量為:以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化劑為105-125份，促進劑0.5-2份，脫模劑0.5-3份，填料0_5份。
2.根據權利要求1所述混雜纖維復合繩芯，其特征在于:構成混雜纖維復合芯股(14)的內部纖維芯(12)和作為內層芯股的碳纖維復合芯股(13)使用的增強纖維材料皆為碳纖維，構成外層芯股的外部絕緣層(11)使用的纖維為玻璃或聚酯纖維，外部絕緣層(11)的厚度不小于0.1 _，復合繩芯成型使用的熱固性樹脂體系的玻璃化溫度不低于190°C。
3.根據權利要求1或2所述混雜纖維復合繩芯，其特征在于:所述熱固性樹脂是乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂、環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂和聚酰亞胺樹脂中的任意一種樹脂、任意幾種樹脂混合物、任意一種樹脂經改性而成的改性樹脂或者任意幾種樹脂經改性而成的改性樹脂混合物；所述固化劑為甲基六氫苯酐、甲基四氫苯酐和甲基納迪克酸酐中的任意一種或任意幾種的混合物；所述促進劑為咪唑類和三苯基膦中的任意一種潛伏性促進劑或任意幾種潛伏性促進劑的混合物；所述脫模劑為硅油和INT-1890M中的任意一種內脫模劑或任意幾種內脫模劑的混合物；所述填料為二氧化硅、二氧化鈦、高嶺土和碳酸鈣中的任意一種或任意幾種的混合物。
4.根據權利要 求1或2所述混雜纖維復合繩芯，其特征在于:構成外層芯股的所述混雜纖維復合芯股(14)的單股直徑為2-3 mm，所述混雜纖維復合芯股(14)中的纖維體積含量為55-70%，構成外層芯股的所述混雜纖維復合芯股(14)進行成型纏繞時的捻角為5-15。。
5.一種權利要求1所述混雜纖維復合繩芯的成型工藝，其特征在于，包括如下步驟: a.將纖維從可繞軸旋轉的纖維紗架上牽出，然后使牽出的纖維進入纖維預熱/刻蝕裝置中進行預熱并除水分，同時對通過纖維預熱/刻蝕裝置的纖維表面進行刻蝕，控制含水量不超過2% ； b.將經過上述步驟a中預熱并刻蝕過的纖維送入樹脂浸潰槽內旋轉浸潰，然后使纖維分股進入可繞軸旋轉的單股預成型模具中進行纖維芯預成型，纖維芯預成型的溫度設置為90-130°C，得到纖維芯，然后在可繞軸旋轉的包覆模具入口處采用熱固性樹脂體系結合材料對纖維芯進行絕緣層包覆，熱固性樹脂體系結合材料的復合組分由熱固性樹脂、固化劑、促進劑、脫模劑和填料組成，各組分的含量為，以其中的熱固性樹脂質量分數為100份，則固化劑為105-125份，促進劑0.5-2份，脫模劑0.5-3份，填料0_5份，通過熱固性樹脂體系結合材料復合制備得到6根芯股，然后以6根芯股作為外層芯股，以另I根纖維芯股作為內層芯股，再由內層芯股和外層芯股通過成型裝置進行纏繞成型，初步制得混雜纖維復合繩-1-H心; c.將在上述步驟b中成型初步得到的混雜纖維復合繩芯引入固化裝置中進行固化，最后用卷繞裝置對固化后混雜纖維復合繩芯進行收集。
6.一種實施權利要求5所述混雜纖維復合繩芯的成型工藝的繩芯制造裝置，其特征在于:按順序依次由纖維紗架(1)、纖維預熱/刻蝕裝置(2)、樹脂浸潰槽(3)、單股預成型模具(4)、外層復合芯股包覆模具(5)、成型裝置(6)、固化裝置及卷繞裝置(10)組成，所述固化裝置至少由第一固化裝置(7)、第二固化裝置(8)和第三固化裝置(9)組成深度固化系統，將纖維從所述纖維紗架(1)上牽出，然后使牽出的纖維進入所述纖維預熱/刻蝕裝置(2)中進行預熱并除水分，同時對通過所述纖維預熱/刻蝕裝置(2)的纖維表面進行刻蝕，將經過預熱并刻蝕過的纖維送入所述樹脂浸潰槽(3)內浸潰，然后使纖維分股進入所述單股預成型模具(4)中進行纖維芯預成型，得到纖維芯，然后在所述外層復合芯股包覆模具(5 )入口處進行絕緣層包覆，制備得到芯股，再由一系列芯股通過所述成型裝置(6 )進行纏繞成型，制得混雜纖維復合繩芯，再將混雜纖維復合繩芯依次引入所述第一固化裝置(7)、所述第二固化裝置(8)和所述第三固化裝置(9)中進行固化，最后用所述卷繞裝置(10)對固化后混雜纖維復合繩芯進行收集。
7.根據權利要求6所述繩芯制造裝置，其特征在于:所述纖維紗架(1)可繞軸旋轉，所述纖維紗架(1)設有集束孔，使纖維從所述纖維紗架(1)的集束孔中牽出；所述纖維預熱/刻蝕裝置(2)使用紫外烘箱，所述烘箱溫度設置范圍為100-300°c。
8.根據權利要求6所述繩芯制造裝置，其特征在于:所述樹脂浸潰槽(3)的纖維進口和纖維出口處設有可旋轉的帶開孔的轉盤，轉盤的旋轉角速度和方向與所述纖維紗架(1)的旋轉角速度和方向相同。
9.根據權利要求6所述繩芯制造裝置，其特征在于:對于所述單股預成型模具(4)，其長度為10-15 cm，其中心孔徑為2-3 mm，其外圍孔徑比中心孔徑小0.1-0.5mm，其旋轉角速度和方向與纖維紗架的相同；對于所述外層復合芯股包覆模具(5)，其長度20-30cm，其溫度設置范圍為140-180°C，其7個孔徑相同，均為2-3mm ;對于所述成型裝置(6)，采用聚四氟乙烯制作,其長度為5-10cm,其孔徑為6-9mm。
10.根據權利要求6所述繩芯制造裝置，其特征在于:所述第一固化裝置(7)、所述第二固化裝置(8)和所述第三固化裝置(9)的長度皆為50-70cm，各固化裝置所設置的固化溫度皆為160-200°C ;所述卷繞裝置(10)的卷盤直徑為混雜纖維復合繩芯直徑的45-80倍。
【文檔編號】H01B7/18GK103956210SQ201410147204
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】李愛軍, 周正偉, 白瑞成, 孫晉良, 戚景贊 申請人:上海大學