一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線及其制備方法。導(dǎo)線包括復(fù)合材料芯(1)和絞制在復(fù)合材料芯(1)外周的單線(2)；復(fù)合材料芯(1)或者單線(2)內(nèi)設(shè)置有通訊或監(jiān)測(cè)用的光纖(3)或光纖保護(hù)管(4)，光纖保護(hù)管(4)內(nèi)設(shè)有光纖(3)。智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線制備方法包括復(fù)合材料芯的制備和復(fù)合材料芯(1)外周單線(2)的絞制。本發(fā)明提供的制備方法，可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)效率更高，可節(jié)省大量的人力物力，生產(chǎn)成本低，制備得到的復(fù)合材料芯具有非常好的直線度，圓整度，無彎曲，顏色一致性好，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，無偏心，耐老化性能好等優(yōu)點(diǎn)；制備得到的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線具有導(dǎo)線緊密度與填充率高，耐高溫，載流量大，弧垂小等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)線，具體涉及智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來，遠(yuǎn)程大容量電力輸送采用的電線電纜一般以鋼芯鋁絞線為導(dǎo)線，不僅耗能大，而且載流量小，由此造成的停電、斷電故障時(shí)有發(fā)生，成為電力工業(yè)發(fā)展的一大“瓶頸”。如果使用復(fù)合材料芯導(dǎo)線，與傳統(tǒng)的鋼芯鋁絞線相比，具有載流量大、節(jié)約輸電走廊、節(jié)約能源、安全系數(shù)高、節(jié)約桿塔費(fèi)用、減少占地面積、減少碳排放等一系列優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電力傳輸?shù)墓?jié)能、環(huán)保與安全，但是現(xiàn)有技術(shù)中的復(fù)合材料電纜一般就具有輸電功能，不具有通信功能，并且電線內(nèi)部不具有測(cè)監(jiān)測(cè)應(yīng)力和監(jiān)測(cè)溫度等功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐高溫、大容量、低能耗、壽命長(zhǎng)，低弧垂，性能優(yōu)，不僅有輸電功能，還具有通訊，測(cè)監(jiān)測(cè)導(dǎo)線應(yīng)力和監(jiān)測(cè)導(dǎo)線溫度的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線。
[0004]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供連續(xù)穩(wěn)定效率高的復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法。本發(fā)明制備得到的復(fù)合材料芯具有非常好的直線度，圓整度，無彎曲，并且顏色一致性好，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，無偏心，耐老化性能好等優(yōu)點(diǎn)。制備得到的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線具有導(dǎo)線緊密度與填充率高，外觀色澤均勻無缺陷，耐高溫，載流量大，弧垂小等優(yōu)點(diǎn)，并可以監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行情況，功能全面，實(shí)用性強(qiáng)。
[0005]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0006]—種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，它包括:復(fù)合材料芯和絞制在復(fù)合材料芯外周的單線；所述的復(fù)合材料芯或者單線內(nèi)設(shè)置有通訊或監(jiān)測(cè)用的光纖或光纖保護(hù)管，光纖保護(hù)管內(nèi)設(shè)有光纖。
[0007]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，單線的材質(zhì)為銅、鋁、鋁鎂硅合金或鋁鋯合金，單線的截面形狀為圓形，梯形或Z形等其它形狀。
[0008]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，復(fù)合材料芯直徑為0.1mm?15mm0
[0009]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，光纖保護(hù)管(4)的截面形狀為圓形、橢圓、矩形、三角形等其它多邊形;材質(zhì)可以為金屬和非金屬等。
[0010]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，復(fù)合材料芯或者單線內(nèi)設(shè)置一根或者多根光纖;或者復(fù)合材料芯或者單線內(nèi)設(shè)置一根或者多根光纖保護(hù)管，光纖保護(hù)管內(nèi)設(shè)置一根或者多根光纖。
[0011 ]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，復(fù)合材料芯包括高強(qiáng)度纖維和包覆在高強(qiáng)度纖維周圍的高斷裂延伸率纖維或織物;高斷裂延伸率纖維或織物可以分多層分布在高強(qiáng)度纖維周圍。
[0012]本發(fā)明提供的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，包括以下步驟:
[0013](I)復(fù)合材料芯的制備:
[0014]首先將高強(qiáng)度纖維和高斷裂延伸率纖維或織物放置在紗架上，通過牽引機(jī)牽出，然后分別通過除濕機(jī)進(jìn)行除濕，再分別通過膠槽充分浸潤(rùn)樹脂膠液;將高強(qiáng)度纖維牽引進(jìn)入預(yù)固化模具預(yù)熱后進(jìn)入固化模具，然后將高斷裂延伸率纖維或織物依次通過矩形分紗板和平面導(dǎo)紗板后，與高強(qiáng)度纖維同時(shí)進(jìn)入固化模具，同時(shí)在固化模具中加入一根或者多根光纖或者光纖保護(hù)管;使得高斷裂延伸率纖維或織物包覆在高強(qiáng)度纖維和光纖或者光纖保護(hù)管周圍，樹脂膠液在固化模具中固化后成型制得復(fù)合材料芯，并在光纖保護(hù)管內(nèi)加入光纖;然后通過收卷機(jī)收卷復(fù)合材料芯；
[0015](2)內(nèi)部設(shè)有光纖的單絲的制備
[0016]采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，首先將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，擠入擠鋁模具，該擠鋁模具進(jìn)行單絲空心設(shè)計(jì)，在單絲擠出后形成直徑為0.5-2.0mm連續(xù)空腔，然后在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纖吹入工藝，將單根或多根光纖穿入單絲連續(xù)空腔中；
[0017](3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管的單絲的制備
[0018]采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，再將鋁桿擠入擠鋁模具同時(shí)，在單絲中定位加入一根或多根光纖保護(hù)管，在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纖吹入工藝，將單根或多根光纖穿入光纖保護(hù)管中；
[0019](4)復(fù)合材料芯外周單線的絞制
[0020]將步驟(I)制備得到的復(fù)合材料芯在牽引機(jī)的作用下從放線機(jī)出來，依次通過第一絞制段，第二絞制段與第三絞制段，將步驟(2)制備得到的內(nèi)部設(shè)有光纖的單絲或者步驟
(3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管的單絲絞制在復(fù)合材料芯外表面得到單，最后將制備得到的導(dǎo)線用收卷機(jī)收卷。
[0021](2)復(fù)合材料芯外周單線的絞制
[0022]將步驟(I)制備得到的復(fù)合材料芯，在牽引機(jī)的作用下從放線機(jī)出來，依次通過第一絞制段，第二絞制段與第三絞制段，將單絲絞制在復(fù)合材料芯外表面得到單線，最后將制備得到導(dǎo)線用收卷機(jī)收卷;所述的單絲內(nèi)部設(shè)有光纖或者內(nèi)部設(shè)有光纖的光纖保護(hù)管。
[0023]以上采用的Conform連續(xù)擠壓機(jī)，也可以采用常規(guī)的其它鋁連續(xù)擠壓機(jī)。
[0024]本發(fā)明提供的另一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其包括以下步驟:
[0025](I)復(fù)合材料芯的制備:
[0026]首先將高強(qiáng)度纖維和高斷裂延伸率纖維或織物放置在紗架上，通過牽引機(jī)牽出，然后通過除濕機(jī)進(jìn)行除濕，然后將高強(qiáng)度纖維和高斷裂延伸率纖維或織物牽引到注射模具內(nèi)，同時(shí)在注射模具內(nèi)加入一根或者多根光纖或者含有光纖的光纖保護(hù)管，樹脂膠液由多組分或單組份注射裝置注入注射模具內(nèi)，高強(qiáng)度纖維和高斷裂延伸率纖維或織物在注射模具內(nèi)被樹脂膠液充分浸潤(rùn)后，進(jìn)入固化模具中，樹脂膠液固化后成型制得復(fù)合材料芯，最后由收卷機(jī)收卷；
[0027](2)內(nèi)部設(shè)有光纖的單絲的制備
[0028]采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，首先將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，擠入擠鋁模具，該擠鋁模具進(jìn)行單絲空心設(shè)計(jì)，在單絲擠出后形成直徑為0.5-2.0mm連續(xù)空腔，然后在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖穿入單絲連續(xù)空腔中；
[0029](3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管的單絲的制備
[0030]采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，再將鋁桿擠入擠鋁模具同時(shí)，在單絲中定位加入一根或多根光纖保護(hù)管，在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖穿入光纖保護(hù)管中；
[0031 ] (4)復(fù)合材料芯外周單線的絞制
[0032]將步驟(I)制備得到的復(fù)合材料芯在牽引機(jī)的作用下從放線機(jī)出來，依次通過第一絞制段，第二絞制段與第三絞制段，將步驟(2)制備得到的內(nèi)部設(shè)有光纖的單絲或者步驟
(3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管的單絲絞制在復(fù)合材料芯外表面得到單，最后將制備得到的導(dǎo)線用收卷機(jī)收卷。
[0033]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，單線的材質(zhì)為銅，鋁，鋁鎂硅合金或鋁鋯合金;單線的截面形狀為圓形，梯形或Z形等其它形狀。
[0034]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，復(fù)合材料芯的直徑為0.1mm-15mm；
[0035]其中高強(qiáng)度纖維可優(yōu)選為碳纖維、石墨纖維、碳化硅纖維，超高強(qiáng)聚乙烯纖維、聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑纖維、玻璃纖維、芳綸纖維，聚苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、芳香族聚酰胺共聚纖維或雜環(huán)族聚酰胺纖維;高斷裂延伸率纖維或織物為玻璃纖維、芳綸纖維，碳纖維、有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纖維、聚丙烯酸酯類纖維或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯纖維。
[0036]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，光纖為通訊或監(jiān)測(cè)應(yīng)力或溫度功能的光纖，光纖的種類可為石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復(fù)合材料、紅外材料;光纖的材料可為無機(jī)材料、金屬材料或塑料;光纖的外部可以包裹保護(hù)層材料。
[0037]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，樹脂膠液為熱塑性或熱固性樹脂。如環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂，乙烯基樹脂，聚氨酯樹脂，聚乙烯，聚氯乙烯，聚醚醚酮或聚苯硫醚等；
[0038]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，光纖或者光纖保護(hù)管可以分散分布或集中布置;光纖保護(hù)管內(nèi)放置有一根或者多根光纖，各根光纖的功能可以是通訊，監(jiān)測(cè)應(yīng)力和/或監(jiān)測(cè)溫度不同功能。
[0039]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線及其制備方法，高斷裂延伸率纖維均勻的包覆在高強(qiáng)度纖維周圍，高斷裂纖維層可以分多層分布在高強(qiáng)度纖維層周圍，例如多層圓環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0040]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，注射模具的材質(zhì)為金屬或者非金屬，且注射模具外側(cè)設(shè)有冷卻裝置，可避免注射模具過熱導(dǎo)致堵模。
[0041]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線及其制備方法，樹脂由多組分或單組份注射裝置注入預(yù)固化模具，注膠裝置可以是注射機(jī)，注膠機(jī)等，根據(jù)樹脂的種類確定注膠機(jī)的類型；
[0042]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，復(fù)合材料芯外周絞制單線的層數(shù)為一層或者多層，各層單線之間單絲的截面形狀相同或不同。
[0043]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，單線中預(yù)制有光纖和光纖保護(hù)管，光纖和光纖保護(hù)管可以在一根單線中，也可以在多根單線中。
[0044]作為優(yōu)選方案，以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，各層單線的絞向相反，最外層單線的絞向?yàn)橛蚁蚧蜃笙颉?br>[0045]有益效果:本發(fā)明提供的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線及其制備方法和現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0046]本發(fā)明提供的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，具有耐高溫、大容量、低能耗、壽命長(zhǎng)，低弧垂，性能優(yōu)等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線不僅具有輸電功能，還具有通訊，測(cè)監(jiān)測(cè)導(dǎo)線應(yīng)力和監(jiān)測(cè)導(dǎo)線溫度的功能，可保證導(dǎo)線的運(yùn)行，并且將輸電和通訊結(jié)合有利于節(jié)省成本。
[0047]本發(fā)明提供的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，可操作性能強(qiáng)，工藝流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，自動(dòng)化程度高；制備得到的復(fù)合材料芯具有非常好的直線度，圓整度，無彎曲，并且顏色一致性好，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，無偏心，耐老化性能好等優(yōu)點(diǎn)。制備得到的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線具有導(dǎo)線緊密度與填充率高，外觀色澤均勻無缺陷，耐高溫，載流量大，弧垂小等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0048]圖1為本發(fā)明提供的第一種類型智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖2為本發(fā)明提供的第二種類型智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖3為本發(fā)明提供的智能復(fù)合材料芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051]圖4為發(fā)明提供的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法中的智能復(fù)合材料芯制備過程示意圖。
[0052]圖5為發(fā)明提供的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法中的智能復(fù)合材料芯另一種制備過程示意圖。
[0053]圖6為發(fā)明在復(fù)合材料芯外周絞制單線的過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0055]實(shí)施例1
[0056]如圖1和圖3所示，一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，它包括:復(fù)合材料芯(I)和絞制在復(fù)合材料芯(I)外周的單線(2);所述的復(fù)合材料芯(I)或者單線(2)內(nèi)設(shè)置有一根或者多根通訊或監(jiān)測(cè)用的光纖(3)。
[0057]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，其特征在于，單線的材質(zhì)為銅、鋁、鋁鎂硅合金或鋁鋯合金，單線的截面形狀為圓形或梯形。
[0058]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，復(fù)合材料芯(I)直徑為0.1mm?15mm。
[0059]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，復(fù)合材料芯(I)包括高強(qiáng)度纖維(11)和包覆在高強(qiáng)度纖維(11)周圍的高斷裂延伸率纖維或織物(12);高斷裂延伸率纖維或織物(12)可以單層或多層分布在高強(qiáng)度纖維(11)周圍，如圖3所示。
[0060]實(shí)施例2
[0061]如圖2和圖3所示，一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，它包括:復(fù)合材料芯(I)和絞制在復(fù)合材料芯(I)外周的單線(2);所述的復(fù)合材料芯(I)或者單線(2)內(nèi)設(shè)置有一根或者多根光纖保護(hù)管(4)，光纖保護(hù)管(4)內(nèi)設(shè)有一根或者多根通訊或監(jiān)測(cè)用的光纖(3)。
[0062]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，單線的材質(zhì)為銅、鋁、鋁鎂硅合金或鋁鋯合金，單線的截面形狀為圓形或梯形。
[0063]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，復(fù)合材料芯(I)直徑為0.1mm?15mm。
[0064]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，復(fù)合材料芯(I)包括高強(qiáng)度纖維(11)和包覆在高強(qiáng)度纖維(11)周圍的高斷裂延伸率纖維或織物(12);高斷裂延伸率纖維或織物(12)可以單層或多層分布在高強(qiáng)度纖維(11)周圍，如圖3所示。
[0065]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，光纖保護(hù)管(4)的截面形狀為圓形;材質(zhì)可以為金屬和非金屬。
[0066]實(shí)施例3
[0067]如圖4和圖6所示，一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其包括以下步驟:
[0068](I)復(fù)合材料芯(I)的制備:
[0069]首先將高強(qiáng)度纖維(11)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)放置在紗架(1-1)上，通過牽引機(jī)(1-5)牽出，然后分別通過除濕機(jī)(1-2)進(jìn)行除濕，再分別通過膠槽(1-3)充分浸潤(rùn)樹脂膠液;將高強(qiáng)度纖維(11)牽引進(jìn)入預(yù)固化模具預(yù)熱后進(jìn)入固化模具(1-4)，然后將高斷裂延伸率纖維或織物(12)依次通過矩形分紗板和平面導(dǎo)紗板后，與高強(qiáng)度纖維(11)同時(shí)進(jìn)入固化模具(1-4)，同時(shí)在固化模具(1-4)中加入一根或者多根光纖(3)或者光纖保護(hù)管(4);使得高斷裂延伸率纖維或織物(12)包覆在高強(qiáng)度纖維(11)和光纖(3)或者光纖保護(hù)管
(4)周圍，樹脂膠液在固化模具(1-4)中固化后成型制得復(fù)合材料芯(I)，并在光纖保護(hù)管
(4)內(nèi)加入光纖(3);然后通過收卷機(jī)(1-6)收卷復(fù)合材料芯(I);
[0070](2)內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲的制備
[0071 ]采用Conf orm連續(xù)擠壓機(jī)，首先將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，擠入擠鋁模具，該擠鋁模具進(jìn)行單絲空心設(shè)計(jì)，在單絲擠出后形成直徑為0.5-2.0mm連續(xù)空腔，然后在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入單絲連續(xù)空腔中；
[0072](3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲的制備
[0073]采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，在將鋁桿擠入擠鋁模具同時(shí)，在單絲中定位加入一根或多根光纖保護(hù)管(4)，在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入光纖保護(hù)管(4)中；
[0074](4)復(fù)合材料芯(I)外周單線(2)的絞制
[0075]將步驟(I)制備得到的復(fù)合材料芯(I)，在牽引機(jī)(3-6)的作用下從放線機(jī)(3-1)出來，依次通過第一絞制段(3-2)，第二絞制段(3-4)與第三絞制段(3-5)，將步驟(2)制備得到的內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲或者步驟(3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲絞制在復(fù)合材料芯(I)外表面得到單線(2)，最后將制備得到導(dǎo)線用收卷機(jī)(3-7)收卷。
[0076]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，單線(2)的材質(zhì)為銅，鋁，鋁鎂硅合金或鋁鋯合金;單線(2)的截面形狀為圓形，梯形或Z形。
[0077]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，復(fù)合材料芯(I)的直徑為0.1mm-15mm；
[0078]其中高強(qiáng)度纖維(11)為碳纖維、石墨纖維、碳化硅纖維，超高強(qiáng)聚乙烯纖維、聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑纖維、玻璃纖維、芳綸纖維，聚苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、芳香族聚酰胺共聚纖維或雜環(huán)族聚酰胺纖維；高斷裂延伸率纖維或織物(12)為玻璃纖維、芳綸纖維，碳纖維、有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纖維、聚丙烯酸酯類纖維或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯纖維。
[0079]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，光纖(3)為通訊或監(jiān)測(cè)應(yīng)力或溫度功能的光纖，光纖(3)的種類為石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復(fù)合材料、紅外材料;光纖(3)的材料為無機(jī)材料、金屬材料或塑料;光纖(3)的外部可以包裹保護(hù)層材料，例如鋼，塑料，橡膠，銅等。
[0080]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，樹脂膠液為熱塑性或熱固性樹脂。如環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂，乙烯基樹脂，聚氨酯樹脂，聚乙烯，聚氯乙烯，聚醚醚酮或聚苯硫醚等。
[0081]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，光纖(3)或者光纖保護(hù)管(4)可以分散分布或集中布置;光纖保護(hù)管(4)內(nèi)放置有一根或者多根光纖(3)，各根光纖的功能可以是通訊，監(jiān)測(cè)應(yīng)力和/或監(jiān)測(cè)溫度不同功能。
[0082]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，注射模具(2-3)的材質(zhì)為金屬或者非金屬，且注射模具(2-3)外側(cè)設(shè)有冷卻裝置，可避免注射模具過熱導(dǎo)致堵模。
[0083]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，復(fù)合材料芯(I)外周絞制單線(2)的層數(shù)為一層或者多層，各層單線之間單絲的截面形狀相同或不同。
[0084]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，單線(2)中預(yù)制有光纖(3)和光纖保護(hù)管(4)，光纖(3)和光纖保護(hù)管(4)可以在一根單線(2)中，也可以在多根單線(2)中。
[0085]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，各層單線(2)的絞向相反，最外層單線(2)的絞向?yàn)橛蚁蚧蜃笙颉?br>[0086]本發(fā)明制備得到的復(fù)合材料芯具有非常好的直線度，圓整度，無彎曲，并且顏色一致性好，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，無偏心，耐老化性能好等優(yōu)點(diǎn)；制備得到的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線具有導(dǎo)線緊密度與填充率高，外觀色澤均勻無缺陷，耐高溫，載流量大，弧垂小等優(yōu)點(diǎn)。該方法復(fù)合材料芯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以達(dá)到210 °C (DMA法，儲(chǔ)存模量)，拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到2400Mpa，載流量可以達(dá)到同規(guī)格鋼芯鋁絞線的1.7_2.2倍以上。
[0087]實(shí)施例4
[0088]如圖5和圖6所示，一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其包括以下步驟:
[0089](I)復(fù)合材料芯(I)的制備:
[0090]首先將高強(qiáng)度纖維(11)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)放置在紗架(1-1)上，通過牽引機(jī)(1-5)牽出，然后通過除濕機(jī)(1-2)進(jìn)行除濕，然后將高強(qiáng)度纖維(11)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)牽引到注射模具(2-3)內(nèi)，同時(shí)在注射模具(2-3)內(nèi)加入一根或者多根光纖(3)或者含有光纖的光纖保護(hù)管(4)，樹脂膠液由多組分或單組份注射裝置(2-7)注入注射模具(2-3)內(nèi)，高強(qiáng)度纖維(II)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)在注射模具(2-3)內(nèi)被樹脂膠液充分浸潤(rùn)后，進(jìn)入固化模具(1-4)中，樹脂膠液固化后成型制得復(fù)合材料芯(I)，最后由收卷機(jī)(1-6)收卷；
[0091](2)內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲的制備
[0092]采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，首先將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，擠入擠鋁模具，該擠鋁模具進(jìn)行單絲空心設(shè)計(jì)，在單絲擠出后形成直徑為0.5-2.0mm連續(xù)空腔，然后在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入單絲連續(xù)空腔中；
[0093](3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲的制備
[0094]采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，在將鋁桿擠入擠鋁模具同時(shí)，在單絲中定位加入一根或多根光纖保護(hù)管(4)，在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入光纖保護(hù)管(4)中；
[0095](4)復(fù)合材料芯(I)外周單線(2)的絞制
[0096]將步驟(I)制備得到的復(fù)合材料芯(I)，在牽引機(jī)(3-6)的作用下從放線機(jī)(3-1)出來，依次通過第一絞制段(3-2)，第二絞制段(3-4)與第三絞制段(3-5)，將步驟(2)制備得到的內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲或者步驟(3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲絞制在復(fù)合材料芯
(I)外表面得到單線(2)，最后將制備得到導(dǎo)線用收卷機(jī)(3-7)收卷。
[0097]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，單線(2)的材質(zhì)為銅，鋁，鋁鎂硅合金或鋁鋯合金;單線(2)的截面形狀為圓形，梯形或Z形。
[0098]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，復(fù)合材料芯(I)的直徑為0.1mm-15mm；
[0099]其中高強(qiáng)度纖維(11)為碳纖維、石墨纖維、碳化硅纖維，超高強(qiáng)聚乙烯纖維、聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑纖維、玻璃纖維、芳綸纖維，聚苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、芳香族聚酰胺共聚纖維或雜環(huán)族聚酰胺纖維；高斷裂延伸率纖維或織物(12)為玻璃纖維、芳綸纖維，碳纖維、有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纖維、聚丙烯酸酯類纖維或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯纖維。
[0100]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，光纖(3)為通訊或監(jiān)測(cè)應(yīng)力或溫度功能的光纖，光纖(3)的種類為石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復(fù)合材料、紅外材料;光纖(3)的材料為無機(jī)材料、金屬材料或塑料;光纖(3)的外部可以包裹保護(hù)層材料，例如鋼，塑料，橡膠，銅等。
[0101]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，樹脂膠液為熱塑性或熱固性樹脂。如環(huán)氧樹脂，聚酯樹脂，乙烯基樹脂，聚氨酯樹脂，聚乙烯，聚氯乙烯，聚醚醚酮或聚苯硫醚等。
[0102]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，光纖(3)或者光纖保護(hù)管(4)可以分散分布或集中布置;光纖保護(hù)管(4)內(nèi)放置有一根或者多根光纖(3)，各根光纖的功能可以是通訊，監(jiān)測(cè)應(yīng)力和/或監(jiān)測(cè)溫度不同功能。
[0103]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，注射模具(2-3)的材質(zhì)為金屬或者非金屬，且注射模具(2-3)外側(cè)設(shè)有冷卻裝置，可避免注射模具過熱導(dǎo)致堵模。
[0104]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，復(fù)合材料芯(I)外周絞制單線(2)的層數(shù)為一層或者多層，各層單線之間單絲的截面形狀相同或不同。
[0105]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，單線(2)中預(yù)制有光纖(3)和光纖保護(hù)管(4)，光纖(3)和光纖保護(hù)管(4)可以在一根單線(2)中，也可以在多根單線(2)中。
[0106]以上所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，各層單線(2)的絞向相反，最外層單線(2)的絞向?yàn)橛蚁蚧蜃笙颉?br>[0107]本發(fā)明制備得到的復(fù)合材料芯具有非常好的直線度，圓整度，無彎曲，并且顏色一致性好，強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)，無偏心，耐老化性能好等優(yōu)點(diǎn)；制備得到的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線具有導(dǎo)線緊密度與填充率高，外觀色澤均勻無缺陷，耐高溫，載流量大，弧垂小等優(yōu)點(diǎn)。該方法復(fù)合材料芯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以達(dá)到210 °C (DMA法，儲(chǔ)存模量)，拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到2400Mpa，載流量可以達(dá)到同規(guī)格鋼芯鋁絞線的1.7_2.2倍以上。
[0108]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，其特征在于，它包括:復(fù)合材料芯(I)和絞制在復(fù)合材料芯(I)外周的單線(2);所述的復(fù)合材料芯(I)或者單線(2)內(nèi)設(shè)置有通訊或監(jiān)測(cè)用的光纖(3)或光纖保護(hù)管(4)，光纖保護(hù)管(4)內(nèi)設(shè)有光纖(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，其特征在于，單線(2)的材質(zhì)為銅、鋁、鋁鎂硅合金或鋁鋯合金，單線的截面形狀為圓形，梯形或Z形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，其特征在于，復(fù)合材料芯(I)直徑為0.Imm?15mm04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，其特征在于，光纖保護(hù)管(4)的截面形狀為圓形、橢圓、矩形、三角形;材質(zhì)可以為金屬和非金屬。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，其特征在于，復(fù)合材料芯(I)或者單線(2)內(nèi)設(shè)置一根或者多根光纖(3); 或者復(fù)合材料芯(I)或者單線(2)內(nèi)設(shè)置一根或者多根光纖保護(hù)管(4)，光纖保護(hù)管(4)內(nèi)設(shè)置有一根或者多根光纖(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線，其特征在于，復(fù)合材料芯(I)包括高強(qiáng)度纖維(11)和包覆在高強(qiáng)度纖維(11)周圍的高斷裂延伸率纖維或織物(12);高斷裂延伸率纖維或織物(12)可以單層或多層分布在高強(qiáng)度纖維(11)周圍。7.權(quán)利要求1所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)復(fù)合材料芯(I)的制備: 首先將高強(qiáng)度纖維(11)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)放置在紗架(1-1)上，通過牽引機(jī)(1-5)牽出，然后分別通過除濕機(jī)(1-2)進(jìn)行除濕，再分別通過膠槽(1-3)充分浸潤(rùn)樹脂膠液;將高強(qiáng)度纖維(11)牽引進(jìn)入預(yù)固化模具預(yù)熱后進(jìn)入固化模具(1-4)，然后將高斷裂延伸率纖維或織物(12)依次通過矩形分紗板和平面導(dǎo)紗板后，與高強(qiáng)度纖維(11)同時(shí)進(jìn)入固化模具(1-4)，同時(shí)在固化模具(1-4)中加入一根或者多根光纖(3)或者光纖保護(hù)管(4);使得高斷裂延伸率纖維或織物(12)包覆在高強(qiáng)度纖維(11)和光纖(3)或者光纖保護(hù)管(4)周圍，樹脂膠液在固化模具(1-4)中固化后成型制得復(fù)合材料芯(I)，并在光纖保護(hù)管(4)內(nèi)加入光纖(3);然后通過收卷機(jī)(1-6)收卷復(fù)合材料芯(I); (2)內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲的制備 采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，首先將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，擠入擠鋁模具，該擠鋁模具進(jìn)行單絲空心設(shè)計(jì)，在單絲擠出后形成直徑為0.5-2.0mm連續(xù)空腔，然后在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入單絲連續(xù)空腔中； (3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲的制備 采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，在將鋁桿擠入擠鋁模具同時(shí)，在單絲中定位加入一根或多根光纖保護(hù)管(4)，在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入光纖保護(hù)管(4)中； (4)復(fù)合材料芯(I)外周單線(2)的絞制 將步驟(I)制備得到的復(fù)合材料芯(I)，在牽引機(jī)(3-6)的作用下從放線機(jī)(3-1)出來，依次通過第一絞制段(3-2)，第二絞制段(3-4)與第三絞制段(3-5)，將步驟(2)制備得到的內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲或者步驟(3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲絞制在復(fù)合材料芯(I)外表面得到單線(2)，最后將制備得到導(dǎo)線用收卷機(jī)(3-7)收卷。8.權(quán)利要求1所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)復(fù)合材料芯(I)的制備: 首先將高強(qiáng)度纖維(11)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)放置在紗架(1-1)上，通過牽引機(jī)(1-5)牽出，然后通過除濕機(jī)(1-2)進(jìn)行除濕，然后將高強(qiáng)度纖維(11)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)牽引到注射模具(2-3)內(nèi)，同時(shí)在注射模具(2-3)內(nèi)加入一根或者多根光纖(3)或者含有光纖的光纖保護(hù)管(4)，樹脂膠液由多組分或單組份注射裝置(2-7)注入注射模具(2-3)內(nèi)，高強(qiáng)度纖維(11)和高斷裂延伸率纖維或織物(12)在注射模具(2-3)內(nèi)被樹脂膠液充分浸潤(rùn)后，進(jìn)入固化模具(1-4)中，樹脂膠液固化后成型制得復(fù)合材料芯(I)，最后由收卷機(jī)(1-6)收卷； (2)內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲的制備 采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，首先將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，擠入擠鋁模具，該擠鋁模具進(jìn)行單絲空心設(shè)計(jì)，在單絲擠出后形成直徑為0.5-2.0mm連續(xù)空腔，然后在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入單絲連續(xù)空腔中； (3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲的制備 采用Conform連續(xù)擠壓機(jī)，將鋁桿經(jīng)過矯直清理，去除氧化層后，在將鋁桿擠入擠鋁模具同時(shí)，在單絲中定位加入一根或多根光纖保護(hù)管(4)，在單絲生產(chǎn)完成后，采用光纜氣吹敷設(shè)工藝，將單根或多根光纖(3)穿入光纖保護(hù)管(4)中； (4)復(fù)合材料芯(I)外周單線(2)的絞制 將步驟(I)制備得到的復(fù)合材料芯(I)在牽引機(jī)(3-6)的作用下從放線機(jī)(3-1)出來，依次通過第一絞制段(3-2)，第二絞制段(3-4)與第三絞制段(3-5)，將步驟(2)制備得到的內(nèi)部設(shè)有光纖(3)的單絲或者步驟(3)內(nèi)部設(shè)有光纖保護(hù)管(4)的單絲絞制在復(fù)合材料芯(I)外表面得到單線(2)，最后將制備得到的導(dǎo)線用收卷機(jī)(3-7)收卷。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，單線(2)的材質(zhì)為銅，鋁，鋁鎂硅合金或鋁鋯合金;單線(2)的截面形狀為圓形，梯形或Z形。10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，復(fù)合材料芯(I)的直徑為0.1mm-15mm； 其中高強(qiáng)度纖維(11)為碳纖維、石墨纖維、碳化硅纖維，超高強(qiáng)聚乙烯纖維、聚對(duì)苯撐苯并雙惡唑纖維、玻璃纖維、芳綸纖維，聚苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維、芳香族聚酰胺共聚纖維或雜環(huán)族聚酰胺纖維;高斷裂延伸率纖維或織物(12)為玻璃纖維、芳綸纖維，碳纖維、有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纖維、聚丙烯酸酯類纖維或聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯纖維。11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，光纖(3)為通訊或監(jiān)測(cè)應(yīng)力或溫度功能的光纖，光纖(3)的種類為石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復(fù)合材料、紅外材料;光纖(3)的材料為無機(jī)材料、金屬材料或塑料;光纖(3)的外部可以包裹保護(hù)層材料。12.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，樹脂膠液為熱塑性或熱固性樹脂。13.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，光纖(3)或者光纖保護(hù)管(4)可以分散分布或集中布置;光纖保護(hù)管(4)內(nèi)放置有一根或者多根光纖(3)，各根光纖的功能可以是通訊，監(jiān)測(cè)應(yīng)力和/或監(jiān)測(cè)溫度不同功能。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，注射模具(2-3)的材質(zhì)為金屬或者非金屬，且注射模具(2-3)外側(cè)設(shè)有冷卻裝置，可避免注射模具過熱導(dǎo)致堵模。15.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，復(fù)合材料芯(I)外周絞制單線(2)的層數(shù)為一層或者多層，各層單線之間單絲的截面形狀相同或不同。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，單線(2)中預(yù)制有光纖(3)和光纖保護(hù)管(4)，光纖(3)和光纖保護(hù)管(4)可以在一根單線(2)中，也可以在多根單線(2)中。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的智能復(fù)合材料芯導(dǎo)線的制備方法，其特征在于，各層單線(2)的絞向相反，最外層單線(2)的絞向?yàn)橛蚁蚧蜃笙颉?br>【文檔編號(hào)】H01B5/10GK105825945SQ201610304660
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】任桂芳, 田超凱, 王志偉, 趙宏飛, 宋朝印
【申請(qǐng)人】中復(fù)碳芯電纜科技有限公司