专利名称：制备热塑性树脂基体复合材料导线芯棒的模具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高压输电导线的生产和应用领域，特别涉及一种制备热塑性树脂 基体复合材料导线芯棒的模具。
背景技术：
国内外高压输电中的关键技术之一是导线，导线性能的好坏直接影响输电特性。 导线在使用过程中，要承受复杂工况的影响风力疲劳载荷、电场感应、磁场涡流、高温、高 寒、雨雪冰雹等，而且受到大气中各种介质的腐蚀，因而要求导线要具有高的导电特性、高 的拉伸强度、高的抗疲劳性能、高的耐复杂环境影响和耐腐蚀性能。目前国内外用的导线几 乎全部为钢芯铝绞线或钢芯铜绞线，该类导线虽然能够满足导电要求，但线损高，弧垂大， 电磁噪音大，不利于加大塔距和高温输电。国外近几年出现了以复合材料为芯的输电导线，其特征是以碳纤维增强热固性环 氧树脂基复合材料芯棒代替钢芯，该新型导线具有受热不膨胀，重量轻等优点，获得了国际 输变电系统的青睐和认可。但环氧树脂长期户外使用，抗老化性能下降较大，输电耐温不能 超过120°C，特别是在碳纤维复合芯导线收到损伤后，由于树脂基体是热固性体系，回收再 利用难度很大，对环境造成污染，同时增加了资源消耗，因而一定上限制了在高压线路上的 应用。而且该类导线加工设备较为复杂，使用不便，成本较高。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决上述问题，提供研制一种制备热塑性树脂基体复合材 料导线芯棒的模具，为目前碳纤维复合材料导线的生产应用开拓新的领域。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种制备热塑性树脂基体复合材料导线芯棒的模具，它为一种密闭组合结构，主 要由预成型模、熔融树脂模、结构定型模和冷却水套依次密闭连接而成，在熔融树脂模上配 备树脂进料口，结构定型模与冷却水套连接。本实用新型的模具结构特征为密闭组合式。整套模具由三部分组成，第一部分为 预成型腔，第二部分为熔融加压腔，第三部分为带有冷却水套的结构成型腔。在预成型腔获 得复合材料芯棒基本形状，在熔融加压腔实现树脂对纤维的浸胶，在结构成型腔冷却后获 得复合材料芯棒结构尺寸。第二部分为熔融加压腔中间具有加料口，可封闭也可由外部加 压注入熔融树脂。本实用新型制备热塑性树脂基体复合材料导线芯棒时，其模具加热温度控制特 征为，第一部分为纤维准备预成型部分，温度20-10(TC，第二部分熔融加压仓温度与所用树 脂体系熔化温度有关，温度范围为100-500°C，第三部分结构成型腔温度控制范围为降温 区，温度范围40-100°C。本实用新型的有益效果是结构简单，使用方便，成本较低，导线成型后，其拉伸强 度超过ISOOMpa，拉伸模量大于120Gpa，使用温度超过150°C，耐腐蚀性能优良，生产效率高，质量稳定，特别适合大规模生产。
图1为模具结构图。其中，1预成型模，2熔融树脂模，3树脂进料口，4熔融树脂腔，5结构定型模，6冷 却水套。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。本实用新型的所用模具结构如附图1所示，主要由预成型模1，熔融树脂模2，结构 定型模5，冷却水套6组成。熔融树脂模2上配备树脂进料口 3，熔融树脂与增强纤维在熔 融树脂模2的熔融树脂腔4内实现浸渍。增强纤维经过预成型模1进入熔融树脂模腔2，在此腔体内与树脂充分浸渍混合 后，再经过结构定型模5获得最终结构尺寸，在模具出口冷却后制得成品。实施例1 以碳纤维为增强材料，聚苯硫醚(PPS)树脂为基体，生产本实用新型芯棒的具体实 施例如下100束1 (碳纤维通过直径为IOmm的预成型模进入熔融树脂模腔，在其中与外部 通过熔融泵加压打入腔体的熔融聚苯硫醚树脂充分混合后，再通过直径为IOmm的结构成 型模具腔体，在牵引机的牵引拉动下，在出口水冷固化，获得直径IOmm的最终产品。实施例2:以碳纤维为增强材料，聚苯硫醚(PPS)纤维为基体，生产本实用新型芯棒的具体实 施例如下100束1 碳纤维和30束聚苯硫醚(PPS)纤维通过直径为12mm的预成型模进入 熔融树脂模腔，在此腔体内，使熔融聚苯硫醚纤维熔化，充分浸渍后，再通过直径为IOmm的 结构成型模具腔体，在牵引机的牵引拉动下，在出口水冷固化，获得直径IOmm的最终产品。实施例3:以碳纤维和玻璃纤维为增强材料，聚苯硫醚(PPS)和尼龙(PA)树脂为基体，生产 本实用新型芯棒的具体实施例如下40束II碳纤维和20束玻璃碳纤维通过直径为8mm的预成型模进入熔融树脂模 腔，在其中与通过熔融泵加压打入的腔体的充分熔融的聚苯硫醚和尼龙树脂充分混合后， 再通过直径为8mm的结构成型模具腔体，在牵引机的牵引拉动下，在出口水冷固化，获得直 径8mm的最终产品。实施例4 以碳纤维和玻璃纤维为增强材料，超高分子量聚乙烯(PE)纤维为基体，生产本实 用新型芯棒的具体实施例如下30束1 碳纤维和10束玻璃碳纤维和30束超高分子量聚乙烯(PE)纤维通过直 径为6mm的预成型模进入熔融树脂模腔，在此腔体内，使超高分子量聚乙烯(PE)纤维熔化， 充分浸渍后，再通过直径为5mm的结构成型模具腔体，在牵引机的牵引拉动下，在出口水冷4固化，获得直径5mm的最终产品。
权利要求1. 一种制备热塑性树脂基体复合材料导线芯棒的模具，其特征是，它为一种密闭组合 结构，主要由预成型模、熔融树脂模、结构定型模和冷却水套依次密闭连接而成，在熔融树 脂模上配备树脂进料口，结构定型模与冷却水套连接。
专利摘要本实用新型涉及一种制备热塑性树脂基体复合材料导线芯棒的模具。它为一种密闭组合结构，主要由预成型模、熔融树脂模、结构定型模和冷却水套依次密闭连接而成，在熔融树脂模上配备树脂进料口，结构定型模与冷却水套连接。其所制备芯棒结构致密，柔韧性好，生产效率高，质量稳定，特别适合用作碳纤维复合芯导线的加强芯。
文档编号B29C70/52GK201838406SQ20102058529
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者朱波, 王成国, 蔡华甦, 蔡珣 申请人:山东大学