玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，包括根部和稍部，所述根部的外徑大于所述稍部的外徑，所述根部的壁厚大于所述稍部的壁厚；還包括位于外側(cè)的等厚度層和位于內(nèi)側(cè)的厚度漸變層，所述等厚度層為無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞而成，所述厚度漸變層為無堿玻璃纖維直接紗、無堿玻璃纖維軸向織物和無堿玻璃纖維多向織物中的一種纏繞而成，且所述厚度漸變層的無堿玻璃纖維直接紗、或無堿玻璃纖維軸向織物、或無堿玻璃纖維多向織物的鋪層長度由所述稍部向所述根部逐層收縮。能夠提高玻璃纖維力學(xué)性能的利用率和復(fù)合材料桿塔的生產(chǎn)效率，降低復(fù)合材料輸電桿塔的制造成本。本發(fā)明同時(shí)公開了其制備方法。
【專利說明】玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿及其制備方法，屬于電力電網(wǎng)用復(fù)合材料輸電桿塔制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前玻璃鋼錐形電桿的生產(chǎn)工藝主要有手糊成型、拉擠成型和纏繞成型。手糊成型要大量采用價(jià)格較高的纖維織物，由于很難形成統(tǒng)一的張力致使厚度增加，材料浪費(fèi)嚴(yán)重；且手糊成型生產(chǎn)的電桿外觀粗糙，質(zhì)量穩(wěn)定性差，隨著人工成本不斷增高難以為繼。拉擠成型適用于生產(chǎn)等徑電桿，但由于無法鋪放足夠的環(huán)向纖維，難以解決環(huán)向受力和受壓失穩(wěn)的問題，故其制品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。用普通的復(fù)合材料管道纏繞機(jī)生產(chǎn)有錐度(如1:75)的錐形電桿又無法解決壁厚相同的問題，而實(shí)際上需要的是根部壁厚大于梢端壁厚；采用連續(xù)可變角度纏繞錐形電桿，即使可以基本實(shí)現(xiàn)壁厚相同，但纖維鋪放角度不理想，纖維鋪放的均勻性也較差，生產(chǎn)效率也很低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，能夠提高玻璃纖維力學(xué)性能的利用率和復(fù)合材料桿塔的生產(chǎn)效率，降低復(fù)合材料輸電桿塔的制造成本，滿足實(shí)際使用要求。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
一種玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，包括:根部和稍部，所述根部的外徑大于所述稍部的外徑，所述根部的壁厚大于所述稍部的壁厚；還包括位于外側(cè)的等厚度層和位于內(nèi)側(cè)的厚度漸變層，所述等厚度層為無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞而成，所述厚度漸變層為無堿玻璃纖維直接紗、無堿玻璃纖維軸向織物和無堿玻璃纖維多向織物中的一種纏繞而成，且所述厚度漸變層的無堿玻璃纖維直接紗、或無堿玻璃纖維軸向織物、或無堿玻璃纖維多向織物的鋪層長度由所述稍部向所述根部逐層收縮。
[0005]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述等厚度層的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞時(shí)重疊一半。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述等厚度層的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物的寬度為200毫米。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述厚度漸變層的無堿玻璃纖維直接紗、或無堿玻璃纖維軸向織物、或無堿玻璃纖維多向織物由所述稍部向所述根部逐層收縮的長度為大于等于200毫米。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述等厚度層和所述厚度漸變層均以單組份聚氨酯樹脂為固化基質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿的制備方法，包括以下步驟: 步驟一、設(shè)備和模具選擇:采購紗片寬度為200毫米的四維纏繞機(jī)，金屬模具的直徑要比電桿相應(yīng)部位的外徑小兩倍的壁厚，表面鏡面拋光處理；
步驟二、厚度漸變層纏繞:選用無堿玻璃纖維直接紗、無堿玻璃纖維軸向織物和無堿玻璃纖維多向織物中的一種，從所述根部開始交叉纏繞，鋪層長度由所述稍部向所述根部逐層收縮200毫米或更多；
步驟三、等厚度層纏繞:選用無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物進(jìn)行纏繞，且纏繞鋪放的角度為80°?90°，無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞時(shí)重疊一半；
步驟四、固化和后處理:在攝氏60度的固化爐中固化，然后切割、倒角及表面修整，噴涂耐候?qū)印?br> [0010]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟一中所述金屬模具使用前要去油，確保潔凈；且加熱所述金屬模具，反復(fù)涂三次脫模蠟，用軟布擦拭，以便于蠟進(jìn)入模具表面。
[0011]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述步驟二和所述步驟三中，以單組份聚氨酯樹脂為固化基質(zhì)，且單組份聚氨酯樹脂的粘度保持在390?410厘泊。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的實(shí)施效果如下:
本發(fā)明所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，能夠提高玻璃纖維力學(xué)性能的利用率和復(fù)合材料桿塔的生產(chǎn)效率，降低復(fù)合材料桿塔的制造成本，滿足實(shí)際使用要求，有利于加快復(fù)合材料輸電桿塔的市場(chǎng)化進(jìn)程。
[0013]本發(fā)明所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿的制備方法:采用精密制造的紗片寬度為200毫米的四維纏繞機(jī)組，以無堿玻璃纖維直接紗、無堿玻璃纖維軸向或多向織物和單組份聚氨酯樹脂為主材，在選定的錐形金屬模具上，按受力情況設(shè)計(jì)鋪層方案，從根部開始到梢部梯次鋪放交叉和環(huán)向纖維，保證根部壁厚大于梢端，達(dá)到經(jīng)濟(jì)制造的目的。如果軸向彎曲模量小于18 GPa即可滿足使用要求，采用無堿玻璃纖維直接紗纏繞即可；否則應(yīng)從根部開始逐漸向梢部逐次延長鋪放無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物；由于全部或絕大部分采用張力較好的直接紗和寬紗片生產(chǎn)方式，提高了纖維力學(xué)性能的利用率和生產(chǎn)效率，降低了成本，對(duì)加快復(fù)合材料電桿的市場(chǎng)化進(jìn)程意義重大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的厚度漸變層的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞時(shí)重疊一半的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來說明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0016]具體實(shí)施例一
如圖1和圖2所示，為本實(shí)施例所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例所述玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，包括:根部I和稍部2，所述根部I的外徑大于所述稍部2的外徑，所述根部I的壁厚大于所述稍部2的壁厚；還包括位于外側(cè)的等厚度層3和位于內(nèi)側(cè)的厚度漸變層4，所述等厚度層3為無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞而成，所述厚度漸變層4為無堿玻璃纖維直接紗纏繞而成。優(yōu)選地，如圖2所示，所述等厚度層3的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞時(shí)重疊一半，即圖2中所示的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物的寬度D為纏繞時(shí)無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物未覆蓋部分的寬度d的2倍。具體地，所述等厚度層3的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物的寬度為200毫米。所述厚度漸變層4的無堿玻璃纖維直接紗由所述稍部2向所述根部I逐層收縮至少200毫米。所述等厚度層3和所述厚度漸變層4均以單組份聚氨酯樹脂為固化基質(zhì)。
[0017]本實(shí)施例所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿的制備方法包括以下步驟:
步驟1、采購紗片寬度為200毫米的四維纏繞機(jī)，盡可能多的采用功率足夠大的伺服電機(jī)以保證執(zhí)行系統(tǒng)的精確度。
[0018]步驟2、金屬模具的直徑要比電桿相應(yīng)部位的外徑小兩倍的壁厚，表面鏡面拋光處理。模具使用前要去油，確保潔凈。加熱模具，反復(fù)3次涂脫模蠟，用軟布擦拭，使蠟盡可能多的進(jìn)入模具表面。
[0019]步驟3、按照鋪層設(shè)計(jì)，從根部開始交叉纏繞厚度漸變層，鋪層長度逐次向根部收縮200毫米或更多，以設(shè)計(jì)要求為準(zhǔn)。樹脂粘度保持在400厘泊左右，控制纖維帶膠量至最少，不刮膠。
[0020]步驟4、纏繞等厚度層，鋪放的軸向或多向織物以90度為主，重疊一半，以便于機(jī)械鋪放。
[0021]步驟5、在攝氏60度的固化爐中固化。
[0022]步驟6、切割、倒角及表面修整，噴涂耐候?qū)?，打包待運(yùn)。
[0023]具體實(shí)施例二
如圖1和圖2所示，為本實(shí)施例所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例所述玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，包括:根部I和稍部2，所述根部I的外徑大于所述稍部2的外徑，所述根部I的壁厚大于所述稍部2的壁厚；還包括位于外側(cè)的等厚度層3和位于內(nèi)側(cè)的厚度漸變層4，所述等厚度層3為無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞而成，所述厚度漸變層4為無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞而成。優(yōu)選地，如圖2所示，所述等厚度層3的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞時(shí)重疊一半，即圖2中所示的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物的寬度D為纏繞時(shí)無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物未覆蓋部分的寬度d的2倍。具體地，所述等厚度層3的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物的寬度為200毫米。所述厚度漸變層4的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物由所述稍部2向所述根部I逐層收縮至少200毫米。所述等厚度層3和所述厚度漸變層4均以單組份聚氨酯樹脂為固化基質(zhì)。
[0024]本實(shí)施例所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿的制備方法同具體實(shí)施例一。
[0025]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所作的詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實(shí)施僅限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，其特征是，包括:根部(I)和稍部(2)，所述根部(I)的外徑大于所述稍部(2)的外徑，所述根部(I)的壁厚大于所述稍部(2)的壁厚；還包括位于外側(cè)的等厚度層(3)和位于內(nèi)側(cè)的厚度漸變層(4)，所述等厚度層(3)為無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞而成，所述厚度漸變層(4)為無堿玻璃纖維直接紗、無堿玻璃纖維軸向織物和無堿玻璃纖維多向織物中的一種纏繞而成，且所述厚度漸變層(4 )的無堿玻璃纖維直接紗、或無堿玻璃纖維軸向織物、或無堿玻璃纖維多向織物的鋪層長度由所述稍部(2)向所述根部(I)逐層收縮。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，其特征是，所述等厚度層(3)的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞時(shí)重疊一半。
3.如權(quán)利要求1或2中任一所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，其特征是，所述等厚度層(3)的無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物的寬度為200毫米。
4.如權(quán)利要求3所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，其特征是，所述厚度漸變層(4)的無堿玻璃纖維直接紗、或無堿玻璃纖維軸向織物、或無堿玻璃纖維多向織物由所述稍部(2)向所述根部(I)逐層收縮的長度為大于等于200毫米。
5.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿，其特征是，所述等厚度層(3)和所述厚度漸變層(4)均以單組份聚氨酯樹脂為固化基質(zhì)。
6.如權(quán)利要求4所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿的制備方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一、設(shè)備和模具選擇:采購紗片寬度為200毫米的四維纏繞機(jī)，金屬模具的直徑要比電桿相應(yīng)部位的外徑小兩倍的壁厚，表面鏡面拋光處理； 步驟二、厚度漸變層纏繞:選用無堿玻璃纖維直接紗、無堿玻璃纖維軸向織物和無堿玻璃纖維多向織物中的一種，從所述根部開始交叉纏繞，鋪層長度由所述稍部向所述根部逐層收縮200毫米或更多； 步驟三、等厚度層纏繞:選用無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物進(jìn)行纏繞，且纏繞鋪放的角度為80°?90°，無堿玻璃纖維軸向織物或無堿玻璃纖維多向織物纏繞時(shí)重疊一半； 步驟四、固化和后處理:在攝氏60度的固化爐中固化，然后切割、倒角及表面修整，噴涂耐候?qū)印?br> 7.如權(quán)利要求6所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿的制備方法，其特征是，所述步驟一中所述金屬模具使用前要去油，確保潔凈；且加熱所述金屬模具，反復(fù)涂三次脫模蠟，用軟布擦拭，以便于蠟進(jìn)入模具表面。
8.如權(quán)利要求6所述的玻璃纖維纏繞增強(qiáng)聚氨酯樹脂錐形電桿的制備方法，其特征是，所述步驟二和所述步驟三中，以單組份聚氨酯樹脂為固化基質(zhì)，且單組份聚氨酯樹脂的粘度保持在390?410厘泊。
【文檔編號(hào)】E04H12/02GK104265047SQ201410558294
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】趙宏偉, 宋波 申請(qǐng)人:合肥海銀桿塔有限公司