本發(fā)明涉及電力建設(shè)工具領(lǐng)域，更具體地，涉及一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板及制備方法。

背景技術(shù)：

1、目前輸電線路工程中導(dǎo)線用的卡線器絕大多數(shù)采用平行移動式結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)零部件材質(zhì)為高強(qiáng)鋁合金(7a04)，經(jīng)工程實(shí)踐證明具有良好的應(yīng)用效果。但是，現(xiàn)有卡線器其外型尺寸和質(zhì)量較大，在高空作業(yè)時施工人員使用非常不便。

2、隨著社會發(fā)展，國內(nèi)外很多新型復(fù)合材料相繼研制成功，強(qiáng)度高而且重量輕。通過開展復(fù)合材料工藝設(shè)計工作，實(shí)現(xiàn)卡線器主要部件的復(fù)合材料替代，能夠大大的減輕卡線器重量，從而降低人員勞動強(qiáng)度。在許多工業(yè)應(yīng)用中，如航空航天、汽車、體育器材等領(lǐng)域，對材料的要求越來越高，傳統(tǒng)的金屬材料如鋁合金等雖然具有一定的優(yōu)勢，但在某些性能指標(biāo)上已無法滿足現(xiàn)代技術(shù)的要求。卡線器的發(fā)展趨勢同樣源于此，當(dāng)代的科技發(fā)展對卡線器的強(qiáng)度、耐久性和輕量化都提出了更高的要求。隨著節(jié)能減排和提高能效的要求，輕量化已成為許多行業(yè)的發(fā)展趨勢。

3、因此，有必要發(fā)明一種高強(qiáng)度、高耐久性、輕量化的卡線器拉板，代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋁合金卡線器拉板。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板及制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中卡線器質(zhì)量較大的問題，實(shí)現(xiàn)了卡線器的輕量化。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方法：

3、本發(fā)明實(shí)施例提供一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板及制備方法，所述碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板包括：襯板；軸套，所述軸套對稱設(shè)置在所述襯板的兩端；預(yù)浸單向帶，所述預(yù)浸單向帶按照預(yù)設(shè)的層數(shù)沿所述襯板和所述軸套纏繞；套環(huán)，所述套環(huán)設(shè)置在所述軸套上。

4、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，所述預(yù)浸單向帶使用的材料為碳纖維熱塑性復(fù)合材料。

5、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，所述碳纖維熱塑性復(fù)合材料包括碳纖維，所述碳纖維的型號為t300、t700、t800、或t1000。

6、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，所述碳纖維熱塑性復(fù)合材料還包括熱塑性樹脂，所述熱塑性樹脂為聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯硫醚、聚酰胺、或聚甲醛。

7、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，所述襯板的材料為連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料，所述連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)為二維織物疊層結(jié)構(gòu)或三維立體編織結(jié)構(gòu)。

8、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，所述二維織物疊層結(jié)構(gòu)中的單層為平紋、斜紋、緞紋中的至少一種。

9、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，所述三維立體編織結(jié)構(gòu)為三維四向、三維五向、三維六向、或三維七向。

10、一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板的制備方法，所述制備方法用于制備上述任一項所述的碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，所述制備方法包括如下步驟：

11、將預(yù)浸單向帶裁剪為預(yù)設(shè)的長度和寬度；

12、將軸套和襯板裝入纏繞工裝；

13、將預(yù)浸單向帶在預(yù)設(shè)的溫度、壓力和時間下纏繞在軸套的外表面制成預(yù)成型體；

14、在預(yù)設(shè)的成型模具對預(yù)成型體進(jìn)行固化成型；

15、在軸套的外表面加裝套環(huán)。

16、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，成型溫度為200-320℃，成型時間為5-20min，成型壓力為2-20mpa，纏繞層數(shù)為70-90層。常見的復(fù)合材料固化工藝包括手糊成型，熱壓成型，熱壓罐成型和rtm成型等。

17、根據(jù)本發(fā)明的前述任一實(shí)施方式，預(yù)浸單向帶使用的材料為碳纖維熱塑性復(fù)合材料，碳纖維熱塑性復(fù)合材料中樹脂的含量為30-70％。

18、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下意想不到的技術(shù)效果：

19、本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)浸單向帶使用的材料為碳纖維熱塑性復(fù)合材料，碳纖維熱塑性復(fù)合材料的質(zhì)量輕，但強(qiáng)度和剛度卻遠(yuǎn)高于鋁合金，在相同重量下，碳纖維熱塑性復(fù)合材料能夠承受更大的負(fù)荷，耐用性更好。碳纖維熱塑性復(fù)合材料對許多化學(xué)物質(zhì)具有惰性，耐腐蝕性優(yōu)于鋁合金，適用于更多的環(huán)境；碳纖維熱塑性復(fù)合材料可以顯著減輕卡線器的重量，提高卡線器的整體性能；襯板采用的材料為連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料，連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)為二維織物疊層結(jié)構(gòu)或三維立體編織結(jié)構(gòu)，有效的保證了拉板的整體力學(xué)性能。拉板加裝套環(huán)后，能夠保證較高的拉伸強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，其特征在于，所述預(yù)浸單向帶(300)的材料為碳纖維熱塑性復(fù)合材料。

3.如權(quán)利要求2所述的一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，其特征在于，所述碳纖維熱塑性復(fù)合材料包括碳纖維，所述碳纖維的型號為t300、t700、t800或t1000中的任意一種。

4.如權(quán)利要求3所述的一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，其特征在于，所述碳纖維熱塑性復(fù)合材料還包括熱塑性樹脂，所述碳纖維和所述熱塑性樹脂采用編織結(jié)構(gòu)，所述熱塑性樹脂為聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯硫醚、聚酰胺或聚甲醛中的任意一種。

5.如權(quán)利要求1所述的一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，其特征在于，所述襯板(100)的材料為連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料，所述連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)為二維織物疊層結(jié)構(gòu)或三維立體編織結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，其特征在于，所述二維織物疊層結(jié)構(gòu)中的單層為平紋、斜紋、緞紋中的至少一種。

7.如權(quán)利要求5所述的一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，其特征在于，所述三維立體編織結(jié)構(gòu)為三維四向、三維五向、三維六向或三維七向中的任意一種。

8.一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板的制備方法，其特征在于，所述制備方法用于制備上述權(quán)利要求1-7中任一項所述的碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板，所述制備方法包括如下步驟：

9.如權(quán)利要求8所述的碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板的制備方法，其特征在于，所述將預(yù)浸單向帶(300)在預(yù)設(shè)的溫度、壓力和時間下纏繞在軸套(200)的外表面制成預(yù)成型體，其中，成型溫度為200-320℃，成型時間為5-20min，成型壓力為2-20mpa，纏繞層數(shù)為70-90層。

10.如權(quán)利要求9所述的碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板的制備方法，其特征在于，預(yù)浸單向帶(300)的材料為碳纖維熱塑性復(fù)合材料，碳纖維熱塑性復(fù)合材料中樹脂的體積分?jǐn)?shù)為30-70％。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電力建設(shè)工具領(lǐng)域，公開一種碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板及制備方法，碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板包括：襯板；軸套，軸套對稱設(shè)置在襯板的兩端；預(yù)浸單向帶，預(yù)浸單向帶按照預(yù)設(shè)的層數(shù)沿襯板和軸套纏繞；套環(huán)，套環(huán)設(shè)置在軸套上。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的碳纖維熱塑性復(fù)合材料卡線器拉板及制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中卡線器質(zhì)量較大的問題，實(shí)現(xiàn)了卡線器的輕量化。

技術(shù)研發(fā)人員：萬建成,宋澤明,郝玉靖,王帆,彭飛,周威,胡春華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電力科學(xué)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19