CN101246764B - 用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线及其制备方法 - Google Patents
用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101246764B CN101246764B CN2007103007055A CN200710300705A CN101246764B CN 101246764 B CN101246764 B CN 101246764B CN 2007103007055 A CN2007103007055 A CN 2007103007055A CN 200710300705 A CN200710300705 A CN 200710300705A CN 101246764 B CN101246764 B CN 101246764B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- epoxy resin
- center conductor
- transmission cable
- overhead transmission
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/06—Insulating conductors or cables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B11/00—Communication cables or conductors
- H01B11/22—Cables including at least one electrical conductor together with optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/30—Drying; Impregnating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/32—Filling or coating with impervious material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/18—Protection against damage caused by wear, mechanical force or pressure; Sheaths; Armouring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线,其包括:涂覆了绝缘材料的高压中心导线,和排列着包围中心导线外部的多个外导线,其中外导线沿中心导线的长度方向平行排列或以螺旋的方式盘绕中心导线,且外导线的外部由绝缘树脂制成的缠绕材料包围,且中心导线和外导线由用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物制成,该组合物包括:选自环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂的任一热固性树脂;为酸酐类化合物或胺类化合物的液体固化剂;为咪唑类化合物或三氟化硼乙胺类化合物的促进剂;为硬脂酸锌的脱模剂;和为纳米粘土或短玻璃纤维的填料。
Description
技术领域
本发明涉及用于架空传输电缆强化构件(strength member)的聚合物复合导线及其制备方法,且特别涉及用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线,其包括涂覆了绝缘材料的高压中心导线和多个排列着包围中心导线外部的外导线,其中外导线沿中心导线的长度方向平行排列或以螺旋的方式盘绕中心导线,且外导线的外部用由绝缘树脂制成的缠绕材料围绕,因此聚合物复合导线在高温下显示出低热膨胀系数以维持热特性,减少下垂现象且具有足够的机械强度,包括拉伸强度和弯曲特性。
背景技术
通常,常规的架空传输电缆使用ACSR(铝导体钢强化的)电缆,其中沿着用于分担拉力的多股钢丝(steel wire strand)的外周形成用铝或铝合金制成的导电层。但是,多股钢丝的热膨胀系数随着温度按比例增加,因此ACSR电缆由于传输量增加中温度的增加而下垂,因而整个架空传输电缆下垂。为了避免这样的下垂现象,钢塔设立得足够高或增加钢塔设立的数目以缩短钢塔间的间距。但是,这些方法不能终极地解决问题,而是在经济方面产生了新的问题。
美国专利号6,796,365教导了制造电线的复合物,其包括含有铝的纤维强化性
复合树脂,但是复合物的热膨胀系数很大,因此当该复合物用于架空传输电缆时,下垂现象比聚合物复合物更严重。WO 03/091008公开了不用形成纤维强化性复合材料的大直径的单导线(single wire),但是其物理性质,包括拉伸强度等不能满足要求,装置的制备和复杂的工艺使商业化出现问题,且储存或运输也不方便。
因此,相关的工业已试图解决现有技术的上述问题,本发明便是出自这样的技术背景之下。
本发明用于解决现有技术的上述问题,因此本发明的目的是提供用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线,其在高温下显示出低热膨胀系数以维持热特性,减少下垂现象且具有足够的机械强度,包括拉伸强度和弯曲特性,本发明的目的还在于提供其制备方法。
发明内容
为了达到上述目的,本发明提供用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线,其包括涂覆了绝缘材料的高压中心导线;和多个排列包围中心导线外部的外导线,其中外导线沿中心导线的长度方向平行排列或以螺旋的方式盘绕中心导线,且外导线的外部由绝缘树脂制成的缠绕材料包围,且其中,中心导线和外导线由用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物制成,该组合物包括选自由以下组成的组中的任一热固性树脂:环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂(bismaleide resin)和聚酰亚胺树脂;为酸酐类化合物或胺类化合物的液体固化剂;为咪唑类化合物或三氟化硼乙胺类化合物的促进剂;为硬脂酸锌的脱模剂;和为纳米粘土或短玻璃纤维的填料。
优选地,选为热固性树脂的环氧树脂是三种环氧树脂的混合物,其包括二缩水甘油醚双酚A环氧树脂;具有二缩水甘油醚双酚A环氧树脂重量的70~400重量份的多官能环氧树脂;和具有二缩水甘油醚双酚A环氧树脂重量的5~25重量份的二缩水甘油醚双酚F环氧树脂。
为了实现上述目的,本发明还提供制备用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的方法,其包括(S1)制备高强度纤维;(S2)表面处理所制备的高强度纤维;(S3)在真空炉中完全干燥表面处理过的高强度纤维;(S4)将表面处理过且干燥过的高强度纤维浸在用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物中;(S5)固化置入了高强度纤维的组合物;(S6)冷却产品;(S7)用绝缘材料涂覆通过步骤(S1)~(S6)所制得的用于架空传输电缆的聚合物导线作为用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的中心导线;(S8)利用通过步骤(S1)~(S6)所制得的用于架空传输电缆的多个聚合物导线作为多个外导线,外导线沿中心导线的长度方向排列,使连续地与中心导线接触同时包围中心导线;(S9)缠绕包围中心导线的多个外导线以固定外导线;和(S10)固化涂覆在中心导线上的绝缘材料。
附图说明
以下,本发明优选的实施方式将通过参考附图详细说明。在说明之前,应该理解在说明书和所附权利要求书中的术语不应被限制为通常和字典上的含义,而是在允许发明人以最好的解释对其术语作适当定义为原则的基础上,基于本发明技术领域相应的含义和概念解释。
图1为根据本发明实施方式的用于架空传输电缆强化构件的组装型聚合物复合导线的示意图。
图2为根据本发明实施方式的用于架空传输电缆强化构件的粘合型聚合物复合导线的示意图。
图3为使用根据本发明实施方式的用于架空传输电缆强化构件的粘合型聚合物复合导线的架空传输电缆的横截面图。
图4为制备用于本发明的架空传输电缆强化构件的纤维强化性聚合物复合物的方法流程图。
具体实施方式
以下,本发明优选的实施方式将通过参考附图详细说明。在说明之前,应该理解在说明书和所附权利要求书中的术语不应被限制为通常的和字典上的含义,而是在允许发明人以最好的解释对其术语作适当定义为原则的基础上,基于本发明技术领域相应的含义和概念解释。
本发明使用的纤维强化性聚合物复合物在高温下显示出低热膨胀系数从而能维持热特性,该复合物减少了下垂现象且具有足够的机械强度,且该纤维强化性聚合物复合物质轻,具有20~30%的多股钢丝,约占架空传输电缆总重量的30%,以将架空传输电缆总重量降低约20%或以上,由此减少下垂现象。
本发明的用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线包括涂覆绝缘材料的高压中心导线和多个排列包围中心导线外部的外导线,其中外导线沿中心导线的长度方向平行排列或以螺旋的方式盘绕中心导线,且外导线的外部由绝缘树脂制成的缠绕材料包围。且其中,中心导线和外导线由用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物制成,该组合物包括选自由以下组成的组中的任一热固性树脂:环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂和聚酰亚胺树脂;为酸酐类化合物或胺类化合物的液体固化剂;为咪唑类化合物或三氟化硼乙胺类化合物的促进剂;为硬脂酸锌的脱模剂;和为纳米粘土或短玻璃纤维的填料。
热固性树脂可以使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂,且特别优选使用环氧树脂。
优选地,环氧树脂是三种环氧树脂的混合物,包括二缩水甘油醚双酚A环氧树脂、多官能环氧树脂、和二缩水甘油醚双酚F环氧树脂。使用三种环氧树脂的混合物比单独使用二缩水甘油醚双酚F环氧树脂得到更好的耐热性、弯曲特性和挠性。
二缩水甘油醚双酚A环氧树脂可以使用由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
优选地,多官能环氧树脂使用二缩水甘油基胺类化合物或酚醛清漆类化合物(novolak-based compound),且特别使用由以下化学式2或3表示的化合物。
[化学式2]
[化学式3]
优选地,多官能环氧树脂的含量为二缩水甘油醚双酚A环氧树脂重量的70~400重量份。当多官能环氧树脂的含量小于最小值时,由于得不到需要的耐热性而不是优选的,且当多官能环氧树脂的含量大于最大值时,由于增加反应性而导致可加工性降低从而得不到完全固化的材料且固化的材料的物理性质和热特性降低,因而不是优选的。
二缩水甘油醚双酚F环氧树脂可以使用以下化学式4表示的化合物。
[化学式4]
其中n为2。
优选地,二缩水甘油醚双酚F环氧树脂的含量为二缩水甘油醚双酚A环氧树脂重量的5~25重量份。当二缩水甘油醚双酚F环氧树脂的含量小于最小值时,由于得不到需要的挠性而不是优选的,且当二缩水甘油醚双酚F环氧树脂的含量大于最大值时,由于得不到需要的耐热性而不是优选的。
优选地,固化剂是酸酐类化合物或胺类化合物,且固化剂是液体。
这时,选为固化剂的酸酐化合物可以使用甲基四氢酞酸酐(MTHPA)、如下述化学式5所示的四氢酞酸酐(THPA),六氢酞酸酐(HHPA)或如下述化学式6所示的甲基纳迪克酸酐(NMA),特别优选使用甲基四氢酞酸酐或甲基纳迪克酸酐。
[化学式5]
[化学式6]
优选地,酸酐类固化剂的含量为热固性树脂重量的70~150重量份。当酸酐类固化剂的含量小于最小值时,由于在固化时产生未反应的环氧树脂从而降低了耐热性而不是优选的,且当酸酐类固化剂的含量大于最大值时,由于在与环氧树脂反应后留下了作为杂质的固化剂而降低了耐热性和物理性质而不是优选的。
选作固化剂的胺类化合物可以使用脂环族聚胺类化合物或脂肪胺类化合物,具体而言,脂环族聚胺类化合物包括如下述化学式7表示的薄荷烷二胺(MDA)或异佛乐酮二胺(IPDA),且脂肪胺类化合物包括二氨基二苯砜(DDS)或如下述化学式8所示的二氨基二苯甲烷(DDM)。
[化学式7]
[化学式8]
优选地,胺类化合物的含量为热固性树脂重量的20~50重量份。当胺类化合物的含量小于最小值时,由于环氧树脂不完全固化而不是优选的,且当胺类化合物的含量大于最大值时,由于在与环氧树脂反应后留下了作为杂质的固化剂而不是优选的。
优选地,当酸酐类化合物用作固化剂时,促进剂使用咪唑类促进剂,且当胺类化合物用作固化剂时,促进剂使用三氟化硼乙胺类促进剂。
当选择咪唑类促进剂时,优选咪唑类促进剂的含量为热固性树脂重量的1~3重量份。当咪唑类促进剂的含量小于最小值时,由于得不到完全固化的材料而不是优选的,且当咪唑类促进剂的含量大于最大值时,由于反应速度快导致固化时间的减少而降低可加工性,因而不是优选的。
当选择三氟化硼乙胺类促进剂时,优选三氟化硼乙胺类促进剂的含量为热固性树脂重量的2~4重量份。当三氟化硼乙胺类促进剂的含量小于最小值时,由于得不到完全固化的材料而不是优选的,且当三氟化硼乙胺类促进剂的含量大于最大值时,由于反应速度快导致固化时间的减少使粘度迅速增加和可加工性降低而不是优选的。
脱模剂用于减少产品和模具之间的摩擦以便进行加工,且优选使用硬脂酸锌。
优选地,脱模剂的含量为环氧树脂重量的1~5重量份。当脱模剂的含量小于最小值时,由于可加工性降低而不是优选的,且当脱模剂的含量大于最大值时,由于不能达到预期效果而不是优选的。
使用填料以改善产品的外观和强度,且可以使用纳米粘土或短玻璃纤维。
当选择纳米粘土作为填料时,优选纳米粘土的含量为环氧树脂重量的1~5重量份,且更优选纳米粘土为须状或薄片状。当纳米粘土的含量小于最小值时,由于导线的外观不佳且其不能制成需要的尺寸而不是优选的,且当纳米粘土的含量大于最大值时,由于导线的外观不佳且可加工性降低而不是优选的。
当选择短玻璃纤维作为填料时,优选短玻璃纤维的含量为环氧树脂重量的5~30重量份,且更优选短玻璃纤维不含硼。当填料的含量小于最小值时,由于得不到需要的机械性能而不是优选的,且当填料的含量大于最大值时,由于环氧树脂组合物的粘度增加导致可加工性降低而不是优选的。
如图4所示,本发明提供的用于架空传输电缆强化构件的纤维强化性聚合物复合物通过以下步骤(S1)~(S10)制备。
(S1)制备高强度纤维
在此步骤中,制备了高强度纤维,且该高强度纤维可以使用玻璃纤维、碳纤维、PBD(聚丁二烯)纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维或碳纳米纤维。
(S2)表面处理
在此步骤中,对由上述步骤(S1)制备的高强度纤维进行表面处理。
使用在异丙醇(IPA)溶液中溶解了偶联剂的偶联溶液进行表面处理,所述偶联剂包括钛酸酯、硅烷或锆酸酯;此时,所用异丙醇的量可以为偶联剂重量的800~1,000倍。
且,所进行的表面处理使所制备的高强度纤维完全浸湿并在偶联溶液中,于70~80℃搅拌30分钟~2小时。
(S3)干燥
在此步骤中,在上述步骤(S2)中表面处理的高强度纤维在真空炉中完全干燥。
使用温度为100℃或以上的真空炉进行干燥,然后使干燥后的高强度纤维不直接与湿气接触。
(S4)浸入用于制备聚合物复合物的组合物中
在此步骤中,将在上述步骤(S3)中干燥的高强度纤维浸入上述用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物中。
混合上述用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物的各个组分,温度保持在40~60℃以降低其粘度,且使用机械搅拌器均匀混合组合物的组分。此时,搅拌速度保持在100rpm或以上,且在搅拌期间通过真空泵除去环氧树脂中的湿气和搅拌时产生的气泡。将制备的高强度纤维浸入上述制备的组合物中。
根据高强度纤维浸入用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物的深度对树脂的饱和度和抛弃量(abandoned amount)进行测定。也就是,浸入深度和长度越大,饱和度越好,而用于模具进行固化时所抛弃的树脂的量越大。
因此,优选高强度纤维浸入用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物的深度为5~7cm,且高强度纤维的浸入长度为50~60cm。
(S5)固化
在此步骤中,将在上述步骤(S4)中置入了高强度纤维的组合物固化,且通过加热和加压或超声波进行固化。
(S6)冷却
在此步骤中,将在上述步骤(S5)中固化所得的产品冷却,且进行的冷却使固化所得的产品在温度逐渐设为能稳定并均匀地固化高强度纤维后迅速冷却。
(S7)制备中心导线
在此步骤中,通过上述步骤(S1)~(S6)制得的用于架空传输电缆的导线被绝缘材料涂覆并用作用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的中心导线。
用作中心导线的涂层可以使用绝缘材料,绝缘材料包括环氧树脂涂布剂、聚酰亚胺涂布剂或氰酸酯/盐涂布剂。
此时,优选使用环氧树脂涂布剂作为用于涂覆的绝缘材料,其粘度为3,000~5,000mPa·s。当环氧树脂涂布剂的粘度范围小于最小值或大于最大值时,由于中心导线不能均匀涂布而不是优选的。
(S8)制备和排列外导线
在此步骤中,通过上述步骤(S1)~(S6)制得的用于架空传输电缆的多个聚合物导线用作外导线,且外导线沿中心导线的长度方向排列,使包围中心导线的外部且连续地与中心导线接触。
虽然这个实施方式显示沿中心导线的长度方向排列6个外导线使其包围中心导线的外部并与中心导线连续接触,但是外导线的数目或外导线包围中心导线的形状不限于本实施方式。
(S9)缠绕
在此步骤中,缠绕上述步骤(S8)所得的包围中心导线的多个外导线以固定外导线。
优选地,用于固定外导线进行的缠绕使用加热时热收缩率为20%或以上的缠绕材料。当热收缩率小于20%时,难以协助固定外导线。
如果缠绕材料是加热时可收缩的带,则缠绕材料不限于具体的类型,例如缠绕材料可以使用OPP带(定向聚丙烯带)或PET带(聚对苯二甲酸乙二酯带)。
(S10)固化
在此步骤中,固化涂覆在上述步骤(S9)的中心导线上的绝缘材料,设置温度以稳定地固化所涂绝缘材料,此时缠绕材料通过受热收缩有助于导线的组装。
以下,参考图1~图3说明本发明用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的实施方式。
图1为本发明实施方式的用于架空传输电缆强化构件的组装型聚合物复合导线的示意图。如图1所示,本发明实施方式的用于架空传输电缆强化构件的组装型聚合物复合导线10包括中心导线11和以螺旋方式盘绕中心导线11的外导线13。
图2为本发明实施方式的用于架空传输电缆强化构件的粘合型聚合物复合导线的示意图。如图2所示,本发明实施方式的用于架空传输电缆强化构件的粘合型聚合物复合导线10包括中心导线11和沿中心导线11的长度方向与中心导线11平行排列的外导线13。
且,图3为根据本发明的实施方式,使用了用于架空传输电缆强化构件的粘合型聚合物复合导线的架空传输电缆的横截面图。如图3所示,用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线在架空传输电缆的中心,架空传输电缆包括聚合物复合导线10(具有中心导线11和包围中心导线11的外导线13)和包围聚合物复合导线10的中心导线11的导体15。
导体15可以使用铝或耐热铝合金。
用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的各组分和制备方法与上面所述相同。
以下,为了更好的理解,本发明通过优选的实施例和用于与优选的实施例比较的对比例进行详细的说明。
实施例1
将钛酸酯溶解在重量为钛酸酯重量的800~1000倍的异丙醇(IPA)溶液中制备偶联溶液,将作为高强度纤维的PAN(聚丙烯腈)类碳纤维完全浸在偶联溶液中并通过搅拌1小时进行表面处理。然后,使用100℃或以上的真空炉干燥表面处理过的高强度纤维。
混合下表1中所示的各组分,温度保持在40~60℃以降低其粘度,且使用机械搅拌器以100rpm或以上的转速均匀混合组合物的组分。此时,搅拌速度保持在100rpm或以上。在搅拌期间通过真空泵除去环氧树脂中的湿气和搅拌时产生的气泡。
将干燥的高强度纤维浸入上述制备的组合物中,由此使高强度纤维的浸入深度为5~7cm且高强度纤维的浸入长度为50~60cm。然后,通过加热、加压和超声波初步固化置入了高强度纤维的组合物,再通过比初步固化更高的热量进一步固化,且迅速冷却。
用粘度为3,000~5,000mPa·s的环氧树脂涂布剂涂覆上述制备的导线且制成中心导线。再将6根导线沿中心导线的长度方向排列,使连续地与中心导线接触。为了固定包围中心导线的6根外导线,使用OPP带缠绕外导线并固化,从而制备用于架空传输电缆强化构件的粘合型聚合物复合导线。
然后,用常规方法制备架空传输电缆,其用铝导体包围所制得的用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的表面。
实施例2和3以及对比例1~6
采用实施例1相同的方法进行实施例2和3以及对比例1~6,不同之处在于使用如表1所示的组合物和组分比例。
下述表1的单位是相对于树脂a、树脂b和树脂c总重量的重量份。
[表1]
通过以下方法对上述实施例1~3和对比例1~6所制得的用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线进行室温下的拉伸强度、高温下的拉伸强度、老化拉伸强度(aging tensile strength)和弯曲特性的测试,测试结果示于表2~5中。
A.室温下的拉伸强度-在5mm/min的拉伸速度下进行测量,结果示于下述表2中。
[表2]
B.高温下的拉伸强度测试:聚合物复合导线在下述表3所示温度下保持20分钟后进行测试,拉伸速度为5mm/min,结果示于下述表3中。
[表3]
C.老化拉伸强度:聚合物复合导线在下述表4所示温度下保持1000小时后进行测试,拉伸速度为5mm/min,结果示于下述表4中。
[表4]
D.弯曲特性:使用4点弯曲试验进行测量,测量速度为1.3mm/min,结果示于下述表5中。
[表5]
如上述表2~5所示,发现使用本发明实施例1~3的用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线制备的架空传输电缆在室温下和高温下具有优异的拉伸强度,还具有优异的老化拉伸强度和弯曲特性。特别是,发现与实施例1和2相比,使用短玻璃纤维作为填料的实施例3表现出更好的拉伸强度,但是其弹性模量比实施例1和2略高。这可能是加入短玻璃纤维所引起的。
同时,在与实施例1和2相同的条件下测试对比例3和4,不同在于实施例1和2使用钛酸酯+IPA溶液进行表面处理,且发现对比例3和4与实施例1和2相比,室温下和高温下的拉伸强度都较低,老化拉伸强度也较低,估计是由于用高强度纤维进行表面处理的实施例在高强度纤维和环氧树脂之间具有优异的界面特性。
且,发现仅使用二缩水甘油醚双酚A环氧树脂和用钛酸酯+IPA溶液进行表面处理的对比例5和仅用二缩水甘油醚双酚A环氧树脂而不用钛酸酯+IPA溶液进行表面处理的对比例6与实施例1~3相比都具有较低的拉伸强度,且特别是,对比例5和6与实施例1~3在高温下的拉伸强度、老化拉伸强度上有相当大的差别。这是因为对比例5和6不含有多官能环氧树脂而具有较低的耐热性,特别是使用高强度纤维而没有表面处理的对比例6显示出更低的拉伸强度。
测试对比例2的组装型聚合物复合导线(其直径为12.6μm,并包括上述实施例2所制得的中心导线和包围中心导线的6根外导线),和上述实施例2所制得的直径为12.6 μm的单导线的抗弯刚性和弯矩,测试结果示于下述表6中。
[表6]
如上述表6所示,根据本发明的组装型复合导线和直径与组装型复合导线的直径相同的单根高压线的抗弯刚性和弯矩的测试结果,发现弯曲单导线比复合导线更难,即,将单导线绕于线轴难度超过将复合导线绕于线轴,且在单导线被迫弯曲的情况下,可能会损坏单导线的内部/外部。
应当理解,本发明具体的说明书和实施例和本发明指明的优选的实施例仅为说明之用,根据这样详细的说明,在本发明的精神和范围内的各种改变和修饰对于本领域技术人员是显而易见的。
工业实用性
根据本发明,用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线可以在高温下显示出低热膨胀系数而维持热特性,减少下垂现象且具有足够的机械强度,如拉伸强度和弯曲特性。
Claims (15)
1.用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线,其包括:
高压中心导线,其涂覆有绝缘材料;和
多个外导线,外导线的排列使其包围中心导线的外部,
其中外导线沿中心导线的长度方向与中心导线平行排列或以螺旋的方式盘绕中心导线,且外导线的外部由绝缘树脂制成的缠绕材料包围,且
其中,中心导线和外导线由用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物制成,
该组合物包括:
环氧树脂,所述环氧树脂是二缩水甘油醚双酚A环氧树脂、多官能环氧树脂和二缩水甘油醚双酚F环氧树脂的混合物;
为酸酐类化合物或胺类化合物的液体固化剂;
为咪唑类化合物或三氟化硼乙胺类化合物的促进剂;
为硬脂酸锌的脱模剂;和
为纳米粘土或短玻璃纤维的填料。
2.根据权利要求1所述的聚合物复合导线,其中多官能环氧树脂为选自由缩水甘油基胺类化合物和酚醛清漆类化合物组成的组中的任一或至少两种多官能环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的聚合物复合导线,其中选为固化剂的酸酐类化合物为选自由甲基四氢酞酸酐、四氢酞酸酐、六氢酞酸酐和甲基纳迪克酸酐组成的组中的任一或至少两种的混合物,其含量为基于100份环氧树脂重量的70~150重量份。
4.根据权利要求1所述的聚合物复合导线,其中选作固化剂的胺类化合物为脂环族聚胺类化合物或脂肪胺类化合物,其含量为基于100份环氧树脂重量的20~50重量份。
5.根据权利要求4所述的聚合物复合导线,其中脂环族聚胺类化合物为选自由薄荷烷二胺和异佛乐酮二胺组成的组中的任一物质,且其中脂肪胺类化合物为选自由二氨基二苯砜和二氨基二苯甲烷组成的组中的任一物质。
6.根据权利要求1所述的聚合物复合导线,其中当选择咪唑类化合物作为促进剂时,咪唑类化合物的含量为基于100份环氧树脂重量的1~3重量份。
7.根据权利要求1所述的聚合物复合导线,其中当选择三氟化硼乙胺类化合物作为促进剂时,三氟化硼乙胺类化合物的含量为基于100份环氧树脂重量的2~4重量份。
8.根据权利要求1所述的聚合物复合导线,其中选择硬脂酸锌作为脱模剂,其含量为基于100份环氧树脂重量的1~5重量份。
9.根据权利要求1所述的聚合物复合导线,其中当选择纳米粘土作为填料时,纳米粘土的含量为基于100份环氧树脂重量的1~5重量份,且其中当选择短玻璃纤维作为填料时,短玻璃纤维的含量为基于100份环氧树脂重量的5~30重量份。
10.制备用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的方法,其包括:
(S1)制备高强度纤维,其中所述高强度纤维为选自由以下组成的组中的任一或至少两种的混合物:玻璃纤维、碳纤维、聚丁二烯纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维;
(S2)表面处理所制备的高强度纤维;
(S3)在真空炉中完全干燥表面处理过的高强度纤维;
(S4)将表面处理过且干燥过的高强度纤维浸在用于制备纤维强化性聚合物复合物的组合物中,其中该组合物包括:
环氧树脂,所述环氧树脂是二缩水甘油醚双酚A环氧树脂、多官能环氧树脂和二缩水甘油醚双酚F环氧树脂的混合物;
为酸酐类化合物或胺类化合物的液体固化剂;
为咪唑类化合物或三氟化硼乙胺类化合物的促进剂;
为硬脂酸锌的脱模剂;和
为纳米粘土或短玻璃纤维的填料;
(S5)固化置入了高强度纤维的组合物;
(S6)冷却产品;
(S7)用绝缘材料涂覆通过步骤(S1)~(S6)所制得的用于架空传输电缆的聚合物导线作为用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线的中心导线;
(S8)利用多个通过步骤(S1)~(S6)所制得的用于架空传输电缆的聚合物导线作为多个外导线,由此使所述外导线沿中心导线的长度方向排列,使连续地与中心导线接触同时包围中心导线;
(S9)缠绕包围中心导线的多个外导线以固定外导线;和
(S10)固化涂覆在中心导线上的绝缘材料。
11.根据权利要求10所述的制备方法,其中步骤(S1)中的碳纤维为碳纳米纤维。
12.根据权利要求10或11所述的制备方法,其中进行步骤(S2)的表面处理,由此使选自由钛酸酯、硅烷或锆酸酯组成的组中的任一物质溶解在量为所选物质重量的800~1,000倍的异丙醇溶液中,从而制得偶联溶液,且高强度纤维完全浸入偶联溶液中,同时将偶联溶液维持在70~80℃并搅拌该偶联溶液达30分钟~2小时。
13.根据权利要求10或11所述的制备方法,其中步骤(S7)中涂覆用于架空传输电缆的聚合物导线的绝缘材料是选自由环氧树脂涂布剂、聚酰亚胺涂布剂组成的组中的任一物质,且作为绝缘材料用于涂覆的环氧树脂涂布剂的粘度为3,000~5,000mPa·s。
14.根据权利要求10或11所述的制备方法,其中步骤(S9)中用于固定外导线的缠绕是使用加热时热收缩率为20%或以上的缠绕材料。
15.根据权利要求14所述的制备方法,其中缠绕材料为选自由定向聚丙烯带和聚对苯二甲酸乙二酯带组成的组中的任一物质。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070014508 | 2007-02-12 | ||
KR10-2007-0014508 | 2007-02-12 | ||
KR1020070014508A KR100817982B1 (ko) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | 가공 송전선 인장선용 고분자 복합 선재 및 그 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101246764A CN101246764A (zh) | 2008-08-20 |
CN101246764B true CN101246764B (zh) | 2012-09-26 |
Family
ID=39412109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2007103007055A Expired - Fee Related CN101246764B (zh) | 2007-02-12 | 2007-12-25 | 用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线及其制备方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100817982B1 (zh) |
CN (1) | CN101246764B (zh) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101456546B1 (ko) * | 2008-09-03 | 2014-11-03 | 주식회사 효성 | 가공송전선의 탄소섬유 강화 플라스틱 심재 제조용 조성물 |
CN102081992B (zh) * | 2009-11-30 | 2012-05-23 | 江苏恒神纤维材料有限公司 | 一种碳纤维电缆芯 |
CN101935186B (zh) * | 2010-07-02 | 2013-05-22 | 西安永兴科技发展有限公司 | 石油测井仪器专用复合绝缘体组合物及制备方法 |
CN102426884B (zh) * | 2011-09-09 | 2013-09-04 | 深圳市盟立电子有限公司 | 一种改善性能的架空导线用纤维复合芯棒及其制备方法 |
CN102516715B (zh) * | 2011-12-07 | 2013-07-17 | 山东海能铁塔制造有限公司 | 一种新型复合材料输电塔构件制备方法 |
ITAN20130048A1 (it) * | 2013-03-06 | 2014-09-07 | Oni | Cavo coassiale. |
CN104517673A (zh) * | 2013-10-08 | 2015-04-15 | 国家电网公司 | 碳纤维复合材料芯导线及制备方法 |
KR102447701B1 (ko) * | 2015-08-10 | 2022-09-26 | 엘에스전선 주식회사 | 가공 송전선용 중심선 및 이를 포함하는 가공 송전선 |
KR101798472B1 (ko) * | 2016-04-28 | 2017-11-16 | (주)제이엠시 | 탄소 섬유 복합 소재가 내장되는 송전선 |
KR101785890B1 (ko) * | 2016-08-29 | 2017-10-17 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선 |
KR102594531B1 (ko) * | 2016-10-25 | 2023-10-25 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선 |
KR102605243B1 (ko) * | 2016-11-30 | 2023-11-23 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선 |
KR101916231B1 (ko) * | 2017-02-08 | 2018-11-07 | 일진복합소재 주식회사 | 고용량 송전케이블용 중심인장선 및 이를 제조하는 방법 |
KR102461640B1 (ko) * | 2017-02-14 | 2022-10-31 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선 |
KR102449116B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2022-09-28 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선을 포함하는 가공송전시스템 및 이의 시공방법 |
KR102449183B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2022-09-28 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선용 중심인장선 및 이를 포함하는 가공송전선 |
TWI694651B (zh) * | 2017-09-29 | 2020-05-21 | 南韓商Ls電線有限公司 | 用於高架電纜的中心張力構件、包含中心張力構件的高架電纜、包含高架電纜的高架輸電系統,以及構建高架輸電系統的方法 |
KR102402193B1 (ko) * | 2017-10-16 | 2022-05-26 | 엘에스전선 주식회사 | 가공송전선용 중심인장선, 이를 포함하는 가공송전선, 가공송선전을 포함하는 가공송전시스템 및 이의 시공방법 |
CN109627687B (zh) * | 2018-11-06 | 2021-02-12 | 深圳烯湾科技有限公司 | 包覆膜材料及其应用 |
CN109637722B (zh) * | 2018-11-06 | 2020-11-03 | 深圳烯湾科技有限公司 | 碳纳米管纤维导线 |
KR20210009107A (ko) | 2019-07-16 | 2021-01-26 | 박철웅 | 송배전 케이블 및 송배전 케이블의 제작방법 |
CN113035439B (zh) * | 2021-03-03 | 2023-03-03 | 江苏兴华胶带股份有限公司 | 一种碳纤维复合绳芯成型工艺及复合绳芯制造装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1150597A (zh) * | 1996-04-29 | 1997-05-28 | 无锡市化工研究设计院 | 电器封装用增强型环氧模塑料的制备方法 |
CN1207401A (zh) * | 1997-08-01 | 1999-02-10 | 无锡市化工研究设计院 | 换向器用增强型环氧模塑料的制备方法 |
CN1546566A (zh) * | 2003-12-12 | 2004-11-17 | 无锡市化工研究设计院 | 一种用于片式钽电容器的模塑料 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR960011090B1 (ko) * | 1993-06-16 | 1996-08-20 | 럭키 에폭시 주식회사 | 열경화성 변성제와 이의 제조방법, 및 이를 함유한 전기 절연재용 수지 조성물 |
KR100594658B1 (ko) * | 2005-01-29 | 2006-06-30 | 엘에스전선 주식회사 | 가공 송전선의 인장선용 섬유강화 플라스틱 선재, 그제조방법 및 이를 이용한 가공 송전선 |
-
2007
- 2007-02-12 KR KR1020070014508A patent/KR100817982B1/ko active IP Right Grant
- 2007-12-25 CN CN2007103007055A patent/CN101246764B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1150597A (zh) * | 1996-04-29 | 1997-05-28 | 无锡市化工研究设计院 | 电器封装用增强型环氧模塑料的制备方法 |
CN1207401A (zh) * | 1997-08-01 | 1999-02-10 | 无锡市化工研究设计院 | 换向器用增强型环氧模塑料的制备方法 |
CN1546566A (zh) * | 2003-12-12 | 2004-11-17 | 无锡市化工研究设计院 | 一种用于片式钽电容器的模塑料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101246764A (zh) | 2008-08-20 |
KR100817982B1 (ko) | 2008-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101246764B (zh) | 用于架空传输电缆强化构件的聚合物复合导线及其制备方法 | |
CA2595543C (en) | Fiber reinforced plastic wire for strength member of overhead transmission cable, method for manufacturing the same, and overhead transmission cable using the same | |
CN105199103B (zh) | 一种含硅改性耐高温氰酸酯树脂、其制备方法及应用 | |
CN111732715B (zh) | 一种常温固化中高温使用环氧树脂体系及其制备方法 | |
JP7135270B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、繊維強化複合材料および成形品 | |
JP6294225B2 (ja) | 空心リアクトルの含浸方法、含浸空心リアクトル、および含浸システムの使用 | |
KR101157330B1 (ko) | 가공송전선용 섬유 강화 플라스틱 중심 인장선의 제조방법 | |
CN105097148B (zh) | 复合绝缘子芯棒及其制备方法及复合绝缘子 | |
JP6655353B2 (ja) | コイル含浸用エポキシ樹脂組成物およびモールドコイル | |
JP3705704B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、インダクタンス部品 | |
CN113402853B (zh) | 一种双组份环氧树脂组合物及其制备方法 | |
KR20070082510A (ko) | 가공 송전선의 인장선용 섬유 강화 고분자 복합체 제조용조성물 및 이를 이용하여 가공 송전선의 인장선용 섬유강화 고분자 복합체 제조 방법 | |
CN111607348B (zh) | 用于引拔槽楔的胶粘剂及使用该胶粘剂的槽楔的制备方法 | |
CN1262601C (zh) | 具长期储存稳定性和温度触变性的耐高温环氧树脂复合物 | |
CN106047255A (zh) | 一种石墨烯包覆无机填料复合树脂胶的制备方法 | |
WO2008097010A1 (en) | Composition and method for manufacturing high molecular composite reinforced fiber strength member of overhead electric cable | |
EP3663334A1 (en) | Fiber-reinforced resin and method for manufacturing same | |
CN109435396A (zh) | 一种用于工程塑料的弯头的耐腐蚀隔热复合膜 | |
CN104892903B (zh) | 一种耐高温碳纤维电缆芯用mhpi型环氧拉挤树脂及其制备方法 | |
JP2000086869A (ja) | エポキシ樹脂組成物およびコイル | |
JP2544692B2 (ja) | 粉体塗装方法 | |
CN101649553B (zh) | Pbo纤维复合材料的制备方法及其专用表面处理剂 | |
JPS6077652A (ja) | 回転電機の絶縁方法 | |
KR20030050837A (ko) | 에나멜 동선 피복용 폴리아미드이미드 중합체 및 이를이용한 에나멜 동선의 제조 방법 | |
KR100899727B1 (ko) | 가공 송전선의 인장선용 섬유 강화 고분자 복합체 제조용조성물 및 이를 이용하여 가공 송전선의 인장선용 섬유강화 고분자 복합체 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120926 Termination date: 20211225 |