本发明专利技术提供了一种聚芳醚酮改性环氧树脂体系/碳纤维缆绳的制备方法，属于高分子材料领域。将碳纤维先经丙酮处理超声后，再进行粗化预处理。清除碳纤维表面杂质，并增大碳纤维表面积使得表面粗糙化，提高碳纤维与环氧树脂的结合力。利用聚芳醚酮改性环氧树脂，将预处理过的碳纤维经表面树脂涂层，编织机编制12股绳索，在（50~65℃）低温范围内成型，成为高强度碳纤维缆绳。本发明专利技术生产出的缆绳具有使用方便、强度高、耐腐蚀耐磨、极好的韧性和弯曲性、使用寿命长等优点浸胶。所制备的碳纤维缆绳主要用于油气勘探领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
： 本专利技术涉及一种，主要应用于油 气勘探领域。
技术介绍
： 随着石油和天然气在易开发陆地及浅海资源的急剧减少，石油气田勘探逐渐向超深采 油发展，对相关绳索要求越来越高，由于碳纤维复合材料具有弯曲刚性高，极限强度大、耐 腐蚀性强、易于修补、抗冲击性强、热膨胀系数和导热性低、质量轻又无浮力等诸多优点，能 极大克服传统钢丝绳索密度大、难扭结、易生锈和传统化学纤维绳索强力低、延伸大易老化 等弱点。碳纤维复合缆绳被成功应用于石油开采业。 对于纤维复合缆绳增强纤维是复合材料的承载者，高的纤维含量对获得复合材料 是有利的。树脂系统是基体材料，它能使增强纤维交结在一起并传递载荷，这就存在一个树 脂基体材料与增强纤维材料的最佳比例，而这个比例主要取决于增强纤维的横截面积，通 常增强纤维含量超过70%时，增强纤维相互接触会导致性能下降。纤维含量在60%左右能 到到最佳配合。常规的做法是按增强纤维于树脂基体的体积比50:50制备预浸料，固化成 型过程中有约5~10%的树脂基体流掉，固化成型后的复合材料可达到适当的树脂基体与增 强纤维的比例。本专利技术在最佳配比的前提下，将碳纤维预处理，增大碳纤维与树脂的接触面 积，提高复合材料的相容性，经纤维张力器进行均匀张力，多束纤维加捻合股，将加捻后的 多股纤维根据绳索规格要求进行多股均匀张力合股，以并好股的单股束再经均匀张力，用 编织机编制12股绳索。编制的12股绳索为了提高绳索耐磨性和延长使用寿命，再经表面 树脂涂层。烘干定型，成为高强度纤维缆绳。并进一步增强复合材料力学性能。但现有的 碳纤维缆绳的生产方法，有的在每个生产工艺环节中未采用张力工艺，导致高强纤维的强 力利用率不高，有的采用小股浸树脂，使树脂含量增多，导致绳索拉力下降；有的设备投资 较大，溶剂回收较难不利于环保。并且，现有方法生产的碳纤维缆绳价格也较高。而利用低 温成型预浸料技术，可以降低加工技术，而材料的力学性能能够得到进一步的提升。
技术实现思路
： 利用，碳纤维直径为7 μ m，经丙 酮超声和粗化两项预处理。利用聚芳醚酮改性环氧树脂。合小股、浸树脂、合大股，编织缆 绳，在（50~65 °C )低温范围内成型，经过Lago45乳液处理。 本专利技术的制备方法包括以下步骤： 1)按比例制备树脂基体：环氧树脂（30~40%)、甲基四氢苯酐（5~10%)、增韧剂 (0.1~0. 3%)。将配制好的树脂基体倒入热熔胶膜机胶槽内，调整工艺参数。利用聚芳醚酮 改性环氧树脂。 2)碳纤维预处理，先经丙酮超声，再进行粗化预处理。 3)将预处理过的碳纤维大丝束预浸料，浸料温度（65~85°C )，浸压力（(TO. 4MPa)， 预浸运行速率（I. 0-3. Om/min)，经12股编织机编织中股成缆绳，在（50~65°C )低温范围内 成型。 4)将上述碳纤维束经Lag〇45乳液进行涂敷处理。 具体实施例： 下面结合具体实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术并不局限于以下实施个例： 实施例一 首先，将碳纤维预处理，经丙酮超声5min，再进行粗化处理。将共混环氧树脂加热至一 定温度后，加入一定比例的改性剂（PEK)，少量多次并不断搅拌使之充分混匀，保温一段时 间后逐渐降至一定温度，然后加入一定比例的固化剂(双氰双氨)，少量多次并不断搅拌使 之充分混匀，至此改性环氧树脂体系配制完成。 然后，将碳纤维通过装有制备的树脂基体的热熔胶膜机胶槽内，环氧树脂30份， 甲基四氢苯酐10份，增韧剂〇. 3份。将树脂均匀地转移到脱模纸上，使所制的胶膜连续、均 匀、平整，面密度为37±3g/m。 然后，用胶膜把60份的碳纤维展平、浸透，制成面密度为210± 10g/m的预浸料(面 密度中含纤维质量为160g/m)，预浸料温度为75°C、预浸料压力为0. 3MPa、预浸料运行速率 为1.0 m/min，将浸料过的碳纤维丝束经加捻机加捻，加捻速度15n/m，采用12股编织机编织 中股成缆绳，在（50~65°C )低温范围内成型，经Lag〇45乳液涂敷处理。 实施例二 首先，将碳纤维预处理，经丙酮超声5min，再进行粗化处理。将共混环氧树脂加热至一 定温度后，加入一定比例的改性剂（PEK)，少量多次并不断搅拌使之充分混匀，保温一段时 间后逐渐降至一定温度，然后加入一定比例的固化剂(双氰双氨)，少量多次并不断搅拌使 之充分混匀，至此改性环氧树脂体系配制完成。 然后，将碳纤维通过装有制备的树脂基体的热熔胶膜机胶槽内，环氧树脂35份， 甲基四氢苯酐10份，增韧剂〇. 3份。将树脂均匀地转移到脱模纸上，使所制的胶膜连续、均 匀、平整，面密度为37±3g/m。 然后，用胶膜把55份的碳纤维展平、浸透，制成面密度为210± 10g/m的预浸料(面 密度中含纤维质量为160g/m)，预浸料温度为75°C、预浸料压力为0. 3MPa、预浸料运行速率 为1.0 m/min，将预浸料的碳纤维丝束经加捻机加捻，加捻速度15n/m，采用12股编织机编织 中股成缆绳，在（50~65°C )低温范围内成型，经Lag〇45乳液涂敷处理。 实施例三 首先，将碳纤维预处理，经丙酮超声处理5min，再进行粗化处理。将共混环氧树脂加热 至一定温度后，加入一定比例的改性剂（PEK)，少量多次并不断搅拌使之充分混匀，保温一 段时间后逐渐降至一定温度，然后加入一定比例的固化剂(双氰双氨)，少量多次并不断搅 拌使之充分混匀，至此改性环氧树脂体系配制完成。 然后，将碳纤维通过装有制备的树脂基体的热熔胶膜机胶槽内，环氧树脂40份， 甲基四氢苯酐10份，增韧剂〇. 3份。将树脂均匀地转移到脱模纸上，使所制的胶膜连续、均 匀、平整，面密度为37±3g/m。 然后，用胶膜把50份的碳纤维展平、浸透，制成面密度为210± 10g/m的预浸料(面 密度中含纤维质量为160g/m)，预浸料温度为75°C、预浸料压力为0. 3MPa、预浸料运行速率 为I. 0m/min，将浸料过的碳纤维丝束经加捻机加捻，加捻速度15n/m，采用12股编织机编织 中股成缆绳，在（50~65°C )低温范围内成型，经Lag〇45乳液涂敷处理。 实施例四 首先，将碳纤维预处理，经丙酮超声5min，再进行粗化处理。将共混环氧树脂加热至一 定温度后，加入一定比例的改性剂（PEK)，少量多次并不断搅拌使之充分混匀，保温一段时 间后逐渐降至一定温度，然后加入一定比例的固化剂(双氰双氨)，少量多次并不断搅拌使 之充分混匀，至此改性环氧树脂体系配制完成。 然后，将碳纤维通过装有制备的树脂基体的热熔胶膜机胶槽内，环氧树脂40份， 甲基四氢苯酐10份，增韧剂〇. 3份。将树脂均匀地转移到脱模纸上，使所制的胶膜连续、均 匀、平整，面密度为37±3g/m。 然后，用胶膜把50份的碳纤维展平、浸透，制成面密度为210± 10g/m的预浸料(面 密度中含纤维质量为160g/m)，预浸料温度为75°C、预浸料压力为0. 3MPa、预浸料运行速率 为1.0 m/min，将预浸料的碳纤维丝束经加捻机加捻，加捻速度为15n/m，采用12股编织机编 织中股成缆绳。经Lag〇45乳液涂敷处理。 参照GB8834. 88《绳索有关物理和机械性能的测定》的规本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术提供一种聚芳醚酮改性环氧树脂体系/碳纤维缆绳的制备方法，其特征在于所诉的碳纤维直径为7μm，需经丙酮超声和粗化两项预处理，利用聚芳醚酮改性环氧树脂，碳纤维为大丝束，线密度为3.97~4.32g/m，无捻，经合股机合成小股、浸胶树脂、通过编织机编织成缆绳，在（50~65℃）低温范围内成型，再经过Lago45乳液进行表面处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李明珏，代汝军，马俊杰，
申请(专利权)人：四川鑫达企业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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