一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法，该中空柔性复合芯棒包括内表面隔膜层，所述内表面隔膜层的内部设置有若干个横隔筋，两个所述横隔筋之间设置有空腔，所述内表面隔膜层的外部设置有中间隔膜层，所述内表面隔膜层和中间隔膜层之间设置有树脂胶黏剂和薄壁纤维管，所述中间隔膜层的外部设置有玻璃钢复合结构层。本发明专利技术制备的芯棒重量轻，有效提高了径向抗压和轴向抗弯强度，柔韧性好，避免传统的中空柔性复合芯棒在承受环向压接力时容易出现沿长度方向的劈裂现象，该制备方法步骤简单，减少人工操作，降低使用的成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料制备
，具体为一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于小直径细长玻璃钢复合材料具备比同等截面同等强度的钢材、陶瓷材料等传统材料具备重量轻，容易运输施工等优势，已被广泛应用在电力工程、路桥工程及海洋工程中作为特高压柔性复合绝缘子芯棒、索拉杆、支撑杆等领域，广泛替代传统钢材或绳锁。复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。
[0003]现有的中空柔性复合芯棒重量重，且径向抗压和轴向抗弯强度低，且传统的中空复合芯棒在承受环向压接力时容易出现沿长度方向的劈裂现象，柔韧性差，实用性低，不方便进行使用，同时制备的步骤繁琐，增加人工操作，使用成本高。针对相关技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]针对相关技术中的问题，本专利技术提出的一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题，本专利技术的目的是本专利技术制备的芯棒重量轻，有效提高了径向抗压和轴向抗弯强度，柔韧性好，避免传统的中空柔性复合芯棒在承受环向压接力时容易出现沿长度方向的劈裂现象，制备的方法步骤简单，减少人工操作，降低使用的成本。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种竹状结构中空柔性复合芯棒，包括内表面隔膜层，所述内表面隔膜层的内部设置有若干个横隔筋，两个所述横隔筋之间设置有空腔，所述内表面隔膜层的外部设置有中间隔膜层，所述内表面隔膜层和中间隔膜层之间设置有树脂胶黏剂和薄壁纤维管，所述中间隔膜层的外部设置有玻璃钢复合结构层，所述内表面隔膜层、树脂胶黏剂和薄壁纤维管复合形成柔性结构层。
[0007]优选的，芯棒的横截面为圆形、方形或椭圆形。
[0008]优选的，所述空腔的内部填充有空气或氮气。
[0009]优选的，所述横隔筋所用为木质纤维、玻璃纤维、丝绸类纤维、涤纶或尼龙合成混杂纤维。
[0010]优选的，所述薄壁纤维管的材质为竹纤维或木质纤维。
[0011]优选的，所述内表面隔膜层的材质为聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚氨酯。
[0012]优选的，所述中间隔膜层的材质为玻璃纤维毡和聚酯纤维无纺布。
[0013]优选的，所述柔性结构层的厚度控制在3～5mm，所述中间隔膜层的厚度控制在1.5～2mm。
[0014]一种如上所述的竹状结构中空柔性复合芯棒的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤一、中空柔性复合棒的功能材料坯的铺层制作：
[0016]采用玻璃钢管拉挤用增强材料铺层工装，沿着半径方向依次进行原材料的排铺排列，从内向外依次为第一层组织结构中包含薄壁导管的天然竹纤维带或木质纤维带、第二层中间隔膜层用丝质纤维缎带和聚酯纤维无纺布、第三层玻璃纤维纱、玻璃纤维带；
[0017]步骤二、中空柔性复合棒轴向功能材料预浸坯料制作：
[0018]采用注射拉挤的方式将胶黏剂胶液注射到注射腔模具中，并使胶黏剂充分浸润在步骤一中的铺层功能材料，形成预浸坯料；
[0019]步骤三、横隔筋用可塑性团料的制作：
[0020]采用橡胶混炼机将横隔筋用木质短切纤维、玻璃短切纤维、丝绸类短切纤维、涤纶或尼龙合成混杂短切纤维，定量树脂胶黏剂进行充分的混炼制成模压用团塑料预混料；
[0021]步骤四、中空柔性复合棒预成型坯的制作：
[0022](1)在拉挤生产过程中，步骤二制作的中空柔性复合棒轴向功能材料预浸坯料从注射腔模具中被牵引出来，进入横隔筋制作和中空腔吹塑模具中；
[0023](2)内表面隔膜层用聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚氨酯原材料以步骤二制作的中空柔性复合棒轴向功能材料预浸坯料内壁被吹塑机吹入道中空柔性复合管道的同时，横隔筋成型模按照一定速度沿着垂直与中空柔性复合管轴线方向将横隔筋团塑料植入到复合管横断面方向，与吹塑形成的内表面隔膜带，吹塑用干燥空气或氮气形成一定长度闭合的中空腔，完成中空柔性复合棒预成型坯的制作；
[0024]步骤五、中空柔性复合棒预成型坯的固化定型，步骤四所制得的中空柔性复合棒预成型坯料，被牵引机继续牵引经过成型模具进行成型固化定型并牵引出机头；所述加热固化成型的过程分为三段：第一段预热段的温度为 100℃～120℃，第二段凝胶段的温度为135℃～145℃，第三段固化段的温度为 170℃～180℃，最后得到竹状结构中空柔性复合芯棒。
[0025]优选的，步骤二中所述胶液为环氧、酸酐体系胶液或乙烯基树脂体系胶液。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027](1)本专利技术为一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法，通过设置芯棒为中空结构，使得该竹状结构中空柔性复合芯棒相对于传统的实心芯棒比重量轻，方便人们进行使用；
[0028](2)本专利技术为一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法，通过采用横隔筋、内表面隔膜层、薄壁纤维管、树脂胶黏剂、中间隔膜层和玻璃钢复合结构层，使得该竹状结构中空柔性复合芯棒相对于传统的中空柔性复合芯棒的径向抗压和轴向抗弯强度得到综合改善，即赋予中空柔性复合芯棒良好的柔韧性又避免传统的中空柔性复合芯棒在承受环向压接力时容易出现沿长度方向的劈裂现象；
[0029](3)本专利技术为一种竹状结构中空柔性复合芯棒及其制备方法，该制备方法步骤简单，减少人工操作，降低使用的成本。
附图说明
[0030]图1为本专利技术立体剖面的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术空腔断面的结构示意图；
[0032]图3为本专利技术横隔筋断面的结构示意图。
[0033]附图标记中：1、内表面隔膜层；2、横隔筋；3、空腔；4、中间隔膜层； 5、树脂胶黏剂；6、薄壁纤维管；7、玻璃钢复合结构层。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例1
[0036]以内外径尺寸为竹状中空柔性复合芯棒的制作方法为例
[0037]一种竹状结构中空柔性复合芯棒的制备方法，包括以下步骤：
[0038]步骤一、中空柔性复合棒的功能材料坯的铺层制作：
[0039]采用玻璃钢管拉挤用增强材料铺层工装，沿着半径方向依次进行原材料的排铺排列，内层采用40支含网状薄壁导管的天然竹纤维纱，铺层厚度3.5mm；中间隔膜层采用0.2mm厚聚酯纤维无纺布，铺层厚度1.5mm；外层复合层采用 9600Tex玻璃纤维纱进行铺层，铺层厚度5.5mm；
[0040]步骤二、中空柔性复合棒轴向功能材料预浸坯料制作：
[0041]采用注射拉挤的方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竹状结构中空柔性复合芯棒，其特征在于，包括内表面隔膜层(1)，所述内表面隔膜层(1)的内部设置有若干个横隔筋(2)，两个所述横隔筋(2)之间设置有空腔(3)，所述内表面隔膜层(1)的外部设置有中间隔膜层(4)，所述内表面隔膜层(1)和中间隔膜层(4)之间设置有树脂胶黏剂(5)和薄壁纤维管(6)，所述中间隔膜层(4)的外部设置有玻璃钢复合结构层(7)，所述内表面隔膜层(1)、树脂胶黏剂(5)和薄壁纤维管(6)复合形成柔性结构层。2.根据权利要求1所述的一种竹状结构中空柔性复合芯棒，其特征在于，所述空腔(3)的内部填充有空气或氮气。3.根据权利要求1所述的一种竹状结构中空柔性复合芯棒，其特征在于，所述横隔筋(2)所用为木质纤维、玻璃纤维、丝绸类纤维、涤纶或尼龙合成混杂纤维。4.根据权利要求1所述的一种竹状结构中空柔性复合芯棒，其特征在于，所述薄壁纤维管(6)的材质为竹纤维或木质纤维。5.根据权利要求1所述的一种竹状结构中空柔性复合芯棒，其特征在于，所述内表面隔膜层(1)的材质为聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚氨酯。6.根据权利要求1所述的一种竹状结构中空柔性复合芯棒，其特征在于，所述中间隔膜层(4)的材质为玻璃纤维毡和聚酯纤维无纺布。7.根据权利要求1所述的一种竹状结构中空柔性复合芯棒，其特征在于，所述柔性结构层的厚度控制在3～5mm，所述中间隔膜层(4)的厚度控制在1.5～2mm。8.一种如权利要求1
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7任一项所述的竹状结构中空柔性复合芯棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、中空柔性复合棒的功能材料坯的铺层制作：采用玻璃钢管拉挤用增强材料铺层工装，沿着半径方向依次进行原材料的排铺排列，从内向外依次为第一层...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘迪，张宝英，
申请(专利权)人：西安高强绝缘电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：