Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении многопроволочных проводов для воздушных линий, предназначенных для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта, в частности, при изготовлении несущих сердечников в конструкциях кабелей и проводов. Описан способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи, включающий подготовку армирующих волокон, осуществление равномерной подачи армирующих волокон в формообразующую фильеру, подготовку связующего преполимера, пропитку армирующих волокон преполимером под давлением, осуществление полимеризации в формообразующей фильере, сбор готового продукта, отличающийся тем, что на этапе подготовки системы связующего осуществляют получение преполимера путем смешения раствора мономеров ε-капролактама и катализатора с раствором мономеров ε-капролактама и активатора, пропитку армирующего волокна осуществляют полученным преполимером, на этапе осуществления пултрузии, в результате аннионной полимеризации ε-капролактама, получают полимерную матрицу - капролон. Технический результат заключаются в повышении прочностных показателей изделия и в увеличении скорости процесса производства за счёт увеличения скорости пропитки армирующих волокон связующим. 13 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении многопроволочных проводов для воздушных линий, предназначенных для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта, в частности, при изготовлении несущих сердечников в конструкциях кабелей и проводов.

Уровень техники

Из уровня техники известна технология пултрузии для получения композитных материалов с постоянным сечением, в том числе, неизолированных проводов с композитным сердечником. Технологический процесс пултрузии непрерывный и, в зависимости от происходящих процессов, разделен на следующие стадии: подготовка волокна и связующего, пропитка, формование профиля, отверждение связующего (выдержка при постоянной температуре), охлаждение до конечной температуры, нарезка готового профиля в размер или намотка на катушку. Основным достоинством технологии пултрузии является высокая скорость производства композитных материалов с постоянным (однородным) качеством получаемых изделий.

В традиционной технологии пултрузии в качестве полимерной матрицы (связующего) практически всегда используют различные низковязкие термореактивные связующие (реактопласты) невысокой молекулярной массы (эпоксидные, фенолформальдегидные, кремнийорганические, полиэфирные и др.), обеспечивающие равномерную пропитку армирующих волокон. Так, армирующие волокна преимущественно погружают в емкость с низковязким термореактивным связующим, после чего отжимают обратно в емкость лишнее связующее и пропитанные волокна подаются в формообразующую фильеру, где под действием температуры происходит полимеризация реактопласта. Полученные термореактивные материалы имеют ряд недостатков, особенно значимых при серийном производстве: невозможность постобработки после полимеризации, поскольку они перестают размягчаться при повторном нагревании и не растворяются, а только набухают, в растворителях; хрупкость матрицы после полимеризации, в виду ее высокой твердости; сложность анкеровки (монтажа) готового изделия; сложность в утилизации; большое время производственного цикла; высокая стоимость сырьевых материалов.

В последнее время растет интерес к созданию армированных пластиков на основе термопластичных связующих (термопластов). Главные преимущества армированных термопластов по сравнению с полимерными композитными материалами на основе термореактивных связующих: высокая вязкость разрушения, трещиностойкость и постударная прочность; повышенная теплостойкость; устойчивость к воздействию агрессивных сред; неограниченно долгая жизнеспособность матрицы; высокие скорости технологических циклов; возможность вторичной переработки и локального устранения дефектов, последнее возможно благодаря возможности постобработки изготовленного изделия путем его повторного нагрева или обработки его растворителем. Тогда как недостатками, проявляющимися при изготовлении композитных материалов из термопластических связующих с помощью технологии пултрузии, являются высокая вязкость связующего, которая затрудняет процесс пропитки армирующих волокон и приводит к необходимости увеличения давления в процессе прохождения армирующих волокон через формообразующую фильеру, а также возможность неравномерной пропитки армирующих волокон и образования изделий с дефектами.

Из евразийского патента на изобретение №11625, МПК B32B 27/04 (2006.01), B05D 3/02 (2006.01), B05D 1/18 (2006.01), D04H 3/08 (2006.01), опубликованного 29.12.2006 г., известен способ изготовления композитного сердечника для электрического кабеля, образованного множеством пропитанных смолой армированных волокон по меньшей мере одного типа, при этом смолой окружают и, по существу, покрывают все армирующие волокна, которые ориентированы в основном параллельно продольной оси сердечника. При этом, как указано в независимом пункте формулы, весовой процент волокон в композите составляет меньше 50%, что является недостаточным для достижения требований к нагрузкам требуемого несущего сердечника. Кроме того, в качестве пропитывающей смолы в способе используются различные связующие, в том числе, термопластичные связующие, при этом, в разделе описания «Известный уровень техники» указаны проблемы, с которыми сталкиваются специалисты в уровне техники, а именно: при использование технологии пултрузии несущий сердечник из термопластика, во-первых, не обладает требуемыми физическими характеристиками для эффективного перераспределения нагрузки и предотвращения провисания кабеля, во-вторых, не соответствует температурным режимам эксплуатации кабельной продукции, в-третьих, ограничен в максимальном количестве используемых волокон по соотношению волокна и связующего в сердечнике, поскольку использование термопласта, как уже было указано выше, затруднено его высокой вязкостью, что, в свою очередь, увеличивает трение между экструзионной головкой (частью фильеры) и формуемым композитным материалом. В указанном изобретении на странице 13 приведено два способа использования термопластичного связующего, снижающего сложности его использования в технологии пултрузии, в которых термопластичное связующе присутствует в твердой форме, и переводится в жидкое состояние при нагреве на более поздней стадии процесса. В первом способе термопластичное связующе присутствует в виде волокон, которые переплетаются с армирующими волокнами и, разогреваясь в фильере, пропитывают армирующие волокна. При этом, недостатками указанного способа являются недостаточная пропитка волокон и наличие пустот в получаемом композитном сердечнике. Во втором способе было предложено покрывать каждую армирующую нить слоем из термопластичного связующего до подачи в фильеру и, также, осуществлять пропитку путем разогревания покрытых волокон в фильере. Так, недостатками указанного способа являются наличие пустот в получаемом композитном сердечнике и трудоемкость предварительной подготовки покрытых термопластичной смолой армирующих волокон. В остальных способах, в том числе и предпочтительном способе, в котором используется эпоксидное связующее, используются термореактивные связующие, которым свойственны указанные выше недостатки.

Из патента РФ на изобретение №2632454, МПК C08K 3/04 (2006.01), C08K 7/24 (2006.01), C08J 5/24 (2006.01), B32B 5/28 (2006.01), B32B 27/38 (2006.01), опубликованного 04.10.2017 г., известен способ изготовления композитного сердечника, включающего углеродное волокно или стекловолокно. При этом, термопластичное связующее используется в нем только в качестве добавки к эпоксидному связующему, в размере от 5 до 20 мас.%. Достоинством предложенного решения является использование преимуществ термопластичного связующего. При этом, указанному решению свойственны недостатки термореактивных связующих.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является способ изготовления композитного сердечника, известный из международной заявки PCT № WO/2009/130525, МПК B29C 70/52 (2006.01), H01B 5/10 (2006.01), опубликованной 29.10.2009 г., с помощью которого изготавливают композитный сердечник с термопластичной полимерной матрицей по технологии пултрузии. Так, указанный способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи включает подготовку армирующих волокон, осуществление равномерной подачи армирующих волокон в формообразующую фильеру, подготовку связующего преполимера, пропитку армирующих волокон преполимером под давлением, осуществление полимеризации в формообразующей фильере, сбор готового продукта. Преимущества указанного способа изготовления композитного сердечника проявляются ввиду использования термопластичного связующего. При этом, недостаток указанного способа изготовления проявляется в результате использования термопластичных волокон в твердом виде для переплетения и дальнейшей пропитки армирующих волокон. Как указано в примере №3, термопластичные волокна, выбранные из карполактама и лауриллактама, нагреваясь в формообразующей фильере расплавляются и пропитывают переплетенные с ними армирующие волокна (углеродные волокна и стекловолокна), с образованием в результате анионной полимеризации полимерной матрицы. Недостатками указанного способа получения полимерной матрицы являются недостаточная пропитка армирующих волокон и наличие пустот в получаемом композитном сердечнике.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является получение композитного сердечника, состоящего из армирующих волокон и термопластичного связующего (матрицы) с исключением дефектов пропитки армирующих волокон и пустот в получаемом композитном сердечнике.

Технические результаты, достигаемые предложенным способом производства, заключаются в равномерной пропитке армирующих волокон связующим при равномерном повышении давления, что уменьшает вероятность появления пустот и раковин и непропорциональных усадок, в получение композитного сердечника с высоким содержанием армирующих волокон по объему и весу, что позволяет создавать изделия с высокими прочностными показателями, и в увеличении скорости процесса производства за счет увеличения скорости пропитки армирующих волокон связующим, в возможности вторичной переработки композитного сердечника и использования полученного от переработки сырья, а также в возможности локального устранения дефектов композитного сердечника.

Указанный технический результат достигается с помощью способа производства композитного сердечника провода линии электропередачи, включающего подготовку армирующих волокон, осуществление равномерной подачи армирующих волокон в формообразующую фильеру, подготовку связующего преполимера, пропитку армирующих волокон преполимером под давлением, осуществление полимеризации в формообразующей фильере, сбор готового продукта. Согласно заявленному решению, на этапе подготовки системы связующего осуществляют получение преполимера путем смещения раствора мономеров ε-капролактама и катализатора с раствором мономеров ε-капролактама и активатора, пропитку армирующего волокна осуществляют полученным преполимером, на этапе осуществления пултрузии, в результате аннионной полимеризации ε-капролактама, получают полимерную матрицу - капролон.

Преимущественно осуществляют равномерную подачу однонаправленных армирующих волокон.

При подаче армирующих волокон могут формировать внутреннюю часть сердечника из углеродного волокна и внешнюю часть сердечника из стекловолокна.

Кроме того, весовой процент волокон в композитном сердечнике составляет от 60 до 90%.

Помимо этого, в качестве катализатора могут использовать щелочные и щелочноземельные металлы, их гидриды, амиды, гидроксиды, карбонаты и их соединения.

А в качестве активатора могут использовать -ацил-производные лактама (ацетилкапролактам) или соединения, способные ацилировать лактам в условиях полимеризации.

При этом, подготовка связующего может осуществляться путем получения раствора мономеров ε-капролактама, смешанного с катализатором при температуре от 70 до 90°С в среде инертного газа, и раствора мономеров ε-капролактама, смешанного с активатором при температуре от 70 до 90°С в среде инертного газа.

Также получение преполимера путем смешения раствора мономеров ε-капролактама и катализатора с раствором мономеров ε-капролактама и активатора может осуществляться при температуре от 110 до 140°С.

Кроме того, пропитку армирующих волокон связующим могут осуществлять путем впрыска преполимера в формообразующую фильеру под давлением от 3 до 5 Бар.

Пултрузию в формообразующей фильере могут осуществлять при температуре от 140 до 180°С

Формующая зона фильеры может иметь угол конусности канала не более 15° и не менее 5° для улучшения качества и равномерности пропитки и удаления воздушных включений из формующей зоны.

Ко всему прочему, после полимеризации матрицы композитный сердечник могут подвергать плавному постохлаждению в оснастке до 100°С для достижения однородности структуры и исключения внутренних напряжений.

А после полимеризации матрицы композитный сердечник могут подвергать постобработке, включающей нагрев и формовку под геометрию, обусловленную специальной арматурой проводов.

Сбор готового продукта может осуществляться путем намотки полученного композитного сердечника на катушку или нарезки композитного сердечника на заданную длину.

В отличии от ближайшего аналога, в приведенном выше способе армирующее волокно пропитывают жидким низковязким преполимером и проводят последующую анионную полимеризацию с образованием термопластической полимерной матрицы, состоящей из капролона.

Краткое описание чертежей

Сущность заявленного изобретения и возможность его практической реализации поясняется приведенными ниже описанием, фигурами и таблицами.

На фигуре 1 показана общая компоновка линии реактивной термопластичной пултрузии.

На фигуре 2 показан общий вид фильеры.

На фигуре 3 показана схема получения преполимера.

На фигуре 4 показан общий вид модуля протяжки.

На фигуре 5 показан общий вид модуля нарезки.

На фигуре 6 показан общий вид модуля сбора волокна.

На фигуре 7 показано сечение провода линии электропередачи с композитным сердечником.

На фигуре 8 показан общий вид композитного сердечника.

В таблице 1 приведены минимальные физико-механические показатели композитного сердечника.

В таблице 2 приведены номинальные параметры и характеристики композитных сердечников.

Осуществление изобретения

Предлагаемое изобретение поясняется конкретным способом производства композитного сердечника провода линии электропередачи, однако, приведенный пример не является единственно возможным, но наглядно демонстрируют возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заявленного технического результата.

Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи включает подготовку армирующих волокон. Подготовка включает подачу однонаправленных армирующих волокон из модуля подачи армирующих волокон 1, где армирующие волокна сматываются с катушек (на фигурах не показаны). Процедуры сматывания, выравнивания, натяжения и подачи углеволокна и стекловолокна осуществляются таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение армирующих волокон в композитном сердечнике.

Далее армирующие волокна подаются в модуль нагрева и сушки волокна 2, преимущественно состоящий из сушильного шкафа (на фигурах не показан) с калибровочными пластинами (на фигурах не показаны), где армирующие волокна проводятся через сушильный шкаф для удаления влаги и предварительного подогрева. Каждый жгут армирующих волокон проходит через отверстия калибровочных пластин (на фигурах не показаны) для исключения спутывания отдельных ровингов. Сушка и подогрев волокон в сушильном шкафу производятся при температуре 180±5 °С.

После чего армирующие волокна подаются в модуль 3 подготовки армирующих волокон, где пропускаются через преформовочные калибры (на фигурах не показаны). Волокна стеклоровинга проходят через систему калибров по внешнему контуру таким образом, чтобы на входе в фильеру (на фигурах не показана) образовался равномерный внешний слой, равномерно покрывающий центральную часть сердечника, формируемую из углеволокна.

Весовой процент волокон в композитном сердечнике составляет 80%. Для достижения минимальных физико-механических характеристик, приведенных в таблице 1, содержание волокон выбирается от 60 до 90% масс.композитного сердечника, при этом, нижнее значение обусловлено минимальными прочностными характеристиками, а верхнее значение обусловлено возможностями пропитки армирующего волокна преполимером на основе ε-капролактама.

Сформированный таким образом общий пучок волокон подается в модуль формовки волокна 4, где в формообразующей фильере 5 осуществляется пропитка армирующих волокон преполимером под давлением.

При этом, в модуле подготовки системы связующего (на фигуре не показан) осуществляется получение преполимера, принципиальная схема получения преполимера показана на фигуре 3. Так, ε-капролактам подвергается сушке до содержания влаги не более 0,1%, а затем плавится в резервуаре плавления 6 при температуре 70-90°С. Сушить ε-капролактам можно в вакуум-сушильном шкафу (на фигуре не показан) при температуре около 50°С или в сушильном шкафу с рециркуляцией воздуха (на фигуре не показан). Наиболее рациональна сушка в среде инертного газа. В процессе плавления ε-капролактама из него удаляется остаточная влага под давлением 0,02 МПа инертного газа, подаваемого в резервуар плавления. Допустимая конечная влажность расплава ε-капролактама - не выше 0,02%. Из резервуара плавления 6 ε-капролактама подается в два отдельных реактора-смесителя: в реакторе 7 в среде инертного газа к раствору добавляют катализатор из резервуара 8, а во втором реакторе 9 в среде инертного газа - активатор из резервуара 10. В качестве инертного газа используется азот, подводимый по трубопроводу 11.

Получение преполимера в модуле подготовки системы связующего осуществляют путем смешения раствора мономеров ε-капролактама и натрия с раствором мономеров ε-капролактама и изоцианата. При этом, содержание ε-капролактама составляет 19,6% масс. композитного сердечника, содержание натрия составляет 0,2% масс. композитного сердечника, а содержание изоцианата составляет 0,2% масс.композитного сердечника. Раствор ε-капролактама с натрием и раствор ε-капролактама с изоцианатом из смесителей (реактора 7 и реактора 9) поступают в миксер 12. Необходимое соотношение катализатора и активатора достигается одновременной подачей растворов по каналам равного сечения. Управлением подачи преполимера из миксера 12 осуществляется блоком управления 13. При смешении растворов образуется преполимер, который поступает в предварительно подготовленную и нагретую фильеру 5. Полимеризация проводится непосредственно в фильере при температуре 140 - 180°С.

Вместо натрия в качестве катализатора могут быть использованы щелочные и щелочноземельные металлы, их гидриды, амиды, гидроксиды, карбонаты и их соединения, выбираемые в зависимости от выбранного активатора процесса полимеризации. Тогда как вместо изоцианата в качестве активатора могут быть использованы - ацил-производные лактама (ацетилкапролактам) или соединения, способные ацилировать лактам в условиях полимеризации, выбираемые в зависимости от выбранного катализатора процесса полимеризации, а также от необходимой плотности и степени кристалличности полимера. Система катализатора и активатора подбирается исходя из требуемых параметров времени, температуры и давления следующих процессов: подготовки смеси преполимера, пропитки перполимером армирующих волокон, полимеризации преполимера. Наиболее полно полимеризация проходит при эквивалентном соотношении компонентов каталитической системы, когда на одну функциональную группу катализатора приходится одна функциональная группа активирующего соединения. Увеличение мольной концентрации одного из компонентов либо замедляет, либо полностью прекращает процесс полимеризации. Оптимальная концентрация каталитической системы составляет от 0,3 до 0,5% масс.композитного сердечника, что обеспечивает получение высококачественных полимеров.

Расплав ε-капролактама обладает низкой вязкостью менее 1 Па⋅с, что позволяет пропитывать армирующие волокна.

После пропитки армирующего волокна осуществляется дальнейшая протяжка армирующих волокон через формообразующую фильеру 5 (пултрузия), и, в результате аннионной полимеризации преполимера ε-капролактама, получают полимерную матрицу - капролон.

Таким образом, вовремя пултрузии в фильере одновременно протекают следующие процессы: пропитка армирующих волокон, синтез полимера и формирование композитного сердечника, которые зависят от многих факторов: типа активатора, режима полимеризации, скорости охлаждения.

Пропитку армирующих волокон связующим осуществляют путем впрыска преполимера в формообразующую фильеру под давлением от 3 до 5 Бар.

Формующая зона фильеры имеет угол конусности канала 12°. Формующая зона фильеры имеет сужающийся канал, переходящий от формы и размеров канала входной зоны к форме и размерам изготавливаемого профиля. В этих условиях давление формования создается главным образом за счет уменьшения сечения канала по длине зоны, за счет скорости протягивания материала через фильеру и за счет избыточного количества материала, входящего в фильеру. Важной величиной, характеризующей формующую зону, является угол конусности канала, который, одной стороны, не должен превышать 15°, чтобы расплав термопласта захватывался движущимися волокнами наполнителя, а с другой стороны - должен иметь минимальное значение, чтобы обеспечить плавное нарастание давления, так как это улучшает качество и равномерность пропитки по толщине сечения и способствует более полному удалению воздушных включений из формующей зоны. Однако слишком маленькая конусность (менее 5°) приводит к неоправданному увеличению длины этой зоны, а значит и габаритов всей фильеры, что, в свою очередь, увеличивает время нахождения расплава при высокой температуре, а значит, и степень термодеструкции, и увеличивает отжим связующего с наружной поверхности.

Температура преполимера существенно влияет на весь ход процесса получения полимера, а также на свойства и качество готового композитного сердечника. Температура преполимера зависит от активатора, массы и конфигурации сердечника и должна находиться в пределах 110-140°С. При более низких температурах образуется полимер с неоднородной структурой, высоким содержанием низкомолекулярных соединений, а, следовательно, качество сердечника будет низким. При температурах выше 140°С реакция полимеризации протекает с большой скоростью, и вязкость преполимера быстро нарастает, в результате чего воздух и летучие компоненты не успевают полностью выйти и остаются внутри сердечника, а также не успевает произойти качественная пропитка армирующих волокон, что является причиной образования многочисленных мелких пор, усадочных раковин и трещин.

Температура фильеры зависит от массы сердечника. Нижняя граница температуры фильеры определяется начальной температурой преполимера и должна быть выше 150°С. При более низкой температуре на поверхности композитного сердечника образуется слой незаполимеризовавшегося мономера, а полимер будет иметь пониженные прочностные характеристики. Верхняя граница температуры фильеры устанавливается с таким расчетом, чтобы конечная максимальная температура структурообразования не превысила температуру плавления полимера и не была выше 180°С. При относительно пониженных температурах фильеры образуются значительные усадочные раковины и поры.

Время выдержки при температуре полимеризации устанавливается, исходя из необходимости обеспечить полное протекание процессов затвердевания полимера и в зависимости от скорости полимеризации, размеров и массы композитного сердечника.

Полимеризация ε-капролактама в присутствии катализатора и активатора протекает при температуре ниже температуры плавления полимера и при атмосферном давлении.

Характерной особенностью процесса анионной полимеризации ε-капролактама является то, что он протекает при температуре ниже температуры плавления полимера, благодаря чему процессы роста макромолекул и их упорядочение (кристаллизация) частично накладываются друг на друга. Скорость охлаждения оказывает большое влияние на формирование структуры, и при медленном охлаждении получаются полимеры с однородной структурой, хорошей поверхностью и высокими физико-механическими характеристиками.

После полимеризации матрицы композитный сердечник подвергают постобработке, включающей нагрев и формовку под специальную арматуру крепления и соединения проводов.

Режим охлаждения оказывает влияние не только на однородность структуры, но также на внутренние напряжения, которые возрастают с увеличением скорости охлаждения. Поэтому скорость охлаждения должна регулироваться в зависимости от массы композитного сердечника. Медленное охлаждение композитного сердечника до 100°С, последующее охлаждение в термостате (камера постотверждения, на фигурах не показана) до 50°С и далее на воздухе представляется наиболее оптимальным режимом с точки зрения достижения наилучших характеристик композитного сердечника.

При этом, во время процессов подготовки и формовки осуществляется равномерная подачи армирующих волокон, а затем и получившегося композитного сердечника, с помощью модуля протяжки 14. Также, с помощью модуля нарезки 15 осуществляется нарезка готового продукта. Тогда как сбор готового продукта осуществляется с помощью модуля сбора волокна 16.

После изготовления композитный сердечник провода линии электропередачи включает центральную часть 17, состоящую из углеродного волокна и полимерной матрицы из капролона, и внешнюю часть 18, состоящую из стекловолокна и полимерной матрицы из капролона. После чего на композитный сердечник навивают алюминиевые токопроводящие проволоки 19.

В таблице 2 раскрываются номинальные параметры и характеристики получаемых композитных сердечников.

1. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи, включающий подготовку армирующих волокон, осуществление равномерной подачи армирующих волокон в формообразующую фильеру, подготовку связующего преполимера, пропитку армирующих волокон преполимером под давлением, осуществление полимеризации в формообразующей фильере, сбор готового продукта, отличающийся тем, что на этапе подготовки системы связующего осуществляют получение преполимера путем смещения раствора мономеров ε-капролактама и катализатора с раствором мономеров ε-капролактама и активатора, пропитку армирующего волокна осуществляют полученным преполимером, на этапе осуществления пултрузии, в результате аннионной полимеризации ε-капролактама, получают полимерную матрицу - капролон.

2. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют равномерную подачу однонаправленных армирующих волокон.

3. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что при подаче армирующих волокон формируют внутреннюю часть сердечника из углеродного волокна и внешнюю часть сердечника из стекловолокна.

4. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что весовой процент волокон в композитном сердечнике составляет от 60 до 90%.

5. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используются щелочные и щелочно-земельные металлы, их гидриды, амиды, гидроксиды, карбонаты и их соединения.

6. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что в качестве активатора используются ацил-производные лактама (ацетилкапролактам) или соединения, способные ацилировать лактам в условиях полимеризации.

7. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п.1, отличающийся тем, что подготовка связующего осуществляется путем получения раствора мономеров ε-капролактама, смешанного с катализатором при температуре от 70 до 90°С в среде инертного газа, и раствора мономеров ε-капролактама, смешанного с активатором при температуре от 70 до 90°С в среде инертного газа.

8. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п.1, отличающийся тем, что получение преполимера путем смешения раствора мономеров ε-капролактама и катализатора с раствором мономеров ε-капролактама и активатора осуществляют при температуре от 110 до 140°С.

9. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что пропитку армирующих волокон связующим осуществляют путем впрыска преполимера в формообразующую фильеру под давлением от 3 до 5 бар.

10. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что пултрузию в формообразующей фильере осуществляют при температуре от 140 до 180°С

11. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что формующая зона фильеры имеет угол конусности канала не более 15° и не менее 5° для улучшения качества и равномерности пропитки и удаления воздушных включений из формующей зоны.

12. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что после полимеризации матрицы композитный сердечник подвергают плавному постохлаждению в оснастке до 100°С.

13. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что после полимеризации матрицы композитный сердечник подвергают постобработке, включающей нагрев и формовку под геометрию, обусловленную специальной арматурой проводов.

14. Способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи по п. 1, отличающийся тем, что сбор готового продукта осуществляется путем намотки полученного композитного сердечника на катушку или нарезки композитного сердечника на заданную длину.



 

Похожие патенты:

Неизолированный сталеалюминиевый высокопрочный провод содержит стальной сердечник, изготовленный из высокопрочных оцинкованных проволок. Стальной сердечник изготовлен однооперационным способом с линейным касанием проволок скрутка слоев производится в одну сторону, с одновременной деформацией, со степенью обжатия площади поперечного сечения сердечника в диапазоне 10-14%.

Изобретение относится к области электротехники. Высокопрочный, высокотемпературный неизолированный сталеалюминиевый провод содержит стальной сердечник, пластически деформированный по наружной поверхности проволок, степень обжатия по площади поперечного сечения сердечника - 6-12%, изготовленный из оцинкованных проволок, плотность цинкового покрытия по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, не менее 1770 (180) Н/мм2 (кгс/мм2).

Изобретение относится к области электротехники, а именно к неизолированным проводам предназначенным для передачи электрической энергии по воздушной линии электропередачи ВЛ 35 кВ и выше, с постоянным мониторингом требований, предъявляемыми к техническим параметрам неизолированных проводов, при одновременном сохранении мониторинга в течение длительного срока эксплуатации ВЛ.
Изобретение относится к производству изделий из полимерных композиционных материалов, используемых в электротехнике. Пряди углеродного волокна подают на пропитку через отверстия центральной части распределительной пластины.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве несущих тросов и силовых элементов в конструкциях проводов и кабелей, предназначенных для подвески на опорах воздушных линий электропередачи и связи и для стационарной прокладки.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в конструкциях многопроволочных проводов и тросов для воздушных линий электропередачи и линиях электрифицированного транспорта.

В изобретении предлагаются электрические передающие кабели, каждый из которых содержит сердечник кабеля и множество проводящих элементов, окружающих сердечник кабеля.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к композитным сердечникам для неизолированных проводов воздушных линий электропередачи. Сердечник выполняется в форме протяженного цилиндра, содержащего композитные стержни/модули 1 с сетчатой или спиральной одно- или разнонаправленной намоткой 2 из термостойкой нити по их поверхности и заполнением объема сердечника отвержденным при полимеризации связующим 3.

Изобретение относится к спирально скрученным термопластичным полимерным композитным кабелям, которые могут использоваться в качестве кабельных линий электропередачи, подводных кабелей привязи, подводных шлангокабелей и т.д.

Изобретение относится к электрическому кабелю (10), преимущественно к высоковольтным электрическим передающим кабелям или воздушным кабелям для транспортировки энергии, называемым воздушными линиями электропередачи.

Изобретение относится к способу изготовления криволинейного пластмассового профиля. Техническим результатом является исключение повреждений при изготовления выполненных с индивидуальной кривизной пластмассовых профилей.

Изобретение относится к области композитных материалов. Описана термопластичная композиция с высокой текучестью в расплавленном состоянии, содержащая: от 80 до 99,8 вес.% термопластичной полимерной матрицы, от 0,1 до 10 вес.% олигомера циклического сложного эфира, причем указанный олигомер имеет степень полимеризации от 2 до 25 и от 0,1 до 12 вес.% фенольного полимера.

Изобретение относится к способу изготовления конструктивного элемента. Техническим результатом является повышение скорости и производительности процесса производства конструктивного элемента.

Раскрыта головка, предназначенная для использования вместе с производственной системой. Головка может иметь корпус, выполненный с возможностью выпуска трубчатой конструкции, армированной, по меньшей мере, одним непрерывным волокном и имеющей пространственную траекторию, и интенсификатор отверждения, функционально соединенный с корпусом и выполненный с возможностью обеспечения отверждения жидкой матрицы в трубчатой конструкции во время выпуска.

Изобретение относится к способу производства армированных волокном материалов профиля, содержащих наполнитель из жесткой пены, в частности наполнитель из вспененного ПМИ (полиметакрилимидной пены).

Изобретение относится к способу изготовления композитных материалов, конкретнее к способу изготовления полимерных материалов, армированных волокнами. Способ изготовления конструктивного элемента включает в себя этапы, на которых предварительно нагревают множество волокон до первой температуры, перемещают предварительно нагретые волокна вдоль сборочной линии, наносят связующее на по меньшей мере одно из предварительно нагретых волокон, обеспечивают матрицей, имеющей форму для приема предварительно нагретых волокон, причем матрица перемещается вместе с предварительно нагретыми волокнами вдоль по меньшей мере участка сборочной линии, поддерживают температуру множества волокон на уровне температуры, по существу подобной первой температуре, и сжимают множество волокон внутри матрицы при поддержании температуры.

Изобретение относится к усиленным полиуретановым пултрудатам и способу их изготовления посредством пултрузии. Описаны усиленные полиуретановые пултрудаты, которые могут быть получены путем взаимодействия A) смеси негомогенно смешиваемых компонентов а) и b), причем a) означает один или несколько простых полиэфирполиолов с гидроксильным числом от 15 до 50 мг КОН/г на основе пропиленоксида и b) означает смесь из одного или нескольких простых полиэфир-полиолов с гидроксильным числом от 150 до 600 мг КОН/г с одним или несколькими агентами удлинения цепей и/или сшивающими агентами с гидроксильным числом от 700 до 1827 мг КОН/г, и B) одного или нескольких эпоксидов с C) органическими полиизоцианатами, выбранными из группы, включающей 1,4-бутилендиизоцианат, 1,5-пентандиизоцианат, 1,6-гексаметилендиизоцианат, изофорондиизоцианат, 2,2,4- и/или 2,4,4-триметилгексаметилендиизоцианат, изомеры бис(изоцианато-циклогексил)метана или их смеси с любым соотношением изомеров, 1,4-циклогексилен диизоцианат, 1,4-фенилендиизоцианат, 2,4- и/или 2,6-толуилендиизоцианат, 1,5-нафтилендиизоцианат, 2,2′- и/или 2,4′- и/или 4,4′-дифенилметандиизоцианат или более высокомолекулярные гомологи метилендифенилдиизоцианата (полимерный МДИ), 1,3- и/или 1,4-бис(2-изоцианатопроп-2-ил)бензол, 1,3-бис-(изоционатометил)бензол, а также алкил-2,6-диизоцианатогексаноат (лизиндиизоцианат) с 1-6 атомами углерода в алкильной группе и смеси указанных соединений, и при необходимости соразмерно модифицированными диизоцианатами с уретдионовой, изоциануратной, уретановой, карбодиимидной, уретониминовой, аллофанатной, биуретовой, амидной, иминооксадиазиндионовой и/или оксадиазинтрионовой структурой, а также немодифицированным полиизоцианатом более чем с двумя NCO-группами в молекуле, в присутствии D) при необходимости катализаторов, Е) смазок для отделения изделий от формы, F) при необходимости ингибиторов, G) при необходимости прочих добавок и/или вспомогательных компонентов, Н) при необходимости наполнителей, I) элементарных волокон, волокнистых матов и/или текстильных тканей в качестве армирующих материалов.

Группа изобретений относится к способу изготовления переходных фланцевых фитингов из армированных композиционных материалов. Изготовление магистральной части фитинга осуществляют намоткой стеклоткани, пропитанной полимерным связующим, на предварительно собранную оснастку, включающую цилиндрическую оправку с закрепленными на ее концах матрицами фланцев, установленные на ней оправки оснований отводных патрубков.

Изобретение относится к сплошному линейному многослойному профилю, к способу его изготовления и к конструктивному элементу. Сплошной линейный многослойный профиль содержит первый компонент, сформированный из уплотненного многослойного материала, состоящего из отдельных лент, каждая из которых содержит множество непрерывных волокон, ориентированных, по существу, в продольном направлении.

Изобретение относится к способу изготовления армированного волокном экструзионного профиля. Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности при уменьшении веса.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении многопроволочных проводов для воздушных линий, предназначенных для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта, в частности, при изготовлении несущих сердечников в конструкциях кабелей и проводов. Описан способ производства композитного сердечника провода линии электропередачи, включающий подготовку армирующих волокон, осуществление равномерной подачи армирующих волокон в формообразующую фильеру, подготовку связующего преполимера, пропитку армирующих волокон преполимером под давлением, осуществление полимеризации в формообразующей фильере, сбор готового продукта, отличающийся тем, что на этапе подготовки системы связующего осуществляют получение преполимера путем смешения раствора мономеров ε-капролактама и катализатора с раствором мономеров ε-капролактама и активатора, пропитку армирующего волокна осуществляют полученным преполимером, на этапе осуществления пултрузии, в результате аннионной полимеризации ε-капролактама, получают полимерную матрицу - капролон. Технический результат заключаются в повышении прочностных показателей изделия и в увеличении скорости процесса производства за счёт увеличения скорости пропитки армирующих волокон связующим. 13 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 ил.

Наверх