一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺及金属扁线的制作方法

1.本发明涉及电线电缆绕组线生产技术领域，具体设计一种耐高温热塑性材料（pekk,peek, pps, ppsu, tpi,ptfe etc.）绝缘导线及其制备方法。


背景技术：

2.电磁线是用以制造电工产品中的线圈或绕组的绝缘电线。又称绕组线。电磁线必须满足多种使用和制造工艺上的要求。前者包括其形状、规格、能短时和长期在高温下工作，以及承受某些场合中的强烈振动和高速下的离心力，高电压下的耐受电晕和击穿，特殊气氛下的耐化学腐蚀等；后者包括绕制和嵌线时经受拉伸、弯曲和磨损的要求，以及浸渍和烘干过程中的溶胀、侵蚀作用。根据绝缘材料的材料的加工方式，又可以分为漆包电磁线，绕包电磁线，无机绝缘电磁线等。
3.随着绕组线在耐高温，耐高压，耐高频冲击方面要求的提升，目前在采用在导体外挤出一层聚醚醚酮，从而大大提高绕组线的绝缘性能。
4.现有的技术是在漆包线上包覆聚醚醚酮树脂从而得到绝缘导线，由于聚醚醚酮本身的特性，与漆包线的结合力较弱，特别是经过绕组加工后，性能有较大衰减，易出现开裂等缺陷，同时由于需要漆包工序，会牵涉到化学污染物排放等环保问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种耐高温热塑性材料（pekk,peek, pps, ppsu, tpi,ptfe etc.）绝缘导线加工工艺，在裸导体上挤包热塑性材料得到所需绝缘导线。通过先对导体进行成型加工，通过轧制和拉拔得到需要的形状和尺寸，后续进行固溶亮化退火处理，使材料的塑形和韧性变好，后续对导线进行棕化处理，得到表面能比较大的导线，后续对耐高温热塑性材料进行偶联剂处理，最终通过挤出成型，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1.选线：选取无氧铜线材；s2.固溶亮化：对步骤s1选用的所述无氧铜线材高温退火处理，晶粒尺寸控制在0.003mm以下;s3.棕化：将步骤s2固溶亮化的所述无氧铜线材浸没在配置好的棕化液中，在所述无氧铜线材表面形成有机金属转化薄膜；s4. 混料：将偶联剂，光引发剂和热塑性材料混料；s5. 挤出成型：通过螺杆挤出工艺挤出耐高温热塑性材料，包覆在步骤s3获得的所述无氧铜线材表面；s6.紫外固化交联：通过紫外光照射步骤s5获得的所述无氧铜线材，引起所述无氧铜线材表面发生微交联反应，即在耐高温热塑性材料和所述无氧铜线材的铜材表面生成化学键，把所述无氧铜线材的铜材和热塑性材料紧密的结合在一起。
7.进一步地，所述步骤s2中所述无氧铜线材通过固溶设备进行高温退火，温度范围为700℃—900℃，在惰性保护气体中进行冷却，同时让所述无氧铜线材进行再结晶。
8.进一步地，所述步骤s3中所述无氧铜线材在棕化液中反复移动直至在所述无氧铜线材表面形成一层极薄而致密、均匀一致的有机金属转化薄膜。
9.进一步地，所述步骤s4中的棕化液组分按体积百分比为：硅烷偶联剂1%-2.5%，1,2,3-三唑0.1%-0.3%，1,2,4-三唑0.1%-0.5%，三-甲基-1,2,4-三唑0.1%-0.5%，羟基苯并三唑0.1%-0.5%，双氧水89.4%-93.1%，h2so
4 5%，甲烷磺酸锌0.1%-0.4%，苯磺酸0.2%-0.5%，乙二胺四乙酸0.2%-0.6%。
10.进一步地，所述步骤s4中各混料配比按重量百分比如下：硅烷偶联剂1%-2%，光引发剂2959(2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)1%-2%，热塑性塑料96%-98%。
11.进一步地，所述步骤s6中紫外光选用365nm—450nm的光源，其功率在10kw—20kw之间，其对所述步骤s5处理后的线材照射时间为0.1s—0.2s。
12.进一步地，在步骤s1中还包括无氧铜原料的选材及对所述无氧铜原料进行轧制和拉拔，所述无氧铜原料化学成分重力百分比为：cu：99.95%—99.98%，o：0.0005%—0.001%，se：0.0001%—0.0002%，te：0.0001%—0.0002%，pb：0.0003%—0.0005%，s：0.0010%—0.0015%，bi：0.0001%—0.0002%；进一步地，所述步骤s1中无氧铜的拉拔方式具体为先使用辊拉法进行拉拔成型，拉拔时依靠拉丝机的卷筒牵引所述无氧铜线材使其通过由至少两个工位的随动辊子组成的辊模而变形，得到粗制无氧铜线材，使用聚晶模具对所述无氧铜线材进行成型，得到步骤s2所需的无氧铜线材，所述无氧铜线材为金属扁线，即其横截面为矩形。
13.利用上述制作的一种表面包裹热塑性绝缘材料料的金属扁线，包括无氧铜材质的导体部、至少覆盖导体部除两端部表面的热塑性塑料绝缘层，所述导体部为扁条状的线材，即所述导体部的横截面为矩形。
14.将选取的无氧铜原料为无氧铜杆，对固溶亮化后的无氧铜线材经过多道次棕化处理，通过文丘里管真空处理，棕化液可以循环使用。
15.有益效果：本发明通过先对无氧铜线材进固溶亮化处理，使材料的塑形和韧性变好，同时对铜材表面进行除杂，后经过棕化处理，对铜材表面进行活化和粗化，得到表面能比较大的无氧铜线材，经过偶联剂处理耐高温树脂，挤出成型，紫外辐照交联固化，热塑性塑料与无氧铜线材结合能力强，不易剥离和开裂。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明工艺流程示意图。
实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1，本发明提供新型耐高温耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺技术方案：包括以下步骤：
实施例1
20.一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其步骤如下：s11.选材：选取无氧铜原料，所述无氧铜原料化学成分重力百分比为：cu：99.95%—99.98%，o：0.0005%—0.001%，se：0.0001%—0.0002%，te：0.0001%—0.0002%，pb：0.0003%—0.0005%，s：0.0010%—0.0015%，bi：0.0001%—0.0002%；s12.轧制和拉拔:对所述无氧铜原料先使用辊拉法进行拉拔成型，拉拔时依靠拉丝机的卷筒牵引所述无氧铜线材使其通过由至少两个工位的随动辊子组成的辊模而变形，得到粗制无氧铜线材，使用聚晶模具对所述无氧铜线材进行成型；s13.选线：选用步骤s12制得的无氧铜线材；s2.固溶亮化：对步骤s1选用的所述无氧铜线材高温退火处理，温度范围为700℃—900℃，在惰性保护气体中进行冷却，同时让所述无氧铜线材进行再结晶，晶粒尺寸控制在0.003mm以下;s3.棕化：将步骤s2固溶亮化的所述无氧铜线材浸没在配置好的棕化液中，所述无氧铜线材在棕化液中反复移动直至在所述无氧铜线材表面形成一层极薄而致密、均匀一致的有机金属转化薄膜；s4. 混料：将偶联剂，光引发剂和热塑性材料混料；s5. 挤出成型：通过螺杆挤出工艺挤出耐高温热塑性材料，包覆在步骤s3获得的所述无氧铜线材表面；s6.紫外固化交联：使用波长365nm—450nm，功率在10kw—20kw的紫外光照射步骤s5获得的所述无氧铜线材0.1s—0.2s，引起所述无氧铜线材表面发生微交联反应，即在耐高温热塑性材料和所述无氧铜线材的铜材表面生成化学键，把所述无氧铜线材的铜材和热塑性材料紧密的结合在一起。
21.s7.收线：步骤s6处理后的无氧铜线材进行收线。
22.棕化液配方，按体积百分比为：硅烷偶联剂1%，1,2,3-三唑0.1%，1,2,4-三唑0.1%，三-甲基-1,2,4-三唑0.1%，羟基苯并三唑0.1%，双氧水93.1%，h2so
4 5%，甲烷磺酸锌0.1%，苯磺酸0.2%，乙二胺四乙酸0.2%。
23.混料配方，按重量百分比为：硅烷偶联剂1%，光引发剂2959(2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)1%，聚醚醚酮98%。
实施例2
24.一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其步骤如下：s11.选材：选取无氧铜原料，所述无氧铜原料化学成分重力百分比为：cu：99.95%—99.98%，o：0.0005%—0.001%，se：0.0001%—0.0002%，te：0.0001%—0.0002%，pb：
0.0003%—0.0005%，s：0.0010%—0.0015%，bi：0.0001%—0.0002%；s12.轧制和拉拔:对所述无氧铜原料先使用辊拉法进行拉拔成型，拉拔时依靠拉丝机的卷筒牵引所述无氧铜线材使其通过由至少两个工位的随动辊子组成的辊模而变形，得到粗制无氧铜线材，使用聚晶模具对所述无氧铜线材进行成型；s13.选线:选用步骤s12制得的无氧铜线材；s2.固溶亮化：对步骤s1选用的所述无氧铜线材高温退火处理，温度范围为700℃-900℃，在惰性保护气体中进行冷却，同时让所述无氧铜线材进行再结晶，晶粒尺寸控制在0.003mm以下;s3.棕化：将步骤s2固溶亮化的所述无氧铜线材浸没在配置好的棕化液中，所述无氧铜线材在棕化液中反复移动直至在所述无氧铜线材表面形成一层极薄而致密、均匀一致的有机金属转化薄膜；s4. 混料：将偶联剂，光引发剂和热塑性材料混料；s5. 挤出成型：通过螺杆挤出工艺挤出耐高温热塑性材料，包覆在步骤s3获得的所述无氧铜线材表面；s6.紫外固化交联：使用波长365nm—450nm，功率在10kw—20kw的紫外光照射步骤s5获得的所述无氧铜线材0.1s—0.2s，引起所述无氧铜线材表面发生微交联反应，即在耐高温热塑性材料和所述无氧铜线材的铜材表面生成化学键，把所述无氧铜线材的铜材和热塑性材料紧密的结合在一起。
25.s7.收线：步骤s6处理后的无氧铜线材进行收线。
26.棕化液配方，按体积百分比为:硅烷偶联剂1.5%，1,2,3-三唑0.2%，1,2,4-三唑0.2%，三-甲基-1,2,4-三唑0.2%，羟基苯并三唑0.2%，双氧水91.8%，h2so
4 5%，甲烷磺酸锌0.3%，苯磺酸0.3%，乙二胺四乙酸0.3%。
27.混料配方，按重量百分比为：硅烷偶联剂1.5%，光引发剂2959(2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)1.5%，聚醚醚酮97%。
实施例3
28.一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其步骤如下：s11.选材：选取无氧铜原料，所述无氧铜原料化学成分重力百分比为：cu：99.95%—99.98%，o：0.0005%—0.001%，se：0.0001%—0.0002%，te：0.0001%—0.0002%，pb：0.0003%—0.0005%，s：0.0010%—0.0015%，bi：0.0001%—0.0002%；s12.轧制和拉拔:对所述无氧铜原料先使用辊拉法进行拉拔成型，拉拔时依靠拉丝机的卷筒牵引所述无氧铜线材使其通过由至少两个工位的随动辊子组成的辊模而变形，得到粗制无氧铜线材，使用聚晶模具对所述无氧铜线材进行成型；s13.选线：选用步骤s12制得的无氧铜线材；s2.固溶亮化：对步骤s1选用的所述无氧铜线材高温退火处理，温度范围为700℃—900℃，在惰性保护气体中进行冷却，同时让所述无氧铜线材进行再结晶，晶粒尺寸控制在0.003mm以下;s3.棕化：将步骤s2固溶亮化的所述无氧铜线材浸没在配置好的棕化液中，所述无氧铜线材在棕化液中反复移动直至在所述无氧铜线材表面形成一层极薄而致密、均匀一致
的有机金属转化薄膜；s4. 混料：将偶联剂，光引发剂和热塑性材料混料；s5. 挤出成型：通过螺杆挤出工艺挤出耐高温热塑性材料，包覆在步骤s3获得的所述无氧铜线材表面；s6.紫外固化交联：使用波长365nm—450nm，功率在10kw-20kw的紫外光照射步骤s5获得的所述无氧铜线材0.1s—0.2s，引起所述无氧铜线材表面发生微交联反应，即在耐高温热塑性材料和所述无氧铜线材的铜材表面生成化学键，把所述无氧铜线材的铜材和热塑性材料紧密的结合在一起。
29.s7.收线：步骤s6处理后的无氧铜线材进行收线。
30.棕化液配方，按体积百分比为：硅烷偶联剂2%，1,2,3-三唑0.3%，1,2,4-三唑0.3%，三-甲基-1,2,4-三唑0.3%，羟基苯并三唑0.3%，双氧水90.7%，h2so
4 5%，甲烷磺酸锌0.4%，苯磺酸0.2%，乙二胺四乙酸0.5%。
31.混料配方，按重量百分比为：硅烷偶联剂、2%，光引发剂2959(2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮) 2%，聚醚醚酮96%。
32.对本技术工艺制得的绝缘金属扁线试验结果如下：切割拉伸20%1a弯曲1b弯曲击穿电压（kv）方案1《1mm不开裂不开裂》15方案2《1mm不开裂不开裂》15方案3《1mm不开裂不开裂》15在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
33.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1.选线：选取无氧铜线材；s2.固溶亮化：对步骤s1选用的所述无氧铜线材高温退火处理，晶粒尺寸控制在0.003mm以下;s3.棕化：将步骤s2固溶亮化的所述无氧铜线材浸没在配置好的棕化液中，在所述无氧铜线材表面形成有机金属转化薄膜；s4. 混料：将偶联剂，光引发剂和热塑性材料混料；s5. 挤出成型：通过螺杆挤出工艺挤出耐高温热塑性材料，包覆在步骤s3获得的所述无氧铜线材表面；s6.紫外固化交联：通过紫外光照射步骤s5获得的所述无氧铜线材，引起所述无氧铜线材表面发生微交联反应，即在耐高温热塑性材料和所述无氧铜线材的铜材表面生成化学键，把所述无氧铜线材的铜材和热塑性材料紧密地结合在一起。2.根据权利要求1所述的一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，所述步骤s2中所述无氧铜线材通过固溶设备进行高温退火，温度范围为700℃—900℃，在惰性保护气体中进行冷却，同时让所述无氧铜线材进行再结晶。3.根据权利要求1所述的一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，所述步骤s3中所述无氧铜线材在棕化液中反复移动直至在所述无氧铜线材表面形成一层极薄而致密、均匀一致的有机金属转化薄膜。4.根据权利要求1所述的一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，所述步骤s4中的棕化液组分按体积百分比为：硅烷偶联剂1%-2.5%，1,2,3-三唑0.1%-0.3%，1,2,4-三唑0.1%-0.5%，三-甲基-1,2,4-三唑0.1%-0.5%，羟基苯并三唑0.1%-0.5%，双氧水89.4%-93.1%，h2so
4 5%，甲烷磺酸锌0.1%-0.4%，苯磺酸0.2%-0.5%，乙二胺四乙酸0.2%-0.6%。5.根据权利要求1所述的一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，所述步骤s4中各混料配比按重量百分比如下：硅烷偶联剂1%-2%，光引发剂2959(2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮)1%-2%，热塑性塑料96%-98%。6.根据权利要求1所述的一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，所述步骤s6中紫外光选用365nm—450nm的光源，其功率在10kw—20kw之间，其对所述步骤s5处理后的线材照射时间为0.1s—0.2s。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，在步骤s1中还包括无氧铜原料的选用及对所述无氧铜原料进行轧制和拉拔，所述无氧铜原料化学成分重力百分比为：cu：99.95%—99.98%，o：0.0005%—0.001%，se：0.0001%—0.0002%，te：0.0001%—0.0002%，pb：0.0003%—0.0005%，s：0.0010%—0.0015%，bi：0.0001%—0.0002%。8.根据权利要求7所述的一种耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，其特征在于，所述步骤s1中无氧铜原料的拉拔方式具体为对所述无氧铜原料先使用辊拉法进行拉拔成型，拉拔时依靠拉丝机的卷筒牵引所述无氧铜线材使其通过由至少两个工位的随动辊子组成的辊模而变形，得到粗制无氧铜线材，使用聚晶模具对所述无氧铜线材进行成型，得到步骤s2所需的无氧铜线材，所述无氧铜线材为金属扁线，即其横截面为矩形。
9.一种表面包裹热塑性绝缘材料料的金属扁线，其特征在于，包括无氧铜材质的导体部、至少覆盖导体部除两端部表面的热塑性塑料绝缘层，所述导体部为扁条状的线材，即所述导体部的横截面为矩形。

技术总结
本发明公开了新型耐高温耐高温热塑性材料绝缘导线的加工工艺，包括以下步骤，选取无氧铜铜杆作为原材料，经过轧制和拉拔成型，然后通过固溶亮化，最终经过棕化处理，后经过偶联剂处理，紫外光固化，挤出成型。轧制时依靠拉丝机的卷筒牵引铜线使其通过由3个工位的轧辊而变形，得到异形线，再使用拉拔模具对铜线进行成型，得到精度较高的铜扁线；导线经过偶联剂和交联剂处理，经过紫外辐照固化交联，最后经过挤出成型。本发明通过先对材料进固溶亮化处理，使材料的塑形和韧性变好，同时对铜材表面进行除杂，后经过棕化处理，对铜材表面进行活化和粗化，得到表面能比较大的铜材，经过偶联剂处理耐高温树脂，挤出成型，紫外辐照交联固化，收卷。收卷。收卷。


技术研发人员：张政
受保护的技术使用者：八百新能源材料（苏州）有限公司
技术研发日：2023.04.22
技术公布日：2023/7/18