CN102568665A

CN102568665A - 复合绝缘电线、其制备方法及用于该方法的装置

Info

Publication number: CN102568665A
Application number: CN2012100577664A
Authority: CN
Inventors: 韦云霞; 谢明远
Original assignee: Datong Wire & Cable Technology (wujiang) Co Ltd
Current assignee: Datong Wire & Cable Technology (wujiang) Co Ltd
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明提供一种复合绝缘电线、其制备方法及用于该方法的装置，复合绝缘电线包括第一绝缘层和漆包覆导线，所述第一绝缘层包覆漆包覆导线，所述漆包覆导线包含导线，所述漆包覆导线进一步包括第二绝缘层，所述第二绝缘层涂覆在所述每根导线表面，所述第二绝缘层的构成材料包括155温度等级聚氨酯。本发明复合绝缘电线的优点是降低导线短路几率且漆包覆导线容易与绝缘层复合。

Description

复合绝缘电线、其制备方法及用于该方法的装置

技术领域

本发明涉及电线电缆领域，具体地说是涉及一种复合绝缘电线、其制备的方法及用于该方法的装置。

背景技术

随着时代的进步，一些电子产品如笔记型电脑、手机等需求越来越小型化，这就意味着里面的零部件也需要相应的减小体积，但其相关特性又要保证不变。因此，在有限的空间里只能不断的缩小零部件的尺寸。

在电子产品中，数据传输线占据的空间比较大，为了减小数据传输线占据的空间，一种方法是缩小导线的直径，另一种方法是降低绝缘皮的厚度。缩小导线的直径会导致导线电阻变大，影响数据信号的传输。因此，人们目前致力于降低绝缘皮的厚度，比如现在使用的LVDS内部连接线由于空间的限制及特性的要求绝缘皮有时需要控制0.05mm的厚度。在这种厚度下，若线材本身偏心控制不好或后续加工中受到外力的作用，很容易产生破皮从而导致短路。

图1A~C是现有技术的普通电线的横截面的结构示意图，其中图1A是单条导线的电线的横截面结构示意图，图1B是7芯绞合导线的电线的横截面结构示意图，图1C是19芯绞合导线的导体的横截面结构示意图。参见图1A~C，绝缘皮1包覆导体2，导体2可以是单独的一个导线3，也可以是多个导线3绞合形成的绞合导体，比如图1B中的7个导线3绞合形成7芯绞合导体或图1C中的19个导线3绞合形成19芯绞合导体，所述导线3的材质可以是铜。在线材导体中，为了防止导线3氧化及为了后续加工容易，通常会在导线 3表面镀一层锡，形成镀锡层4。

如上文所述，在导体2的表面包覆有绝缘皮1，在所述绝缘皮1厚度较薄时，若线材本身偏心控制不好或后续加工中受到外力的作用，很容易导致绝缘皮1破裂，使得导体2暴露，从而带来线材短路等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合绝缘电线、其制备方法及用于该方法的装置，其优点是降低导线短路几率且漆包覆导线容易与绝缘层复合。

为实现上述目的，本发明提供了一种复合绝缘电线，包括第一绝缘层和漆包覆导线，所述第一绝缘层包覆漆包覆导线，所述漆包覆导线包含导线，所述漆包覆导线进一步包括第二绝缘层，所述第二绝缘层涂覆在所述导线表面，所述第二绝缘层的构成材料包括155温度等级聚氨酯。

一种制备上述复合绝缘电线的方法，包括如下步骤：

采用烘烤的方式预热漆包覆导线；

预热后的漆包覆导线与第一绝缘层压合。

上述预热温度为70~80℃。

一种烘烤式加热装置，用于实施上述的预热工艺，包括中空的内腔及环绕内腔的侧壁，所述中空的内腔具有入口端和出口端，漆包覆导线从所述入口端输进入内腔，并从所述出口端离开内腔，在所述烘烤式加热装置的内腔中靠近侧壁的位置设置有加热部件。

所述内腔在靠近入口端和出口端的位置分别设置有若干个入口端辊轮和出口端辊轮，所述漆包覆导线从入口端输入后，依次在各入口端辊轮和各出口端辊轮之间往复缠绕，并从所述出口端传输出来。

所述加热部件为电阻丝加热部件或红外加热部件。

在侧壁与加热部件之间设置有吹风装置，该装置将加热部件产生的热量吹向内腔内部。

本发明复合绝缘电线在导线表面包覆绝缘材料，形成第二绝缘层，这样，当包覆在导体表面的第一绝缘层破裂时，第二绝缘层可以防止导线裸露在外，从而减少由于第一绝缘层过薄带来的导线裸露短路的问题。采用155温度等级的聚氨酯作为绝缘材料，与其他绝缘材料相比，使用该绝缘材料可以使包覆有绝缘材料的导线比较容易与第一绝缘层复合，且包覆有第二绝缘层的导线更容易镀锡。

附图说明

图1A~图1C是现有技术中普通电线的横截面的结构示意图；

图2A~图2B是本发明复合绝缘电线的结构示意图；

图3A是本发明复合绝缘电线阻抗测试图；

图3B是现有技术中普通镀锡电线的阻抗测试图；

图4是本发明复合绝缘电线的制备流程图；

图5是本发明烘烤式加热装置的内部的结构示意图；

图6是本发明使用的模具治具装置的内部结构剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的复合绝缘电线、其制备方法及用于该方法的装置的具体实施方式做详细说明。虽然本发明列举了几个具体实施方式，但是本发明的实施并不限于这些具体实施方式。

图2A和图2B是本发明复合绝缘电线的结构示意图。参见图2A和图2B所示，复合绝缘电线包括第一绝缘层5和漆包覆导线18，所述第一绝缘层5包覆漆包覆导线18。在本实施方式中，所述第一绝缘层5的厚度为0.05mm。所述漆包覆导线18含有导线6，其中，图2A为第一绝缘层5包覆1根漆包覆导线18的复合绝缘电线的结构示意图，图2B为第一绝缘层5包覆7根漆包覆导线18的复合绝缘电线的结构示意图。在漆包覆导线18的导线6表面包覆有第二绝缘层7，所述第二绝缘层7是通过将绝缘材料涂敷在导线6表面或者将导线6浸渍在绝缘材料中形成的。

本发明中所用的绝缘材料为155温度等级的聚氨酯，其主要成分为树脂、甲苯、甲酚、本酚及二甲苯，绝缘材料通过浸渍的方法包覆在导线6上，当然，也可以通过其他方法，比如喷涂，只要能够保证绝缘材料完全包覆导线6即可。本实施方式中，第一绝缘层5采用的材料是铁氟龙，导线6采用的材料是铜。

表1是本发明复合绝缘电线与现有技术中普通的镀锡电线物理性能参数及各物理性能参数标准值的对比。所述的普通的镀锡电线是指图1A~C中所示的电线，在各项物理性能测试中，本发明复合绝缘电线及普通的镀锡电线的导线6的直径均采用32AWG。所述AWG（American wire gauge）是指美国线规，是一种区分导线直径的标准，又被称为 Brown & Sharpe线规，AWG前的数字越大，则导线直径越小，AWG与毫米的换算可以查阅美制线规标准，其中，32AWG对应的为0.203mm。表1为本发明复合绝缘电线及现有技术中普通镀锡电线物理性能参数及物理性能参数标准值，其中，物理性能参数标准值是来自《电线电缆和软件的参考标准》（UL1581标准），参见表1所示。

表1 本发明复合绝缘电线与普通镀锡电线的物理性能参数及物理性能参数标准值

Figure 2012100577664100002DEST_PATH_IMAGE001

从表中的数据可以看出，本发明复合绝缘电线与普通镀锡电线相比，导体直流电阻相差不多而且都在标准值规定的范围之内，水中耐电压测试中，本发明复合绝缘电线的耐压值要比普通的镀锡电线高1KV，剥离力测试中，本发明复合绝缘电线也在标准值范围内，一般，剥离力越小，则电线上锡时绝缘皮容易后缩。从上述数据可以看出，本发明的复合绝缘电线各项物理性能均在标准值规定的范围内，而且比普通的镀锡电线具有更高的水中耐电压值。

图3A是本发明复合绝缘电线阻抗测试图，图3B是现有技术中普通镀锡电线的阻抗测试图。为了模拟电线实际使用时的情况，在本发明复合绝缘电线和现有技术中的普通镀锡电线的表面均对绞平贴半导电布。采用时域反射仪对两种样品进行测试，所述两种电线样品的规格与表1中物理性能测试使用的电线样品的规格相同，参考图3A和图3B，其中横坐标X为时间，单位为纳秒，纵坐标Y为欧姆阻抗，单位为欧姆，从图形上分析，在时间为42.16纳秒和49.87纳秒分别取得了阻抗的最小值和最大值，其中，本发明复合绝缘电线的最小值为95.95欧姆，最大值为102.29欧姆，现有的普通镀锡电线的最小值为97.46欧姆，最大值为104.7欧姆。从数据可以看出，本发明复合绝缘电线与普通镀锡电线相比，阻抗相差不多，这说明，在导线6表面包覆第二绝缘层7并不影响电线的电性能。

发明人还对本发明复合绝缘电线的上锡性能进行了测试。将本发明复合绝缘电线表面的第一绝缘层5剥离5mm，放入炉温为300摄氏度的锡炉中3秒，观察上锡后的电线，表面已经全部覆盖锡，上锡面积达到100%，在现有技术中，漆包覆导线的上锡温度要达到380摄氏度才可以上锡，本发明复合绝缘电线使用的绝缘材料为155温度等级聚氨酯，其在300摄氏度就可以完全上锡，因此，本发明复合绝缘电线在低温下具有良好的上锡性能。

图4是本发明复合绝缘电线的制备流程图，参见图4，本发明复合绝缘电线的制备步骤如下：步骤S40，在导线6表面包覆第二绝缘层7，形成漆包覆导线18；步骤S41，将漆包覆导线18传输到预热区，预热区采用烘烤的方式对漆包覆导线进行预热；步骤S42，绝缘材料铁氟龙的颗粒经过加热挤压形成流体状态；步骤S43，在步骤S42中形成的流体状态的铁氟龙绝缘材料作为第一绝缘层5包覆在步骤S41中预热后的漆包覆导线18上，形成复合绝缘电线；步骤S44，冷却复合绝缘电线；步骤S45，检测冷却后的复合绝缘电线是否凸凹不平；步骤S46，计算检测后的复合绝缘电线的长度，在复合绝缘电线的长度达到预设值时，控制设备停止运行；步骤S47，储存前一步骤传输来的复合绝缘电线；步骤S47，自动将从前一步骤传输来的复合绝缘电线聚集成束。

参见步骤S40，在导线6表面包覆第二绝缘层7，形成漆包覆导线18。将导线6浸渍在盛有绝缘材料的槽中，绝缘材料在导线6表面包覆，形成第二绝缘层7，本发明所使用的绝缘材料为155温度等级的聚氨酯，其主要成分为树脂、甲苯、甲酚、本酚及二甲苯。将包覆有第二绝缘层7的导线6通过预先设置好直径的模具，通过该模具的直径控制第二绝缘层的厚度。当然也可以通过喷涂等方式将绝缘材料涂敷在导线6表面。第二绝缘层7包覆在导线6表面形成漆包覆导线18。

参见步骤S41，将漆包覆导线传输到预热区，预热区采用烘烤的方式对漆包覆导线18进行预热。对漆包覆导线18进行预热的目的是增加其附着力，使其更容易与后续的第一绝缘层5复合。预加热的温度为70~80摄氏度，采用的预加热的方式为烘烤式加热。

图5是本发明烘烤式加热装置的内部的结构示意图。参考图5所示，烘烤式加热装置8包括中空的内腔9及环绕内腔的侧壁11，所述中空的内腔9具有入口端12和出口端13，所述入口端12允许漆包覆导线18传输进入内腔9，所述出口端13允许漆包覆导线18传输离开内腔9，所述内腔9在靠近入口端12和出口端13的位置分别设置有若干个入口端辊轮10和出口端辊轮19，漆包覆导线18传输进入内腔9的入口端12，会经过设置在内腔入口端12的一个入口端辊轮10。漆包覆导线18经过入口端辊轮10后继续向内腔9的出口端13传输，传输到出口端13附近时会经过一个出口端辊轮19，漆包覆导线18绕过该出口端辊轮19向内腔9的入口端12传输，漆包覆导线18传输到内腔9的入口端12附近会再经过一个入口端辊轮10，漆包覆导线18绕过该入口端辊轮10向内腔9的出口端13传输，漆包覆导线18从出口端13传输出来向下一装置传输。总之，漆包覆导线18从入口端12输入后，经过一个入口端辊轮10，随后经过一个出口端辊轮19，随后再经过一个入口端辊轮10，以此类推，最后从所述出口端传输出来，所述漆包覆导线在所述内腔中以类似“之”字型往复排列。

在本装置中，入口端辊轮10和出口端辊轮19起到的是支撑漆包覆导线18且允许其在入口端辊轮10和出口端辊轮19上滑行，并使其能够在内腔9中往复排列的作用，这样做的目的是加大漆包覆导线18的预热时间，使其能充分预热。当然，漆包覆导线18也可以在内腔9中往复多次，具体设置可以根据实际使用情况确定。

在烘烤式加热装置8的内腔9中靠近侧壁11的位置设置有加热部件14，所述的加热部件14可以是电阻丝，也可以是红外加热部件，该加热部件14主要是依靠向外散发热量对漆包覆导线18进行加热，因此称为烘烤式加热。同时也可以在烘烤式加热装置8的侧壁11与加热部件14之间设置吹风机，将热量吹向漆包覆导线，这样可以保证热量不浪费。现有技术中普通的镀锡电线也是有预热步骤的，只是其采用是是电磁互感的方式加热，由于本发明中的漆包覆导线18表面绝缘，所以不能采用电磁互感的方式加热，因此，本发明采用烘烤的方式加热。

参见步骤S42，绝缘材料铁氟龙的颗粒经过加热挤压形成流体状态。绝缘材料铁氟龙的颗粒讲过加热装置使其软化，然后经过挤压装置使软化的颗粒融为一体呈现流体状态。

参见步骤S43，在步骤S42中形成的流体状态的铁氟龙绝缘材料作为第一绝缘层5包覆在步骤S41中预热后的漆包覆导线18上，形成复合绝缘电线。在此步骤中，采用模具治具装置将第一绝缘层5包覆在漆包覆导线18上。

图6是本发明使用的模具治具装置的内部结构剖面示意图，参考图6所示，模具治具包括内模15和外模16，所述外模套在内模上，两者之间具有一空隙17，所述内模15内部20是中空的，如图中箭头方向所示，漆包覆导线18传输进入内模15的内部20中，流体状态的铁氟龙绝缘材料进入空隙17中，随着模具治具的转动，漆包覆导线18和流体状态的铁氟龙绝缘材料向前传输，在压力的作用下，铁氟龙绝缘材料作为第一绝缘层5包覆在漆包覆导线18上，形成复合绝缘电线。

参见步骤S44，将从模具治具传输出来的复合绝缘电线冷却。此步骤为可选步骤。在此步骤中，利用水槽等装置对复合绝缘电线进行冷却，以便后续步骤的进行。

参见步骤S45，检测冷却后的复合绝缘电线是否凸凹不平。此步骤为可选步骤。在此步骤中，通过人工或者机器检测第一绝缘层5是否均匀包覆在漆包覆导线18的表面，第一绝缘层5是否有在步骤S42中未流体化的绝缘颗粒的存在，复合绝缘电线的外径是否在规定的范围内。

参见步骤S46，计算检测后的复合绝缘电线的长度。此步骤为可选步骤。此步骤中，利用长度记录器计算检测后的复合绝缘电线的长度，在复合绝缘电线的长度达到预设值时，控制设备停止运行。根据使用者的需要在长度记录器6上设置一个预设值，当经过长度记录器6的加热后的包覆金属线的长度达到预设值时，计数器6会控制包覆金属线的设备停止运行。本发明所用的计数器是本领域技术人员熟知的计数器。

参见步骤S47，储存前一步骤传输来的复合绝缘电线。

参见步骤S48，自动将从前一步骤传输来的复合绝缘电线聚集成束。

本发明复合绝缘电线在导线表面涂敷绝缘材料155温度等级的聚氨酯作为第二绝缘层，与普通的镀锡线相比，其具有更高的耐电压性能，成本要降低4.8%，而且还可以降低用户在加工过程中因第一绝缘层5较薄而破裂时导线短路的几率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种复合绝缘电线，包括第一绝缘层和漆包覆导线，所述第一绝缘层包覆漆包覆导线，所述漆包覆导线包含导线，其特征在于，所述漆包覆导线进一步包括第二绝缘层，所述第二绝缘层涂覆在所述导线表面，所述第二绝缘层的构成材料包括155温度等级聚氨酯。

2.一种制备权利要求1中所述复合绝缘电线的方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用烘烤的方式预热漆包覆导线；

预热后的漆包覆导线与第一绝缘层压合。

3.根据权利要求2所述的制备复合绝缘电线的方法，其特征在于，预热温度为70℃~80℃。

4.一种烘烤式加热装置，用于实施权利要求2所述的预热工艺，包括中空的内腔及环绕内腔的侧壁，所述中空的内腔具有入口端和出口端，漆包覆导线从所述入口端输进入内腔，并从所述出口端离开内腔，其特征在于，在所述烘烤式加热装置的内腔中靠近侧壁的位置设置有加热部件。

5.根据权利要求4所述的烘烤式加热装置，其特征在于，所述内腔在靠近入口端和出口端的位置分别设置有若干个入口端辊轮和出口端辊轮，所述漆包覆导线从入口端输入后，依次在各入口端辊轮和各出口端辊轮之间往复缠绕，并从所述出口端传输出来。

6.根据权利要求4所述的烘烤式加热装置，其特征在于，所述加热部件为电阻丝加热部件或红外加热部件。

7.根据权利要求4所述的烘烤式加热装置，其特征在于，在侧壁与加热部件之间设置有吹风装置，该装置将加热部件产生的热量吹向内腔内部。