CN112812755A - 一种铜杆制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种铜杆制造方法,包括:S1.熔铜工序;S2.铸杆工序;S3.轧制工序;S4.冷却工序:通过冷却液对轧制后的铜杆进行冷却;S5.吹干工序;S6.绕制工序;其中,所述冷却液由以下原料按重量份制备而成:含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂2‑7份、长链烷基硫醇1‑4份、防冻剂20‑30份、水100‑200份、添加剂2‑5份。本发明在冷却工序的冷却液中添加复配抗氧化剂,在铜杆表面形成抗氧化膜,起到长久抗氧化的效果,避免铜表面形成黑斑从而影响铜的导电、导热以及信号传输性能。

Description

一种铜杆制造方法
技术领域
本发明涉及铜杆技术领域,具体涉及一种铜杆制造方法。
背景技术
无氧铜杆是指含氧量在20ppm以下的铜杆,在电工领域中有着重要的应用。目前,无氧铜杆主要通过浸涂法和上引法生产,主要工序均是将铜板熔化、铸造、轧制、冷却、吹干,然后绕成圈,从而生产出电工用光亮无氧铜杆。无氧铜杆经较长时间放置后,表面氧化严重,导致后续无法生产出合格的电工产品。普通的方法是在铜杆表面附着一层抗氧剂,存在抗氧化效果不好、抗氧剂容易被洗去的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于,提出一种铜杆制造方法,在冷却工序的冷却液中添加复配抗氧化剂,在铜杆表面形成抗氧化膜,起到长久抗氧化的效果,避免铜表面形成黑斑从而影响铜的导电、导热以及信号传输性能。
本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供一种铜杆制造方法,包括:
S1.熔铜工序:通过预热炉将铜板熔化成熔融铜;
S2.铸杆工序:将所述熔融铜铸造于芯杆表面,生成铸杆;
S3.轧制工序:将所述铸杆冷却后进行轧制处理,生成铜杆;
S4.冷却工序:通过冷却液对轧制后的铜杆进行冷却;
S5.吹干工序:通过除湿装置对铜杆进行干燥处理;
S6.绕制工序:将上述铜杆绕制于收线盘;
其中,所述冷却液由以下原料按重量份制备而成:含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂2-7份、长链烷基硫醇1-4份、防冻剂20-30份、水100-200份、添加剂2-5份;
所述含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂的结构式如式Ⅰ所示:
Figure BDA0002852934190000021
其中,R1=C12-C18直链烷基;R2=F、Cl、Br、OCH3、CH3、NO2、SO3、OC2H5、C2H5
作为本发明的进一步改进,所述含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂具体由以下方法制备:将长链烷基胺溶于有机溶剂中,加入分子筛和氯化铁溶液,搅拌混合均匀后,滴加取代水杨醛溶液,滴加完毕后,回流反应3-5h后,加入等体积饱和碳酸氢钠溶液,分层,水层用有机溶剂萃取2-3次后,合并有机相,减压浓缩,重结晶得到含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂。
作为本发明的进一步改进,所述分子筛为3A分子筛。
作为本发明的进一步改进,所述长链烷基胺的结构式为R1NH2,其中R1=C12-C18直链烷基;所述有机溶剂选自甲苯、苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种或几种的组合;所述取代水杨醛的结构式如下式Ⅱ所示:
Figure BDA0002852934190000022
其中R2=F、Cl、Br、OCH3、CH3、NO2、SO3、OC2H5、C2H5
作为本发明的进一步改进,所述长链烷基胺、取代水杨醛的物质的量之比为1:(0.9-1.1);所述分子筛的添加量为总体系质量的2-5%,所述氯化铁溶液中氯化铁的质量百分比含量为10-15%,氯化铁的添加量为体系总质量的1-2%,其余为与体系相同的有机溶剂。
作为本发明的进一步改进,所述长链烷基硫醇选自正六烷基硫醇、正十二烷基硫醇、正十八烷基硫醇、1-二十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇、正十六烷基硫醇、叔十二烷基硫醇中的一种或几种的组合。
作为本发明的进一步改进,所述防冻剂选自丙二醇、丙三醇、甲醇、乙醇、乙二醇、氯化钙、尿素、亚硝酸钠、亚硝酸钙中的一种或几种混合。
作为本发明的进一步改进,所述添加剂包括pH调节剂、防腐剂,所述pH调节剂、防腐剂的质量比为10:(1-3)。
作为本发明的进一步改进,所述pH调节剂选自碳酸氢钠、碳酸钠、三乙胺、二乙胺中的一种或几种的组合;所述防腐剂选自山梨酸钾、山梨酸钠、丙酸钠、乳酸钠中的一种或几种的组合。
本发明进一步保护一种上述制备方法制得的铜杆。
本发明具有如下有益效果:
1、本发明在冷却工序的冷却液中添加复配抗氧化剂,在铜杆表面形成抗氧化膜,起到长久抗氧化的效果,避免铜表面形成黑斑从而影响铜的导电、导热以及信号传输性能;
2、本发明添加的抗氧剂包含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂,由于该类取代水杨醛席夫碱含有-C=N-双键、苯环上还有-OH基团,这两种基团极易与Cu形成稳定的络合物,从而阻止Cu金属的腐蚀,而与N相连的R1取代基为C12-C18的长链烷基,使得该席夫碱一端易于在Cu表面形成络合物,另一端为长链为憎水端,能够形成一个较厚的膜和隔离层,从而隔绝空气与Cu的接触,起到高效缓释、抗氧化的作用,保持了铜杆良好的光亮度,以及较好的导电、导热、信号传输等性能。
3、本发明抗氧剂中还添加了长链烷基硫醇,其-SH基团不仅易于与取代水杨醛席夫碱静电吸附形成自组装膜,另外,长链烷基端也可以与取代水杨醛席夫碱的R1端一起形成隔离层,从而起到隔绝空气,协同增效的作用。
具体实施方式
下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
制备例1含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂的制备
合成路线:
Figure BDA0002852934190000041
制备方法:将1mol十八烷基胺溶于200mL有机溶剂中,加入3A分子筛和氯化铁溶液,分子筛的添加量为总体系质量的2%,氯化铁溶液中氯化铁的质量百分比含量为10%,其余为与体系相同的有机溶剂,氯化铁的添加量为体系总质量的1%,搅拌混合均匀后,滴加0.9mol 5-硝基水杨醛溶液,滴加完毕后,回流反应3h后,加入等体积饱和碳酸氢钠溶液,分层,水层用有机溶剂萃取2次后,合并有机相,减压浓缩,重结晶得到含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂,得率为92-97%;IR(KBr)ν/cm-1:3220(-OH),1627(C=N),1410(-Ar),1332(-NO2)。
制备例2含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂的制备
制备方法:将1mol十六烷基胺溶于200mL有机溶剂中,加入3A分子筛和氯化铁溶液,分子筛的添加量为总体系质量的5%,氯化铁溶液中氯化铁的质量百分比含量为10-15%,其余为与体系相同的有机溶剂,氯化铁的添加量为体系总质量的2%,搅拌混合均匀后,滴加1.1mol 5-氯水杨醛溶液,滴加完毕后,回流反应5h后,加入等体积饱和碳酸氢钠溶液,分层,水层用有机溶剂萃取3次后,合并有机相,减压浓缩,重结晶得到含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂,得率为97%。
制备例3冷却液
原料组成(重量份):制备例1制得的含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂2份、正十四烷基硫醇1份、防冻剂20份、水100份、添加剂2份。添加剂包括pH调节剂、防腐剂,所述pH调节剂、防腐剂的质量比为10:1。
制备方法:按比例将各组分溶于水后混合均匀,得到冷却液。
制备例4冷却液
原料组成(重量份):制备例2制得的含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂7份、正十二烷基硫醇4份、防冻剂30份、水200份、添加剂5份。添加剂包括pH调节剂、防腐剂,所述pH调节剂、防腐剂的质量比为10:3。
制备方法:按比例将各组分溶于水后混合均匀,得到冷却液。
对比制备例1
与制备例4相比,未添加制备例2制得的含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂,其他条件均不改变。
原料组成(重量份):正十二烷基硫醇11份、防冻剂30份、水200份、添加剂5份。添加剂包括pH调节剂、防腐剂,所述pH调节剂、防腐剂的质量比为10:3。
对比制备例2
与制备例4相比,未添加正十二烷基硫醇,其他条件均不改变。
原料组成(重量份):制备例2制得的含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂11份、防冻剂30份、水200份、添加剂5份。添加剂包括pH调节剂、防腐剂,所述pH调节剂、防腐剂的质量比为10:3。
实施例1铜杆制造方法
包括:
S1.熔铜工序:通过预热炉将铜板熔化成熔融铜;
S2.铸杆工序:将所述熔融铜铸造于芯杆表面,生成铸杆;
S3.轧制工序:将所述铸杆冷却后进行轧制处理,生成铜杆;
S4.冷却工序:通过制备例3制得的冷却液对轧制后的铜杆进行冷却;
S5.吹干工序:通过除湿装置对铜杆进行干燥处理;
S6.绕制工序:将上述铜杆绕制于收线盘。
实施例2铜杆制造方法
包括:
S1.熔铜工序:通过预热炉将铜板熔化成熔融铜;
S2.铸杆工序:将所述熔融铜铸造于芯杆表面,生成铸杆;
S3.轧制工序:将所述铸杆冷却后进行轧制处理,生成铜杆;
S4.冷却工序:通过制备例4制得的冷却液对轧制后的铜杆进行冷却;
S5.吹干工序:通过除湿装置对铜杆进行干燥处理;
S6.绕制工序:将上述铜杆绕制于收线盘。
对比例1
与实施例2相比,采用对比制备例1制得的冷却液,其他条件均不改变。
对比例2
与实施例2相比,采用对比制备例2制得的冷却液,其他条件均不改变。
对比例3
与实施例2相比,采用普通市售冷却液,购于河北威尔纳川工业技术有限公司,其他条件均不改变。
测试例1
将实施例1-2和对比例1-3制得的铜杆进行拉丝处理后得到铜丝,直径为2mm,以及市售2mm直径的铜丝,进行性能测试,结果见表1。
表1
Figure BDA0002852934190000071
由上表可知,本发明实施例制得的铜杆制备成铜丝后,具有良好的力学性能和电学性能。
测试例2
将实施例1-3和对比例3-5制得的铜杆进行拉丝处理后得到铜丝,直径为2mm,以及市售2mm直径的铜丝,进行抗氧化试验,将铜丝浸泡在水中1h后取出,置于空气中,观察其氧化情况,并于15天后进行性能测试,结果见表2。
表2
Figure BDA0002852934190000072
由上表可知,本发明实施例制得的铜杆制备成铜丝后,在15天氧化后,对电阻率的保持率还可以达到96-99%。
与现有技术相比,本发明在冷却工序的冷却液中添加复配抗氧化剂,在铜杆表面形成抗氧化膜,起到长久抗氧化的效果,避免铜表面形成黑斑从而影响铜的导电、导热以及信号传输性能;本发明添加的抗氧剂包含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂,由于该类取代水杨醛席夫碱含有-C=N-双键、苯环上还有-OH基团,这两种基团极易与Cu形成稳定的络合物,从而阻止Cu金属的腐蚀,而与N相连的R1取代基为C12-C18的长链烷基,使得该席夫碱一端易于在Cu表面形成络合物,另一端为长链为憎水端,能够形成一个较厚的膜和隔离层,从而隔绝空气与Cu的接触,起到高效缓释、抗氧化的作用,保持了铜杆良好的光亮度,以及较好的导电、导热、信号传输等性能。本发明抗氧剂中还添加了长链烷基硫醇,其-SH基团不仅易于与取代水杨醛席夫碱静电吸附形成自组装膜,另外,长链烷基端也可以与取代水杨醛席夫碱的R1端一起形成隔离层,从而起到隔绝空气,协同增效的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铜杆制造方法,其特征在于,包括:
S1.熔铜工序:通过预热炉将铜板熔化成熔融铜;
S2.铸杆工序:将所述熔融铜铸造于芯杆表面,生成铸杆;
S3.轧制工序:将所述铸杆冷却后进行轧制处理,生成铜杆;
S4.冷却工序:通过冷却液对轧制后的铜杆进行冷却;
S5.吹干工序:通过除湿装置对铜杆进行干燥处理;
S6.绕制工序:将上述铜杆绕制于收线盘;
其中,所述冷却液由以下原料按重量份制备而成:含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂2-7份、长链烷基硫醇1-4份、防冻剂20-30份、水100-200份、添加剂2-5份;
所述含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂的结构式如式Ⅰ所示:
Figure FDA0002852934180000011
其中,R1=C12-C18直链烷基;R2=F、Cl、Br、OCH3、CH3、NO2、SO3、OC2H5、C2H5
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂具体由以下方法制备:将长链烷基胺溶于有机溶剂中,加入分子筛和氯化铁溶液,搅拌混合均匀后,滴加取代水杨醛溶液,滴加完毕后,回流反应3-5h后,加入等体积饱和碳酸氢钠溶液,分层,水层用有机溶剂萃取2-3次后,合并有机相,减压浓缩,重结晶得到含取代水杨醛类席夫碱类缓蚀剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述分子筛为3A分子筛。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述长链烷基胺的结构式为R1NH2,其中R1=C12-C18直链烷基;所述有机溶剂选自甲苯、苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氢呋喃中的一种或几种的组合;所述取代水杨醛的结构式如下式Ⅱ所示:
Figure FDA0002852934180000021
其中R2=F、Cl、Br、OCH3、CH3、NO2、SO3、OC2H5、C2H5
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述长链烷基胺、取代水杨醛的物质的量之比为1:(0.9-1.1);所述分子筛的添加量为总体系质量的2-5%,所述氯化铁溶液中氯化铁的质量百分比含量为10-15%,氯化铁的添加量为体系总质量的1-2%,其余为与体系相同的有机溶剂。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述长链烷基硫醇选自正六烷基硫醇、正十二烷基硫醇、正十八烷基硫醇、1-二十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇、正十六烷基硫醇、叔十二烷基硫醇中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述防冻剂选自丙二醇、丙三醇、甲醇、乙醇、乙二醇、氯化钙、尿素、亚硝酸钠、亚硝酸钙中的一种或几种混合。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述添加剂包括pH调节剂、防腐剂,所述pH调节剂、防腐剂的质量比为10:(1-3)。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述pH调节剂选自碳酸氢钠、碳酸钠、三乙胺、二乙胺中的一种或几种的组合;所述防腐剂选自山梨酸钾、山梨酸钠、丙酸钠、乳酸钠中的一种或几种的组合。
10.一种如权利要求1-9任一项权利要求所述的制备方法制得的铜杆。
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