CN113314319A - 一种绝缘电感线圈 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绝缘电感线圈，包括线圈外壳，线圈外壳的内腔设置有支撑杆，支撑杆的外表面固定安装有绝缘管，绝缘管的表面缠绕有线圈组件，线圈组件包括芯柱和套设在芯柱表面的绝缘功能层；绝缘功能层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层设置在芯柱的表面，第二绝缘层设置在第一绝缘层的表面；第一绝缘层为耐高温绝缘层，耐高温绝缘层由改性丙烯酸树脂制备而成；第二绝缘层为耐腐蚀绝缘层，耐腐蚀绝缘层由改性环氧树脂制备而成。本发明的第一绝缘层能够防止线芯长时间使用产生热能烧坏绝缘层，第二绝缘层起到了避免线圈组件上落灰，防止组件受腐蚀损坏的作用。
Description
技术领域
本发明涉及电感线圈领域，具体涉及一种绝缘电感线圈。
背景技术
在现有技术中，电感线圈是利用电磁感应的原理进行工作的器件，线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，当有电流流过一根导线时，就会在这根导线的周围产生一定的电磁场，而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用，但现有的电感线圈绝缘效果不好，为此，我们提出一种绝缘效果好的电感线圈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绝缘效果好的绝缘电感线圈，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种绝缘电感线圈，包括线圈外壳，线圈外壳的内腔设置有支撑杆，支撑杆的外表面固定安装有绝缘管，绝缘管的表面缠绕有线圈组件，线圈组件包括芯柱和套设在芯柱表面的绝缘功能层；绝缘功能层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层设置在芯柱的表面，第二绝缘层设置在第一绝缘层的表面；
第一绝缘层为耐高温绝缘层，耐高温绝缘层由改性丙烯酸树脂制备而成；
第二绝缘层为耐腐蚀绝缘层，耐腐蚀绝缘层由改性环氧树脂制备而成。
优选地，所述第一绝缘层的厚度为15～30μm。
优选地，所述第二绝缘层的厚度为20～40μm。
优选的，所述芯柱的横截面为圆形，芯柱的材质为铜或铜合金。
优选地，所述改性丙烯酸树脂由钒酸钽颗粒对丙烯酸树脂进行改性得到。
优选地，所述改性环氧树脂由有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶、间苯二甲胺、氮化硅粉末和固化剂组成。
优选地，所述钒酸钽颗粒的制备方法为：
(1)制备五氧化二钽纳米粒：
称量五氧化二钽和氢氧化钠粉末加入至坩埚中，将坩埚置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，随炉冷却至室温后，加入至质量分数为30～60％的醋酸溶液中，搅拌至完全溶解，之后滴加1～2mol/L的醋酸溶液，液体中会逐渐析出沉淀，持续滴加1～2mol/L的醋酸溶液至不再继续析出沉淀为止，过滤并收集沉淀，得到水合五氧化二钽纳米粒；
其中，五氧化二钽、氢氧化钠粉末与质量分数为30～60％的醋酸溶液的质量比为1:1.2～1.8:30～50；
(2)制备偏钒酸铵：
将偏钒酸铵加入至去离子水中，升温至45～55℃，搅拌至固体完全溶解，得到偏钒酸铵溶液；其中，偏钒酸铵与去离子水的质量比为1:12～30；
(3)制备钒酸钽：
将水合五氧化二钽纳米粒加入至偏钒酸铵溶液中，持续搅拌处理1.5～2h，静置0.5～1h，之后使用超声处理0.5～1h，减压蒸馏至干燥后，将干燥产物放入坩埚内，将坩埚放置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，再升温至580～680℃，继续高温处理4～6h，随炉冷却至室温，得到钒酸钽颗粒；
其中，水合五氧化二钽纳米粒与偏钒酸铵溶液的质量比为1:18～40。
优选地，所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
称取丙烯酸树脂加入至反应容器中，加入有机硅助剂，再加入钒酸钽颗粒，室温下搅拌混合0.5～2h，得到改性丙烯酸树脂；
其中，钒酸钽颗粒、有机硅助剂与丙烯酸树脂的质量比为1:0.2～0.6:5～10。
优选地，所述改性环氧树脂的制备方法为：
称取有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶和间苯二甲胺混合至均匀后，加入氮化硅粉末，混合搅拌处理0.5～2h后，再加入固化剂，混合均匀后，得到改性环氧树脂。
优选地，所述有机氟改性环氧树脂、所述酚醛改性环氧树脂、所述丁苯橡胶、所述间苯二甲胺、所述氮化硅粉末和所述固化剂的重量比为30～50:16～48:15～20:5～12:3～8:35～45。
本发明的有益效果为：
本发明采用双层绝缘功能层设置到芯柱的表面，绝缘功能层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层为耐高温绝缘层，第二绝缘层为耐腐蚀绝缘层，双层绝缘层不仅起到双重绝缘作用，第一绝缘层能够防止线芯长时间使用产生热能烧坏绝缘层，第二绝缘层起到了避免线圈组件上落灰，防止组件受腐蚀损坏的作用。耐高温绝缘层由改性丙烯酸树脂制备而成；耐腐蚀绝缘层由改性环氧树脂制备而成。
其中，改性丙烯酸树脂由钒酸钽颗粒对丙烯酸树脂进行改性得到。钒酸钽颗粒由偏钒酸铵和水合五氧化二钽纳米粒反应后煅烧得到，得到的钒酸钽颗粒为纳米状，能够更加均匀地分散于丙烯酸树脂中。最后得到的改性丙烯酸树脂具有较好的耐高温性，较好的粘接性和绝缘性，能够进一步提升现有材料中的丙烯酸树脂的耐高温性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一种绝缘电感线圈的结构示意图；
图2是是图1中线圈组件的结构示意图。
附图标记：线圈外壳1、支撑杆2、绝缘管3、线圈组件4、芯柱41、第一绝缘层42、第二绝缘层43。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种绝缘电感线圈，如图1～2所示，包括线圈外壳1，线圈外壳1的内腔设置有支撑杆2，支撑杆2的外表面固定安装有绝缘管3，绝缘管3的表面缠绕有线圈组件4，线圈组件4包括芯柱41和套设在芯柱41表面的绝缘功能层；绝缘功能层包括第一绝缘层42和第二绝缘层43，第一绝缘层42设置在芯柱41的表面，第二绝缘层43设置在第一绝缘层42的表面；
第一绝缘层42为耐高温绝缘层，耐高温绝缘层由改性丙烯酸树脂制备而成；
第二绝缘层43为耐腐蚀绝缘层，耐腐蚀绝缘层由改性环氧树脂制备而成。
所述第一绝缘层42的厚度为15～30μm。
所述第二绝缘层43的厚度为20～40μm。
优选的，所述芯柱的横截面为圆形，芯柱的材质为铜或铜合金。
所述改性丙烯酸树脂由钒酸钽颗粒对丙烯酸树脂进行改性得到。
所述改性环氧树脂由有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶、间苯二甲胺、氮化硅粉末和固化剂组成。
所述钒酸钽颗粒的制备方法为：
(1)制备五氧化二钽纳米粒：
称量五氧化二钽和氢氧化钠粉末加入至坩埚中，将坩埚置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，随炉冷却至室温后，加入至质量分数为30～60％的醋酸溶液中，搅拌至完全溶解，之后滴加1～2mol/L的醋酸溶液，液体中会逐渐析出沉淀，持续滴加1～2mol/L的醋酸溶液至不再继续析出沉淀为止，过滤并收集沉淀，得到水合五氧化二钽纳米粒；
其中，五氧化二钽、氢氧化钠粉末与质量分数为30～60％的醋酸溶液的质量比为1:1.6:40；
(2)制备偏钒酸铵：
将偏钒酸铵加入至去离子水中，升温至45～55℃，搅拌至固体完全溶解，得到偏钒酸铵溶液；其中，偏钒酸铵与去离子水的质量比为1:24；
(3)制备钒酸钽：
将水合五氧化二钽纳米粒加入至偏钒酸铵溶液中，持续搅拌处理1.5～2h，静置0.5～1h，之后使用超声处理0.5～1h，减压蒸馏至干燥后，将干燥产物放入坩埚内，将坩埚放置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，再升温至580～680℃，继续高温处理4～6h，随炉冷却至室温，得到钒酸钽颗粒；
其中，水合五氧化二钽纳米粒与偏钒酸铵溶液的质量比为1:32。
所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
称取丙烯酸树脂加入至反应容器中，加入有机硅助剂，再加入钒酸钽颗粒，室温下搅拌混合0.5～2h，得到改性丙烯酸树脂。
所述改性环氧树脂的制备方法为：
称取有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶和间苯二甲胺混合至均匀后，加入氮化硅粉末，混合搅拌处理0.5～2h后，再加入固化剂，混合均匀后，得到改性环氧树脂。
所述有机氟改性环氧树脂、所述酚醛改性环氧树脂、所述丁苯橡胶、所述间苯二甲胺、所述氮化硅粉末和所述固化剂的重量比为40:36:18:8:5:40。
使用时，绝缘功能层可起到一定的绝缘作用，且避免线圈组件上落灰，防止线圈组件受腐蚀损坏，且具有绝缘的效果，防止线芯长时间使用产生热能烧坏绝缘层，解决了现有的电感线圈绝缘效果不好的问题。
实施例2
一种绝缘电感线圈，如图1～2所示，包括线圈外壳1，线圈外壳1的内腔设置有支撑杆2，支撑杆2的外表面固定安装有绝缘管3，绝缘管3的表面缠绕有线圈组件4，线圈组件4包括芯柱41和套设在芯柱41表面的绝缘功能层；绝缘功能层包括第一绝缘层42和第二绝缘层43，第一绝缘层42设置在芯柱41的表面，第二绝缘层43设置在第一绝缘层42的表面；
第一绝缘层42为耐高温绝缘层，耐高温绝缘层由改性丙烯酸树脂制备而成；
第二绝缘层43为耐腐蚀绝缘层，耐腐蚀绝缘层由改性环氧树脂制备而成。
所述第一绝缘层42的厚度为15～30μm。
所述第二绝缘层43的厚度为20～40μm。
优选的，所述芯柱的横截面为圆形，芯柱的材质为铜或铜合金。
所述改性丙烯酸树脂由钒酸钽颗粒对丙烯酸树脂进行改性得到。
所述改性环氧树脂由有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶、间苯二甲胺、氮化硅粉末和固化剂组成。
所述钒酸钽颗粒的制备方法为：
(1)制备五氧化二钽纳米粒：
称量五氧化二钽和氢氧化钠粉末加入至坩埚中，将坩埚置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，随炉冷却至室温后，加入至质量分数为30～60％的醋酸溶液中，搅拌至完全溶解，之后滴加1～2mol/L的醋酸溶液，液体中会逐渐析出沉淀，持续滴加1～2mol/L的醋酸溶液至不再继续析出沉淀为止，过滤并收集沉淀，得到水合五氧化二钽纳米粒；
其中，五氧化二钽、氢氧化钠粉末与质量分数为30～60％的醋酸溶液的质量比为1:1.2:30；
(2)制备偏钒酸铵：
将偏钒酸铵加入至去离子水中，升温至45～55℃，搅拌至固体完全溶解，得到偏钒酸铵溶液；其中，偏钒酸铵与去离子水的质量比为1:12；
(3)制备钒酸钽：
将水合五氧化二钽纳米粒加入至偏钒酸铵溶液中，持续搅拌处理1.5～2h，静置0.5～1h，之后使用超声处理0.5～1h，减压蒸馏至干燥后，将干燥产物放入坩埚内，将坩埚放置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，再升温至580～680℃，继续高温处理4～6h，随炉冷却至室温，得到钒酸钽颗粒；
其中，水合五氧化二钽纳米粒与偏钒酸铵溶液的质量比为1:18。
所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
称取丙烯酸树脂加入至反应容器中，加入有机硅助剂，再加入钒酸钽颗粒，室温下搅拌混合0.5～2h，得到改性丙烯酸树脂。
所述改性环氧树脂的制备方法为：
称取有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶和间苯二甲胺混合至均匀后，加入氮化硅粉末，混合搅拌处理0.5～2h后，再加入固化剂，混合均匀后，得到改性环氧树脂。
所述有机氟改性环氧树脂、所述酚醛改性环氧树脂、所述丁苯橡胶、所述间苯二甲胺、所述氮化硅粉末和所述固化剂的重量比为30:16:15:5:3:35。
使用时，绝缘功能层可起到一定的绝缘作用，且避免线圈组件上落灰，防止线圈组件受腐蚀损坏，且具有绝缘的效果，防止线芯长时间使用产生热能烧坏绝缘层，解决了现有的电感线圈绝缘效果不好的问题。
实施例3
一种绝缘电感线圈，如图1～2所示，包括线圈外壳1，线圈外壳1的内腔设置有支撑杆2，支撑杆2的外表面固定安装有绝缘管3，绝缘管3的表面缠绕有线圈组件4，线圈组件4包括芯柱41和套设在芯柱41表面的绝缘功能层；绝缘功能层包括第一绝缘层42和第二绝缘层43，第一绝缘层42设置在芯柱41的表面，第二绝缘层43设置在第一绝缘层42的表面；
第一绝缘层42为耐高温绝缘层，耐高温绝缘层由改性丙烯酸树脂制备而成；
第二绝缘层43为耐腐蚀绝缘层，耐腐蚀绝缘层由改性环氧树脂制备而成。
所述第一绝缘层42的厚度为15～30μm。
所述第二绝缘层43的厚度为20～40μm。
优选的，所述芯柱的横截面为圆形，芯柱的材质为铜或铜合金。
所述改性丙烯酸树脂由钒酸钽颗粒对丙烯酸树脂进行改性得到。
所述改性环氧树脂由有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶、间苯二甲胺、氮化硅粉末和固化剂组成。
所述钒酸钽颗粒的制备方法为：
(1)制备五氧化二钽纳米粒：
称量五氧化二钽和氢氧化钠粉末加入至坩埚中，将坩埚置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，随炉冷却至室温后，加入至质量分数为30～60％的醋酸溶液中，搅拌至完全溶解，之后滴加1～2mol/L的醋酸溶液，液体中会逐渐析出沉淀，持续滴加1～2mol/L的醋酸溶液至不再继续析出沉淀为止，过滤并收集沉淀，得到水合五氧化二钽纳米粒；
其中，五氧化二钽、氢氧化钠粉末与质量分数为30～60％的醋酸溶液的质量比为1:1.8:50；
(2)制备偏钒酸铵：
将偏钒酸铵加入至去离子水中，升温至45～55℃，搅拌至固体完全溶解，得到偏钒酸铵溶液；其中，偏钒酸铵与去离子水的质量比为1:30；
(3)制备钒酸钽：
将水合五氧化二钽纳米粒加入至偏钒酸铵溶液中，持续搅拌处理1.5～2h，静置0.5～1h，之后使用超声处理0.5～1h，减压蒸馏至干燥后，将干燥产物放入坩埚内，将坩埚放置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，再升温至580～680℃，继续高温处理4～6h，随炉冷却至室温，得到钒酸钽颗粒；
其中，水合五氧化二钽纳米粒与偏钒酸铵溶液的质量比为1:40。
所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
称取丙烯酸树脂加入至反应容器中，加入有机硅助剂，再加入钒酸钽颗粒，室温下搅拌混合0.5～2h，得到改性丙烯酸树脂。
所述改性环氧树脂的制备方法为：
称取有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶和间苯二甲胺混合至均匀后，加入氮化硅粉末，混合搅拌处理0.5～2h后，再加入固化剂，混合均匀后，得到改性环氧树脂。
所述有机氟改性环氧树脂、所述酚醛改性环氧树脂、所述丁苯橡胶、所述间苯二甲胺、所述氮化硅粉末和所述固化剂的重量比为50:48:20:12:8:45。
使用时，绝缘功能层可起到一定的绝缘作用，且避免线圈组件上落灰，防止线圈组件受腐蚀损坏，且具有绝缘的效果，防止线芯长时间使用产生热能烧坏绝缘层，解决了现有的电感线圈绝缘效果不好的问题。
为了更加清楚的说明本发明，将本发明实施例1～3所制备的改性丙烯酸树脂与市售的丙烯酸树脂进行性能上的检测对比，结果如表显示：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 耐高温性/℃ | ＞240 | ＞240 | ＞240 | 180 |
| 附着力/级 | 0 | 0 | 0 | 2 |
其中，耐高温性按照标准GB/T1735-2009进行测试；附着力按照标准GB/T9286-1998进行测试，试验结果分成0级到5级，其中0级说明附着力最好，5级为最差。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种绝缘电感线圈，其特征在于，包括线圈外壳，线圈外壳的内腔设置有支撑杆，支撑杆的外表面固定安装有绝缘管，绝缘管的表面缠绕有线圈组件，线圈组件包括芯柱和套设在芯柱表面的绝缘功能层；绝缘功能层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层设置在芯柱的表面，第二绝缘层设置在第一绝缘层的表面；
第一绝缘层为耐高温绝缘层，耐高温绝缘层由改性丙烯酸树脂制备而成；
第二绝缘层为耐腐蚀绝缘层，耐腐蚀绝缘层由改性环氧树脂制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度为15～30μm。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述第二绝缘层的厚度为20～40μm。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述芯柱的横截面为圆形，芯柱的材质为铜或铜合金。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述改性丙烯酸树脂由钒酸钽颗粒对丙烯酸树脂进行改性得到。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述改性环氧树脂由有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶、间苯二甲胺、氮化硅粉末和固化剂组成。
7.根据权利要求5所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述钒酸钽颗粒的制备方法为：
(1)制备五氧化二钽纳米粒：
称量五氧化二钽和氢氧化钠粉末加入至坩埚中，将坩埚置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，随炉冷却至室温后，加入至质量分数为30～60％的醋酸溶液中，搅拌至完全溶解，之后滴加1～2mol/L的醋酸溶液，液体中会逐渐析出沉淀，持续滴加1～2mol/L的醋酸溶液至不再继续析出沉淀为止，过滤并收集沉淀，得到水合五氧化二钽纳米粒；
其中，五氧化二钽、氢氧化钠粉末与质量分数为30～60％的醋酸溶液的质量比为1:1.2～1.8:30～50；
(2)制备偏钒酸铵：
将偏钒酸铵加入至去离子水中，升温至45～55℃，搅拌至固体完全溶解，得到偏钒酸铵溶液；其中，偏钒酸铵与去离子水的质量比为1:12～30；
(3)制备钒酸钽：
将水合五氧化二钽纳米粒加入至偏钒酸铵溶液中，持续搅拌处理1.5～2h，静置0.5～1h，之后使用超声处理0.5～1h，减压蒸馏至干燥后，将干燥产物放入坩埚内，将坩埚放置于石墨炉中在380～450℃下高温处理1.5～3h，再升温至580～680℃，继续高温处理4～6h，随炉冷却至室温，得到钒酸钽颗粒；
其中，水合五氧化二钽纳米粒与偏钒酸铵溶液的质量比为1:18～40。
8.根据权利要求1所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述改性丙烯酸树脂的制备方法为：
称取丙烯酸树脂加入至反应容器中，加入有机硅助剂，再加入钒酸钽颗粒，室温下搅拌混合0.5～2h，得到改性丙烯酸树脂；
其中，钒酸钽颗粒、有机硅助剂与丙烯酸树脂的质量比为1:0.2～0.6:5～10。
9.根据权利要求6所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述改性环氧树脂的制备方法为：
称取有机氟改性环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、丁苯橡胶和间苯二甲胺混合至均匀后，加入氮化硅粉末，混合搅拌处理0.5～2h后，再加入固化剂，混合均匀后，得到改性环氧树脂。
10.根据权利要求6所述的一种绝缘电感线圈，其特征在于，所述有机氟改性环氧树脂、所述酚醛改性环氧树脂、所述丁苯橡胶、所述间苯二甲胺、所述氮化硅粉末和所述固化剂的重量比为30～50:16～48:15～20:5～12:3～8:35～45。
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|---|---|---|---|
| CN202110582873.8A CN113314319A (zh) | 2021-05-27 | 2021-05-27 | 一种绝缘电感线圈 |
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