CN116052930A - 一种空芯铜电磁线及其制备方法、应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空芯铜电磁线，包括毛细铜管（1）以及依次涂覆在毛细铜管表面的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层（2）和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层（3）。本发明通过在毛细铜管表面依次涂覆毛细铜管表面的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层，结合特定的涂漆模具和涂覆工艺，有效提高了毛细铜管的化学稳定性，在应用在制冷设备时冷冻剂泄露后也不会对其腐蚀，对环境保护有较大作用。

Description

一种空芯铜电磁线及其制备方法、应用

技术领域

本发明涉及电设备元器件技术领域，特别是涉及一种空芯铜电磁线及其制备方法、应用。

背景技术

国内制冷产品中使用的制冷铜管为普通无氧铜或T2铜。在制冷铜管加工过程中，虽然大型生产企业过程中使用涡流探伤对铜管内部缺陷进行识别，但仍然有一些有潜在隐患的产品加工使用，导致消费市场在长期使用过程中，由于铜管折弯、内部压力冲击、温度变化等因素影响，易发生铜管的破裂等情况，从而造成制冷剂氟利昂的泄露。泄露的制冷剂氟利昂上升到平流层后，会在强烈紫外线的作用下被分解，同臭氧发生连锁反应，从而破坏臭氧。造成全球变暖。由于氟利昂与臭氧反应消耗了臭氧，紫外光对地面照射增大，使人类健康和植物生长受到危害，同时使地球变暖,破坏人类的生存环境。

中国专利文献上公开了一种涂漆空心铜电磁线及其制造方法，其公开号为CN109273146A，该发明通过依次在毛细铜管表面涂覆聚酯亚胺绝缘漆层、聚酰胺酰亚胺绝缘漆层和润滑材料层，避免与其他金属接触产生原电池反应，避免潮湿环境的影响，使其应用领域更广泛。但是，该发明的涂漆空心铜电磁线仅仅解决原电池类的腐蚀，并没有解决铜管折弯、内部压力冲击、温度变化等因素导致铜管的破裂的情况。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种空芯铜电磁线及其制备方法、应用，用于解决制冷产品中使用的制冷铜管在折弯、内部压力冲击、温度变化等情况下容易破裂导致制冷剂泄露的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种空芯铜电磁线，包括毛细铜管以及依次涂覆在毛细铜管表面的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层。

在本申请的上述技术方案中，通过在毛细铜管表面依次涂覆毛细铜管表面的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层，高分子树脂材料在毛细铜管表面具有较高的附着性能，有效提高了化学稳定性，保证了毛细铜管在使用过程中，即使冷冻剂泄露后也不会对其腐蚀，对环境保护有较大作用。

优选地，所述毛细铜管采用磷脱氧铜，含氧量≤0.01％。所述磷脱氧铜的铜牌号为TP，包括TP1和TP2，更优选为TP2。

磷脱氧铜材料中的磷在铜中起到类似合金金属的作用，强度高于常规铜；由于磷在焊接时起到焊药作用，有去除氧化作用和防止焊接时吸氧，一定量的磷提高了再结晶温度，使其在被焊接时因高温加热而降低强度的倾向减少，抗软化性优良，焊接性能优于常规铜，使得在制冷设备的质量大大提高；由于含氧量低，在还原气氛下不会发生氢和铜中的氧反应形成水蒸气造成晶界裂纹，因此不会发生氢病。

优选地，所述毛细铜管的壁厚为0.55～0.65mm；所述聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层的厚度为0.009～0.015mm，所述聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层的厚度为0.050～0.055mm。

本发明还提供了一种空芯铜电磁线的制备方法，将毛细铜管进行退火处理，表面清洗，然后先涂覆一层聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，再涂覆一层聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆，烘烤，即制得空芯铜电磁线。

毛细铜管在退火前为硬铜状态，具有较大的残余应力，线处于弯曲状态，不利于树脂的涂覆。为解决上述问题，本申请先对毛细铜管进行退火处理，磷脱氧铜受热促使内部晶胞生长，具有一定延展性能，使毛细铜管更为顺直。毛细铜管表面会残留油污、灰尘等，经过绝缘树脂涂覆固化后，内部会形成漆瘤缺陷，同时影响产品的附着性能，本申请通过在涂覆树脂前增加表面清洗工序，有效去除毛细铜管表面的杂质，清洁了表面程度，保证产品的性能符合标准。涂覆过程中，聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆是液体状态，经过高温烘烤，两种液体的绝缘漆在烘炉中发生交联固化反应，线性分子链的绝缘漆受热后交联成体型分子链状的树脂，形成表面光滑的树脂层，可达盐水零针孔水平，保障毛细铜管不被环境氧化。

优选地，退火处理的温度为520～540℃，退火处理时间为4.5s～6s；退火过程中，控制毛细铜管的伸长率为3～15％，可满足绝缘树脂的充分固化和磷脱氧铜伸长率的受控，达到产品标准要求。

优选地，采用涂漆模具进行涂覆，采用涂漆模具进行涂覆，所述涂漆模具由模套和红宝石模芯组成；沿进线方向，所述模套依次包括进料区和涂漆区，所述红宝石模芯内嵌于涂漆区内，所述红宝石模芯内设有涂漆孔；沿进线方向，所述进料区依次包括渐缩区和定位区；所述涂漆孔依次包括缩减区和定径区，所述渐缩区的直径从进线方向向靠近定位区的一端逐渐缩小，所述缩减区的直径从靠近定位区的一端向靠近定径区的一端逐渐缩小。

在本申请的上述技术方案中，模芯的材质采用红宝石，红宝石的硬度很高，不易磨损产生毛刺，可有效防止涂漆过程中毛细铜管在模腔内被刮伤；进料区和涂漆孔为流线型结构，无台阶槽，不易产生漆液残留发生堵塞，确保涂漆过程顺畅。

优选地，所述定径区的直径比毛细铜管的外径大0.05～0.08mm。

优选地，所述模套的外壁设有凹槽，所述凹槽与模架的行线孔相适配。

优选地，所述模套为不锈钢模套。

优选地，所述毛细铜管采用热焊接的方式进行接头，热焊接过程中焊接剂采用银粉，先将银粉涂覆在待接头的毛细铜管的两个端面表面，然后通1.2KV直流电进行加热，利用热熔银粉后凝固，实现两个毛细铜管线头的热焊接。在采用上述涂漆模具进行连续生产过程中发现，成卷的毛细铜管在放线过程中易缠绕在一起，由于其为空心结构，常规的冷焊接方法极易出现接头不牢固、接头处尺寸大于涂漆模孔导致无法顺利通过涂漆模具导致断线，中断持续生产。为解决上述问题，本申请采用热焊接的方式进行接头，对接头的焊点进行打磨处理，形成的节点非常微小，可顺利通过涂漆模具的孔径，确保生产的连续性，提高生产效率。

优选地，两种绝缘漆分别采用多次循环涂覆的方式进行涂覆，单次涂覆厚度为0.003～0.006mm，避免一次涂覆量过大导致烘烤不充分现象，确保较佳的附着性和密封性。

优选地，涂覆过程中，控制毛细铜管的进线速度为15～20m/min，更优选为15m/min，以使毛细铜管表面粘附足量的漆液。

为保证定量的绝缘漆涂覆，使用比导体外径大0.050mm的涂漆模具，涂漆孔呈喇叭孔结构便于将多余的漆刮下，仅有定量的绝缘漆粘附在导体表面，确保漆膜的厚度。

优选地，烘烤温度为600～700℃，烘烤时间为3s～4s。

优选地，涂覆过程中，所述聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆的黏度为3000～5000mPa.s,20℃。

本发明还提供了一种空芯铜电磁线在制冷设备中的应用。

如上所述，本发明的空芯铜电磁线及其制备方法、应用，具有以下有益效果：通过在毛细铜管表面依次涂覆毛细铜管表面的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层，结合特定的涂漆模具和涂覆工艺，有效提高了毛细铜管的化学稳定性，在应用在制冷设备时冷冻剂泄露后也不会对其腐蚀，对环境保护有较大作用。

附图说明

图1显示为空芯铜电磁线的剖视图。

图2显示为涂漆模具的结构示意图。

附图标号说明：1、毛细铜管；2、聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层；3、聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层；4、模套；5、红宝石模芯；6、渐缩区；7、定位区；8、缩减区；9、定径区。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。

此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本实施例提供了一种空芯铜电磁线的制备方法，包括以下步骤：

1)将材质为磷脱氧铜(含氧量≤0.01％)的毛细铜管进行退火处理，退火处理的温度为530℃，退火处理时间为5s；退火过程中，控制毛细铜管的伸长率为10％；

2)将经过步骤1)处理后的毛细铜管表面采用水进行超声波清洗，烘干；

3)在经过步骤2)处理后的毛细铜管表面先涂覆一层黏度为4000mPa.s,20℃的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，再涂覆一层黏度为4000mPa.s,20℃的聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆；采用如图2所示的涂漆模具进行涂覆，控制毛细铜管的进线速度为15m/min；所述涂漆模具由模套4和红宝石模芯5组成，沿进线方向箭头方向，所述模套依次包括进料区和涂漆区，所述红宝石模芯内嵌于涂漆区内，所述红宝石模芯内设有涂漆孔；沿进线方向，所述进料区依次包括渐缩区6和定位区7；所述涂漆孔依次包括缩减区8和定径区9，所述渐缩区的直径从进线方向向靠近定位区的一端逐渐缩小，所述缩减区的直径从靠近定位区的一端向靠近定径区的一端逐渐缩小，定径区的直径比毛细铜管的外径大0.05mm；

两种绝缘漆分别采用多次循环涂覆的方式进行涂覆：

先涂覆一层黏度为4000mPa.s,20℃的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，600℃烘烤32s，然后重复操作，单次涂覆厚度为0.002mm；得到聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层；

然后在聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层表面涂覆一层黏度为4000mPa.s,20℃的聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆，600℃烘干32s，然后重复操作，单次涂覆厚度为0.005mm；得到聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层；即制得空芯铜电磁线。毛细铜管采用热焊接的方式进行接头，热焊接过程中焊接剂采用银粉，先将银粉涂覆在待接头的毛细铜管的两个端面表面，然后通1.2KV直流电进行加热，利用热熔银粉后凝固，实现两个毛细铜管线头的热焊接。

本实施例制得的空芯铜电磁线的剖视图如图1所示，包括毛细铜管1以及依次涂覆在毛细铜管表面的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层2和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层3，其中，所述聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层的厚度为0.010mm，所述聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层的厚度为0.050mm。

实施例2

本实施例提供了一种空芯铜电磁线的制备方法，包括以下步骤：

1)将材质为磷脱氧铜(TP2)(含氧量≤0.01％)的毛细铜管进行退火处理，退火处理的温度为520℃，退火处理时间为4.5s退火过程中，控制毛细铜管的伸长率为3％；

2)将经过步骤1)处理后的毛细铜管表面采用水进行超声波清洗，烘干；

3)在经过步骤2)处理后的毛细铜管表面先涂覆一层黏度为3000mPa.s,20℃的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，再涂覆一层黏度为3000mPa.s,20℃的聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆；采用如实施例1所述的涂漆模具进行涂覆，控制毛细铜管的进线速度为15m/min；

两种绝缘漆分别采用多次循环涂覆的方式进行涂覆：

先涂覆一层黏度为3000mPa.s,20℃的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，600℃烘烤32s，然后重复操作，单次涂覆厚度为0.005mm；得到聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层；

然后在聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层表面涂覆一层黏度为3000mPa.s,20℃的聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆，单次涂覆厚度为0.006mm；600℃烘干32s，然后重复操作，得到聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层；即制得空芯铜电磁线。毛细铜管采用热焊接的方式进行接头，热焊接过程中焊接剂采用银粉，先将银粉涂覆在待接头的毛细铜管的两个端面表面，然后通1.2KV直流电进行加热，利用热熔银粉后凝固，实现两个毛细铜管线头的热焊接。

本实施例制得的空芯铜电磁线的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层的厚度为0.015mm，所述聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层的厚度为0.054mm，其余完全相同。

实施例3

本实施例提供了一种空芯铜电磁线的制备方法，包括以下步骤：

1)将材质为磷脱氧铜(TP2)(含氧量≤0.01％)的毛细铜管进行退火处理，退火处理的温度为540℃，退火处理时间为6s；退火过程中，控制毛细铜管的伸长率为15％；

2)将经过步骤1)处理后的毛细铜管表面采用水进行超声波清洗，烘干；

3)在经过步骤2)处理后的毛细铜管表面先涂覆一层黏度为5000mPa.s,20℃的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，再涂覆一层黏度为5000mPa.s,20℃的聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆；采用如实施例1所述的涂漆模具进行涂覆，控制毛细铜管的进线速度为15m/min；

两种绝缘漆分别采用多次循环涂覆的方式进行涂覆：

先涂覆一层黏度为5000mPa.s,20℃的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，600℃烘烤32s，然后重复操作，单次涂覆厚度为0.003mm得到聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层；

然后在聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层表面涂覆一层黏度为5000mPa.s,20℃的聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆，单次涂覆厚度为0.005mm；600℃烘干32s，然后重复操作，得到聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层；即制得空芯铜电磁线。毛细铜管采用热焊接的方式进行接头，热焊接过程中焊接剂采用银粉，先将银粉涂覆在待接头的毛细铜管的两个端面表面，然后通1.2KV直流电进行加热，利用热熔银粉后凝固，实现两个毛细铜管线头的热焊接。

本实施例制得的空芯铜电磁线的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层的厚度为0.012mm，所述聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层的厚度为0.050mm，其余完全相同。

对实施例1-3制备得到的空芯铜电磁线的性能做检测，检测结果如表1所示：

表1.实施例1-3制备得到的空芯铜电磁线的性能检测结果

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种空芯铜电磁线，其特征在于，包括毛细铜管（1）以及依次涂覆在毛细铜管表面的聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层（2）和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层（3）。

2.根据权利要求1所述的空芯铜电磁线，其特征在于：所述毛细铜管采用磷脱氧铜，含氧量≤0.01%；所述毛细铜管的壁厚为0.55~0.65mm；所述聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘层的厚度为0.009~0.015mm，所述聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘层的厚度为0.050~0.055mm。

3.一种如权利要求1或2所述的空芯铜电磁线的制备方法，其特征在于：将毛细铜管进行退火处理，表面清洗，然后先涂覆一层聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆，再涂覆一层聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆，烘烤，即制得空芯铜电磁线。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：退火处理的温度为520~540℃，退火处理时间为4.5s~6s；退火过程中，控制毛细铜管的伸长率为3~15%。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：采用涂漆模具进行涂覆，所述涂漆模具由模套（4）和红宝石模芯（5）组成，沿进线方向，所述模套依次包括进料区和涂漆区，所述红宝石模芯内嵌于涂漆区内，所述红宝石模芯内设有涂漆孔；沿进线方向，所述进料区依次包括渐缩区（6）和定位区（7）；所述涂漆孔依次包括缩减区（8）和定径区（9），所述渐缩区的直径从进线方向向靠近定位区的一端逐渐缩小，所述缩减区的直径从靠近定位区的一端向靠近定径区的一端逐渐缩小；所述定径区的直径比毛细铜管的外径大0.05~0.08mm。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述毛细铜管采用热焊接的方式进行接头，热焊接过程中焊接剂采用银粉，先将银粉涂覆在待接头的毛细铜管的两个端面表面，然后通1.2KV直流电进行加热，利用热熔银粉后凝固，实现两个毛细铜管线头的热焊接。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：两种绝缘漆分别采用多次循环涂覆的方式进行涂覆，单次涂覆厚度为0.003~0.006mm；涂覆过程中，控制毛细铜管的进线速度为15~20m/min。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：烘烤温度为600~700℃，烘烤时间为3s~4s。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：涂覆过程中，所述聚乙烯醇缩甲醛树脂绝缘漆和聚酰胺酰亚胺层树脂绝缘漆的黏度为3000~5000 mPa.s,20℃。

10.一种如权利要求1或2所述的空芯铜电磁线在制冷设备中的应用。

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