專利名稱：耐高溫輕質(zhì)離子液體導線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基本電工元件，涉及化學、材料及機械等學科知識，可應用于惡劣條件下的離子液體導線，具有功能多樣輕質(zhì)可回收的特點，廣泛用于國民經(jīng)濟基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展和環(huán)保意識增強，“清潔、低耗、高效”的材料設(shè)備越來越受到人們的重視，電子元件功能多樣，能適應各種環(huán)境，節(jié)能環(huán)保的是各界積極研究的重要課題。在生產(chǎn)生活中，各種輸電及機器設(shè)備所應用的導線絕大部分都為絕緣導線和漆包線。漆包線是繞組線的一個主要品種，由導體和絕緣層兩部組成，裸線經(jīng)退火軟化后，再經(jīng)過多次涂漆，烘焙而成。它受原材料質(zhì)量，工藝參數(shù)，生產(chǎn)設(shè)備，環(huán)境等因素影響。這種傳統(tǒng)導線的價格昂貴，拉設(shè)運輸成本高，產(chǎn)生很大的不便。 導線一般由銅或鐵制成，也有用銀線所制(導電、熱性好)，用來疏導電流或者是導熱。目前對導線的各種機械性能提出了較高的要求，具有一定的機械性能，較強的耐磨性、耐刮力及及良好的滑性，在某些領(lǐng)域還具有較好的耐高溫性能。現(xiàn)在的普通導線已經(jīng)不太能夠滿足這種要求。通過對導線載流量的分析，論述了新型導線的特性，并列出了新型導線與普通導線的電氣、機械性能比較，可供線路工程改造時選用。這種新型導線充分發(fā)揮了其復合材料的長處，與鋼芯鋁絞線相比，導線的耐熱性能大大提高。近年來，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和用電量的急劇上升，由于鋼芯鋁絞線耐熱能力較差而導致傳輸能力不足已成為限制電網(wǎng)供電能力的瓶頸，為了解決此問題一般采用提高電壓等級、改造線路或使用大截面導線等方法，但這些方法的采用也帶來了很多問題，如必須更換原來的桿塔設(shè)備，提高絕緣水平，新征土地而且要研究可行的實施方案，這些問題不僅帶來經(jīng)濟上的巨大投入，而且經(jīng)常在時間上也滿足不了線路增容的迫切需求，同時也會給環(huán)境及規(guī)劃帶來一定壓力。超導線路很短，只能在實驗室使用；而且成本高，除非能有常溫下的超導體，否則根本沒有使用價值。近年來，由于其獨特的物理和化學性質(zhì)，離子液體越來越受到人們的關(guān)注，被認為是繼臨界0)2之后的新一代綠色溶劑。其獨特的全離子結(jié)構(gòu)無疑會導致良好的導電性，被視為新型環(huán)保電解液的候選者。離子液體具有以下這些傳統(tǒng)有機溶劑所沒有的特性和優(yōu)勢綠色無污染，在室溫下，離子液體的密度一般為I. l-1.6g/cm3，粘度一般在50-200CP之間；離子液體幾乎沒有蒸汽壓、具有不可燃、不爆炸及低毒等特點，因而使其在使用過程中基本不會造成溶劑損失和環(huán)境污染。溶解性能強，離子液體可以較好的溶解多種有機物、無機物和金屬配合物(但不溶解聚乙烯、聚四氟乙烯和玻璃等)，可以替代很多反應中的有毒溶齊U，并且還可能同時具有良好的催化性能。大都具有較寬的穩(wěn)定的液態(tài)溫度范圍，在300°C時仍然能保持液態(tài)。具有較寬的電化學穩(wěn)定電位窗和良好的導電性，電化學穩(wěn)定電位窗是指物質(zhì)開始發(fā)生氧化反應的電位和開始發(fā)生還原反應的電位的差值，大部分離子液體的電化學穩(wěn)定電位窗為4V左右，這與傳統(tǒng)的溶劑相比是比較寬的(例如在堿性條件下，水的電化學穩(wěn)定電位窗為O. 4V，在酸性條件下為I. 3V)，加之其良好的導電性，使離子液體在化學研究中有著廣泛的用途。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是彌補了傳統(tǒng)導線制作及應用工藝的不足，使導線有傳統(tǒng)的金屬向離子液體復合材料轉(zhuǎn)變，是一種新型的技術(shù)領(lǐng)域，輸電線路連接帶來了深刻的變革。人們在很早就注意到室溫離子液體的良好導電能力和較寬的電化學窗口，可能使其應用到電化學領(lǐng)域中更具有優(yōu)勢。本發(fā)明的接頭部分可以通過如下方式實現(xiàn)
方案一絕緣皮套到接頭右側(cè)即可，這就對絕緣皮的要求要高些，即要求最好其具有良好的伸縮性。接頭可以直接由像針一樣的鐵絲或粗一點的來充當，用絕緣皮的彈性緊固住金屬接頭，這種接頭簡單方便實用。對于粗一點的絕緣皮，為了牢固，設(shè)計的接頭要適當粗一點，而且與絕緣皮套接觸最好有凸起或凹槽，以便進行加固。為了保持離子液順暢的充入和氣體的排出，可以對接頭鉆通，在絕緣皮絕大部分接觸處和與離子液體接觸處開一類似于氣門芯的接頭形式的孔?？梢杂眠m當?shù)臏囟燃訜嵋幌拢@樣可能會更牢靠一點。方案二 做一種螺紋對接接頭，可以用于長距離粗導線的的可靠連接。絕緣皮頭處內(nèi)嵌金屬螺紋環(huán)，接頭制作成為等直徑螺紋接頭，兩頭留出足夠長金屬線絲，距螺紋的l-2mm外側(cè)要有l(wèi)-2mm的肩，肩寬視情況而定，螺紋最好細密一點。包括對接接頭和傳導街頭。對接接頭是為了使兩根導線實現(xiàn)長距離而對接到一起的導線接頭形式；傳導接頭是導線開頭或結(jié)尾實現(xiàn)傳導作用的部分。絕緣皮亦有多種形式實現(xiàn)，首先最簡單的塑料管(PE、PP、PVC等)就可以。為了達到特殊要求，下面介紹幾種絕緣皮。合成橡膠(丁基橡膠等)絕緣皮，這是針對保持密封防泄漏形式要求較高的離子液體導線設(shè)計的，成分大部分有合成橡膠組成，有很好的彈性抗腐蝕性，可以實現(xiàn)安全耐用；熱緊固絕緣皮，這種絕緣皮是在受熱以后會產(chǎn)生一定程度的收縮，達到很好的緊固套牢作用，尤其是離子液體在導電過程中，液體溫度升高，即能更好的保持牢固；對于粗一點的導線，可以設(shè)計成類似于消防水管式的，這昂設(shè)計的好處是，攜帶方便，消防水管在沒有水充入時是一種癟的狀態(tài)，占用體積很小，充水后隨著水的注入會充實起來。離子液體的配制方法可以根據(jù)對導電能力的要求來進行配比，例如，以下配比四氟硼酸N-甲基-N- 丁基咪唑(BMM+BF4-)的合成取BMM+C1-52份加入到50mL錐形瓶中，再加入NaBF4 35份和丙酮157. 6份，室溫下磁力攪拌2d，伴隨大量氯化鈉沉淀生成，得到淡黃色渾濁液體，靜置分離出下層液體產(chǎn)物，并在70°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)lh，得到淡黃色液體產(chǎn)物60份。產(chǎn)率88%。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明I.等離子溶液制備取粉末晶體，按照所要求電阻率配制離子液體?？梢杂脺y試儀器檢測所配液體單位電阻率的大小，添加適量液體水或粉末晶體調(diào)配到符合要求的情況。不做特殊要求，即取能配制電阻率最小的情況為宜。2.液體填充將絕緣皮一端深入所配離子液體中，通過大氣壓力抽取足量液體，在浸入液體短取出前將此端接頭連接好，使另一端始終處于端口朝上，且其高度始終高于此導線的任何一處位置，此時將非浸入液體端與接頭固定好。3.可靠性檢驗對所準備好的導線進行檢驗，檢驗其是否有液體滲漏，導電過程中的變化。一般對不滿足要求的進行重新充液安裝，對滿足要求的安裝到機器中。4.維護導線接頭一般使用一段時間要進行更換，離子液體要重新填充，一般以電阻率變化為更換的標準。不符合機器性能要求的，就要進行更換。
5.說明本產(chǎn)品的生產(chǎn)制作有很大的靈活性，一般適合于小規(guī)模、耐高溫，最好采用電解過程中不產(chǎn)生氣體的離子液體。
權(quán)利要求
1.輕質(zhì)的離子液體導線及其制備方法，其特征由如下配方組成絕緣皮部分可以由塑料管、合成橡膠絕緣皮、熱緊固絕緣皮、消防水管式絕緣皮組成；離子液體由BMIM+C1—52份，NaBF4 35份和丙酮157. 6份，還可以用BMIM+CF52份，LiTf2N 92份和去離子水200份，以此可以選擇性得到以下16種咪唑類離子液體和10種吡啶類離子液體適當配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的接頭可以直接由鐵絲或粗一點的，用絕緣皮的彈性緊固住金屬接頭，這種接頭簡單方便實用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的絕緣皮有多種形式實現(xiàn)，首先最簡單的塑料管(PE、PP、PVC等)就可以。為了達到特殊要求，下面介紹幾種絕緣皮。合成橡膠(丁基橡膠等)絕緣皮、熱緊固絕緣皮、消防水管式絕緣皮。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子液的配制方法可以根據(jù)對導電能力的要求來進行配比，對要求的導電性進行分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子導線生產(chǎn)的方法，其方法依次按下列步驟進行(I)絕緣皮合成制備；⑵接頭設(shè)計制作；⑶等離子溶液制備；⑷液體填充；(5)可靠性檢驗；(6)進行過程維護。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子液體導線具有一定的機械性能，較強的耐磨性、耐刮力及良好的滑性，在某些領(lǐng)域還具有較好的耐高溫性能。這種新型導線充分發(fā)揮了其復合材料的長處，導線的耐熱性能大大提高。等離子液體越來越受到人們的關(guān)注，被認為是繼臨界CO2之后的新一代緑色溶剤，同時有利于反映控制的介質(zhì)和溶剤。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)的離子液體導線。其組成由三部分組成接頭、絕緣皮、離子液。絕緣皮要套到接頭上，這就對絕緣皮的要求要高些，即要求最好其具有良好的伸縮性。同時接頭要防止漏液，同時要保證離子液體方便注入和通用性要求。對導線的各種機械性能提出了較高的要求，具有一定的機械性能，較強的耐磨性、耐刮力及及良好的滑性，在某些領(lǐng)域還具有較好的耐高溫性能?，F(xiàn)在的普通導線已經(jīng)不太能夠滿足這種要求。這種新型導線充分發(fā)揮了其復合材料的長處，導線的耐熱性能大大提高。離子液體完全是由正負離子組成的室溫下為液體的鹽。離子液體有低蒸汽壓、低熔點；可溶解有機物、有機鹽；寬的電化學窗口；良好的離子導電性、導熱性及熱穩(wěn)定性等特點，在有機合成、有機催化、電化學、電力分析及純化等方面具有廣泛的應用研究。
文檔編號H01B13/00GK102867573SQ201110197960
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者王福山, 李青山 申請人:王福山