专利名称：耐高温轻质离子液体导线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基本电工元件，涉及化学、材料及机械等学科知识，可应用于恶劣条件下的离子液体导线，具有功能多样轻质可回收的特点，广泛用于国民经济基础设施建设等技术领域。
背景技术：
随着科技发展和环保意识增强，“清洁、低耗、高效”的材料设备越来越受到人们的重视，电子元件功能多样，能适应各种环境，节能环保的是各界积极研究的重要课题。在生产生活中，各种输电及机器设备所应用的导线绝大部分都为绝缘导线和漆包线。漆包线是绕组线的一个主要品种，由导体和绝缘层两部组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成。它受原材料质量，工艺参数，生产设备，环境等因素影响。这种传统导线的价格昂贵，拉设运输成本高，产生很大的不便。 导线一般由铜或铁制成，也有用银线所制(导电、热性好)，用来疏导电流或者是导热。目前对导线的各种机械性能提出了较高的要求，具有一定的机械性能，较强的耐磨性、耐刮力及及良好的滑性，在某些领域还具有较好的耐高温性能。现在的普通导线已经不太能够满足这种要求。通过对导线载流量的分析，论述了新型导线的特性，并列出了新型导线与普通导线的电气、机械性能比较，可供线路工程改造时选用。这种新型导线充分发挥了其复合材料的长处，与钢芯铝绞线相比，导线的耐热性能大大提高。近年来，随着经济的高速发展和用电量的急剧上升，由于钢芯铝绞线耐热能力较差而导致传输能力不足已成为限制电网供电能力的瓶颈，为了解决此问题一般采用提高电压等级、改造线路或使用大截面导线等方法，但这些方法的采用也带来了很多问题，如必须更换原来的杆塔设备，提高绝缘水平，新征土地而且要研究可行的实施方案，这些问题不仅带来经济上的巨大投入，而且经常在时间上也满足不了线路增容的迫切需求，同时也会给环境及规划带来一定压力。超导线路很短，只能在实验室使用；而且成本高，除非能有常温下的超导体，否则根本没有使用价值。近年来，由于其独特的物理和化学性质，离子液体越来越受到人们的关注，被认为是继临界0)2之后的新一代绿色溶剂。其独特的全离子结构无疑会导致良好的导电性，被视为新型环保电解液的候选者。离子液体具有以下这些传统有机溶剂所没有的特性和优势绿色无污染，在室温下，离子液体的密度一般为I. l-1.6g/cm3，粘度一般在50-200CP之间；离子液体几乎没有蒸汽压、具有不可燃、不爆炸及低毒等特点，因而使其在使用过程中基本不会造成溶剂损失和环境污染。溶解性能强，离子液体可以较好的溶解多种有机物、无机物和金属配合物(但不溶解聚乙烯、聚四氟乙烯和玻璃等)，可以替代很多反应中的有毒溶齐U，并且还可能同时具有良好的催化性能。大都具有较宽的稳定的液态温度范围，在300°C时仍然能保持液态。具有较宽的电化学稳定电位窗和良好的导电性，电化学稳定电位窗是指物质开始发生氧化反应的电位和开始发生还原反应的电位的差值，大部分离子液体的电化学稳定电位窗为4V左右，这与传统的溶剂相比是比较宽的(例如在碱性条件下，水的电化学稳定电位窗为O. 4V，在酸性条件下为I. 3V)，加之其良好的导电性，使离子液体在化学研究中有着广泛的用途。
发明内容
本发明要解决的技术问题是弥补了传统导线制作及应用工艺的不足，使导线有传统的金属向离子液体复合材料转变，是一种新型的技术领域，输电线路连接带来了深刻的变革。人们在很早就注意到室温离子液体的良好导电能力和较宽的电化学窗口，可能使其应用到电化学领域中更具有优势。本发明的接头部分可以通过如下方式实现
方案一绝缘皮套到接头右侧即可，这就对绝缘皮的要求要高些，即要求最好其具有良好的伸缩性。接头可以直接由像针一样的铁丝或粗一点的来充当，用绝缘皮的弹性紧固住金属接头，这种接头简单方便实用。对于粗一点的绝缘皮，为了牢固，设计的接头要适当粗一点，而且与绝缘皮套接触最好有凸起或凹槽，以便进行加固。为了保持离子液顺畅的充入和气体的排出，可以对接头钻通，在绝缘皮绝大部分接触处和与离子液体接触处开一类似于气门芯的接头形式的孔。可以用适当的温度加热一下，这样可能会更牢靠一点。方案二 做一种螺纹对接接头，可以用于长距离粗导线的的可靠连接。绝缘皮头处内嵌金属螺纹环，接头制作成为等直径螺纹接头，两头留出足够长金属线丝，距螺纹的l-2mm外侧要有l-2mm的肩，肩宽视情况而定，螺纹最好细密一点。包括对接接头和传导街头。对接接头是为了使两根导线实现长距离而对接到一起的导线接头形式；传导接头是导线开头或结尾实现传导作用的部分。绝缘皮亦有多种形式实现，首先最简单的塑料管(PE、PP、PVC等)就可以。为了达到特殊要求，下面介绍几种绝缘皮。合成橡胶(丁基橡胶等)绝缘皮，这是针对保持密封防泄漏形式要求较高的离子液体导线设计的，成分大部分有合成橡胶组成，有很好的弹性抗腐蚀性，可以实现安全耐用；热紧固绝缘皮，这种绝缘皮是在受热以后会产生一定程度的收缩，达到很好的紧固套牢作用，尤其是离子液体在导电过程中，液体温度升高，即能更好的保持牢固；对于粗一点的导线，可以设计成类似于消防水管式的，这昂设计的好处是，携带方便，消防水管在没有水充入时是一种瘪的状态，占用体积很小，充水后随着水的注入会充实起来。离子液体的配制方法可以根据对导电能力的要求来进行配比，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锥形瓶中，再加入NaBF4 35份和丙酮157. 6份，室温下磁力搅拌2d，伴随大量氯化钠沉淀生成，得到淡黄色浑浊液体，静置分离出下层液体产物，并在70°C下旋转蒸发lh，得到淡黄色液体产物60份。产率88%。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明I.等离子溶液制备取粉末晶体，按照所要求电阻率配制离子液体。可以用测试仪器检测所配液体单位电阻率的大小，添加适量液体水或粉末晶体调配到符合要求的情况。不做特殊要求，即取能配制电阻率最小的情况为宜。2.液体填充将绝缘皮一端深入所配离子液体中，通过大气压力抽取足量液体，在浸入液体短取出前将此端接头连接好，使另一端始终处于端口朝上，且其高度始终高于此导线的任何一处位置，此时将非浸入液体端与接头固定好。3.可靠性检验对所准备好的导线进行检验，检验其是否有液体渗漏，导电过程中的变化。一般对不满足要求的进行重新充液安装，对满足要求的安装到机器中。4.维护导线接头一般使用一段时间要进行更换，离子液体要重新填充，一般以电阻率变化为更换的标准。不符合机器性能要求的，就要进行更换。
5.说明本产品的生产制作有很大的灵活性，一般适合于小规模、耐高温，最好采用电解过程中不产生气体的离子液体。
权利要求
1.轻质的离子液体导线及其制备方法，其特征由如下配方组成绝缘皮部分可以由塑料管、合成橡胶绝缘皮、热紧固绝缘皮、消防水管式绝缘皮组成；离子液体由BMIM+C1—52份，NaBF4 35份和丙酮157. 6份，还可以用BMIM+CF52份，LiTf2N 92份和去离子水200份，以此可以选择性得到以下16种咪唑类离子液体和10种吡啶类离子液体适当配合。
2.根据权利要求I所述的接头可以直接由铁丝或粗一点的，用绝缘皮的弹性紧固住金属接头，这种接头简单方便实用。
3.根据权利要求I所述的绝缘皮有多种形式实现，首先最简单的塑料管(PE、PP、PVC等)就可以。为了达到特殊要求，下面介绍几种绝缘皮。合成橡胶(丁基橡胶等)绝缘皮、热紧固绝缘皮、消防水管式绝缘皮。
4.根据权利要求I所述的离子液的配制方法可以根据对导电能力的要求来进行配比，对要求的导电性进行分析。
5.根据权利要求I所述的等离子导线生产的方法，其方法依次按下列步骤进行(I)绝缘皮合成制备；⑵接头设计制作；⑶等离子溶液制备；⑷液体填充；(5)可靠性检验；(6)进行过程维护。
6.根据权利要求I所述的等离子液体导线具有一定的机械性能，较强的耐磨性、耐刮力及良好的滑性，在某些领域还具有较好的耐高温性能。这种新型导线充分发挥了其复合材料的长处，导线的耐热性能大大提高。等离子液体越来越受到人们的关注，被认为是继临界CO2之后的新一代緑色溶剤，同时有利于反映控制的介质和溶剤。
全文摘要
本发明涉及一种轻质的离子液体导线。其组成由三部分组成接头、绝缘皮、离子液。绝缘皮要套到接头上，这就对绝缘皮的要求要高些，即要求最好其具有良好的伸缩性。同时接头要防止漏液，同时要保证离子液体方便注入和通用性要求。对导线的各种机械性能提出了较高的要求，具有一定的机械性能，较强的耐磨性、耐刮力及及良好的滑性，在某些领域还具有较好的耐高温性能。现在的普通导线已经不太能够满足这种要求。这种新型导线充分发挥了其复合材料的长处，导线的耐热性能大大提高。离子液体完全是由正负离子组成的室温下为液体的盐。离子液体有低蒸汽压、低熔点；可溶解有机物、有机盐；宽的电化学窗口；良好的离子导电性、导热性及热稳定性等特点，在有机合成、有机催化、电化学、电力分析及纯化等方面具有广泛的应用研究。
文档编号H01B13/00GK102867573SQ201110197960
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月8日 优先权日2011年7月8日
发明者王福山, 李青山 申请人:王福山