專利名稱：用于電纜接頭的可冷收縮防護組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
，例如從歐洲專利EP-B1-0379056(PIRELLICAVI，S.p.A.)已公知這種用于電纜接頭的可收縮防護組件。其中，在強行拉伸一定時間之后，第二套管的殘余形變少于第一套管。因此，可以避免永久形變的風險且能獲得很好的密封效果以阻止痕量水分的可能滲透。需要指出的是，構(gòu)成上述防護組件第一套管的可交聯(lián)聚合材料的混合物包括過氧化叔丁基，而構(gòu)成第二套管的可交聯(lián)聚合材料的混合物包括過氧化二枯基。這些混合物都包括一種過氧化物硫化的乙烯丙烯二烯單體三元共聚物材料，以下稱為EPDM，這種橡膠綜合了良好的電氣性能和機械性能。不過，這些混合物的一個問題是在應力松弛之后套管達到其最終尺寸所需要的時間較長，低溫時更是如此。
因而，以上性能有時不適用于需要電纜迅速可用即快速“環(huán)境作業(yè)(miseen service)”的應用。在這些應用場合中，有可能要求電纜在安裝可收縮防護組件于其上之后的大約30分鐘后就能使用，而在使用已知的可收縮防護件的情形中要花費好幾個小時。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種能更快安裝的上述已知類型的可收縮防護組件，從而使電纜具有更快的可用性。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的的實現(xiàn)基于這樣的事實，即構(gòu)成上述第二套管的交聯(lián)混合物的收縮速度高于構(gòu)成上述第一套管的交聯(lián)混合物的收縮速度。
這樣，電纜可以快速可用。
本發(fā)明的另一個特點是在環(huán)境溫度下上述第二套管的收縮速度高于上述第一套管的收縮速度。
更具體而言，在0℃到40℃溫度范圍內(nèi)，上述第二套管的收縮速度高于上述第一套管的收縮速度。
因此本發(fā)明的可收縮防護組件非常適合于“冷收縮應用場合”。
本發(fā)明還有另外一個特點，即上述第一套管是由過氧化物硫化的乙烯丙烯二烯單體三元共聚物材料制成，而上述第二套管是由硫磺硫化的乙烯丙烯二烯單體的三元共聚物材料制成。
已經(jīng)知道，過氧化物硫化的EPDM材料的尺寸特性的恢復隨溫度的降低而減少，而硫磺硫化的EPDM材料可快速恢復到它的最終尺寸。因此第二套管比第一套管更快地收縮，尤其是在環(huán)境溫度下。
本發(fā)明的另一個特點是上述EPDM材料包括-200重量份乙烯-丙烯共聚物；-200重量份乙烯基硅烷處理的煅燒高嶺土(koolin)；-1重量份硬脂酸；-5重量份氧化鋅；-1重量份三甲基喹啉；-20重量份石蠟增塑劑；-3重量份操作助劑；和-1重量份導電炭黑，所有這些量的偏差為大約10％。
其中構(gòu)成上述第二套管的混合物的特征還在于它包括-0.55重量份硫磺；-1.65重量份二硫代嗎啉；-1.20重量份二硫化四甲基秋蘭姆；-2.55重量份二丁基二硫代碳酸鋅(Zinc dibutyl dithiocaarbonate)；和-1.25重量份亞乙基硫脲，所有這些量的偏差約為10％。
可以證明，基于這一組成，第二套管具有短且快速的尺寸恢復期，符合實現(xiàn)本發(fā)明目標的要求。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，在所述第一和第二套管之間有一金屬防護軟管。
此金屬防護軟管稱作“彈性件(Stockingette)”，可實現(xiàn)電纜的不間斷屏蔽。
而且，至少第二套管的長度適于環(huán)繞并密封電纜護套。
這樣不再需要任何其它組件如端罩就可以確保接頭(包括電纜護套末端)的密封。
密封效果可通過位于上述電纜護套與第二套管之間的膠粘劑填充物得以進一步提高。
此膠粘劑填充物用于水封。
結(jié)合所附的示意圖參閱以下實施方案的介紹本發(fā)明的上述及其它目的和特點變得更明了且本發(fā)明本身能更好地理解，這些附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于電纜末端連接的可冷收縮防護組件的透視圖；圖2是用圖1所示的防護組件包覆的電纜末端連接的縱截面圖；圖3和圖4是根據(jù)內(nèi)部測試規(guī)程測得的圖1防護組件中套管2和3在應力松弛之后的殘余形變發(fā)展圖；和圖5是根據(jù)UNI7321-74測試方法測得的圖1防護組件中套管2和3的殘余形變與膨脹時間的關(guān)系。
圖1表示一種可收縮防護組件，該組件用于包覆電纜接點或電氣接頭或縱向物體或線狀物如電線的其他任何部分。下文僅以防護組件用于電纜接頭上的應用為例來介紹本發(fā)明。
將防護組件裝到電纜接頭上之前，將組件固定在一個硬的管狀支撐體1上，例如該支撐體可以是一段PVC管。支撐體1的內(nèi)徑約為50mm，略大于其上待安裝防護組件的電纜接頭和護套的外徑。防護組件本身以彈性膨脹狀態(tài)固定于支撐體1上，以便當去除支撐體1后，防護組件在接頭上收縮形成良好的密封作用。
防護組件本身的構(gòu)造包括第一套管2，以下稱基體，在其上是第二套管3，以下稱防護套管或只稱為套管，它以同軸方式徑向套疊?；w2和套管3都可在徑向方向進行彈性膨脹且都由交聯(lián)聚合材料的混合物制成。更詳細而言，基體2是由包括過氧化物硫化的乙烯、丙烯二烯單體三元共聚物材料(以下稱EPDM)的混合物制得，而套管3是由包括硫磺硫化的EPDM材料的混合物制得，這兩種材料均具有電絕緣性。更詳細而言，基體2的混合物包括可用過氧化物硫化的乙烯丙烯和一種非共軛二烯的烴類三元共聚物。例如，基體2和套管3的EPDM材料包括以下配方乙烯丙烯共聚物 200乙烯基硅烷處理的煅燒高嶺土 200硬脂酸1氧化鋅5三甲基喹啉1石蠟增塑劑 20操作助劑 3導電炭黑 1或任何類似的母料。
套管3的硫化過程的特征還在于以下組分硫磺 0.55二硫代嗎啉 1.65二硫化四甲基秋蘭姆 1.20二丁基二硫代碳酸鋅 2.55亞乙基硫脲 1.25所有組分的量均為重量份(pbw)，偏差為±10％。
依據(jù)此組成，構(gòu)成套管3的交聯(lián)混合物的收縮速度高于構(gòu)成基體2的交聯(lián)混合物的收縮速度。
圖2是用本發(fā)明防護組件防護的電纜末端5接頭的截面示意圖。接頭本身由一個使構(gòu)成電纜末端5的一部分的導體機械和電連接的金屬夾管或焊接封口4構(gòu)成。這些電纜末端5涂有半導體涂層6，后者又進一步由電纜護套7所包覆。
為了實現(xiàn)防護目的，先將支撐體1(圖1)、基體2和固定于其上的套管3定位在接頭上。然后根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域所公知的方法除去支撐體1，因這些方法不在本發(fā)明范圍之內(nèi)，所以下文不予敘述。
在待防護的接頭處定位后，防護組件的基體2和套管3如圖2所示在這些元件上收縮。在一個優(yōu)選的實施方案中，至少防護套管3延伸到兩電纜的護套7的一部分上以使它既密封接頭又密封電纜末端以阻止痕量水分的可能滲透。另外，最好再在護套7和套管3的端部之間施用粘合劑填充物以進行水封，從而改善防護的緊密程度。在基體2和套管3之間使用金屬防護軟管8，稱為“彈性件”。此金屬防護軟管8的作用是在接頭4處形成不間斷的電纜屏蔽。為此，在每根電纜上都使用所謂的“cheese-rasp”10.cheese-rasp10是一種金屬元件，插入護套7內(nèi)的金屬屏蔽網(wǎng)(未畫出)和半導體層6之間，該cheese-rasp10延伸到護套7之外，部分地覆蓋半導體層6。因防護套管3產(chǎn)生的壓力作用于彈性件8，后者與cheese-rasp10之間為電接觸且進一步與兩電纜的內(nèi)部金屬屏蔽層電接觸，從而確保電纜屏蔽的連續(xù)性。
由于防護套管3由硫磺硫化的EPDM制成這一事實，它的收縮速度高于由過氧化物硫化的EPDM制成的基體2。換句話講，套管3恢復其最終尺寸的速度快于基體2。當溫度處于0℃到40℃，即也處于環(huán)境溫度時更是如此。從而確保了在低溫下該防護組件對電纜接頭的瞬時密封。后者被稱為“冷收縮應用”，實際上，可以認為防護組件2，3在安裝在接頭4上之后的可操作時間為30分鐘。
根據(jù)內(nèi)部規(guī)程進行了測試。在65℃的溫度下將防護組件延伸至250％，維持100小時。殘余形變的百分率(％形變)與應力解除后的時間(小時)之間的關(guān)系見下表時間「小時」 基體(2) 套管(3)0.0167 20.8 18.80.0375 18.4 14.40.0833 15.6 14.00.16715.2 14.00.33512.0 14.00.50110.4 13.61 9.613.62 8.813.615.5 6.612.4這些測試是在環(huán)境溫度下進行的而且結(jié)果符合下列關(guān)系

這是粘彈性固體松弛的冪方程，此方程可以在“硫化橡膠在玻璃化轉(zhuǎn)變和平衡之間的粘彈性松弛(Viscoelastic Relaxation of RubberVulcanizates between the Glass Transition and Equilibrium)”(R.Chasset和P.Thirion，Institut Francais du Caoutchouc，Paris，F(xiàn)rance)一書的345-359頁找到。在該關(guān)系式中PS是永久形變(t無限大時的形變％)；τ是時間；τ是時間常數(shù)(形變％為2倍于PS時的時間)；和m是冪系數(shù)。
對于基體或第一套管2，得

而對于防護套管或第二套管3

這些測試結(jié)果的曲線見圖3(對數(shù)座標)和圖4(線性座標)。這些曲線表明使用硫磺硫化體系的好處。套管3的回復特性與基體2有很大不同。由于膨脹之后套管3自發(fā)回復，在向電纜收縮的最初階段后者加速了基體2的回復。
基體2和防護套管3曲線斜率的差異表明基體2的永久形變小，但回復較慢，而套管3回復期快，但最終形變量更大。這是由于防護套管3由上述硫磺硫化的混合物組成。由于其組成的原因，與高度交聯(lián)的過氧化物硫化基體2相比，防護套管3更容易膨脹并呈現(xiàn)出好得多的短回復期特性。但是它的機械性能差一些，而且斷裂伸長高。此外，制造第二套管3的包含硫磺硫化EPDM材料的交聯(lián)混合物的永久形變大于制造基體或第一套管2的包含過氧化物硫化的EPDM材料的交聯(lián)混合物的永久形變。
在上述關(guān)聯(lián)式中，似乎硫磺硫化產(chǎn)物的t值越低，而且特別是m值越低，所對應的套管的動態(tài)行為中收縮越快、耗時越短。
按照UNI7321-74標準進行了其它測試。在這些測試中，測定了平板樣本在100℃強制拉伸50％并保持500小時后的殘余形變。解除應力后殘余形變百分率(％形變)與膨脹時間(小時)的關(guān)系列于下表殘余形變 基體(2) 套管(3)(％形變)100小時后19.6 20.0500小時后21.2 24.4測定了環(huán)境溫度下應力解除30分鐘后的殘余形變(％形變)，所得結(jié)果見圖5，此結(jié)果證實了以上結(jié)論。
盡管以上只是結(jié)合特殊的儀器介紹本發(fā)明的原理，但是很顯然以上介紹僅僅是舉例說明，并不能視為對本發(fā)明范圍的限定。
權(quán)利要求
1.包覆線狀物品如包覆兩個電纜末端(5)之間接頭(4)的可收縮防護組件(2，8，3)，該組件包括第一(2)和第二(3)套管，該兩套管均可徑向彈性膨脹，同軸相互套疊，且由交聯(lián)的聚合材料的混合物制成，用于在徑向彈性膨脹條件下環(huán)繞上述接頭(4)，第一套管(2)位于第二套管(3)的徑向內(nèi)側(cè)，至少在其部分厚度上是電絕緣的，其特征在于構(gòu)成上述第二套管(3)的交聯(lián)混合物的收縮速度高于構(gòu)成上述第一套管(2)的交聯(lián)混合物的收縮速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可收縮防護組件，其特征在于在環(huán)境溫度下所述第二套管(3)的收縮速度快于所述第一套管(2)的收縮速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的可收縮防護組件，其特征在于在0℃到40℃之間的溫度范圍所述第二套管(3)的收縮速度快于所述第一套管(2)的收縮速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的可收縮防護組件，其特征在于所述第一套管(2)是由過氧化物硫化的乙烯丙烯二烯單體三元共聚物材料制得的，而所述第二套管(3)是由硫磺硫化的乙烯丙烯二烯單體三元共聚物材料制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的可收縮防護組件，其特征在于所述乙烯丙烯二烯單體三元共聚物材料包括-200重量份的乙烯-丙烯共聚物；-200重量份的乙烯基硅烷處理的煅燒高嶺土；-1重量份硬脂酸；-5重量份氧化鋅；-1重量份三甲基喹啉；-20重量份石蠟增塑劑；-3重量份操作助劑；和-1重量份導電炭黑，所有量的允許偏差約10％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的可收縮防護組件，其特征在于構(gòu)成上述第二套管(3)的混合物包括-0.55重量份的硫磺；-1.65重量份的二硫代嗎啉；-1.20重量份的二硫化四甲基秋蘭姆；-2.55重量份的二丁基二硫代碳酸鋅；和-1.25重量份的亞乙基硫脲，所有量的允許偏差約為10％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的可收縮防護組件，其特征在于在上述第一套管(2)和第二套管(3)之間插入金屬防護軟管(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的可收縮防護組件，其特征在于至少上述第二套管(3)的長度適于環(huán)繞并密封電纜護套(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的可收縮防護組件，其特征在于在上述電纜護套(7)和上述第二套管(3)之間填充一種粘合劑填充物(9)。
全文摘要
一種用于包覆線狀物品如電纜之間接頭的可收縮防護組件。該組件包括第一(2)和第二(3)套管,第二套管在第一套管上同軸套疊。該兩套管均可徑向彈性膨脹,即可收縮。第一套管是由包括可過氧化物硫化的乙烯、丙烯和一種非共軛二烯的烴類三元共聚物EPDM材料的交聯(lián)聚合材料的混合物制成,而第二套管是由硫磺硫化的EPDM材料制成。因此,第二套管(3)的收縮速度大于第一套管(2),0℃到40℃時更是如此。所以電纜在于其上安裝該防護組件后約30分鐘即可使用。
文檔編號B29C61/06GK1184354SQ9712307
公開日1998年6月10日 申請日期1997年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月29日
發(fā)明者A·徹恩阿斯托里諾, F·迪史里沃伊萬 申請人:阿爾卡塔爾-阿爾斯托姆通用電氣公司