新型可維修電纜接線盒密封劑的研制

高 原， 劉華榮， 海 潔， 張 能， 袁 陽， 趙鵬遠(yuǎn)

（1海軍駐葫蘆島四三一廠軍代表室，遼寧葫蘆島125004; 2哈爾濱化工研究所，黑龍江哈爾濱150020; 3哈爾濱理工大學(xué)電工電子教學(xué)與實訓(xùn)中心，黑龍江哈爾濱150020）

電纜接線盒密封劑是一類重要的功能性密封劑，可用于維護(hù)電纜外護(hù)套破損處、電纜接頭、電纜終端包封等，起到電纜維護(hù)、絕緣、防水、防塵、防震和固定作用。目前，電纜接線盒出現(xiàn)的海水滲漏、接線盒內(nèi)部潮濕、密封效果不佳等問題，導(dǎo)致接線盒內(nèi)接線端子的絕緣電阻下降，甚至短路，影響了電氣設(shè)備的正常工作。采用接線盒內(nèi)灌注特種密封劑的方式，對接線部位進(jìn)行密封保護(hù)，達(dá)到即使接線盒內(nèi)滲亦不影響電氣性能的作用，使接線盒整體密封的效果良好，從而保證使用工藝改進(jìn)研究的接線盒的各個電氣設(shè)備正常工作使用。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

羥基封端的線型聚二甲基硅氧烷（粘度:25℃, 5000mm2/s）山東省萊州市金泰硅業(yè)有限公司；羥基封端的線型聚二甲基硅氧烷（粘度:25℃,50mm2/s）山東省萊州市金泰硅業(yè)有限公司；三甲基硅氧基封端的線型聚甲基硅氧烷（工業(yè)級）廈門市中信隆進(jìn)出口公司；低分子液態(tài)環(huán)氧樹脂E-51（分子量500～1000）上海樹脂廠；烯丙基封端的聚醚（≥90%）上海樹脂廠；低分子量改性聚酰胺（工業(yè)級）天津燕?；瘜W(xué)有限公司；阻燃劑H2PtCl6（工業(yè)級）廣州市正通化工有限公司；氣相白炭黑（粒子粒徑5nm）廣州華力森貿(mào)易有限公司；甲基硅油（平均聚合度為40）山東省萊州市金泰硅業(yè)有限公司；碳酸鈣微粉（平均粒徑為0.08μm）廣西賀州市桂寶粉體公司；促進(jìn)劑芐基二甲胺（工業(yè)級）杭州中香化學(xué)有限公司。其余均為市售分析純。

1.2 密封劑的制備

1.2.1 密封劑的配方

電纜密封接線盒密封劑的配方如下表1所示。

表1 電纜密封接線盒密封劑的配方Table 1 The formula ofsealant for cable connection box

A組份與B組份的質(zhì)量比為5：1。

1.2.2 密封劑制備工藝流程圖

電纜密封接線盒密封劑制備工藝流程圖如圖1所示。

圖1 電纜密封接線盒密封劑制備工藝流程圖Fig.1 The preparation process of sealant for cable connection box

1.3 性能檢測

密封劑的物理力學(xué)性能按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。采用ZC-46A型高阻抗計測定密封劑膠層的體積電阻率，在100mm×120mm的玻璃鋼片單面涂覆涂料，每種測試采用5組試樣在100V下做平行試驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 基體樹脂的選擇

基體樹脂是形成密封劑的骨架和增強(qiáng)填料的載體，基體樹脂的正確選擇，不僅決定密封劑的力學(xué)性能和電性能，而且還影響密封劑的耐候性、可維修性能和使用壽命。傳統(tǒng)的高性能密封劑中基體樹脂大致分為三類，聚硫、硅酮、聚氨酯[1]。聚硫樹脂密封劑的應(yīng)用最早，但是固化促進(jìn)劑用的是鉛類氧化物，其缺點是低溫固化速度慢，易老化變硬，且有臭味；硅酮樹脂類密封劑固化快，不起泡，膠層耐熱性良好，但其裝飾性差，膠層內(nèi)物易滲析遷移，玷污周圍飾物，且價格昂貴；聚氨酯樹脂類密封劑固化速度快，但是固化時易釋放出二氧化碳?xì)怏w，使膠層易生氣泡，造成膠層的耐熱性差，對濕氣敏感，易變色，且在應(yīng)用過程中因含有較多的有刺激性氣味的異氰酸酯，對工作人員及環(huán)境有害，不環(huán)保。

有機(jī)硅密封劑是近年來發(fā)展起來的一類新型的高性能密封劑，該類密封劑具有以下優(yōu)點：（1）物料混合后，化學(xué)反應(yīng)的放熱量適宜，流動性好，滲透力好，密封可靠;（2）固化后具有彈性，不脆、不裂、耐磨、耐老化、可隨意彎曲、拉動；（3）具有良好的抗震性能;（4）耐酸、耐堿、耐海水、透濕性低，即具有良好的防水性能；（5）不含溶劑等分散介質(zhì)，環(huán)保。但是單一的有機(jī)硅密封劑存在粘接性能差，強(qiáng)度低等缺點，因此我們用液體有機(jī)硅橡膠與低分子液態(tài)環(huán)氧樹脂和聚醚共混改性的方法[2]，制備了有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂。同時，采用該有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂為密封劑的基體樹脂，并向其中加入固化劑、阻燃劑、促進(jìn)劑、脫模劑及增強(qiáng)填料等制備出可維修電纜密封盒密封劑，該密封劑在固化過程中不放熱也不吸熱，且固化過程中收縮小，固化物具有良好的彈性、電絕緣性、耐高低溫性、耐老化性和耐鹽水性，且防震、防塵，易使用維修[3-4]。

2.2 密封劑膠層的電氣性能

目前，電纜接線盒出現(xiàn)的海水滲漏、接線盒內(nèi)部潮濕、密封效果不佳等問題，導(dǎo)致接線盒內(nèi)接線端子的絕緣電阻下降，甚至短路，影響了電氣設(shè)備的正常工作。為了克服以上弊端，采用接線盒內(nèi)灌注特種密封劑的方式，對接線部位進(jìn)行密封保護(hù)，達(dá)到即使接線盒內(nèi)滲亦不影響電氣性能的作用，使接線盒整體密封的效果良好，從而保證各個電氣設(shè)備的正常工作使用。鑒于工藝要求，電纜密封盒密封劑應(yīng)具有良好的電氣絕緣性能，應(yīng)對頻率及溫度變化穩(wěn)定，并具有優(yōu)異的耐電弧及耐電暈性能。

環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂的電氣性能見表2所示：

表2 幾種材料的電性能比較Table 2 The comparison ofelectric performance ofseveral materials

由上表可見，環(huán)氧樹脂、聚氨酯、有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂的電性能均較好，其中有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂的耐電弧范圍、體積電阻率范圍最寬，可調(diào)節(jié)范圍大，而且有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂的介電常數(shù)最小，電性能較優(yōu)。

2.3 密封劑膠層的使用壽命

電纜接線盒密封劑的耐候性越好，使用壽命越長，密封膠的性能就越好。幾種密封劑膠層的使用壽命見表3所示。

表3 幾種材料的使用壽命比較Table 3 The comparison ofservice life ofseveral materials

由表3可知，有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂密封劑的使用壽命最長，聚氨酯樹脂的使用壽命次之，聚硫密封劑的使用壽命最短。

2.4 密封劑膠層的物理性能及環(huán)境適應(yīng)性能

密封劑膠層的物理性能及環(huán)境適應(yīng)性能見下表4所示。

表4 密封劑膠層的物理性能及環(huán)境適應(yīng)性能Table 4 The physical performance and circumstance adaptability ofthe sealant layer

3 結(jié) 論

本文采用液體有機(jī)硅橡膠與低分子液態(tài)環(huán)氧樹脂和聚醚共混改性的方法，制備了有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂。同時，采用該有機(jī)硅改性聚醚環(huán)氧樹脂為密封劑的基體樹脂，制備的可維修電纜接線盒密封劑，該密封劑在固化過程中不放熱也不吸熱，固化過程中無收縮，固化物具有良好的彈性、電絕緣性、耐高低溫性、耐老化性和耐鹽水性，且防震、防塵，易使用維修。

[1] 夏磊,陳立班,楊淑英.硅改性密封劑的進(jìn)展[J].廣州化學(xué),2000,(02).

[2]高磊,楊俊華.有機(jī)硅改性聚合物的新進(jìn)展[J].化工新型材料,1999, (04).

[3] 晨光化學(xué)研究院.有機(jī)硅單體及聚合物材料及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1986,307.

[4] 幸松明，王一璐.有機(jī)硅合成工藝及產(chǎn)品應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2001,634.