[发明专利]注入低表面能粘结剂密封的线缆封套

说明书

发明背景

本发明总的涉及用低表面能粘结剂密封线缆接头封套，更具体地是涉及将粘结剂注入与这种封套一起使用的端密封件。

将通讯线缆彼此连接或绞接于一起有许多不同的方法。在此类处理中，有许多需要考虑的重要因素，诸如相容材料的使用，多少线缆需要被连接，被连接的线缆是埋于土中、浸于水中还是悬于空中，需要用什么热源来完成连接(即燃气)，接头是否需要重新打开和改制而又不干扰工作线路，连接是否会具有足够的机械强度，以及价格是否合理。

通讯线缆通常由导线束构成，外面包绕有一金属的强度和防干扰护套以及一外部保护层，该保护层通常由诸如聚乙烯之类的低表面能材料制成。在对这种线缆进行连接和重新接合时，被重新接合的线缆的强度和整体性是很重要的。可采用外壳和封套体来密封地包绕接头。封套体通常也由低表面能材料制成。

在接头封套的使用中，长期以来的一个问题是需要围绕接头或封套体进行彻底密封。许多现有技术的接头封套是通过以各种不同组合提供一个复杂的螺栓和螺母阵列、夹子、填料和热缩管、以及封装胶和树脂来实现密封的。这些密封方法不仅需要相当多的装配时间，而且密封仍经常会发生泄漏和破裂，尤其是沿它们的密封处。此问题在端密封处尤为明显，因为封套是密封于线缆外壳上的，即使最轻微的毛病也会导致水分沿外壳或封套内表面进入。缺少彻底(与外界隔绝)的密封也可能对加压的封套非常不利。有时，必须再次进入这些封套并进行重新连接。然而，再次进入封套通常需要破坏密封于线缆和封套上的端密封件。因此，再次进入后的重新密封成了一个严重的问题。

虽然可使用粘结剂来强化这些密封，但所形成的粘结剂接合因封套、端密封件和线缆材料(通常为聚乙烯)的表面能较低而一般较弱。可以将端密封件与熔接胶和热熔料一起用作另一种可选的接合材料。将热熔料置于电阻丝之间，使电阻丝加热而在线缆和端密封件表面之间形成接合。热熔料接合可以与不同的端密封材料一起使用，诸如泡沫、弹性体和热塑性塑料，但接合强度要弱于熔接胶密封。

粘结剂接合或是将覆层粘附于低表面能聚合材料，这在此类材料最初用于工业领域起始终是一个技术问题。低能表面的粘结剂接合存在许多种问题。此类材料用粘结剂接合的困难，部分是因为这些材料被认为是“范德华”固体。也就是说，聚合物链之间可以获得的用于结合的主要力是籍由范德华力或“消散”力。低表面能材料的强度来自分子缠结、交联、结晶或它们的一些组合。聚合物的表面能反映将聚合物链保持于一起的力的大小，因此这些材料的表面能是较低的。低表面能聚合物例如有聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、硅氧烷等。

粘结剂接合的一个原则是，粘结剂必须与基底紧密接触。也就是说，粘结剂必须彻底“润湿”基底。低表面能聚合物很难由极性液体润湿，因为极性液体的表面能要高于基底的表面能。大多数高强度粘结剂都是极性材料，因而它们的表面能太高以致不能润湿大多数聚合物的表面。如果表面没有被粘结剂彻底润湿，则表面间产生空隙的机会增大，从而导致不牢固的接合。

粘结剂接合的另一个原则是，表面必须没有弱边界层。工业塑料通常含大量的添加剂，诸如稳定剂和流动控制剂。而且，对于自由基聚合材料，除了高分子量部分外，还有大量低分子量聚合物部分。通常，这些低分子量部分渗到表面而形成弱边界层。这些边界层必须先去除掉，然后才能对塑料进行有效的粘结或涂层。

围绕低表面能塑料用于粘结剂接合或涂层的表面制备，发展了大量的科学和技术。已经开发的方法包括火焰处理、电晕放电处理、等离子处理、臭氧氧化、氧化酸氧化、溅蚀以及涂覆高表面能材料。最后一种方法也称作“打底”，为了使底层更好地附于表面上，可能需要先用一种物理方法(例如电晕放电处理)对其进行处理。

通常，上述的表面制备方法可以提高聚合物的表面能和/或消除弱边界层，而且还可以增大表面粗糙度。这些塑料的表面能通常可通过向表面中导入氧化物质来提高。交联和/或去除渗出物质可消除弱边界层。由于过氧化物质本身可能形成弱边界层，因而氧化工艺和弱边界层去除工艺之间通常有一个平衡。

在文献记载的方法中几乎没有一种方法能广泛地用于各种塑料。通常，处理方法和打底措施对应于所使用的塑料类型是非常特定的。这对于粘结剂接合的一般用户来说是一个严重的限制，因为许多表面处理的物理方法需要大量的资金投入。因此，需要一种简单、便于使用的粘结剂接合方法，它能够粘附于包括“低表面能”塑料在内的各种塑料而无需打底。