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

（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哈爾濱理工大學電工電子教學與實訓中心，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，可用于維護電纜外護套破損處、電纜接頭、電纜終端包封等，起到電纜維護、絕緣、防水、防塵、防震和固定作用。目前，電纜接線盒出現的海水滲漏、接線盒內部潮濕、密封效果不佳等問題，導致接線盒內接線端子的絕緣電阻下降，甚至短路，影響了電氣設備的正常工作。采用接線盒內灌注特種密封劑的方式，對接線部位進行密封保護，達到即使接線盒內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研究的接線盒的各個電氣設備正常工作使用。

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有限公司；三甲基硅氧基封端的線型聚甲基硅氧烷（工業級）廈門市中信隆進出口公司；低分子液態環氧樹脂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（工業級）天津燕?；瘜W有限公司；阻燃劑H2PtCl6（工業級）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；促進劑芐基二甲胺（工業級）杭州中香化學有限公司。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

密封劑的物理力學性能按照國家標準進行測試。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填料的載體，基體樹脂的正確選擇，不僅決定密封劑的力學性能和電性能，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用最早，但是固化促進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氣體，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，對工作人員及環境有害，不環保。

有機硅密封劑是近年來發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點：（1）物料混合后，化學反應的放熱量適宜，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，環保。但是單一的有機硅密封劑存在粘接性能差，強度低等缺點，因此我們用液體有機硅橡膠與低分子液態環氧樹脂和聚醚共混改性的方法[2]，制備了有機硅改性聚醚環氧樹脂。同時，采用該有機硅改性聚醚環氧樹脂為密封劑的基體樹脂，并向其中加入固化劑、阻燃劑、促進劑、脫模劑及增強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，電纜接線盒出現的海水滲漏、接線盒內部潮濕、密封效果不佳等問題，導致接線盒內接線端子的絕緣電阻下降，甚至短路，影響了電氣設備的正常工作。為了克服以上弊端，采用接線盒內灌注特種密封劑的方式，對接線部位進行密封保護，達到即使接線盒內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備的正常工作使用。鑒于工藝要求，電纜密封盒密封劑應具有良好的電氣絕緣性能，應對頻率及溫度變化穩定，并具有優異的耐電弧及耐電暈性能。

環氧樹脂、聚氨酯、有機硅改性聚醚環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，環氧樹脂、聚氨酯、有機硅改性聚醚環氧樹脂的電性能均較好，其中有機硅改性聚醚環氧樹脂的耐電弧范圍、體積電阻率范圍最寬，可調節范圍大，而且有機硅改性聚醚環氧樹脂的介電常數最小，電性能較優。

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，有機硅改性聚醚環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境適應性能

密封劑膠層的物理性能及環境適應性能見下表4所示。

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

3 結 論

本文采用液體有機硅橡膠與低分子液態環氧樹脂和聚醚共混改性的方法，制備了有機硅改性聚醚環氧樹脂。同時，采用該有機硅改性聚醚環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.硅改性密封劑的進展[J].廣州化學,2000,(02).

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

[3] 晨光化學研究院.有機硅單體及聚合物材料及應用[M].北京：化學工業出版社,1986,307.

[4] 幸松明，王一璐.有機硅合成工藝及產品應用[M].北京：化學工業出版社,2001,634.