一种电缆附件绝缘加强密封膏及其制备方法和应用与流程

本发明的实施例属于电缆附件，具体涉及一种电缆附件绝缘加强密封膏及其制备方法和应用。

背景技术：

1、电缆附件在电力传输和配送中是必不可少的重要环节之一，在输配电线路中有大量的电缆附件存在，电缆附件发生爆炸为生产和生活带来的损失十分巨大。电缆附件爆炸的原因一般有以下几种：(1)电缆负荷或外界温度变化时，电缆附件中的绝缘胶热胀冷缩，发生“呼吸作用”，形成内外空气交流，从而潮气侵入，凝结在附件的内壁和空隙部分，使绝缘下降而被击穿。(2)电缆附件内的绝缘胶接触电缆油后会溶解，在底部和电缆周围形成空隙，也使绝缘下降而被击穿。(3)电缆两端的附件高差过大时，低的一端附件受到电缆油的压力，严重时会破坏密封，影响绝缘。(4)线路上发生短路故障时，在很大的短路电流作用下，电缆附件的绝缘胶开裂，密封破坏，潮气侵入，从而降低其绝缘性能。

2、为了防止电缆附件发生爆炸，可采取下列措施：(1)安装时，应严格按照操作工艺要求施工，保证密封和绝缘良好，以防止潮气侵入。(2)经常进行巡查，发现电缆附件严重漏油时，采取措施及时修好。

3、针对上述问题，现有技术采取绝缘胶带、改善电缆附件工作环境、更换电缆附件，但是这些措施也存在问题：绝缘胶带是通过缠绕、包覆电缆附件的方式起到一定的密封效果，电压1kv及以下，而电缆附件是6kv、10kv、甚至更高耐压需求。绝缘胶带密封防水等级低，绝缘胶带使用寿命短。在电气柜内加装抽湿机设备来改善电缆附件工作环境，在解决潮气问题的同时，增加了带电设备的维修和保养工作，但不能解决电缆附件耐压和密封问题。在电气柜内放置吸湿片来改善电缆附件工作环境，通过吸湿材料被动吸收电缆附件所在环境的潮气，在环境达到一定湿度时，吸湿效果未知，需要定期维护和更换，但不能解决电缆附件耐压和密封问题。

4、到目前为止，由于电缆附件的电压高、电缆附件需要密封的部位往往是低表面能材质从而难以黏附和密封，电缆附件在使用过程中表面会有油污从而更加难以黏附和密封，电缆附件容易出现故障的部位往往是圆形或锥形等难以做密封处理的形状，市面上没有做电缆头绝缘加强和密封保护的修补材料类产品。

5、因此，有必要从新材料角度研究开发新的技术方案来解决电缆附件绝缘漏洞和密封防水的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的绝缘漏洞和密封防水的的技术问题，本发明人在进行了大量的深入研究之后，一方面提供了新的电缆附件绝缘加强密封膏，另一方面还提供了这种电缆附件绝缘加强密封膏的制备方法，最后还提供这种电缆附件绝缘加强密封膏的应用。

2、第一方面，一种电缆附件绝缘加强密封膏，包括以下重量百分比的各组分：

3、

4、所述羟基封端聚二甲基硅氧烷作为聚合物基胶，既是反应性有机硅，又是可固化的有机硅，可以选用10000cps或更大粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷，进一步优选粘度为300000至1000000cps范围内，更优选羟基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为500000cps，10000cps以下粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷不容易产生期望的膏状，羟基封端聚二甲基硅氧烷粘度过大会导致成品加工性差，羟基封端聚二甲基硅氧烷在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量更优选40％；

5、所述酮肟基硅烷作为偶联剂，在暴露于自然环境时可与反应性有机硅反应，使线型聚硅氧烷交联成网状结构的弹性体，具体来说，偶联剂是含有可水解基团的有机硅烷，可以在湿气存在下水解，然后与反应性有机硅反应，偶联剂的选型影响成品的耐老化性能，使用合适的偶联剂，有助于成品的耐老化性能，所述酮肟基硅烷可以采用甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷；偶联剂的用量和加料方式影响聚合物基胶的反应速度、施工性能和力学性能；更优选，偶联剂在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为5％，此时具有合适的固化速度，易于施工，且具有良好的力学性能；

6、所述增塑剂可以增加成品粘度和软化成品，使成品不至于过硬，增塑剂可以选用分子量为1300至2400、粘度为645至4700cst/100℃范围内的增塑剂，例如，可以选用液体聚异丁烯pb2400，或者液体聚异丁烯pb1300作为增塑剂，液体聚异丁烯pb2400具有优良的抗紫外线性能和高低温性能，具有极好的粘性和优异的光稳定性，用来提高成品的防水性、抗氧化性、抗紫外线、抗老化性、跨温度范围下的综合性能；当成品中增塑剂的含量太高时，未固化和固化的成品的强度可能受损，当成品中增塑剂的含量太低时，成品的柔韧性可能降低，更优选，增塑剂在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为22.36％，进一步优选，液体聚异丁烯pb2400在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为22.36％；

7、所述羟基封端聚二甲基硅氧烷、所述增塑剂和所述酮肟基硅烷组成的混合物，具有非结晶性结构，链间相互作用力弱，强度很差，必须加入补强剂，所述补强剂使用白炭黑和轻质碳酸钙作为补强剂，所述白炭黑和所述轻质碳酸钙的总重量在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为12～20％，可以采用由环硅氧烷处理过的白炭黑，或者由硅氮烷处理过的白炭黑作为补强剂，使得产品在固化之前和之后具有改善的强度，所述白炭黑在本发明中还用于增大成品粘度，以及帮助混合物成形，这是因为采用环硅氧烷或者硅氮烷处理过的白炭黑含水率低，而且在混合和存放过程中不易产生结构化，使胶料具有触变性，特别适用于用于狭小缝隙的粘结及密封的膏状产物；所述轻质碳酸钙提高产物的抗张强度、撕裂强度等力学性能，用于增大粘度，有助于混合物成形，并有利于成品的触变性，特别适用于用于狭小缝隙的粘结及密封的膏状产物；更优选，所述轻质碳酸钙在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为12.2％，所述白炭黑在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为2.8％；

8、所述钛络合物作为催化剂，用于调整产品在施工现场的反应速度和固化速度，偶联剂酮肟基硅烷和催化剂钛络合物结合使用时，钛络合物允许成品具有适度的反应速度和固化速度，更优选，所述钛络合物在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为2.5％；

9、为了满足在低表面能电缆附件表面的高粘性和密封需求，尤其是为了能够在表面有脏污、尤其是严重影响粘结且难以在施工现场处理干净的油污情况下，在电缆附件的表面形成强粘结力，所述电缆附件绝缘加强密封膏使用了两种粘合促进剂，所述两种粘合促进剂分别是γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和钛异丙氧基亚辛基乙二醇，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和钛异丙氧基亚辛基乙二醇联合使用，其中的钛基团与被粘接介质表面形成大量的配位键，环氧基又能有效地提供环氧分子而形成环氧键和可以形成氢键的氨基，使得产物同时具有能和无机质材料及有机质材料相化学结合的反应基团，从而在粘接界面形成强力较高的化学键，有效地强化粘合作用，成为有效的提高粘接强度的增粘剂，联合使用两种粘合促进剂后，粘结强度明显优于其中一种单独使用，γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷本身能改善填料的分散性及粘合力，改善工艺性能和提高产品的机械、绝缘和耐候性能；且在生产工艺中，将粘合促进剂作为白炭黑和轻质碳酸钙等的表面处理剂，能够充分发挥其效能，利于提高白炭黑和轻质碳酸钙的物理性能，尤其是机械强度、防水性、绝缘、散热性等，更优选，所述γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为3.2％，所述钛异丙氧基亚辛基乙二醇在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为1.5％；

10、所述电缆附件绝缘加强密封膏中添加少量甲基乙烯基硅橡胶，少量不饱和乙烯基的引入使产物的生产工艺及成品性能，特别是耐热老化性和抗变形、抗收缩性能、防潮、绝缘性有很大改进，所述甲基乙烯基硅橡胶的乙烯基含量<1.0，更优选，所述甲基乙烯基硅橡胶在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为2.5％；

11、所述分散剂可以提高膏状产品使用时的流延性能，所述分散剂可以是da01，优选的，所述分散剂在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为2.46％；

12、所述乳化剂可以提高膏状产品使用时的流延性能，所述乳化剂可以是op10，优选的，所述乳化剂在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为0.96％；

13、所述溶剂可以提高膏状产品使用时的流延性能，优选的，溶剂在所述电缆附件绝缘加强密封膏中的重量百分比含量为4.52％，溶剂优选乙二醇；

14、所述电缆附件绝缘加强密封膏还可以根据需要添加适量的其它组分，例如阻燃剂、调色剂等。

15、第二方面，上述电缆附件绝缘加强密封膏的制备方法，包括以下步骤：

16、步骤一，在搅拌器中，将所述羟基封端聚二甲基硅氧烷、所述增塑剂和所述白炭黑混合，搅拌转速300～1000rpm，搅拌分散后升温至90～150度，在真空度0.06～0.09mpa下脱水1～5小时，获得第一中间产物；优点是，预先将补强剂白炭黑与基本基胶羟基封端聚二甲基硅氧烷、增塑剂混合，可使白炭黑粒子表面的活性羟基与有机小分子发生缩合反应，而在白炭黑表面覆盖一层有机小分子，从而改善白炭黑粒子与大分子间的浸润性、均匀分散性、界面结合强度和加工工艺性，减少外力作用下产生分子间的滑移和断裂，提高成品的综合性能；

17、步骤二，所述酮肟基硅烷和所述钛络合物在50度以下混合搅拌10～15分钟，所述轻质碳酸钙在烘箱中干燥除水，把所述酮肟基硅烷和所述钛络合物的混合物与干燥后的所述轻质碳酸钙一起加入到搅拌器中，在110～120度下，混合30～60分钟，获得第二中间产物；优点是，覆盖在所述轻质碳酸钙表面的有机酸改性成柔软长链，利于在后续工艺中在基本基胶羟基封端聚二甲基硅氧烷的有机分子上弯曲缠绕，提高两相相容性，增强结合力，所生成的不饱和双键，将在后续工艺中参与接枝、交联和聚合反应，使轻质碳酸钙这一补强剂与羟基封端聚二甲基硅氧烷这一基本基胶的亲合性更强，进一步增强产物的粘性；

18、步骤三，将所述第一中间产物、所述第二中间产物与所述甲基乙烯基硅橡胶、所述分散剂和所述乳化剂一起放入搅拌机中，在50度以下，真空度0.06～0.09mpa，搅拌30～35分钟，使其充分反应，获得第三中间产物；

19、步骤四，将所述γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和所述钛异丙氧基亚辛基乙二醇这两种粘合促进剂溶于所述溶剂中，加热到58～62度，搅拌10～15分钟，获得第四中间产物；

20、步骤五，将所述第三中间产物和所述第四中间产物，加入到搅拌机中，抽真空搅拌30～35分钟，罐装到铝箔密封管，即可。

21、优选的，所述步骤一中，搅拌转速600rpm，搅拌分散后升温至120度，在真空度0.07mpa下脱水3小时。

22、优选的，所述步骤二中，所述酮肟基硅烷和钛络合物在45度搅拌混合10分钟，所述酮肟基硅烷和钛络合物的混合物与干燥后的轻质碳酸钙一起加入到搅拌器中，在115度混合45分钟。

23、优选的，所述步骤三中，在45度和真空度0.07mpa，搅拌30分钟。

24、优选的，所述步骤四中，加热到60度，搅拌10分钟。

25、优选的，所述步骤五中，抽真空搅拌30分钟。

26、优选的，所述搅拌器可以选择常规的双行星动力混合机，例如金银河智能装备有限公司dlh-5。

27、所述酮肟基硅烷这一偶联剂会被物料中的水分消耗，为了确保偶联剂与期望发生水解的成分交联，除水至关重要，直接影响到最终产品的性能。

28、第三方面，上述电缆附件绝缘加强密封膏在电缆附件绝缘漏洞和密封防水中的应用。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

30、本发明提供的电缆附件绝缘加强密封膏，以羟基封端聚二甲基硅氧烷作为基本基胶，酮肟基硅烷作偶联剂，在无水的条件下与增塑剂、催化剂、粘合促进剂等助剂混合均匀，灌装在密封容器中，使用时，将膏状物从容器中挤出至需要绝缘加强和密封保护的部位，此膏状物接触大气中的湿气后，自固化成绝缘密封材料，黏住电缆附件外壳。

31、本发明提供的电缆附件绝缘加强密封膏的具体性能效果体现在以下几个方面：

32、(1)膏状：挤出到需要加强绝缘和加强密封的部位即可，不需要现场人工控制固化速度和时间，使用方便，尤其对于空间狭小的部位便于施工到位；直接施工到需要加强绝缘和加强密封的部位，效果直接有效，对环境的湿度、温度适应性强。

33、(2)自固化：操作简单方便，密封可靠。

34、(3)绝缘：对电缆附件起到绝缘加强的功能。

35、(4)方便调节耐电压等级：采用施工时增减密封厚度的方式，就能够用本发明这一种产品适用于多种电压等级。电网的配网电压主要是10kv和35kv，采用本发明这一种产品就可以满足不同电压等级线路的绝缘需求。

36、(5)不干裂、不脱落、不变形、不收缩：干裂、脱落、变形、收缩，都意味着长期使用中与被形成密封的表面之间出现缝隙，导致密封性丧失。

37、(6)对环氧类材质等低表面能材质的良好粘附性：电缆附件需要被黏附的部位往往是环氧类材质，属于低表面能、难以粘附的基材，更困难的是，往往表面有脏污、尤其是严重影响粘结且难以在施工现场处理干净的油污。本发明提供的产品为环氧、塑料、橡胶等多种低表面能材料提供强粘结力，形成密封保护，包括能够与电缆附件外壳粘结，对于电缆附件提供密封加强是必不可少的重要性能，本发明提供的产品所达到的效果能够完全满足现场需求，包括现场有一定油污的情况下，也能够达到预期密封、防水、防潮效果，可以达到ip*8密封防水等级这一最高防水等级。

38、(7)散热性好：利于电力输配电线路安全、节能运行。

39、(8)固化时间适宜：固化时间太短，来不及施工；固化时间太长，影响运行。

40、(9)抗老化、耐高温、耐高湿：长期使用不变质，无收缩，长期保持设计性能。