專利名稱：用于防護(hù)彈性電纜附件的半導(dǎo)體涂層和應(yīng)用過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防護(hù)的電纜附件。本發(fā)明尤其涉及一種用于制造半導(dǎo)體護(hù)罩的方法，該半導(dǎo)體護(hù)罩用于提供幾何電應(yīng)力控制和屏蔽中壓到高壓電纜附件。
背景技術(shù)：
實(shí)地的高壓或中壓電纜端接或連接要求電屏蔽或應(yīng)力控制。通?？梢酝ㄟ^以下兩種方法中的一種實(shí)現(xiàn)對(duì)彈性電纜附件的幾何電應(yīng)力控制和/或屏蔽。
在一種方法中，在一個(gè)制造操作中預(yù)先模塑一彈性半導(dǎo)體幾何應(yīng)力控制插入物。隨后，在第二模塑操作中將該插入物結(jié)合到彈性絕緣電介質(zhì)上。該方法具有某些缺點(diǎn)。預(yù)先模塑的半導(dǎo)體部件的標(biāo)稱厚度是0.020英寸以上。因此，必須修整部件的毛邊和進(jìn)行清理。同樣，必須對(duì)部件進(jìn)行特殊存儲(chǔ)以便適應(yīng)第二模塑和結(jié)合過程。較厚的預(yù)先模塑半導(dǎo)體部件會(huì)給最終產(chǎn)品造成不良物理特性。這些特性包括較高的模量，這會(huì)造成較僵硬的最終產(chǎn)品。在產(chǎn)品徑向延伸顯著并必須控制模量的寬量程電纜附件設(shè)計(jì)中，這一點(diǎn)特別重要。
另一種方法包括通過一個(gè)過程模塑彈性絕緣電介質(zhì)并在第二個(gè)過程中施加半導(dǎo)體涂層。可以通過諸如涂刷、浸漬或噴涂等常規(guī)技術(shù)涂覆該半導(dǎo)體涂層。該技術(shù)也存在某些缺點(diǎn)。將二次涂層涂覆到不規(guī)則的內(nèi)表面上很難有效實(shí)現(xiàn)且成本較高。除非在第二操作期間通過使用熱和/或壓力固化或硫化涂層，否則不能滿意地實(shí)現(xiàn)彈性半導(dǎo)體涂層和彈性絕緣電介質(zhì)之間的化學(xué)交聯(lián)(化學(xué)結(jié)合)。由于涂層是包含催化劑的反應(yīng)體系，所以這些組分的儲(chǔ)存期是有限的。
因此，需要提供一種能更可靠和成本有效地實(shí)現(xiàn)的用于彈性電纜附件的涂層和涂覆過程。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了用于制造半導(dǎo)體護(hù)罩的方法，該半導(dǎo)體護(hù)罩提供了電應(yīng)力控制并屏蔽中壓和高壓電纜附件。
在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種制造用于電纜附件的半導(dǎo)體護(hù)罩的方法。該方法包括提供具有與所述電纜附件有關(guān)的所需輪廓的基底。隨后，用彈性半導(dǎo)體材料涂覆所述基底以形成有涂層的基底。該基底應(yīng)是在固化期間彈性半導(dǎo)體材料不會(huì)結(jié)合于其上的材料?；撞牧系膶?shí)例包括鋼、不銹鋼、鋁和聚四氟乙烯。彈性半導(dǎo)體材料的組分可以懸浮于懸浮溶劑中，在這種情況中，優(yōu)選在處理前允許彈性半導(dǎo)體涂層變干。隨后，將彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑(molded)于有涂層的基底周圍，且通過將施加足夠的熱和壓力來固化彈性半導(dǎo)體材料和彈性絕緣電介質(zhì)材料，以便通過化學(xué)結(jié)合將彈性半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)材料上。
在較佳實(shí)施例中，該方法進(jìn)一步包括應(yīng)用最外層半導(dǎo)體套的步驟。更優(yōu)選地，該方法包括在有涂層的基底上應(yīng)用預(yù)先模塑的半導(dǎo)體套，并在有涂層的基底和外套之間留出一定空間，將模子置于外套上；以及通過將未固化的絕緣電介質(zhì)材料填入外套和有涂層的基底之間的空間，將未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑在有涂層的基底周圍。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過用半導(dǎo)體套材料將模子的內(nèi)表面涂層來施加外套。隨后，將模子置于有涂層的基底上，在模子的被涂層的內(nèi)表面和有涂層的基底之間留出一定空間。通過將未固化的絕緣電介質(zhì)材料填入半導(dǎo)體套材料和有涂層的基底之間的空間，將未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑于有涂層的基底周圍。隨后，同時(shí)固化所述半導(dǎo)體套材料、彈性絕緣電介質(zhì)材料和彈性半導(dǎo)體材料。
在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，彈性半導(dǎo)體材料不包含催化劑。而未固化的絕緣電介質(zhì)材料可以包括催化劑，諸如過氧化物，它可以在固化步驟期間進(jìn)入彈性半導(dǎo)體材料。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種用于屏蔽電纜的制造制品。該制造制品包括通過將彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑于彈性半導(dǎo)體材料周圍并同時(shí)固化該彈性絕緣電介質(zhì)材料和彈性半導(dǎo)體材料而轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)材料上并與之化學(xué)結(jié)合的彈性半導(dǎo)體材料。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種護(hù)罩電纜附件。該護(hù)罩電纜附件包括涂層形成的彈性半導(dǎo)體材料部分，以及彈性半導(dǎo)體材料部分周圍模塑的彈性絕緣電介質(zhì)材料部分。彈性半導(dǎo)體材料部分和絕緣電介質(zhì)材料部分被同時(shí)固化以實(shí)現(xiàn)通過化學(xué)結(jié)合將彈性半導(dǎo)體材料部分轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)材料部分上。
本發(fā)明將允許涂層厚度低至0.0005英寸且僅需要一個(gè)模塑操作。此外，由于施加涂層的方法，無需修整毛邊或清理的第二操作。本發(fā)明還使得原料使用的顯著減少而不對(duì)物理特性產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是不影響最終產(chǎn)品的模量或硬度。本發(fā)明允許涂層從中間外表面轉(zhuǎn)移到任何內(nèi)表面，而不管幾何形態(tài)或表面不規(guī)則性。本發(fā)明使得半導(dǎo)體涂層的轉(zhuǎn)移和隨后的交聯(lián)與彈性絕緣電介質(zhì)的固化同步。此外，可以理解，可以配制的半導(dǎo)體涂層可以不用催化劑制成，從而使得最終產(chǎn)品的保持壽命長久(indefinite)。
附圖概述

圖1是具有施加的半導(dǎo)體涂層的鋼芯軸的平面圖。
圖2是具有施加的半導(dǎo)體涂層、絕緣電介質(zhì)材料和外部半導(dǎo)體套的鋼芯軸的平面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的如圖2所示的平面圖，它包括用于在半導(dǎo)體涂層之上并在外部半導(dǎo)體套之下施加絕緣電介質(zhì)材料的模子。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種用于制造半導(dǎo)體護(hù)罩的方法，它能提供幾何電應(yīng)力控制和/或屏蔽中到高電壓電纜附件。本發(fā)明的過程包括在涂層和絕緣電介質(zhì)的固化期間將常規(guī)施加的彈性半導(dǎo)體涂層從中間基底轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)。
本發(fā)明包括彈性半導(dǎo)體涂層過程，在涂層和彈性絕緣電介質(zhì)的固化期間，彈性半導(dǎo)體涂層通過該過程而從中間基底轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)上。配制的彈性半導(dǎo)體涂層可以包括，例如，EPDM彈性體。但是，該配制的涂層還可以基于硅(VMQ)和其它彈性聚合物。
本發(fā)明中使用的彈性半導(dǎo)體涂層在配方中無需使用催化劑?？梢栽趶椥越^緣電介質(zhì)中提供催化劑。在模塑過程期間，例如過氧化物的催化劑注入轉(zhuǎn)移后的彈性半導(dǎo)體涂層，這使得轉(zhuǎn)移后的涂層固化。
彈性半導(dǎo)體涂層的組分可以直接裝入球磨機(jī)、礫磨機(jī)或類似的分散設(shè)備并被磨成2或更細(xì)的Hegmen研細(xì)度。或者，這些組分可以由Banberry或類似的密閉式混合機(jī)混合。這些組分可以懸浮在懸浮劑中。
如圖1所示，將未固化的彈性半導(dǎo)體材料涂覆到諸如芯軸的中間基底12上以便形成彈性半導(dǎo)體涂層10?；?2由一定的材料制成，在固化期間彈性半導(dǎo)體涂層10可以方便地從該材料釋放。這些材料諸如鋼、不銹鋼、鋁和聚四氟乙烯被發(fā)現(xiàn)是有效的基底?？梢韵鄬?duì)于電纜附件確定基底的輪廓，從而該過程所產(chǎn)生的半導(dǎo)體護(hù)罩將具有所需的形狀以便應(yīng)用到電纜附件上。電纜附件的實(shí)例例如包括接頭和連接器。
常規(guī)涂覆技術(shù)可用于將彈性半導(dǎo)體涂層10涂覆到基底12上。這些涂覆技術(shù)包括涂刷、浸漬、噴涂、壓延或滾涂。一旦涂覆，則以環(huán)境或升高的溫度風(fēng)干以便除去懸浮劑。
如圖2所示，在固化前，有涂層的基底12置于模子(未示出)內(nèi)。未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料15被模塑在有涂層的基底12周圍?？梢允褂贸Ｒ?guī)的模塑技術(shù)，諸如噴射模塑、傳遞模塑或者壓縮模塑。當(dāng)在一定熱量和壓力下固化彈性半導(dǎo)體涂層10和彈性絕緣電介質(zhì)材料15時(shí)，通過化學(xué)結(jié)合到絕緣電介質(zhì)部件15將彈性半導(dǎo)體涂層10轉(zhuǎn)移到絕緣電介質(zhì)部件15上。例如，這可以通過彈性半導(dǎo)體涂層10和彈性絕緣電介質(zhì)材料15中的聚合物交聯(lián)而產(chǎn)生。彈性絕緣電介質(zhì)材料15的組分應(yīng)與彈性半導(dǎo)體涂層10中的組分兼容，從而在通過硫化(熱量和壓力)進(jìn)行的固化步驟之后，涂層10和絕緣電介質(zhì)材料15被結(jié)合成單個(gè)物理結(jié)構(gòu)。
此外，應(yīng)理解，半導(dǎo)體護(hù)罩將包括固化的內(nèi)半導(dǎo)體涂層和絕緣電介質(zhì)材料上的最外層半導(dǎo)體套20。在一個(gè)實(shí)施例中，該最外層半導(dǎo)體套20是預(yù)先模塑的套。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例。圖3中，預(yù)先模塑的半導(dǎo)體套20應(yīng)用到給基底12涂層的未固化的彈性半導(dǎo)體材料10上，在涂層10和半導(dǎo)體外套20之間留出一定空間(未示出)。隨后，模子22置于外套20上并將未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料1填入彈性半導(dǎo)體涂層10和外套20之間的空間。例如，可以通過經(jīng)由模子22所產(chǎn)生的外套20中的開口24的噴射模塑施加未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料15。隨后，通過將熱和壓力施加到模子上來固化彈性半導(dǎo)體材料10和絕緣電介質(zhì)材料15。
和彈性半導(dǎo)體涂層10一樣，外套20是半導(dǎo)體的。因此，外套20和涂層10的組分可以是類似或相同的。此外，如關(guān)于彈性半導(dǎo)體涂層10所描述的，形成半導(dǎo)體外套20的組分應(yīng)與彈性絕緣電介質(zhì)材料15的組分兼容，從而在彈性絕緣電介質(zhì)材料15和彈性半導(dǎo)體涂層10固化時(shí)，絕緣電介質(zhì)材料將結(jié)合到外套20以及彈性半導(dǎo)體涂層10上。
在另一個(gè)實(shí)施例中，模子22的內(nèi)部應(yīng)涂有將形成外套的未固化的半導(dǎo)體材料。該半導(dǎo)體材料可以與用于將基底涂層的彈性半導(dǎo)體材料類似或相同。在硫化時(shí)，同時(shí)固化外套、彈性絕緣電介質(zhì)材料和內(nèi)部彈性半導(dǎo)體材料，從而產(chǎn)生外套和電介質(zhì)材料以及內(nèi)部半導(dǎo)體材料和電介質(zhì)材料之間的結(jié)合，形成單個(gè)物理結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種制造制品。該制造制品包括通過將彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑于彈性半導(dǎo)體材料周圍并同時(shí)固化該彈性絕緣電介質(zhì)材料和彈性半導(dǎo)體材料而轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)材料上并與之結(jié)合的彈性半導(dǎo)體材料。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，提供了一種護(hù)罩電纜附件。該護(hù)罩電纜附件包括涂層形成的彈性半導(dǎo)體材料部分和彈性半導(dǎo)體材料部分周圍模塑的彈性絕緣電介質(zhì)材料部分。彈性半導(dǎo)體材料部分和絕緣電介質(zhì)材料部分被同時(shí)固化以實(shí)現(xiàn)通過化學(xué)結(jié)合將彈性半導(dǎo)體材料部分轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)材料部分上。
權(quán)利要求
1.一種制造用于電纜附件的半導(dǎo)體護(hù)罩的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟提供具有與所述電纜附件有關(guān)的所需輪廓的基底；用彈性半導(dǎo)體材料涂覆所述基底以形成有涂層的基底；將未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑于所述有涂層的基底周圍；以及通過將施加足夠的熱量和壓力來固化彈性半導(dǎo)體材料和彈性絕緣電介質(zhì)材料，以便通過化學(xué)結(jié)合將彈性半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)材料上。
2.如權(quán)利要求1所示的方法，其特征在于，還包括應(yīng)用最外層半導(dǎo)體套的步驟。
3.如權(quán)利要求1所示的方法，其特征在于，還包括在有涂層的基底上應(yīng)用一預(yù)先模塑的半導(dǎo)體套，并在有涂層的基底和外套之間留出一定空間；將模子置于所述外套上；以及通過將未固化的絕緣電介質(zhì)材料填入外套和有涂層的基底之間的空間，將未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑在有涂層的基底周圍。
4.如權(quán)利要求1所示的方法，其特征在于，還包括用未固化的半導(dǎo)體套材料涂覆模子的內(nèi)部表面；將所述模子置于有涂層的基底上，在模子的被涂覆的內(nèi)表面和有涂層的基底之間留出一定空間；通過將未固化的絕緣電介質(zhì)材料填入半導(dǎo)體套材料和有涂層的基底之間的空間，將未固化的彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑于有涂層的基底周圍；以及同時(shí)固化所述半導(dǎo)體套材料、彈性絕緣電介質(zhì)材料和彈性半導(dǎo)體材料。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述彈性半導(dǎo)體材料包括溶劑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在將未固化的絕緣電介質(zhì)材料模塑在有涂層的基底周圍之前，蒸發(fā)所述溶劑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底包括鋼、不銹鋼、鋁和聚四氟乙烯中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述彈性半導(dǎo)體材料不包含催化劑。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述未固化的絕緣電介質(zhì)材料包括催化劑。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述催化劑包括過氧化物。
11.一種用于屏蔽電纜的制造制品，其特征在于，所述制造制品包括通過將彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑于彈性半導(dǎo)體材料周圍并同時(shí)固化該彈性絕緣電介質(zhì)材料和彈性半導(dǎo)體材料而轉(zhuǎn)移到所述彈性絕緣電介質(zhì)材料上并與之結(jié)合的彈性半導(dǎo)體材料。
12.一種護(hù)罩電纜附件，其特征在于，包括一涂覆形成的彈性半導(dǎo)體材料部分；以及彈性半導(dǎo)體材料部分周圍模塑的彈性絕緣電介質(zhì)材料部分；所述彈性半導(dǎo)體材料部分和所述絕緣電介質(zhì)材料部分被同時(shí)固化以實(shí)現(xiàn)通過化學(xué)結(jié)合將所述彈性半導(dǎo)體材料部分轉(zhuǎn)移到所述彈性絕緣電介質(zhì)材料部分上。
全文摘要
提供了一種制造用于電纜附件的半導(dǎo)體護(hù)罩的方法。該方法包括以下步驟提供具有與所述電纜附件有關(guān)的所需輪廓的基底。隨后，用彈性半導(dǎo)體材料將所述基底涂層以形成有涂層的基底。隨后，將彈性絕緣電介質(zhì)材料模塑于所述有涂層的基底周圍，且通過施加足夠的熱和壓來固化彈性半導(dǎo)體材料和彈性絕緣電介質(zhì)材料，以便通過化學(xué)結(jié)合將彈性半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)移到彈性絕緣電介質(zhì)材料上。
文檔編號(hào)H02G15/184GK1612798SQ03801986
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2003年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月9日
發(fā)明者J·P·布爾卡 申請(qǐng)人:托馬斯及貝茨國際股份有限公司