一种电缆复合交联工艺的制作方法

一种电缆复合交联工艺属于电缆制造技术领域。

背景技术：

交联材料因其耐化学稳定性好，力学性能优越，材料结构稳定等优点已得到广泛认可。

橡胶材料电缆制品由于其优异的耐低温、耐油、耐酸碱等苛刻环境性能，己广泛应用于汽车、石油、航天等工业领域制作各种软管、密封圈、垫圈等制品，也已广泛应用于军民品生产的各个领域。橡胶电缆在生产制造过程中的硫化交联是采用水蒸汽压力利用饱和水蒸汽的压力及温度控制其交联度，挤出与交联同步完成，所以交联成本低。但实际电缆制造过程中因材料的交联度控制较难，存在硫化不足、多次硫化及过交联现象。即使保证了交联，电缆在硫化交联过程中也会出现绝缘线芯、内护层的变形情况，存在产品的质量隐患。

辐照交联工艺，是在辐照交联电缆材料添加交联敏化剂，通过电子加速器辐照，使大分子支链或功能性侧基反应，由线性结构变成三维网状结构。但电子加速器存在单面照射时电子束的穿透能力相对较差且照射不均匀，如果电缆非金属材料厚度较厚时，一面被照射而另一面无法被照射或照射的剂量不足的情况时常发生。但如果增加辐照频次，又会出现电子残余电荷积聚，导致电缆的绝缘性能下降。

以上两种交联方式是电缆制造过程中常用的两种交联工艺，得到广泛运用，但两种交联工艺过程中变形、电荷残余仍是行业的瓶颈。本专利的主要描述两种交联方式复合在同一电缆上实现，解决两种交联弊端的工艺方法。

橡胶是典型的黏弹性材料，具有黏性、弹性和不可压缩性，交联是采用添加硫化剂（dcp）的方式交联。通过橡胶材料的硫变曲线、门尼粘度等确定橡胶材料的交联温度、水蒸气压力，控制不同橡胶层的不同交联度。因橡胶电缆的生产，其绝缘和护套的生产是采用饱和蒸气压及温度调节其硫化参数，挤出方式为挤压式，所以对于橡胶材料的弹性大，线芯间的应力无法释放问题是行业的一个瓶颈，在市场电缆产品中经常会发现圆整度不好，绝缘线芯压力过大，弹性无法释放形成的挤压痕变形等问题。

辐照交联是一种使材料从线性二维变网状三维的交联方式，通过凝胶量确定其交联度，衡量方式为材料的热延伸。但是由于辐照加速器的局限性，所能穿透的厚度超过10mm的时候，将难以完全穿透，且辐照均匀性无法保证。即使采用多次辐照，也会经常出现积聚电荷过多难以消除，。绝缘性能因此下降，存在隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是通过控制橡胶绝缘线芯正化工艺，采用非硫化隔离层，使用辐照交联隔离层材料挤管式生产，对护套橡胶实施欠硫工艺，并对辐照交联产生的残余电荷进行消除，同时使在消除电荷过程中使电缆橡胶护套得到二次交联。既解决了由于橡胶材料特性的弹性大、易变型，又解决了辐照交联存在残余电荷可能性，使电缆得到充分交联。

本发明一种电缆复合交联工艺是通过如下技术方案实现：电缆绝缘线芯外挤管式挤包辐照交联材料作为隔离层，对绝缘线芯采用硫化交联工艺，对隔离层采用辐照交联工艺，对护套橡胶采用欠硫工艺后，最后进行二次交联工艺消除电荷护套完全交联；

其特征是：绝缘橡胶采用水汽平衡压力5～7mpa、温度155～170℃控制绝缘正硫化交联度；隔离层辐照交联的电子加速器选择2.5mev产生的线状电子束加环形反射装置反向通过电子束，能量0.8～1.5mev，束流30ma-40ma；护套橡胶采用水汽平衡压力4～6mpa、温度150～165℃控制护套欠硫化交联度，最后采用水蒸汽恒温80℃～100℃，电缆一段施加不超过60v的直流电，使电缆两端形成电位差的办法，通过加热空气加速电荷的定向转移，最终通过接地的方式消除电荷且电缆橡胶护套得到二次交联。

与现有技术相比，该专利技术具有如下有益效果：弧形反射板替代传统长方形平面反射板，将射线进行反射，进而在辐照时形成反射，使得电缆不同角度都可得到均匀辐照；护套欠硫化交联工艺中由于高温高压，辐照交联隔离层出现受热流动性，由于之前隔离层采用挤管式挤出方式，内部存在间隙，在百米左右的硫化管内重新物理分布，形成线芯间的包裹，解决了橡胶电缆全硫化存在线芯变形的情况，电缆安全性能增加；护套二次交联电荷消除设计的一种消除装置，不仅可以有效的消除残余电荷，还可完成护套橡胶的二次交联，使得电缆护套得到完全交联。

附图说明

图【1】为辐照反射装置。

图【2】为护套二次交联及辐照残余电荷消除装置。

1-蒸汽房2-蒸汽鼓风机3-直流电源（﹢）4-接线环（+）5-电缆头（+）6-金属盘具7-电缆8-金属垫板（接地）9-电缆头（-）10-接线环（-）11-出风口。

具体实施方式

化仪转距ｍ达到ｍｍｉｎ＋１０％（ｍｍａｘ－ｍｍｉｎ）时所对应的时间为胶料的胶烧时间；定义ｔ９０即硫化仪转距ｍ达到ｍｍｉｎ＋９０％（ｍｍａｘ－ｍｍｉｎ）时所对应的时间为胶料的正硫化时间，根据硫化曲线可以看出，橡胶硫化度的变化趋势与压缩永久变形值的数据一致，压缩永久变形的数据反映出橡胶从欠硫到正硫化的硫化度逐渐增大的过程。

绝缘线芯硫化交联工艺

通过转矩硫变仪，测定硫化仪转距m达到ｍｍｉｎ+10%（mmax－mmin）时所对应的时间为胶料的胶烧时间；定义t90即硫化仪转距ｍ达到ｍｍｉｎ＋90%（mmax－mmin）时所对应的时间为胶料的正硫化时间

通过硫变曲线可看出橡胶硫化度的变化趋势与压缩永久变形值的数据一致，压缩永久变形的数据反映出欠硫到正硫化的硫化度逐渐增大的过程。选择ｍ达到ｍｍｉｎ+90%（mmax－mmin）的正硫化交联，确定交联温度155～170℃及水汽平衡压力5～7mpa。也就是说此时的绝缘是基本完全交联的，其永久变形可控制至最小程度。

隔离层辐照交联工艺

在电缆绝缘线芯外挤管式挤包辐照交联材料，采用辐照交联材料通过辐照电子加速器辐照，辐照加速器能量，电子加速器选择2.5mev产生的线状电子束加环形反射装置方向通过电子束，能量不宜过高，根据内衬层厚度低速低电流运行，能量0.8～1.5mev，束流30ma-40ma发生辐射交联反应仅改变内衬层，不穿透至绝缘层。

辐照反射装置如下，图1采用弧形反射板3个替代传统长方形平面反射板，将射线进行反射，进而在辐照时形成反射，使得电缆不同角度都可得到均匀辐照。

护套欠硫化交联工艺

护套橡胶采用欠硫交联，即欠硫到正硫化的硫化度逐渐增大的过程。选择ｍ达到ｍｍｉｎ+70%（mmax－mmin）的欠硫化交联，确定交联温度150～165℃及水汽平衡压力4～6mpa。也就是说此时的护套是未完全交联的，其永久变形尚未完全形成。

在进入硫化管道后，由于高温高压，辐照交联隔离层出现了受热流动性，由于之前隔离层采用挤管式挤出方式，内部存在间隙，在百米左右的硫化管内重新物理分布，形成线芯间的包裹，解决了橡胶电缆全硫化存在线芯变形的情况，电缆安全性能增加。

护套二次交联及辐照残余电荷消除工艺

在经过电子加速器辐照后的电缆，此时是存在残余电荷的，在完成辐照工序后，72小时内（80℃～100℃）完成电荷消除，本专利对于电荷消除设计了一种消除装置，从电缆一段施加不超过60v的直流电，使电缆两端形成电位差的办法，并通过加热空气加速电荷的定向转移，最终通过接地的方式消除电荷。经过此工艺方案不仅可以有效的消除残余电荷,还可完成护套橡胶的二次交联，使得电缆护套得到完全交联。