专利名称：用于防护弹性电缆附件的半导体涂层和应用过程的制作方法
技术领域：
本发明涉及防护的电缆附件。本发明尤其涉及一种用于制造半导体护罩的方法，该半导体护罩用于提供几何电应力控制和屏蔽中压到高压电缆附件。
背景技术：
实地的高压或中压电缆端接或连接要求电屏蔽或应力控制。通常可以通过以下两种方法中的一种实现对弹性电缆附件的几何电应力控制和/或屏蔽。
在一种方法中，在一个制造操作中预先模塑一弹性半导体几何应力控制插入物。随后，在第二模塑操作中将该插入物结合到弹性绝缘电介质上。该方法具有某些缺点。预先模塑的半导体部件的标称厚度是0.020英寸以上。因此，必须修整部件的毛边和进行清理。同样，必须对部件进行特殊存储以便适应第二模塑和结合过程。较厚的预先模塑半导体部件会给最终产品造成不良物理特性。这些特性包括较高的模量，这会造成较僵硬的最终产品。在产品径向延伸显著并必须控制模量的宽量程电缆附件设计中，这一点特别重要。
另一种方法包括通过一个过程模塑弹性绝缘电介质并在第二个过程中施加半导体涂层。可以通过诸如涂刷、浸渍或喷涂等常规技术涂覆该半导体涂层。该技术也存在某些缺点。将二次涂层涂覆到不规则的内表面上很难有效实现且成本较高。除非在第二操作期间通过使用热和/或压力固化或硫化涂层，否则不能满意地实现弹性半导体涂层和弹性绝缘电介质之间的化学交联(化学结合)。由于涂层是包含催化剂的反应体系，所以这些组分的储存期是有限的。
因此，需要提供一种能更可靠和成本有效地实现的用于弹性电缆附件的涂层和涂覆过程。
发明概述本发明提供了用于制造半导体护罩的方法，该半导体护罩提供了电应力控制并屏蔽中压和高压电缆附件。
在本发明的第一方面中，提供了一种制造用于电缆附件的半导体护罩的方法。该方法包括提供具有与所述电缆附件有关的所需轮廓的基底。随后，用弹性半导体材料涂覆所述基底以形成有涂层的基底。该基底应是在固化期间弹性半导体材料不会结合于其上的材料。基底材料的实例包括钢、不锈钢、铝和聚四氟乙烯。弹性半导体材料的组分可以悬浮于悬浮溶剂中，在这种情况中，优选在处理前允许弹性半导体涂层变干。随后，将弹性绝缘电介质材料模塑(molded)于有涂层的基底周围，且通过将施加足够的热和压力来固化弹性半导体材料和弹性绝缘电介质材料，以便通过化学结合将弹性半导体材料转移到弹性绝缘电介质材料上。
在较佳实施例中，该方法进一步包括应用最外层半导体套的步骤。更优选地，该方法包括在有涂层的基底上应用预先模塑的半导体套，并在有涂层的基底和外套之间留出一定空间，将模子置于外套上；以及通过将未固化的绝缘电介质材料填入外套和有涂层的基底之间的空间，将未固化的弹性绝缘电介质材料模塑在有涂层的基底周围。
在另一个实施例中，通过用半导体套材料将模子的内表面涂层来施加外套。随后，将模子置于有涂层的基底上，在模子的被涂层的内表面和有涂层的基底之间留出一定空间。通过将未固化的绝缘电介质材料填入半导体套材料和有涂层的基底之间的空间，将未固化的弹性绝缘电介质材料模塑于有涂层的基底周围。随后，同时固化所述半导体套材料、弹性绝缘电介质材料和弹性半导体材料。
在另一个较佳实施例中，弹性半导体材料不包含催化剂。而未固化的绝缘电介质材料可以包括催化剂，诸如过氧化物，它可以在固化步骤期间进入弹性半导体材料。
在本发明的另一个方面中，提供了一种用于屏蔽电缆的制造制品。该制造制品包括通过将弹性绝缘电介质材料模塑于弹性半导体材料周围并同时固化该弹性绝缘电介质材料和弹性半导体材料而转移到弹性绝缘电介质材料上并与之化学结合的弹性半导体材料。
在本发明的另一个方面中，提供了一种护罩电缆附件。该护罩电缆附件包括涂层形成的弹性半导体材料部分，以及弹性半导体材料部分周围模塑的弹性绝缘电介质材料部分。弹性半导体材料部分和绝缘电介质材料部分被同时固化以实现通过化学结合将弹性半导体材料部分转移到弹性绝缘电介质材料部分上。
本发明将允许涂层厚度低至0.0005英寸且仅需要一个模塑操作。此外，由于施加涂层的方法，无需修整毛边或清理的第二操作。本发明还使得原料使用的显著减少而不对物理特性产生负面影响，特别是不影响最终产品的模量或硬度。本发明允许涂层从中间外表面转移到任何内表面，而不管几何形态或表面不规则性。本发明使得半导体涂层的转移和随后的交联与弹性绝缘电介质的固化同步。此外，可以理解，可以配制的半导体涂层可以不用催化剂制成，从而使得最终产品的保持寿命长久(indefinite)。
附图概述
图1是具有施加的半导体涂层的钢芯轴的平面图。
图2是具有施加的半导体涂层、绝缘电介质材料和外部半导体套的钢芯轴的平面图。
图3是根据本发明较佳实施例的如图2所示的平面图，它包括用于在半导体涂层之上并在外部半导体套之下施加绝缘电介质材料的模子。
具体实施例方式
本发明提供了一种用于制造半导体护罩的方法，它能提供几何电应力控制和/或屏蔽中到高电压电缆附件。本发明的过程包括在涂层和绝缘电介质的固化期间将常规施加的弹性半导体涂层从中间基底转移到弹性绝缘电介质。
本发明包括弹性半导体涂层过程，在涂层和弹性绝缘电介质的固化期间，弹性半导体涂层通过该过程而从中间基底转移到弹性绝缘电介质上。配制的弹性半导体涂层可以包括，例如，EPDM弹性体。但是，该配制的涂层还可以基于硅(VMQ)和其它弹性聚合物。
本发明中使用的弹性半导体涂层在配方中无需使用催化剂。可以在弹性绝缘电介质中提供催化剂。在模塑过程期间，例如过氧化物的催化剂注入转移后的弹性半导体涂层，这使得转移后的涂层固化。
弹性半导体涂层的组分可以直接装入球磨机、砾磨机或类似的分散设备并被磨成2或更细的Hegmen研细度。或者，这些组分可以由Banberry或类似的密闭式混合机混合。这些组分可以悬浮在悬浮剂中。
如图1所示，将未固化的弹性半导体材料涂覆到诸如芯轴的中间基底12上以便形成弹性半导体涂层10。基底12由一定的材料制成，在固化期间弹性半导体涂层10可以方便地从该材料释放。这些材料诸如钢、不锈钢、铝和聚四氟乙烯被发现是有效的基底。可以相对于电缆附件确定基底的轮廓，从而该过程所产生的半导体护罩将具有所需的形状以便应用到电缆附件上。电缆附件的实例例如包括接头和连接器。
常规涂覆技术可用于将弹性半导体涂层10涂覆到基底12上。这些涂覆技术包括涂刷、浸渍、喷涂、压延或滚涂。一旦涂覆，则以环境或升高的温度风干以便除去悬浮剂。
如图2所示，在固化前，有涂层的基底12置于模子(未示出)内。未固化的弹性绝缘电介质材料15被模塑在有涂层的基底12周围。可以使用常规的模塑技术，诸如喷射模塑、传递模塑或者压缩模塑。当在一定热量和压力下固化弹性半导体涂层10和弹性绝缘电介质材料15时，通过化学结合到绝缘电介质部件15将弹性半导体涂层10转移到绝缘电介质部件15上。例如，这可以通过弹性半导体涂层10和弹性绝缘电介质材料15中的聚合物交联而产生。弹性绝缘电介质材料15的组分应与弹性半导体涂层10中的组分兼容，从而在通过硫化(热量和压力)进行的固化步骤之后，涂层10和绝缘电介质材料15被结合成单个物理结构。
此外，应理解，半导体护罩将包括固化的内半导体涂层和绝缘电介质材料上的最外层半导体套20。在一个实施例中，该最外层半导体套20是预先模塑的套。
图3示出根据本发明的较佳实施例。图3中，预先模塑的半导体套20应用到给基底12涂层的未固化的弹性半导体材料10上，在涂层10和半导体外套20之间留出一定空间(未示出)。随后，模子22置于外套20上并将未固化的弹性绝缘电介质材料1填入弹性半导体涂层10和外套20之间的空间。例如，可以通过经由模子22所产生的外套20中的开口24的喷射模塑施加未固化的弹性绝缘电介质材料15。随后，通过将热和压力施加到模子上来固化弹性半导体材料10和绝缘电介质材料15。
和弹性半导体涂层10一样，外套20是半导体的。因此，外套20和涂层10的组分可以是类似或相同的。此外，如关于弹性半导体涂层10所描述的，形成半导体外套20的组分应与弹性绝缘电介质材料15的组分兼容，从而在弹性绝缘电介质材料15和弹性半导体涂层10固化时，绝缘电介质材料将结合到外套20以及弹性半导体涂层10上。
在另一个实施例中，模子22的内部应涂有将形成外套的未固化的半导体材料。该半导体材料可以与用于将基底涂层的弹性半导体材料类似或相同。在硫化时，同时固化外套、弹性绝缘电介质材料和内部弹性半导体材料，从而产生外套和电介质材料以及内部半导体材料和电介质材料之间的结合，形成单个物理结构。
在本发明的另一个方面中，提供了一种制造制品。该制造制品包括通过将弹性绝缘电介质材料模塑于弹性半导体材料周围并同时固化该弹性绝缘电介质材料和弹性半导体材料而转移到弹性绝缘电介质材料上并与之结合的弹性半导体材料。
在本发明的另一个方面中，提供了一种护罩电缆附件。该护罩电缆附件包括涂层形成的弹性半导体材料部分和弹性半导体材料部分周围模塑的弹性绝缘电介质材料部分。弹性半导体材料部分和绝缘电介质材料部分被同时固化以实现通过化学结合将弹性半导体材料部分转移到弹性绝缘电介质材料部分上。
权利要求
1.一种制造用于电缆附件的半导体护罩的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤提供具有与所述电缆附件有关的所需轮廓的基底；用弹性半导体材料涂覆所述基底以形成有涂层的基底；将未固化的弹性绝缘电介质材料模塑于所述有涂层的基底周围；以及通过将施加足够的热量和压力来固化弹性半导体材料和弹性绝缘电介质材料，以便通过化学结合将弹性半导体材料转移到弹性绝缘电介质材料上。
2.如权利要求1所示的方法，其特征在于，还包括应用最外层半导体套的步骤。
3.如权利要求1所示的方法，其特征在于，还包括在有涂层的基底上应用一预先模塑的半导体套，并在有涂层的基底和外套之间留出一定空间；将模子置于所述外套上；以及通过将未固化的绝缘电介质材料填入外套和有涂层的基底之间的空间，将未固化的弹性绝缘电介质材料模塑在有涂层的基底周围。
4.如权利要求1所示的方法，其特征在于，还包括用未固化的半导体套材料涂覆模子的内部表面；将所述模子置于有涂层的基底上，在模子的被涂覆的内表面和有涂层的基底之间留出一定空间；通过将未固化的绝缘电介质材料填入半导体套材料和有涂层的基底之间的空间，将未固化的弹性绝缘电介质材料模塑于有涂层的基底周围；以及同时固化所述半导体套材料、弹性绝缘电介质材料和弹性半导体材料。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性半导体材料包括溶剂。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将未固化的绝缘电介质材料模塑在有涂层的基底周围之前，蒸发所述溶剂。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底包括钢、不锈钢、铝和聚四氟乙烯中的至少一种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性半导体材料不包含催化剂。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述未固化的绝缘电介质材料包括催化剂。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述催化剂包括过氧化物。
11.一种用于屏蔽电缆的制造制品，其特征在于，所述制造制品包括通过将弹性绝缘电介质材料模塑于弹性半导体材料周围并同时固化该弹性绝缘电介质材料和弹性半导体材料而转移到所述弹性绝缘电介质材料上并与之结合的弹性半导体材料。
12.一种护罩电缆附件，其特征在于，包括一涂覆形成的弹性半导体材料部分；以及弹性半导体材料部分周围模塑的弹性绝缘电介质材料部分；所述弹性半导体材料部分和所述绝缘电介质材料部分被同时固化以实现通过化学结合将所述弹性半导体材料部分转移到所述弹性绝缘电介质材料部分上。
全文摘要
提供了一种制造用于电缆附件的半导体护罩的方法。该方法包括以下步骤提供具有与所述电缆附件有关的所需轮廓的基底。随后，用弹性半导体材料将所述基底涂层以形成有涂层的基底。随后，将弹性绝缘电介质材料模塑于所述有涂层的基底周围，且通过施加足够的热和压来固化弹性半导体材料和弹性绝缘电介质材料，以便通过化学结合将弹性半导体材料转移到弹性绝缘电介质材料上。
文档编号H02G15/184GK1612798SQ03801986
公开日2005年5月4日 申请日期2003年1月9日 优先权日2002年1月9日
发明者J·P·布尔卡 申请人:托马斯及贝茨国际股份有限公司