用于电线和电缆应用的密封涂层的制作方法

公开了用于电线或电缆接头的保护性密封连接涂层。

背景技术：

1、当需要接合或连接方式将两根或多根电缆或电线接在一起(形成接头)时，需要去除芯周围的保护性绝缘体(初级绝缘体)，从而暴露芯(“开放区域”)，如果不进行修复，开放接头(或开放区域)可能由于环境暴露而成为潜在的故障点。与接头相邻的绝缘端也会使流体在绝缘体和电线或电缆芯之间芯吸，并引起腐蚀，从而导致电线或电缆过早失效。

2、可以通过切割两个或多个电线或电缆端，剥离初级绝缘体，然后连接裸露的电线或电缆端来形成接头，或者，可以从暴露电线或电缆芯的一根电线或电缆上去除一部分初级绝缘体，然后将第二根电线或电缆连接到裸露的芯上形成接头。无论如何形成接头或为什么形成接头，接头不再具有连续覆盖每根电线或电缆的初级绝缘体的保护。

3、有许多可以重新应用绝缘材料来覆盖和保护电线或电缆接头的方式。一种常见的方式是在接头周围施用热缩管。通过将接头插入热缩管，然后直接在热缩管上施加热量收缩该管来施用热缩管。当温度升高到热缩管的熔点以上时，热缩管开始收缩。热缩管尺寸减小并接触接头，以提供绝缘覆盖。粘合剂和其他胶泥密封剂可用于热缩管和初级绝缘体之间的界面，从而形成密封以防止流体穿透。该技术的一个例子可以在us 3297819a中找到，它描述了一种热缩管(称为“热不稳定覆盖物”)，它可具有形成高效粘合的易熔材料。保护暴露的接头的其他常用方法包括但不限于电工胶带、密封剂和这些方法的任意组合。

4、在更恶劣的环境中使用的工业电缆通常需要使用含氟聚合物作为电缆或电线芯的初级绝缘体。众所周知，含氟聚合物具有耐化学性并提供耐高温性。含氟聚合物绝缘体，无论是初级绝缘体、保护屏障层还是作为护套，都允许此类电缆或电线在使用pvc或烯烃初级绝缘体的传统电缆或电线无法承受的环境中使用。这种环境包括暴露于化学品、高温、辐射和长时间暴露在户外的环境中。使用含氟聚合物初级绝缘体生产的电缆或电线通常在困难和/或恶劣的环境中使用。

5、根据设计和用途，使用含氟聚合物初级绝缘体生产的电缆或电线可能需要接头将两根或更多根电线或电缆接合在一起，或者沿着不同电线或电缆的长度连接一根或多根电线。为了在包括含氟聚合物初级绝缘体的电缆或电线上形成接头，在需要接头的位置要去除含氟聚合物初级绝缘体。一旦保护性含氟聚合物绝缘体断裂或被移除，电线现在就会暴露在可能导致电缆或电线芯损坏的环境中。为了正确地修复接头，保护性含氟聚合物绝缘体需要是连续层，以防止液体和刺激性化学物质穿透绝缘体并侵蚀电缆或电线芯。在被认为是极端环境的情况下，常用的保护接头的方法如热缩管、密封剂和胶带不能提供连续的含氟聚合物绝缘层，并且可能无法提供必要的保护，导致电缆或电线芯损坏。为了承受恶劣的环境条件，绝缘层需要是连续的不可穿透的含氟聚合物覆盖层。

6、美国专利8,502,074b2描述了一种通过引入密封装置来保护接头的方法，该装置通过在包括pvdf或聚乙烯的接头周围原位成型。如果连接不防水，则连接失败的风险很高。为此，已经采取了各种方法来密封接头并将其与周围环境隔离开来。

7、需要修复电线或电缆含氟聚合物绝缘体的断裂部位，从而在电缆或电线上形成连续的含氟聚合物保护层以及防水或其他流体的阻隔密封。

技术实现思路

1、公开了一种组合物，一种用于提供“密封连接涂层”的“连接组合物”，也称为用于电线或电缆的“密封涂层”。公开了一种在具有含氟聚合物绝缘体的电线或电缆接头上提供连接涂层的方法。公开了一种具有密封连接涂层的电线或电缆接头。公开了一种修复受损电线或电缆的方法，所述方法为受损区域提供密封连接涂层。本发明的组合物提供了一种新的重新连接已断裂或部分开放至芯的电线或电缆上的含氟聚合物绝缘体的方法，以连续的方式形成阻隔密封，使得流体(液体或气体)无法穿透和接触芯。这可以通过将本发明组合物施加到电线或电缆上以覆盖含氟聚合物绝缘体中的断裂部位或开放区域，然后干燥本发明组合物以在电线或电缆上形成密封涂层来完成。应用本发明组合物以覆盖含氟聚合物绝缘体中的断裂部位并干燥该组合物得到电线或电缆上的连续的含氟聚合物保护层，所述含氟聚合物保护层包括密封涂层。

2、为了形成阻隔密封，本发明组合物以对流体和气体产生阻隔的方式粘附在含氟聚合物绝缘体上。优选地，本发明组合物与包括pvdf树脂或pvdf共聚物的含氟聚合物绝缘体一起使用。优选地，所述含氟聚合物绝缘体是初级绝缘体。本发明组合物能够粘附在含氟聚合物绝缘体上并穿透含氟聚合物绝缘体下方和导体之间，一旦干燥能进一步固定和锁定组合物，从而进一步改善阻隔密封，防止流体接触芯。

3、一种可以使用本发明组合物的这种电缆被称为阴极保护电缆。阴极保护电缆用于恶劣环境，例如与水或盐水直接接触时，通常在聚烯烃“次级”绝缘层下包含含氟聚合物绝缘层。在这种情况下，含氟聚合物绝缘层被视为初级绝缘体，烯烃层被视为保护套。

4、当具有含氟聚合物绝缘体的阴极保护电缆上需要接头时，含氟聚合物绝缘体会断裂以进行连接。本文描述的本发明组合物可用于阴极保护电缆上以修复所述断裂部位并产生连续的含氟聚合物阻挡绝缘覆盖物。本发明组合物还可以以类似的方式用于任何包含含氟聚合物绝缘层的电缆。优选的实施方式是将本发明组合物应用于含有含氟聚合物绝缘体的电线或电缆，更具体地，其中含氟聚合物绝缘体包括pvdf初级绝缘体。本发明组合物可以单独使用，或与覆盖和保护含氟聚合物绝缘体中暴露的接头或断裂部位的任何其他常用方法结合使用。作为示例，具有粘合剂或电工胶带的热缩管可用在本发明组合物之上以提供进一步的保护。

5、发明的方面

6、方面1：一种包含pvdf共聚物和溶剂的连接组合物，其中所述溶剂包含环状酮，其中pvdf共聚物的重量百分比为20至40重量％，优选20至35重量％，以pvdf共聚物和溶剂的总重量为基准，其中所述pvdf共聚物包含至少75重量％的偏二氟乙烯单元，优选至少80％的偏二氟乙烯单元，并且所述pvdf共聚物在230℃和100s-1下的熔体粘度为2至12千泊(kilopoise)，优选为4和10千泊。

7、方面2：根据方面1的组合物，其中所述pvdf共聚物包含2-25重量％的共聚单体。

8、方面3：根据方面1或2的组合物，其中所述共聚单体选自下组：氟乙烯；三氟乙烯(vf3)；三氟氯乙烯(ctfe)；1,2-二氟乙烯；四氟乙烯(tfe)；六氟丙烯(hfp)；2,3,3,3-四氟丙烯；1,3,3,3-四氟丙烯；3,3,3-三氟丙烯；全氟(烷基乙烯基)醚，例如全氟(甲基乙烯基)醚(pmve)、全氟(乙基乙烯基)醚(peve)和全氟(丙基乙烯基)醚(ppve)；全氟(1,3-间二氧杂环戊烯)；全氟(2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)(pdd)，优选hfp、2,3,3,3-四氟丙烯、3,3,3-三氟丙烯、tfe及其组合。

9、方面4:根据方面1-3中任一项的组合物，其中所述共聚单体包括hfp。

10、方面5：根据方面1-4中任一项的组合物，其中所述环状酮包括环戊酮。

11、方面6：根据方面1-5中任一项的组合物，其中所述溶剂还包括助溶剂。

12、方面7：根据方面1-6中任一项的组合物，其中所述助溶剂包括丙酮或c1-c6醇。

13、方面8：根据方面1-7中任一项的组合物，其中所述环状酮占总溶剂的大于20重量％、优选大于30重量％。

14、方面9：根据方面1-8中任一项的组合物，其中所述pvdf共聚物的分子量为150至400千克/摩尔，优选为150至300千克/摩尔，更优选为180至220千克/摩尔，由采用pmma丙烯酸类标准品的gpc测定。

15、方面10：一种涂覆电缆或电线接头的方法，该方法包括提供根据方面1至9中任一项的连接组合物；提供将第一电缆或电线或传感器与第二电缆或电线连接的接头，其中所述第一电缆或电线或传感器或所述第二电缆或电线中的至少一者在其上除在开放区域之外具有含氟聚合物绝缘体，在所述开放区域中所述第一电缆或电线或传感器与所述第二电缆或电线连接；围绕所述接头施加连接组合物以完全覆盖所述接头并粘合至与开放区域相邻的绝缘覆盖部分，从而提供覆盖所述接头的连续含氟聚合物绝缘体。

16、方面11：一种修复电线或电缆含氟聚合物绝缘体断裂部位的方法，包括提供根据方面1-9中任一项的连接组合物；提供具有电线或电缆含氟聚合物绝缘体断裂部位的电线或电缆；在绝缘体断裂部位施加所述连接组合物；干燥所施加的连接组合物以在断裂部位形成连续的含氟聚合物绝缘覆盖物。

17、方面12：根据方面10或11的方法，其中，通过将连接组合物喷涂或漆涂(paint)到电缆或电线上来施加所述连接组合物。

18、方面13：根据方面10-12中任一项的方法，其中所述连接组合物在环境温度下施加。

19、方面14：根据方面10或13中任一项的方法，其中所述连接组合物在20℃至最高160℃的温度下，优选40至155℃的温度下干燥。

20、方面15：根据方面10或14中任一项的方法，其中，将热量局部施加到覆盖开放区域或绝缘体断裂部位的连接组合物上。

21、方面16：根据方面10或15中任一项的方法，其中所述方法还包括施加多层连接组合物。

22、方面17：根据方面10或16中任一项的方法，其中所述含氟聚合物绝缘体包括熔体粘度为4至40kp的均聚物或共聚物，所述熔体粘度在230℃下在100秒-1下测量。

23、方面18：根据方面10-17中任一项的方法，其中所述含氟聚合物绝缘体包括聚偏二氟乙烯均聚物或共聚物。

24、方面19：一种将第一电缆或电线或传感器与第二电缆或电线连接的接头，其中至少一根电缆或电线包括含氟聚合物绝缘体，其中所述接头另外包括密封涂层，该密封涂层覆盖该接头并粘合至与该接头相邻的含氟聚合物绝缘体部分，从而使接头绝缘，其中所述密封涂层包括pvdf共聚物，所述pvdf共聚物在230℃和100s-1下的熔体粘度为2-12kp，优选4-10kp。

25、方面20：根据方面19的接头，其中所述pvdf共聚物包含2-25重量％的共聚单体。

26、方面21：根据方面19或20的组合物，所述共聚单体选自下组：氟乙烯；三氟乙烯(vf3)；三氟氯乙烯(ctfe)；1,2-二氟乙烯；四氟乙烯(tfe)；六氟丙烯(hfp)；2,3,3,3-四氟丙烯；1,3,3,3-四氟丙烯；3,3,3-三氟丙烯；全氟(烷基乙烯基)醚，例如全氟(甲基乙烯基)醚(pmve)、全氟(乙基乙烯基)醚(peve)和全氟(丙基乙烯基)醚(ppve)；全氟(1,3-间二氧杂环戊烯)；全氟(2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)(pdd)，优选hfp、2,3,3,3-四氟丙烯、3,3,3-三氟丙烯、tfe及其组合。

27、方面22：根据方面19或20的组合物，其中所述共聚单体包括hfp。

28、方面23：所述方面19-22中任一项的接头，其中所述含氟聚合物绝缘体是pvdf均聚物或共聚物。

29、方面24：所述方面19-23中任一项的接头，其中所述密封连接组合物粘附在含氟聚合物绝缘体上并形成防水密封。

30、方面25：所述方面19-24中任一项的接头，其中一层密封涂层的厚度为60至200微米。