CN109273956B

CN109273956B - 一种电缆硫化方法

Info

Publication number: CN109273956B
Application number: CN201811100844.8A
Authority: CN
Inventors: 霍耀广
Original assignee: Beijing Machinery Equipment Research Institute
Current assignee: Beijing Machinery Equipment Research Institute
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2021-09-14
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: CN109273956A

Abstract

本发明涉及一种电缆硫化方法，属于电缆技术领域，解决了现有技术中的电缆连接器密封性差、出线部位不牢固的问题。本发明公开了一种电缆硫化方法，电缆包括电缆连接器和电缆束，电缆连接器和电缆束的连接处通过硫化胶密封；具体包括如下步骤：(1)涂覆处理：将电缆连接器和电缆束的待硫化表面涂覆黏结剂，晾干；(2)安装硫化模具：将硫化模具安装在电缆连接器的尾端；(3)灌胶：将硫化胶注入硫化模具与电缆束之间的空隙，固化。本发明将电缆连接器尾部进行局部硫化处理，电缆的密封性得到提高，电缆连接器尾部原来的薄弱环节得到加强，提高了电缆防水耐老化的性能以及环境适用性。

Description

一种电缆硫化方法

技术领域

本发明涉及电缆技术领域，尤其涉及一种电缆硫化方法。

背景技术

电缆主要由电缆连接器和电缆束组成。无论是军用领域如航空航天领域、海上舰载平台等，还是民用领域如制造领域、矿山、化工等，电缆作为连接着整个电子系统的各个功能部件的中间环节被大量的使用着，分布在各种各样的工作环境中，其性能的稳定尤为重要。因为任何故障都会对整个系统产生不可估计的影响。

为了保证电缆的可靠性，需要对电缆进行防潮、防尘和加强处理，目前主要有以下处理方式：

(1)焊点套热缩套管保护。电缆连接器焊接完毕，对焊点进行热缩保护；

(2)尾夹固定保护。电缆装接成型过程，电缆连接器尾夹将电缆束夹紧固定，保护焊点防止受到外力拉扯，造成焊点故障，影响电缆的功能。

(3)灌封处理。对于环境恶劣，需要加强防护的电缆连接器，采用连接器尾罩内部进行灌封处理的方式。

(4)为了进一步加强防潮防尘功能，还要在电缆连接器与电缆束连接处热缩一层热缩套管保护，同时起到一定的加强作用，防止焊点受力。

方式(1)对于防止多余物对焊点造成的影响，具有一定的作用，但由于热缩套管无法做到密封，不能防止潮气对焊点的的影响；方式(2)对于保护焊点受外力作用，防止拉扯，具有一定的作用，但对于电缆重量较重，电缆连接器频繁的拔插的情况，防护作用有效，不可避免的会失效；方式(3)的防护作用明显加强，可以有效防止潮气、飞溅的雨水的影响，但由于灌封胶与连接器壳体的黏结受温度、湿度的影响较大，黏结效果下降之后，雨水的侵蚀会造成防护性能的下降；方式(4)内壁带热溶胶的热缩套管加热后内壁的胶会融化，冷却之后有很好的防潮作用，有一定的硬度，可以起到一定的加强作用。电缆在试验等使用过程需要经常插拔操作，热缩套管的在折弯等外力作用下，与线缆的结合会松懈，防护效果降低。热缩套管在长期强太阳辐射条件下，会出现老化，热缩套管与电缆外皮之间脱离，热缩套管只能起到防尘、绝缘等作用，不能达到密封防水的效果，相反，却起到了积水的作用。

综上所述，目前的电缆连接器存在密封性差、出线部位不牢固的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种电缆硫化方法，用以解决现有电缆连接器密封性差、出线部位不牢固的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种电缆硫化方法，所述电缆包括电缆连接器和电缆束，所述电缆连接器的外壳为金属材质，所述电缆束外具有塑料保护套，所述电缆连接器和所述电缆束的连接处通过硫化胶密封；包括如下步骤：

(1)涂覆处理：将电缆连接器的待硫化表面涂覆黏结剂，晾干；

(2)安装硫化模具：将硫化模具安装在电缆连接器的尾端；

(3)灌胶：将硫化胶注入硫化模具与电缆束之间的空隙，固化。

在上述方案的基础上，本发明还做了如下改进：

进一步，所述步骤(3)中，如果灌胶过程中有气泡产生，需要排出空气。

进一步，所述硫化方法为室温硫化，所使用的硫化胶为聚氨酯橡胶。

进一步，所述聚氨酯橡胶包括单组分或双组分。

进一步，所述硫化胶为双组分反应型聚氨酯橡胶。

进一步，所述黏结剂既能黏结金属又能黏结橡胶。

进一步，所述步骤(3)中，固化为室温固化，固化时间为2～4h。

进一步，所述步骤(1)之前还包括预处理工艺，具体包括：

S1：对电缆连接器的待硫化表面进行处理；

S2：对电缆束的待硫化表面进行处理；

所述S1包括如下步骤：将电缆连接器出线口外圆表面的漆去除，之后用有机溶剂进行清洗；

所述S2包括如下步骤：将电缆束的待硫化表面进行打磨处理，磨出的粉末清理干净，之后用有机溶剂进行清洗。

进一步，所述步骤(2)中，所述硫化模具贴合所述电缆连接器的插头壳体表面，使硫化模具与电缆连接器之间贴合完好，无缝隙。

进一步，所述步骤(2)之后和所述步骤(3)之前还包括配胶，包括如下步骤：将两种组分的聚氨酯橡胶混合，得到步骤(3)所使用的硫化胶。

本发明所选用的硫化胶为3M 2131，其为双组分反应型聚氨酯橡胶，两种组分分别为黑色胶体和黄色固化剂，二者的混合比例为黑色胶体和黄色固化剂的质量比为1.5～4:1。

经过分析、比较发现，二者的质量比小于1.5:1时，混合后得到的硫化胶固化速度太快，来不及进行后续操作；二者的质量比大于4:1时，金属与硫化胶之间的黏合强度差。所以，本发明选择黑色胶体和黄色固化剂的质量比为1.5～4:1，优选为7:3。

考虑到向胶体中加入固化剂后，胶体由流动的胶体很快变为黏稠的胶体，本发明在配胶过程中，两种组分的混合速度要快，从而可以保证顺利完成后续操作。

在黏结剂的选择上本发明也做了大量实验，最终选择401胶、RM-1胶和开姆洛克218三种黏结剂分别制作试件，之后分别测试试件的黏合强度，测试发现，开姆洛克218的黏合强度最大。

为了进一步提高金属和硫化胶之间的黏合强度，本发明控制黏结剂的涂覆厚度为15～25μm。实验发现，黏结剂的涂覆厚度小于15μm时，黏结剂的用量太少，起不到提高金属和硫化胶之间的黏合强度的目的；黏结剂的涂覆厚度大于25μm时，黏结剂的厚度太后，反而会降低金属和硫化胶之间的黏合强度。本发明选择黏结剂的涂覆厚度为15～25μm，既能起到提高金属和硫化胶之间的黏合强度的目的，又节省了黏结剂的用量。

为了提高电缆束保护套与硫化胶之间的黏合强度，本发明在电缆束保护套外也涂覆黏结剂。

本发明有益效果如下：

(1)将电缆连接器尾部进行局部硫化处理，电缆的密封性大幅提高，水密性能测试中，在充气压力大于0.3MPa时，仍未出现漏水现象，在充气压力为0.5MPa时，仍未出现漏水现象；而未进行硫化处理的产品，在充气压力为0.03MPa时，就开始出现漏水现象，可见，硫化处理后电缆的水密性能增加了10倍以上。

(2)因为一般来说硫化胶用于对电缆保护套的修复，主要用于非金属的黏结，而对于金属材质的电缆连接器外壳黏结性差，金属与硫化胶的黏合强度小于3MPa。本发明通过在待硫化表面涂覆黏结剂，并通过选择合适的黏结剂种类使得金属与硫化胶之间的黏合强度大于10MPa(10MPa时硫化胶撕裂，但与金属仍然结合)，从而大幅增加了硫化效果。

(3)电缆连接器尾部原来的薄弱环节得到加强。经插拔力试验发现，经硫化处理后的电缆，耐插拔次数在600次以上；而未经硫化处理的电缆，耐插拔次数少于100次。由此可见，经过硫化处理后，电缆连接器尾部原来的薄弱环节得到了明显加强。

(4)提高了电缆防水耐老化的性能以及环境适用性。硫化处理后的电缆，在最严酷的南海南沙群岛海洋环境下，8年未老化；而未经硫化处理的电缆，在南沙群岛海洋环境下3年左右就开始老化。

(5)产品的可靠性大大提高，大幅度降低售后成本。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的硫化方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，公开了一种电缆硫化方法，电缆包括电缆连接器和电缆束，电缆连接器和电缆束的连接处通过硫化胶密封；包括如下步骤：

(1)涂覆处理：将电缆连接器和电缆束的待硫化表面涂覆黏结剂，晾干；

(2)安装硫化模具：将硫化模具安装在电缆连接器的尾端；

实施时，首先，在电缆连接器和电缆束的待硫化表面涂覆黏结剂，晾干；其次，安装可拆卸硫化模具，并贴合插头壳体表面，将模具与连接器紧固，检查模具与连接器之间是否贴合完好，无缝隙；最后，将硫化胶注入硫化模具与线缆之间的空隙中。

与现有技术相比，本实施例提供的硫化方法的有益效果如下：

在灌胶过程中经常有气泡产生，考虑到气泡的存在会影响电缆的密封性，因此，如果灌胶过程中有气泡产生，需要排出空气，从而提高电缆的密封性，增加电缆连接器和电缆束之间的连接强度。

电缆连接器防护局部硫化方法可分为室温硫化和热硫化，考虑到热硫化工艺需在一定压强和温度下进行操作，对环境条件具有较高的要求。因此本发明选择的是室温硫化工艺，从而使得本发明的硫化方法节约能耗，具有较高的工艺可靠性。

在众多的硫化胶中，聚氨酯橡胶具有黏结性好、内聚强度高的优点，所以本发明选择的硫化胶为聚氨酯橡胶。

聚氨酯橡胶包括单组分和双组分，与单组分聚氨酯橡胶相比，双组分聚氨酯橡胶具有性能可调节性大、黏合强度大、黏结范围广等优点。所以，本发明选用的硫化胶为双组分聚氨酯橡胶。

具体来说，本发明的双组分聚氨酯橡胶属反应型胶黏剂，两组分混合发生交联反应而固化黏结。在众多的反应型双组分聚氨酯橡胶中，3M2131型硫化胶具有室温固化快、固化应力低、密封性能好、耐冲击性能、耐水性好、施工方便等特点，并且不受水、油、盐和其他污染物的影响，因此本发明选用的硫化胶为3M 2131型硫化胶。

考虑到一般的黏结剂对塑料与塑料之间的黏结效果好，而对于塑料与金属之间的黏结效果差，因此，本实施例选用的是既能黏结金属又能黏结塑料的黏结剂，从而增加电缆连接器和电缆束之间的黏合强度，进而增强硫化效果，提高密封性。优选为开姆洛克218，与其他的黏结剂相比，使用开姆洛克218黏结剂黏结的黏结件具有耐水、耐盐雾、耐多种溶剂以及其他苛刻环境的优点，并且该型号的黏结剂具有操作方便，工艺简化，能适用各种加工工艺的优点。所以本实施例选择开姆洛克218作为黏结剂。

为了降低能耗，本实施例选择的固化方式为室温固化。

为了使硫化胶固化完全，本实施例选择固化时间为2～4h。实验发现，固化时间小于2h时，固化不完全，电缆连接器和电缆束连接处的结合强度差；固化时间达到4h时已固化完全，继续延长固化时间不仅降低能耗，而且降低生产效率，所以，本实施例选择固化时间为2～4h。

考虑到电缆连接器待硫化表面的漆会影响黏合强度，进而影响硫化效果，本实施例在涂覆黏结剂之前还包括预处理工艺，包括如下步骤：

S1：对电缆连接器的待硫化表面进行处理；

S2：对电缆束的待硫化表面进行处理；

S1具体为：将电缆连接器出线口外圆表面的漆去除，之后用有机溶剂进行清洗，避免油漆等多余物对黏结性能的影响；

S2具体为：将电缆束的待硫化表面进行打磨处理，磨出的粉末清理干净，之后用有机溶剂进行清洗。

打磨的目的是使电缆束的待硫化表面露出全新的电缆束保护套内里，使待硫化表面具有一定的粗糙度，增加黏合强度。用有机溶剂清洗的目的是减少油污、铁锈等多余物对后续工序的影响，增加了黏合强度，进而增强硫化效果，增加电缆的密封性。

为了使硫化后的电缆连接器和电缆束的连接处既美观又具有良好的密封性，本发明对安装模具有严格的要求。本实施例中将硫化模具贴合电缆连接器的插头壳体表面，使硫化模具与电缆连接器之间贴合完好，无缝隙，从而使得硫化胶只流入硫化模具与电缆束之间的空隙中，而不会顺着缝隙流到电缆连接器的外表面，从而使得电缆连接器的外表面干净、整洁，提高电缆的整体美观度。

为了增强硫化效果，本实施例的硫化胶是在使用之前现配的，即在安装硫化模具之后、灌胶之前还包括配胶，包括如下步骤：将两种组分的聚氨酯橡胶按一定比例混合，得到灌胶所使用的硫化胶。

实施例1

(1)前处理工艺：硫化之前对于待硫化部位进行洁净处理。

a.先用专用工具将电缆连接器的出线口外圆表面的漆去除；再用毛刷将打磨出的粉末清理干净，要求无粉末及多余物残留；之后用丙酮清洗待硫化表面，清洗完毕后用将热风枪设置在80℃吹两分钟。

b.先用砂纸对电缆束表面的塑料保护套进行打磨处理，使待硫化表面具有一定的粗糙度，电缆束表面的塑料保护套无破损；再用毛刷将打磨出的粉末清理干净，要求无粉末及多余物残留；之后用丙酮清洗待硫化表面，清洗完毕后用将热风枪设置在80℃吹两分钟。

(2)涂覆处理

用画笔蘸取401胶在电缆连接器和电缆束的待硫化表面均匀涂覆，涂覆厚度为15μm，涂完后自然晾干，禁止用手触摸待硫化表面。

(3)安装硫化模具

将可拆卸硫化模具安装在电缆连接器的尾部，并将二者紧固，使得硫化模具与电缆连接器之间贴合完好，无缝隙。

(4)配胶

将双组分3M 2131型硫化胶的黑色胶体和黄色固化剂按照6:4的比例快速混合，搅拌，直到胶的颜色均匀一致。

(5)灌胶

将硫化胶灌入胶袋，将胶袋口对准可拆卸硫化模具与电缆束之间的空隙中，使胶袋中的胶缓慢流入模腔内，要求胶面自然流平；在灌胶过程中若有气泡产生，用铜棒刺破硫化模具内的气泡，排出空气；灌胶完成后，室温自然固化2～4h。

(6)拆模处理

待胶液固化后，用十字螺丝刀拧开卡扣上的螺钉，取下卡扣，卸下模具。

(7)整形处理

用专用刀具将硫化后的外表面进行修整，要求无多余飞边，电缆连接器和电缆束的连接处的硫化胶尽量保持自然固化状态。

(8)硫化后外观检查

电缆连接器出线口的硫化胶表面允许有少量的不影响气密要求的气孔，出线口允许有模具接痕，出线口顶部灌胶口胶面允许有轻微不平整现象。

实施例2

(1)前处理工艺：硫化之前对于待硫化部位进行洁净处理。

(2)涂覆处理

用画笔蘸取RM-1胶在电缆连接器和电缆束的待硫化表面均匀涂覆，涂覆厚度为25μm，涂完后自然晾干，禁止用手触摸待硫化表面。

(3)安装硫化模具

(4)配胶

将双组分3M 2131型硫化胶的黑色胶体和黄色固化剂按照8:2的比例快速混合，搅拌，直到胶的颜色均匀一致。

(5)灌胶

(6)拆模处理

(7)整形处理

(8)硫化后外观检查

实施例3

(1)前处理工艺：硫化之前对于待硫化部位进行洁净处理。

(2)涂覆处理

用画笔蘸取开姆洛克218黏结剂在电缆连接器和电缆束的待硫化表面均匀涂覆，涂覆厚度为20μm，涂完后自然晾干，禁止用手触摸待硫化表面。

(3)安装硫化模具

(4)配胶

将双组分3M 2131型硫化胶的黑色胶体和黄色固化剂按照7:3的比例快速混合，搅拌，直到胶的颜色均匀一致。

(5)灌胶

(6)拆模处理

(7)整形处理

(8)硫化后外观检查

在相同的实验条件下分别测试本发明实施例1-3的产品与未经硫化处理的样品1和样品2的水密性、黏合强度、耐老化性能和耐插拔性能，实验结果见表1。

表1实施例1-3的产品与样品1和样品2的性能指标

	实施例1	实施例2	实施例3	样品1	样品2
						水密性(MPa)	0.4	0.5	0.5	0.03	0.02
黏合强度(MPa)	10	12	15	<3	<3
						耐老化年限(年)	9	>10	>10	3	2.5
耐插拔次数(次)	625	667	780	68	85

注：表中耐老化年限是指产品开始老化的时间；耐插拔次数是指插拔多少次电缆断路。

由表1可以看出，经过硫化处理后，电缆的密封性能提高10倍以上；金属与硫化胶之间的黏合强度均在10MPa以上，是样品1和样品2的3～5倍；开始老化的时间最短为8年，是样品1和样品2的3倍以上；耐插拔次数均在600次以上，是样品1和样品2的7～12倍。由此可见，经过硫化处理后，电缆的综合性能显著提高，产品的可靠性大大提高，使用寿命延长，成本降低。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电缆硫化方法，所述电缆包括电缆连接器和电缆束，其特征在于，所述电缆连接器的外壳为金属材质，所述电缆束外具有塑料保护套，所述电缆连接器和所述电缆束的连接处通过硫化胶密封；包括如下步骤：

(2)安装硫化模具：将硫化模具安装在电缆连接器的尾端；

(3)灌胶：将硫化胶注入硫化模具与电缆束之间的空隙，固化；

所述硫化胶为双组分反应型聚氨酯橡胶，硫化胶中胶体和固化剂的质量比为7:3；

所述黏结剂为401胶、RM-1胶或开姆洛克218，所述黏结剂既能黏结金属又能黏结橡胶，黏结剂的涂覆厚度为15～25μm；

步骤(3)中，固化为室温固化，固化时间为2～4h；

步骤(3)之后还包括下列步骤：

(4)拆模处理

待胶液固化后，用十字螺丝刀拧开卡扣上的螺钉，取下卡扣，卸下模具；

(5)整形处理

用专用刀具将硫化后的外表面进行修整，要求无多余飞边，电缆连接器和电缆束的连接处的硫化胶尽量保持自然固化状态；

(6)硫化后外观检查

电缆连接器出线口的硫化胶表面允许有少量的不影响气密要求的气孔，出线口允许有模具接痕，出线口顶部灌胶口胶面允许有轻微不平整现象；

步骤(1)之前还包括预处理工艺，具体包括：

S1：对电缆连接器的待硫化表面进行处理；

S2：对电缆束的待硫化表面进行处理；

所述S1包括如下步骤：将电缆连接器出线口外圆表面的漆去除，再用毛刷将打磨出的粉末清理干净，要求无粉末及多余物残留，之后用有机溶剂进行清洗，清洗完毕后用将热风枪设置在80℃吹两分钟；

所述S2包括如下步骤：将电缆束的待硫化表面进行打磨处理，电缆束表面的塑料保护套无破损，再用毛刷将打磨出的粉末清理干净，要求无粉末及多余物残留，之后用有机溶剂进行清洗，清洗完毕后用将热风枪设置在80℃吹两分钟；

经过硫化处理后，电缆的密封性能达到0.4MPa以上，黏合强度高达15MPa，耐老化年限为9年以上，耐插拔次数为625次以上；

在所述塑料保护套外也涂覆黏结剂；

硫化胶为3M 2131；

步骤(3)中，如果灌胶过程中有气泡产生，需要排出空气；

步骤(2)中，所述硫化模具贴合所述电缆连接器的插头壳体表面，使硫化模具与电缆连接器之间贴合完好，无缝隙；

步骤(2)之后和步骤(3)之前还包括配胶，包括如下步骤：将两种组分的聚氨酯橡胶混合，得到步骤(3)所使用的硫化胶。