[发明专利]具有缝隙的衬底的密封方法和密封用制品

说明书

本发明涉及密封，特别是涉及以电缆为例的环境保护，特别是采用连接、隔离或封闭的技术进行密封。

同时，本发明可以用于一般的密封，以下将主要结合保护电信电缆的电缆附件来描述本发明，其中我们会遇到非常苛刻的问题。

如果电缆在适当超过其设计寿命的条件下使用，其中设计寿命可能为20年或更长，必须阻止环境污染，特别是水。很多技术可以用来防止或减轻污染物进入电缆的影响，其中之一专用于直埋电缆或地下电缆的技术是采用内部加压：把干燥空气从电缆的一端泵入电缆护套中，其效果是防止湿气进入，或把已进入电缆的湿气排出。同时，在沿着电缆走向的各点上进行压力测量可以作为控测电缆护套损坏的手段，因为从损坏点的漏气可以直接发现压力的突然下降。加压通常是在电话电缆主要网络部分中进行的，从进入电话公司总局的电缆端泵入干燥空气。由于既不实用，也没有必要对整个电缆网络加压（小对数电缆及用户端引入线可能是充油的，也可能太细，或在地面以上），为了隔离系统的加压部分，电缆必须从内部封闭。

为了防止已进入电缆损坏部分的污染物扩散到其它部分，也需要用封闭来隔离无压电缆系统部分，由此避免了不必要地更换更多的电缆。

一种与环境保护有关的方式是采用电缆接头，它是把两根或多根电缆连接在一起。为了形成电连接（或在使用光纤电缆的情况下是光连接），这种接头需要除去电缆护套，使导线裸露出来。在接头连接好以后，必须弥补接头处的电缆护套。它是采用在接头周围附加一个所谓的“接头盒”。这种接头盒可以填充密封材料，在连接导线周围形成进一步的保护。这种填充还可以起到封闭电缆的作用，但是，至少在理论上，是不要求的。

电缆封闭的一般方法是，除去电缆端部或沿电缆长度上的选定位置上的一部分电缆护套，使导线露出，否则，通常会由于封装得太紧而使密封材料不能在导线之间流动，将密封材料压入电缆芯，并在电缆的裸露部分包上一些保护层以弥补电缆的机械强度。这种技术一般用于具有20、50、100直至数千（例如3600）对导线的电信电缆。也可以用于高压电缆以及车、船、飞机上使用的低压电缆线。

电缆封闭的基本概念虽然简单，然而，要想在典型环境条件下应用，使电缆不损坏，并且达到预期的效果，对封闭的设计远不是那么容易。问题是被封闭的电缆在进行封闭时的温度可能较低，该封闭必须在高得多的温度下仍能起作用，如果能避免由于操作不熟练而损坏电缆，尽管在进行封闭安装时所施加的温度仍较高，总还是有限的，并且，用于封闭的材料在使用前必须具有有效存放期。

在运行期间，密封电缆的封闭要经受一定范围的温度和压力，并且如果封闭具有足够的寿命（类似于电缆本身的寿命，例如20年或更长），它必须通过某些能反映长期性能的功能测试。这些测试还包括更严格的温度和压力范围。例如，一项对电信电缆的测试要求在70KPa经过10次从-40℃至70℃、或-30℃至60℃的十二小时周期后不出现泄漏，因此，在60℃或70℃下容易流动的，即具有低粘度的封闭材料在应用中是不适用的。

如果该材料在60℃时基本为固态，要想通过电缆中充当散热器的导线之间细小的缝隙促使其流入电缆中心线芯，可能还需要把它加热到远高于上述温度。在安装时，要求具有低粘度。

被封闭的电缆可能很冷，例如在室外（如电信电缆通常的情况）特别是在冬天，很多国家预期会出现寒冷的温度，电缆是一种有效的散热器，它具有很大质量。并因此热容量很高，并且按重量计算几乎全部由具有高热传导性能的铜构成。对于直径达5cm或更大的电缆，如果电缆中心的密封材料加热到远高于60℃的温度，那么，在电缆外部也必须具有很高的温度。

不幸的是很多电缆护套和导体护层都是低质量的聚乙烯或其它材料，它们在所要求的高温下容易损坏。

该问题已经在现有技术中通过采用固化液而得以解决，其原始混合物具有很低的粘度，由此可流入电缆的中心。如果一切正常，混合液将流到电缆的中心并固化，不会由于沿导线间的缝隙轴向流动而使更多的液体流失。固化以后，所形成的电缆封闭在运行中或在测试所要求的高温时将不流动。

现在对现有技术中公开的该固化系统做一简要的回顾。

EP0115220（3M）中公开了一种在加压通信电缆的端部上进行封闭的方法，它采用可固化的密封混合物，以柔软的热缩形套的形式热封在电缆一端的电缆护套上。通过加热使所用密封混合物以较高的速率固化，并且该护套是由热收缩材料制成的。理想的密封混合物是3M公司制造销售的聚氨酯基混合物，商标为“聚氨酯树脂9403”。