CN1319498A - 热收缩衬套的制备方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种热收缩衬套的制备方法。在该方法中,将聚乙烯纤维拉伸850%－1,200%并经过2.5－3.5Mrads的辐射,从而使其交联。在由聚乙烯纤维制成的纤维片的第一表面上施加20,000－25,000V电压,同时通过多个辊子,以使第一表面变型。在第一基质片与纤维片的变型表面结合之前,在纤维片的变型的第一表面上形成一在300℃－380℃温度下熔融挤压出来的第一基质片。该结合是通过第一弹性辊和第一冷却辊来完成的。以如上所述的同样方式对该纤维片的第二表面进行处理。把第二基质片层压在该纤维片的变型的第二表面上,从而形成一个纤维－基质层状体。使该纤维－基质层状体的基质片经过2.5－3.5Mrads的辐射,从而使其交联。

Description

热收缩衬套的制备方法
本发明总的来说涉及一种热收缩衬套的制备方法，尤其涉及一种生产可热收缩的衬套的方法，同时增加一种纤维-基质分层可热收缩衬套的基质片(matrix sheet)和纤维片之间的粘着力，并提高衬套的产品收得率。
对于那些本领域普通技术人员来说都知道，以前曾采用多种密封元件来保护通信电缆或电线的接头，使其免于受到环境影响或污染。用于这种接头的常用密封元件的一个例子是一种由聚合材料制成的可热收缩的衬套。
美国的Raychem Corporation所拥有的韩国专利No.48,450公开了这种普通聚合可热收缩衬套的一个典型例子。在上述韩国专利中所公开的这种聚合可热收缩衬套采用了高密度聚乙烯作为聚合材料，并且该衬套具有一种在一层基质片中设置一层弹性纤维片的层状结构。设置在基质片之中的所述弹性纤维片是由经过4-40Mrads辐射的交联聚乙烯制成的，而基质片是由经过不高于10Mrads辐射的交联聚乙烯制成的。
上述聚合可热收缩衬套的优点在于，它具有较高的收缩性，而且不会在该衬套收缩期间出现不希望有的弹性纤维片或基质片的破裂，并且实现了电缆或电线的接头所要求的压力密封效果。
然而，上述衬套的问题在于，弹性纤维片和基质片之间的粘着力有些低，这样，有时会使纤维片与基质片出现意想不到的分离。另外，生产上述衬套的工艺非所希望地耗时，而且增加了这种衬套的生产成本。可以通过在两个片之间的连接处涂一层昂贵的粘接剂来避免所述弹性纤维片从所述基质片上意想不到地分离开。然而，在两个片之间连接处涂一层这种昂贵的粘接剂会增加该聚合可热收缩衬套的生产成本，并使生产该衬套的工艺复杂化。这样一种复杂的衬套生产工艺会增加衬套生产系统的成本。
因此，本发明是在已经考虑到在现有技术中出现的上述问题的情况下作出的，本发明的一个目的在于提供一种生产可热收缩衬套的方法，该方法提高了一种纤维-基质层状可热收缩衬套的纤维片和基质片之间的粘着力。
本发明的另一个目的在于提供一种生产可热收缩衬套的方法，同时提高衬套的产品收得率。
本发明另一个目的在于提供一种生产可热收缩衬套的方法，该方法可以生产出廉价的可热收缩衬套，同时降低生产损耗。
为了实现上述目的，本发明提供一种生产可热收缩衬套的方法，该方法包括以下步骤：a)使拉伸了850％-1200％的聚乙烯纤维经受一次2.5-3.5Mrads的辐射，从而使聚乙烯纤维交联；b)给一个由聚乙烯纤维制成的纤维片的第一表面施加一个20,000-25,000V的电压，同时使该纤维片在多个辊子上通过，这样就使该纤维片的第一表面变型，并且在该纤维片的已经变型的第一表面上形成一个在300℃-380℃的温度下熔融挤出的第一基质片，然后让该纤维片和第一基质片一起穿过一个第一弹性辊和一个第一冷却辊之间的辊隙，这样就使纤维片的变型了的表面与第一基质片结合在一起；c)将该纤维片的第二表面进行与步骤“b”一样的步骤，这样就形成一个纤维-基质层状体；以及d)使所述纤维-基质层状体的基质片经受一次2.5-3.5Mrads的辐射，从而使得两个基质片交联。
结合附图，从下面详细的说明中可更清楚地理解到本发明的上述以及其它的目的、特征和其它优点，其中：
图1所示为根据本发明生产可热收缩衬套的工艺图。
优选实施例的详细说明：
图1所示为根据本发明生产可热收缩衬套的工艺。
如图所示，一个介于两个基质片即第一和第二基质片1和1′之间的纤维片2是通过一种编织工艺生产出来的，该工艺采用拉伸了850％-1,200％并经受过一次2.5-3.5Mrads的辐射而交联的聚乙烯纤维作为经纱，并且采用非可收缩纤维例如玻璃纤维作为纬纱。由该编织工艺所形成的纤维片2只在一个方向上可以收缩。
当在上述工艺中用于聚乙烯纤维的辐射量超出了上述范围的时候，就非所希望地有必要随着由几乎可以忽略的辐射量增加所引起的所形成的纤维片2的收缩增加而过度延长辐射时间。例如，根据一种所要求的纤维片的厚度，与让该聚乙烯纤维经受一次3Mrads的辐射相比，让该聚乙烯纤维经受一次10Mrads的辐射会使该纤维片的生产率减少50％-300％。
此后，纤维片从一个卷绕机30输送出来，并在多个进料辊上通过，同时在其第一表面处施加一个20,000-25,000V的高电压，这样，在第一表面上发生变型，在该第一表面上形成微孔。由于该微孔的缘故，该纤维片相对于另一片或者一基质片的粘着力就显著地增加了。其第一表面上具有孔隙的纤维片2在穿过一个第一弹性辊11和一个第一冷却辊12之间的辊隙之前就在变型了的第一表面上与一个从一个第一挤压模10中熔融挤压出的第一基质片1结合在一起。在这样一种情况下，弹性辊11是由一种诸如橡胶的弹性材料制成的，并且压着基质片1，这样就使得基质片1的一部分聚合物渗透进纤维片2中，并且使该基质片1与纤维片2结合在一起。
如上所述，由于纤维片2与第一基质片1是结合在一起的，因此，在把一个所得到的衬套安装到电缆或电线的一个接头处的过程中，就可以有效地防止纤维片从基质片上意想不到地分离开。为了防止与纤维片结合在一起的热熔融基质片出现不希望有的收缩，因此要把冷却辊12保持在5-20℃的温度下，并且有效地把基质片1分层地设在纤维片1的第一表面上。因此，一个原始的纤维-基质层状体就被制作出来了。
来自冷却辊12的纤维-基质层状体在多个进料辊上通过，同时，以与如上所述的用于纤维片2第一表面的方式相同的方式在该纤维片2的第二表面处施加一个高电压，这样就使其在第二表面发生变型。其第二表面上具有孔隙的纤维片2在穿过第二弹性辊21和第二冷却辊22之间的辊隙之前就在变型了的第二表面上与一个从一个第二挤压模20中熔融挤压出来的第二基质片1′结合在一起。这两个基质片1和1′就这样牢固地与设置在它们之间的纤维片2结合在一起，而没有使用单独的粘接剂，这样就形成了一个最终的纤维-基质层状体。使该最终纤维-基质层状体的两个基质片1和1′经受一次2.5-3.5Mrads的辐射，从而使它们交联。
简要地来说，通过把从相应的挤压模中挤压出来的第一和第二基质片层压在一个纤维片的正反面上，并让该纤维片与基质片一起穿过弹性辊和冷却辊之间的辊隙，以使基质片与纤维片牢固地结合在一起，从而本发明的方法生产出一种所要求的纤维-基质层状体。这样，与普通工艺相比，本发明的工艺就被简化了，并显著地降低了生产损耗，其中在普通工艺中，纤维片和两个基质片是单独制作的，并且是使用一种涂在纤维片和基质片之间连接处的粘接剂而把它们结合成一种所要求的层状体。
术语“生产损耗”表示最终纤维-基质层状体的一个或多个片的剩余部分，该剩余部分是由于各片的长度差异所形成的，并且是从各片的有效部分中切除并去掉的，该有效部分由所述纤维片和基质片中最短的一个的长度所决定。由于在把三个片结合成一个单体的时候在这三个片上施加了不同的温度和压力，因此普通工艺就不可避免地伴随着这样一种生产损耗。这种生产损耗包括用在纤维片中的玻璃纤维，因此这种损耗就不能够再利用，而是只能作为一种会污染环境的工业废料而被扔掉。
在图中，参考标号31表示一个重绕机。
可以通过下面实施例来更好地理解本发明，这些实施例是用来进行说明的，但是不能认为是对本发明的限制。
[实施例1]
纤维片的制备：
在360℃的温度下挤压密度为0.930且熔体指数为9.8的高密度聚乙烯，以形成直径为1.0-2.0mm的纤维。此后，在40℃的冷水中冷却该聚乙烯纤维，并且使该聚乙烯纤维经受一次3Mrads的辐射，这样就使这些纤维交联。
将这些交联聚乙烯纤维延长950％，并且在室温下老化两天。通过以这些老化的聚乙烯纤维为经线(11/英寸)并以玻璃纤维为纬线(43/英寸)进行编织，从而生产出一个纤维片。由此得到的纤维片的收缩率在表1中给出：
表1
    内容     在200℃热空气中1分钟的收缩率
负荷(g)收缩率(％)     088.50     287.05     484.60     1075.00     1565.25
*表1中所示的收缩率是在纤维的交联延长工艺之后从对厚度为0.35mm的5个测试样品的测量中得到的测量平均值。
[实施例2]
纤维-基质层状体的制备
使从实施例1中得到的纤维片如图1所示在多个进料辊上通过，同时在其第一表面施加一个20,000-25,000V的高电压，从而在第一表面上发生变型。之后，纤维片在穿过第一弹性辊和第一冷却辊之间的辊隙之前就在其第一表面上与从一个第一挤压模10中熔融挤压出来的第一基质片1结合在一起。在第一基质片与纤维片的第一表面结合在一起之后，通过在其第二表面上施加一个高电压来使该纤维片变型，并且该纤维片在穿过第二弹性辊和第二冷却辊之间的辊隙之前就在其变型了的第二表面上与从一个第二挤压模20中熔融挤压出来的第二基质片1′结合在一起，这样，就形成了一个所要求的纤维-基质层状体，其中纤维片2插入在两个基质片1和1′之间。
纤维片2插入在两个基质片1和1′之间的纤维-基质层状体通过经过一次2.5-3.5Mrads的辐射而交联，这样就形成一个最终产品(可热收缩衬套)。在表2中给出了该最终产品的收缩率，同时在表3中给出了该最终产品的其它物理性能。
表2
    内容     在200℃热空气中15分钟的收缩率
负荷(g)收缩率(％)     073     10071  20070     50068     100060
*表2中所示的最终衬套产品的收缩率是从对尺寸为15mm×20mm的5个测试样品的测量中得到的测量平均值。
[对比实施例1]
用粘接剂来制备纤维-基质层状体
首先通过一个热熔融高密度聚乙烯的挤出工艺来制作出一个基质片。接着，在该基质片的表面上涂覆一层10-30g/m2的尿烷基的两种组分的粘接剂，其粘接层的有机溶剂组分通过80-100℃热空气而干燥。上述基质片在交联之前并在在一个40～50℃的老化室中老化48-72小时之前通过一种粘接工艺而与实施例1的纤维片结合在一起。
在表3中给出了该最终产品的物理性能。
[对比实施例2]
通过热挤压来制备纤维-基质层状体
以与对比实施例1所述的方式相同的方式制作出一个基质片。通过把300℃的热熔融高密度聚乙烯涂覆在实施例1的纤维片和基质片之间的连接处，从而将该基质片层压在实施例1的纤维片上。所述纤维片与基质片一起同时穿过压辊的辊隙，从而使该基质片交联，并且通过一个热挤压工艺把基质片与纤维片结合在一起。
在表3中给出了该最终产品的物理性能。
表3
   内容     对比实施例1     对比实施例2     实施例2
  过程*1老化时间粘接力耐溶剂性*2成本*3生产率损耗*4     348-72≤1.2kg/15mm在1小时内片分离1.7差30％     20没有分离在3小时内片分离1.3一般10％     10没有分离没有片分离1好0
该试验在室温下进行。
*1和*3示出了当将实施例2的最终产品数值设定为一个参考数值1时对比实施例1和2的最终产品的比较值。
*2示出了在将最终产品浸入甲苯中之后最后出现的片分离。
*4示出了在把实施例2的最终产品数值设定为参考数值0时对比实施例1和2的最终产品的比较值。
[对比实施例3]
以与实施例2所述的方式相同的方式对实施例1中的纤维片进行处理，但没有使纤维片的表面变型，这样生产出一个最终产品。在表4中给出了该最终产品的收缩率和生产损耗。
表4
    内容    粘接力     损耗  收缩率
  实施例2对比实施例3 好(没有分离)差       0由于粘接力低而导致竞争力低 和表2一样无法测量
该试验是在室温下进行的。
如上所述，本发明提供了一种生产可热收缩衬套的方法。该方法能通过一个简单的工艺而有效地生产出所要求的具有高收缩率的可热收缩衬套，并提高了这种衬套的生产率。该方法还可以不用任何单独的粘接剂就能显著地提高该衬套的纤维片和基质片之间的粘着力。本发明的方法的另一个优点在于，它能显著地减少该衬套的生产损耗。因此该方法就能提高这种衬套的产品收得率。
虽然已经针对说明的目的对本发明的优选实施例进行了说明，但是，那些本领域普通技术人员将可以理解，在不脱离如所附权利要求所公开的本发明的范围和宗旨的情况下，可以进行各种各样的改进、补充和替换。

Claims (5)

1．一种由可热收缩纤维片和可热收缩基质片构成的热收缩衬套的制备方法，包括以下步骤：
a)对延伸了850％-1,200％的聚乙烯纤维施加2.5-3.5Mrads的辐射，从而使这些聚乙烯纤维交联；
b)对由所述聚乙烯纤维制成的纤维片的第一表面施加一个20,000-25,000V的电压，从而使该纤维片的第一表面变型，并在该纤维片的所述已变型的第一表面上形成一个从一个第一挤压模中熔融挤压出来的第一基质片，并通过让该纤维片与该第一基质片一起穿过一个第一弹性辊和一个第一冷却辊之间的辊隙从而把该第一基质片设置在该纤维片的变型的表面上；
c)通过与步骤“b”相同的工艺使所述纤维片的第二表面变型，在该纤维片的所述已变型的第二表面上形成一个从一个第二挤压模中熔融挤压出来的第二基质片，并通过让该纤维片穿过一个第二弹性辊和一个第二冷却辊之间的辊隙从而把该第二基质片设置在该纤维片的变型的第二表面上，从而形成一个纤维-基质层状体；以及
对所述纤维-基质层状体的第一和第二基质片施加一个2.5-3.5Mrads的辐射，从而使所述基质片交联。
2．如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤维片是通过对高密度聚乙烯纤维和非可收缩纤维进行编织而生产出来的。
3．如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一基质片的设置步骤和所述第二基质片的设置步骤是在没有任何间断的情况下连续地进行的。
4．如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一和第二基质片中每一个都是由高密度聚乙烯制成的。
5．一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一和第二冷却辊中每一个的温度都为5-20℃。
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