CH504523A

CH504523A - Verfahren zur fest haftenden Verbindung eines Epoxydharzkittes auf einer Körperoberfläche

Info

Publication number: CH504523A
Application number: CH1520465A
Authority: CH
Inventors: Robert Lovelock Leonard; Richard Way Kenneth; Henry Wren Robert
Original assignee: Int Standard Electric Corp
Priority date: 1964-11-06
Filing date: 1965-11-03
Publication date: 1971-03-15
Also published as: GB1080787A; ES319287A1; BE671969A; NL6514434A; US3479204A; DE1594059A1

Description

Verfahren zur fest haftenden Verbindung eines Epoxydharzkittes auf einer Körperoberfläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fest haftenden Verbindung eines Epoxydharzkittes auf einer Körperoberfläche, die sich zur Herstellung einer Abdichtung gegen Feuchtigkeit auf der Oberfläche von Körpern eignet, und zwar in Form einer zweiteiligen Dichtung, die einen sehr guten Abschälwiderstand auf Flächen von Polyäthyienkörpern besitzt.

Unter dem Wort biegsam oder elastisch wird hier die Verformbarkeit unter dem Einfluss einer Kraft verstanden, die die Bindung zwischen der abzudichtenden Oberfläche und dem Epoxydharz aufzutrennen versucht.

Dieser Kraft soll ein guter Widerstand gegen das Abschälen des aufgebrachten Harzes von der Oberfläche des Körpers entgegengesetzt werden, wozu die Dichtung ausreichend elastische Eigenschaften besitzen muss. Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Verbindung eines Füllstoff enthaltenden Epoxydkittes auf einer Körperoberfläche. Hierzu wird zunächst ein Teil der Körperoberfläche derart vorbehandelt, dass eine chemische Bindung einer darauf aufgebrachten Grundierung möglich ist. Darauf wird die Grundierung auf die Oberfläche aufgebracht. Diese erste Mischung oder Grundierung auf Epoxydharz-Basis enthält ausser dem Epoxydharz ein geeignetes Härtemittel, das nach der Härtung der Mischung jedoch die elastische Eigenschaft belässt.

Auf diese Grundierung wird eine zweite Mischung, nämlich der Epoxydharz-Kitt aufgebracht und erst dann die Härtung beider Mischungen ausgeführt.

Die Erfindung gibt also ein Verfahren an zur festhaftenden Verbindung eines mindestens einen Füllstoff enthaltenden Epoxydhlarz-Kittes auf einer Körperoberfläche und soll besonders ausgezeichnet sein, dass die betreffende Körperoberfläche zum chemischen Festhaften einer darauf anzubringenden Grundierung aktiviert wird, danach die aus einem Epoxydharz und einem Härtungsmittel bestehende Grundierung auf die aktivierte Fläche aufgebracht wird, wobei das Harz von solcher Art ist, dass es nach der Härtung biegsam bleibt, und dass dann der härtbare Kitt auf die mit der Grundierung versehene Fläche aufgetragen und die Grundierung bzw.

die Grundierung und der Kitt erst dann gehärtet werden.

Die Haftfestigkeit des Epoxydharz-Kittes auf Oberflächen eines Polyäthylenkörpers kann durch Beflam mung der Oberfläche des Polyäthylenkörpers und Aufbringung eines elastischen Epoxydharzes darauf erzielt werden kann.

Das vorgenannte Verfahren lässt sich mit Vorteil zur Herstellung einer feuchtigkeitsfesten Dichtung bei elektrischen Kabeln anwenden. Auch hierbei werden die abzudichtenden Oberflächen, insbesondere bei Kunststoff- oder Polyäthylen-Kabeln, zur Verbesserung der Bindefähigkeit der Oberfläche für das Epoxydharz aktiviert. Wie schon beschrieben, wird darauf die Epo xydharz-.Grundierung aufgebracht und auf diese wieder der Epoxydharz-Kitt, worauf beide Schichten gehärtet werden.

Die Grundierung oder erste Epoxydharzschicht besteht aus dem Epoxydharz und einem geeigneten Härtungsmittel, die beide auch nach der Härtung elastische Eigenschaften behalten. Die zweite Schicht, nämlich der Epoxydharz-Kitt, besteht aus einer Mischung des Epo xydharzes mit einem geeigneten Härtemittel und zusätzlichen Füllstoffen. Diese Mischung soll so eingestellt werden, dass sie in ungehärtetem Zustand plastische Eigenschaften besitzt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen, die Kabelmuffen und Kabelendverschlüsse darstellen, geispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Kabelmuffe im Querschnitt, die in einer Prüfeinrichtung auf Biegung beansprucht wird.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch eine Kabelmuffe.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch einen KabelenWd- verschluss, bei dem die Adern nicht herausgeführt sind.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Kabelendverschluss, bei dem die Adern aus dem Verschluss herausgeführt sind.

Die Wirksamkeit einer feuchtigkeitsfesten Kabeldichtung bei Kabelmuffen veranschaulicht die Fig. 1.

Die Muffe 2 liegt zwischen den beiden Kabelenden 3, von denen das eine bei 4 festgeklemmt ist. Die Kraft 1 wirkt auf das linke Kabelende in der Weise, dass die Verbindung einer Biegespannung unterworfen wird, die versucht, die Dichtung von der Kabelhülle abzuschälen.

Die Grösse des Abschälewiderstandes ist ein Mass für die Brauchbarkeit der Dichtung.

Eine solche Muffendichtung für ein elektrisches mit Polyäthylen ummanteltes Kabel wird nach folgendem Verfahren hergestellt:
Die Oberfläche der Polyäthylenhülle des Kabels wird aktiviert, d. h. so behandelt, dass die Grundierung, die aus Epoxydharz mit einem Härter besteht, unlösbar auf der Oberfläche haftet. Diese Haftung wird erreicht durch eine Beflammung der zu dichtenden Oberfläche.

Diese Beflammung der Oberfläche ändert die molekularen Eigenschaften der Oberflächenschicht der Poly äthylens derart, dass eine chemische Bindung der Grundierung erfolgt. Diese Beflammung darf nur von kurzer Dauer sein, da eine längere Einwirkung der hohen Temperaturen der Beflammung die chemische Struktur der Oberfläche derart verändert, dass eine Versprödung des Materials eintritt, was Spannungsrisse und dergleichen zur Folge haben kann.

Gemäss Fig. 2 wird eine Kabelverbindung durch das Polyäthylenrohr 8 geschützt, das an seinen Enden auf geeignete Weise mit der Kabelhülle verbunden ist. Die äussere und innere Oberfläche dieses Rohres 8 wird in ähnlicher Weise beflammt wie die Teile der Kabelhülle, auf denen die Dichtung angebracht werden soll. Die Fig.

2 zeigt bei 7 die abstandhaltenden Scheiben, die kurz vor dem Ende des Rohres 8 angeordnet sind und z. B. durch Aufwickeln eines Papierbandes bis auf den dem Innendurchmesser des Rohres 8 entsprechenden Durchmesser erzeugt werden können. Auf diese Scheiben wird dann das Rohr 8 aufgezogen, so dass die Scheiben kurz vor den Rohrenden angeordnet sind.

Die Grundierung, die nun zunächst auf die abzudichtenden Flächen nach der Aktivierung aufgebracht werden muss, besteht aus einer Mischung eines Harzes, das aus einem modifizierten Diglycidyl-Aether des Bisphenol-A mit einem reaktiven Verdünnungsmittel besteht, durch das die Viskosität reduziert wird, ferner einem Härtungsmittel aus flüssigem Polyoxyalkylen Polysulfid und einem Beschleuniger aus modifiziertem aliphatischem Amin besteht. Diese Grundierung wird auf die in der beschriebenen Weise behandelten Poly äthylenoberflächen aufgebracht.

Der Epoxydharz-Kitt besteht aus einer Mischung eines Harzes, welches Diglycidyläther des Bisphenol A, einen thixotropen Silizium-Füllstoff, Tonerde, Furfurylalkohol und Polyäthylenglykol enthält, mit einem Polyamid-Härtungsmittel, welches ein modifiziertes aliphatisches Amin, ein nicht schuppenförmiges Aiumi- niumpulver, thixotropem Silizium-Füllstoff und Tonerde enthält. Das Mischungsverhältnis der verschiedenen Füllstoffe wird so gewählt, dass die Viskosität des Materials ansteigt und dieses eine Konsistenz annimmt, die etwa derjenigen von erhitztem Schmierlot aus Blei entspricht, mit dem Bleikabelmäntel miteinander verbunden werden können.

Dieselbe Anforderung wird an die Viskosität des Kittes gestellt, dessen Viskosität das Aufschmieren gestatten muss, ohne dass er während des Härtungsprozesses zusammenfällt, während welchem die Mischung ausserdem verhältnismässig hart werden sollte. Die Mischung darf auch nicht so weich angewandt werden, dass die unter ihrem eigenen Gewicht zu fliessen beginnt.

Auf die Grundierung wird vor deren Erhärtung der Epoxyd-Kitt aufgetragen, wie in den Figuren bei 5 dargestellt ist. Die Kittverbindung kann dann, ähnlich wie es bei der bekannten Schmierlotverbindung gemacht wird, zu einer passenden Form gedrückt werden.

Die axialen Enden der Verbindung können mit einem Band 6 verbunden werden, bevor entweder der Kitt oder die Grundierung aufgetragen wird oder wenigstens vor der Härtung, um die Bildung von dünnen Schichten aus Dichtungsmaterial zu verhindern, die durch unsaubere Handarbeit entstehen können. Hierdurch wird auch das Vorkommen von Rissen an der Dichtung verhindert.

Entsprechend einem anderen Beispiel gemäss der Erfindung kann eine Dichtung zwischen einem Poly äthylenkabel und einem Kabelendverschluss auf folgende Weise hergestellt werden, wie dies in Figur 4 zeigt.

Die Oberfläche der Polyäthylenhülle 3 wird, wie im ersten Beispiel, kurzzeitig mit einer Flamme bestrichen.

Das Gehäuse 11 des Kabelendverschlusses ist mit einer passenden Durchführung 10 z. B. durch Gewinde verbunden. Die Oberfläche des herausstehenden Endes der Durchführung wird durch Abschmirgein, Aetzen, Scheuern oder ähnlichen Verfahren gereinigt, damit die Grundierung gut haftet. Das Kabel wird dann durch die Durchführung hinduchgezogen und die Grundierung auf die aktivierte Oberfläche des Kabels und der Durch±üh- rung aufgetragen. Die Grundierung kann die gleiche sein wie im ersten Beispiel, also mit flexibler Eigenschaft auch nach der Härtung. Bevor die Grundierung gehärtet wird, wird nun der Epoxyd-Kitt auf die derart vorbereitete Oberfläche aufgebracht und bildet die Wülste 5. Die Wülste werden in ähnlicher Weise geformt wie das bekannte Bleischmierlot.

Die gewünschte Begrenzung der Wulst wird, wie im vorhergehenden Beispiel, mit der Bewicklung 6, saubergehalten.

Die folgende Tabelle zeigt die Zusammensetzung einer auch nach der Härtung flexibel bleibenden Grundierung und drei Kitte, die mit der Grundierung kompetibel sind und mit denen solche Dichtungen und Verschlüsse hergestellt werden können: Beispiel Bestandteile Gewichtsteile Grundierung Harz: Epikote 816 *) 100
Härter: Thiokol LP3 *) 80 Epikture T *) 20 Kitt I Harz: Epikote 828 *) 100
Thixotroper Silizium
Füllstoff 5
Tonerde 240 Furfurylaikohol 5
Polyäthylenglykol 1
Härter: Versamid 115 *) 100 Epikure T *) 12 nicht-schuppiges
Aluminiumpulver 200
Thixotroper Siliziumfüllstoff 7
Tonerde 125 Kitt II Harz:

: Epikote 828 *) 100 nicht-schuppiges Aluminium-Pulver 227,3
Rutil-Titandioxyd 45,5
Thixotroper Silizinmfüllstoff 6
Polyäthylenglykol 1
Furfurylalkohol 5
Härter: Versamid 115 *) 100 < rEpikure T 12
Thixotroper Siliziumfüllstoff 7 Chinin Clay (Kaolin) 237,5
Rutil-Titandioxyd 25 Kitt III Harz: < rEpikote 828 *) 100
Furfurylakohol 5
Polyäthylenglykol 1
Thixotroper Siliziumfüllstoff 12
Tonerde 200
Härter:

: VersamJid 125 *) 100 Epikure T *) 12
Thixotroper Siliziumfüllstoff 15
China Clay (Kaolin) 250 *) Epikote , Epikure , Thiokol und Versamid sind eingetragene Marken.

Die Bestandteile des Härters jedes der obigen Kitte werden miteinander gemahlen bis sie vollständig miteinander vermischt sind.

Der Kitt III ist dadurch ausgezeichnet, dass er weder in gehärtetem noch im ungehärteten Zustand von Wasser verändert oder angegriffen wird.

Der Kitt I besteht aus einer grauen Härtermischung und einer weissen Harzmischung, so dass man in der Lage ist, aus dem Farbton der Mischung den Grad der Mischung abzuschätzen.

Ausser der besonders beschriebenen Anwendung der Dichtung für Kabel mit Polyäthylen-Ummantelung ist die Erfindung bei allen anderen Ummantelungsmaterialien anwendbar, wie z. B. bei Polypropylen oder anderen Kunststoffen und selbst metallischen Ummantelungen. In diesem Falle kann die Beflammung, wenn sie nicht zu einem Erfolg führt, durch eine chemische äquivalente Behandlung ersetzt werden, z. B.

durch Aetzen oder Abscheuern, durch die Oberflächenaktivität bzgl. chemisch-molekularer Bindung erhöht wird. Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo die Gefahr des Abschälens des Dichtungsmittels zwischen einem Epoxyd-Kitt und einem metallischen oder organisch-polymeren Körper vermieden werden soll.

PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur fest haftenden Verbindung eines mindestens einen Füllstoff enthaltenden Epoxydharzkittes auf einer Körperoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Körperoberfläche zum chemischen Festhalten einer darauf anzubringenden Grundierung aktiviert wird, danach die aus einem Epoxydharz und einem Härtungsmittel bestehende Grundierung auf die aktivierte Fläche aufgebracht wird, wobei das Harz von solcher Art ist, dass es nach der Härtung biegsam bleibt, und dass dann der härtbare Kitt auf die mit der Grundierung versehene Fläche aufgetragen und die Grundierung bzw. die Grundierung und der Kitt erst dann gehärtet werden.

UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche diejenige eines Kunststoffkörpers ist.

2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper aus Polypropylen oder Polyäthylen besteht.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche aus Metall besteht.

4. Verfahren nach einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der Oberfläche vor Auftrag der Grundierung durch Flam- meneinwirkung erfolgt.

5. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundierung aus der Mischung eines Epoxydharzes mit einem Härter besteht.

6. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Kitt eine Mischung verwendet wird, die den Diglycidyläther des Bisphenol-A, einen Polyamidhärter und einen modifizierten aliphatischen Amin-Beschleuniger enthält, wobei die Mischungsanteile derart eingestellt sind, dass die Mischung anfänglich plastisch ist.

7. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung einen oder mehrere Füllstoffe enthält.

8. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche diejenige eines Kabels ist.

PATENTANSPRUCH II
Verbindung, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kitt-Schicht aus Epoxydharz-Härtungsmittel-Addukt und Füllstoff besteht.

UNTERANSPRÜCHE
9. Verbindung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf oder zwischen den Oberflächen eines oder mehrerer Kunststoffkörper angebracht ist.

10. Verbindung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper aus Polyäthylen Ibesteht.

11. Verbindung nach Patentanspruch m und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper aus Polypropylen besteht.

12. Verbindung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf oder zwischen Oberflächen eines oder mehrerer Metallkörper angebracht ist.

PATENTANSPRUCH III
Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zur Herstellung einer feuchtigkeitsfesten Dichtung bei elektrischen Kabeln.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

durch Aetzen oder Abscheuern, durch die Oberflächenaktivität bzgl. chemisch-molekularer Bindung erhöht wird. Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo die Gefahr des Abschälens des Dichtungsmittels zwischen einem Epoxyd-Kitt und einem metallischen oder organisch-polymeren Körper vermieden werden soll.

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur fest haftenden Verbindung eines mindestens einen Füllstoff enthaltenden Epoxydharzkittes auf einer Körperoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Körperoberfläche zum chemischen Festhalten einer darauf anzubringenden Grundierung aktiviert wird, danach die aus einem Epoxydharz und einem Härtungsmittel bestehende Grundierung auf die aktivierte Fläche aufgebracht wird, wobei das Harz von solcher Art ist, dass es nach der Härtung biegsam bleibt, und dass dann der härtbare Kitt auf die mit der Grundierung versehene Fläche aufgetragen und die Grundierung bzw. die Grundierung und der Kitt erst dann gehärtet werden.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche diejenige eines Kunststoffkörpers ist.

2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper aus Polypropylen oder Polyäthylen besteht.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche aus Metall besteht.

4. Verfahren nach einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierung der Oberfläche vor Auftrag der Grundierung durch Flam- meneinwirkung erfolgt.

5. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundierung aus der Mischung eines Epoxydharzes mit einem Härter besteht.

6. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Kitt eine Mischung verwendet wird, die den Diglycidyläther des Bisphenol-A, einen Polyamidhärter und einen modifizierten aliphatischen Amin-Beschleuniger enthält, wobei die Mischungsanteile derart eingestellt sind, dass die Mischung anfänglich plastisch ist.

7. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung einen oder mehrere Füllstoffe enthält.

8. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche diejenige eines Kabels ist.

PATENTANSPRUCH II Verbindung, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kitt-Schicht aus Epoxydharz-Härtungsmittel-Addukt und Füllstoff besteht.

UNTERANSPRÜCHE 9. Verbindung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf oder zwischen den Oberflächen eines oder mehrerer Kunststoffkörper angebracht ist.

10. Verbindung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper aus Polyäthylen Ibesteht.

11. Verbindung nach Patentanspruch m und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffkörper aus Polypropylen besteht.

12. Verbindung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf oder zwischen Oberflächen eines oder mehrerer Metallkörper angebracht ist.

PATENTANSPRUCH III Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zur Herstellung einer feuchtigkeitsfesten Dichtung bei elektrischen Kabeln.