CH632699A5

CH632699A5 - Process for producing an electrically insulating silicone moulding

Info

Publication number: CH632699A5
Application number: CH1138877A
Authority: CH
Inventors: Norbert Kurda; Hans-Joachim Dr Phil Schenck
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1977-09-19
Publication date: 1982-10-29
Also published as: DE2643197C2; ATA679577A; DE2643197B1; GB1580065A; TR20336A; AT361559B; SE7710532L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrisch isolierenden Silikongummi-Formkörpers mit unterschiedlichen Wandquerschnitten, insbesondere für einen Kabelendverschluss, bei dem in einen Formhohlraum eine wärmevernetzbare Silikonkautschukmasse mit Raumtemperatur gegossen, der Formhohlraum verschlossen und der Silikonkautschuk vernetzt wird.

Die einadrigen Kunststoff-Mittelspannungskabel mit einer Isolierung aus Polyäthylen oder vernetztem Polyäthylen für 20 kV verdrängen mehr und mehr die papierisolierten Kabel und machen damit auch die Entwicklung einer neuen Garniturentechnik erforderlich. Angestrebt wird anstelle der kostenintensiven und zeitraubenden manuellen Herstellung der einzelnen Endverschlüsse eine mechanisierte Fertigung im Herstellerwerk.

Zur Herstellung von Kunststoff-Formkörpern sind bereits verschiedene Verfahren bekannt.

Nach der DE-OS 2 432 057 wird ein Silikongummi-Formkörper in der Weise hergestellt, dass in eine als Form dienende Kammer eine zunächst flüssige Silikonkautschukmasse mit einem Härterzusatz durch eine Einfüllöffnung eingegossen wird. Die Einfüllöffnung wird nach dem Verfestigen des Silikongummis durch einen Stopfen verschlossen.

In der CH-PS 509 139 wird ein als Druckgelierverfahren bezeichnetes, nahezu drucklos arbeitendes «Eingiess»-Ver-fahren von erwärmtem Giessharz in eine auf Härtungstemperatur vorgewärmte Form beschrieben, bei dem bis zum Aushärten Masse als Schwundausgleich unter Druck nachgeschoben wird.

In der DE-OS 2 017 506 wird ebenfalls ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Formkörpern aus Giessharz behandelt, bei dem die Giessharzmassen aber mittels Druck in die Form eingebracht werden, wobei die Form ebenfalls eine höhere Temperatur als die Giessharzmasse aufweist und die Masse unter dem beim Einfüllen übertragenen Druck bis zum Aushärten in der Form bleibt.

Diese Verfahren beziehen sich jedoch auf Giessharz, einer relativ niederviskosen Masse. Um jedoch Kunststoff-Formkörper hoher Elastizität zu erhalten, die z.B. als vorgefertigte Kabelendverschlüsse verwendet werden können,

muss man von Silikonkautschuk ausgehen, einer Masse mit wesentlich höherer Viskosität. Die hohe Viskosität erschwert die Erfüllung der Forderung, beim Formen der Körper jede Blase oder andere Hohlraumbildung zu vermeiden.

s Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auch bei der Verwendung von Silikonkautschuk keine nennenswerte Schrumpfung der Formkörper auftritt und bei der die Ausformzeiten, d.h. die Verweilzeiten der zu formenden io Körper in den Formen klein (d.h. wenige Minuten) sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass die Form zum Giessen um 20° gegenüber der Senkrechten geneigt wird, das Giessen der wärmevernetzbaren Silikonkautschukmasse mit einer Viskosität von 5 i5 bis 90 Pa.s mit einem Spritzgiessdruck von 30 bis 100 bar erfolgt und die Form zum Vernetzen des Silikonkautschuks um 50 bis 180 °C über die Raumtemperatur der Silikonkautschukmasse erwärmt wird.

Dadurch wird erreicht, dass die Vulkanisation zunächst 20 an den Formwandungen (Mantel und Kern) beginnt und sich von dort aus allmählich ins Innere fortsetzt. Das hat wiederum zur Folge, dass bis zur Beendigung des Giessvor-ganges, d.h. bis zum endgültigen Füllen des Forminneren, ein Fliesskanal offen bleibt, über den Luft aus der Form ent-25 weichen kann. Dadurch, dass sich halbfeste Vulkanisationsschichten zunächst nur an den Formwänden ausbilden und die Masse, die eine wesentlich niedrigere Temperatur als die Form hat, ständig unter Druck ungehindert nachfliessen kann, wird eine Pfropfenbildung verhindert, d.h. die relativ 30 kühle, zuletzt nachfliessende Masse erstarrt auch im Einspritzkanal zuletzt, so dass ein poren- und lunkerfreier Formkörper von mechanisch und elektrisch hochwertiger Qualität entsteht. Durch das Neigen der Form gegenüber der Senkrechten können auch komplizierte Körper mit Hin-35 terschneidungen und extremen Querschnittsunterschieden, z.B. Endverschlüsse mit Deflektoren, einwandfrei hergestellt werden. Die Neigung gegenüber der Senkrechten bewirkt auch, dass ein Überschlagen der Masse beim Einspritzen und damit ein Einschliessen von Luft verhindert wird. Das 40 schnelle Einfüllen (hoher Druck!) kalter Masse sorgt dafür, dass beim Vernetzen kein bemerkbarer Schwung auftreten kann.

Auf diese Weise erhält man z.B. als Kabelendverschlüsse verwerndbare Körper von sehr homogener Struktur mit ei-45 ner einwandfreien Oberfläche mit hoher Elastizität, so dass die im Hohlmass etwas kleineren Endverschlüsse auf das Kabel (mit Hilfe einer Gleitmasse) aufgezogen werden können und dann mit Vorspannung anliegen, um die Bildung von Kriechwegen mit Sicherheit zu verhindern, so Vorzugsweise kann man einen Silikonkautschuk verwenden, der endständige Vinylgruppen enthält. Durch die Verwendung einer diesen Kautschuk enthaltenden Masse wird eine wesentlich verbesserte Einreiss- und Weiterreiss-Festig-keit der fertigen Formkörper erreicht. Ausserdem werden 55 damit auch die Herstellungsbedingungen etwas erleichtert.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung ist es von besonderem Vorteil, vor dem Giessen die Form mit einer Lösung des Ammonsalzes mindestens einer Per-Fluor-Carbonsäure zu benetzen. Diese Ammonsalze setzen die Oberflächenspan-6o nung der auszuformenden Masse stark herab und ermöglichen so, dass die Masse auch bei komplizierten Formkörpern in alle Winkel gelangt.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Konzentration des Per-Fluor-Carbonsäure-Ammonsalzes in der Benet-65 zungslösung 0,5-20 ppm beträgt.

Vorzugsweise wird als Per-Fluor-Carbonsäure-Ammon-salz ein Gemisch der Ammonsalze perfluorierter C6-C8-Car-bonsäuren, insbesondere der Caprylsäure, verwendet.

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Das Verfahren gemäss der Erfindung wird anhand von zwei Beispielen im einzelnen erläutert. Die so hergestellten Formkörper sind in den Fig. 1 und 2 im Schnitt dargestellt.

Beispiel 1 (Fig. 1)

Herstellung eines bikonischen, etwa 280 mm langen Formkörpers 10 nach Fig. 1. Dieser Formkörper 10 weist Wanddicken zwischen 2 und 20 mm auf und dient als Kabel-endverschluss für Mittelspannungskabel. An seiner Unterseite ist ein Deflektor 11 eingebettet. Der Formkörper 10 bildet in der Form Hinterschneidungen.

Füllmenge: 350 g katalysierte Silikonkautschukmasse, Viskosität der Silikonkautschukmasse bei Raumtemperatur: etwa 20-40 Pa.s,

Temperatur der Silikonkautschukmasse: 20-25 °C (Raumtemperatur),

Formfüllzeit: ca. 45 sec,

Fülldruck: ca. 60 bar,

Vulkanisationszeit: ca. 2 min ab Beginn der Masseeinfüllung,

Entformungszeit: ca. 3 min ab Beginn der Masseeinfül-lung.

Die oben offene Form weist eine relativ kleine Öffnung auf, so dass am Ende des Füllvorganges die Masse an dieser

Stelle zuerst vollständig erstarrt und somit die Form ab-schliesst, während der Einfüllstutzen mit einem Pfropfen verschlossen werden muss, um den beim Vernetzen auftretenden Druck zu konservieren.

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Beispiel 2 (Fig. 2)

Herstellung eines bikonischen, etwa 260 mm langen Formkörpers 20 gemäss Fig. 2. Der Formkörper 20 weist Wanddicken zwischen 2 und 20 mm auf und dient als En-io denabschluss für Mittelspannungskabel. Zur Vergrösserung der Kriechwege ist er mit Schirmen 22 versehen. An der Unterseite ist ein Deflektor 21 eingebettet.

Füllmenge: 420 g katalysierte Silikonkautschukmasse, Viskosität der katalysierten Silikonkautschukmasse bei 15 Raumtemperatur: ca. 27 Pa.s,

Temperatur der katalysierten Silikonkautschukmasse: 20-25 °C (Raumtemperatur),

Formtemperatur: 80-100 °C,

Formfüllzeit: ca. 70 sec,

20 Fülldruck: 60-80 bar,

Vulkanisationszeit: ca. 6 min ab Beginn der Masseeinfüllung,

Entformungszeit: ca. 7 min ab Beginn der Masseeinfüllung.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Herstellen eines elektrisch isolierenden Silikongummi-Formkörpers mit unterschiedlichen Wandquerschnitten, bei dem in einen Formhohlraum eine wär-mevernetzbare Silikonkautschukmasse mit Raumtemperatur gegossen, der Formhohlraum verschlossen und der Silikonkautschuk vernetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Form zum Giessen um etwa 20° gegenüber der Senkrechten geneigt wird, das Giessen der wärmevernetzbaren Silikonkautschukmasse mit einer Viskosität von 5 bis 90 Pa.s mit einem Spritzgiessdruck von 30 bis 100 bar erfolgt und die Form zum Vernetzen des Silikonkautschuks um 50 bis

180 °C über die Raumtemperatur der Silikonkautschukmasse erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Giessen die Form mit einer Lösung des Am-monsalzes mindestens einer Per-Fluor-Carbonsäure benetzt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration des Per-Fluor-Carbonsäure-Am-monsalzes in der Benetzungslösung 0,5 bis 20 ppm beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Per-Fluor-Carbonsäure-Ammonsalz aus einem Gemisch der Ammonsalze perfluorierter C6-C8-Carbonsäuren, insbesondere der Caprylsäure, besteht.