DE1936871B2 - Dielektrisch hochwertige einbetstoffe - Google Patents

Description

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ren druckempfindlicher Ferritkerne, ζ. B. von hochpermeablen Ferritkernen in Matrixrahmen für Datenspeicher, da das Nachschäumen durch geeignete Wahl von Temperatur und Zeit — die im Einzelfall von der Schüttdichte und dem gewünschten Aufschäumungsgrad der geschäumten Partikeln abhängen und so experimenteii zu ermitteln sind — so gelenkt werden kann, daß bei ausreichender Fixierung keine die Permeabilität ändernde Kräfte auf die Ferritkerne ausgeübt werden. Hierbei kann es mitunter von Vorteil sein, von höheren Vorschäumungsgraden der Partikeln als 40% auszugehen.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der nach den gegebenen Hinweisen herstellbaren Umhüllungen oder Einbettungen sind: geringes Gewicht, leichte Reparaturmöglir-hkeit der geschützten Objekte, da keine feste Haitang der umhüllenden Stoffe vorliegt, wie das bei der Mehrzahl der Einbettmittel auf Basis flüssiger Reaktionsharze der Fall ist; keine Imprägnierwirkung: die durch Nachschäumen unter Verschweißen der Zellpartikeln erzielten Umhüllungen bilden vielmehr ein von den gewählten Arbeitsbedingungen abhängig, fest anliegendes, mechanisch stabiles, auch bei starkem Temperaturwechsel nicht reißendes, indifferentes Schaumstoffjacket.

Eine weitere Aufgabe ist, in im Erdreich verlegten bündel- und 'agenverseilten Nachrichtenkabeln

— z. B. im Falle einer Beschädigung des K^oelmantels — das Vordringen von Wasser von der Beschädigungsstelle aus wenigstens sr- lanqe zu unterbinden, bis die Reparatur vorgenommen werden kann. Wirksame Maßnahmen sind, die in bündel- und lagenverseilten Nachrichtenkabeln vorhandenen Hohlräume kontinuierlich auszufüllen: entweder dicht abschließend durch einen geeigreten Stoff ausreichend kleiner Dielektrizitätskonstante (^ 1,6) zur Vermeidung kapazitiver Kopplungen oder partiell durch eine Stoffkombination, die diesen Bedingungen entspricht

— bestehnd aus einer unpolaren, in Wasser praktisch nicht quellenden Komponente mit geringer Dielektrizitätskonstante, z.B. <1,5, und einer oder mehrerer polarer, in Wasser rasch quellenden Komponenten —, und zwar so weit, daß bei Wasserzutritt durch schlagartiges Quellen der quellfähigen Kompcnente(n) die Wasserausbreitung im Bündelkabel inhibiert wird.

Geeignete Stoffkombinationen hierfür sind Gemische aus zu 30 bis 98°/o verzeih vorgeschäumten Partikeln auf Basis der bereits genannten Polymerisate und quellfähigen Pulvern auf der Basis von Cellulosederivaten oder Polysacchariden wie Tylose, Meypro-Guar, Guar-Gum, Carragheen oder synthetischen Produkten wie Polyvinylpyrrolidon und partiell verseiftes Polyvinylacetat mit Partikeldurchmessern ^ den Partikeldurchmessem der verwendeten kugelförmigen Zellpartikeln, die den genannten dielektrischen Anforderungen entsprechen.

Beispielsweise reicht bei Verwendung eines hoch quellfähigen Polysaccharide, das im Handel erhältlich ist, als Meypro-Guar-B-5 von der Firma Meyhall AG, Schweiz, bereits eine Ausfüllung der Hohlräume im Bündelkabel zwischen 20 bis 25 Volumprozent

ίο aus, wenn der Anteil der quellfähigen Stubstanz(en) im Gemisch 40 bis 60, vorzugsweise 50 Volumprozent beträgt, um im Falle des Eindringens von Wasser eine schlagartige Sperrwirkung für Wasser zu erzielen.

Infolge gegensinniger statischer Aufladung gegenüber der Kabelisolation verharren solche Füllmassen auch bei starker Rüttelbeanspruchung der Kabel in ihrer ursprünglichen Lage innerhalb des Aderlabyrinths. Ein besonderer Vorteil dieser Abstopfmasse liegt darin, daß die Biegbarkeit der Bündelkabel — wichtig für die Handhabung beim Verlegen — nicht beeinträchtigt wird.

Die Vorteile gegenüber alleiniger Verwendung von quellfähigen Pulvern: Es kann mit geringen Mengen dieser Stoffe pro Bündelkabel-Hohlvolumen gearbeitet werden (dadurch geringere Gesamtkapazität des Bündelkabels); die Arbeitstechnik des Füllvorganges wird vereinfacht, da die »Verdünnung« der quellfähigen Pulver durch die verzellt geschäumten kugelförmigen Partikeln eine gleichmäßigere Verteilung beim Eindringen in die Bündelkabelhohlräume und somit eine sichere Sperrwirkung ermöglicht.

Ausreichend feinteilige kugelförmige Partikeln lassen sich aus den genannten Stoffen durch Polymerisation nach in ihren Grundzüt,or. bekannten (deutsches Patent 847 348) Verfahren unter der Voraussetzung herstellen, daß bestimmte Gewichtsverhältnisse von Monomerphase zu wäßriger Phase, Dispergator zu Netzmittel und Dispergator zur Monomerphase eingehalten werden. Die so gewonnenen kompakten Perlen können nach Beendigung des Polymerisationsprozesses mit für Polystyrole bekannten Treibmitteln, wie z. B. niederen Paraffinkohlenwasserstoffen, unter erhöhtem Druck und vorzugsweise bei Temperaturen > 60° C beladen und durch nachfolgendes Entspannen unter unmittelbar anschließender Abkühlung aus einem Temperaturbereich oberhalb des Einfriertemperaturbereiches des Polymerisat-Treibmittelsyslems auf unter 65° C partiell, d. h.

bis zu einem Aufschäumungsgrad zwischen 10 bis 40% odei vollständig, d. h. bis zu >95°/o zu kugelförmigen Teilchen mit regelloser innerer Zellstruktur aufgeschäumt werden.

Claims (6)

Kunststoff ein treibmittelhaltiger Kunststoff verwen- Patentansprüche: det wird. Zur Erzeugung einer Längswasserdichtig keit bei Fernmeldekabeln ist es hierbei notwendig,

1. Dielektrisch hochwertige Einbettstoffe auf daß die schäumbaren Polystyrolkabel vor dem der Basis verzeih geschäumter Perlpolymerisate 5 Schäumprozeß gleichmäßig über den ganzen Kabeides Styrols und kernalkylierter Styrole und Co- querschnitt verteilt eingebracht werden. Dies ist aber polymerisaten des Styrols mit a-Methylstyrol und/ mit mechanisch zerkleinerten Partikeln nicht zu er- oder kernmethylierten Styrolen für elektrische reichen. Die unregelmäßig geformten Partikeln, die Baugruppen, Bauteile und Leitern in Fernmelde- scharfe Kanten und Spitzen aufweisen, erschweren kabeln, dadurch gekennzeichnet, daß w bzw. verhindern durch eine mechanische Verhakung, sie aus verzellt geschäumten kugelförmigen Par- vor allem in den außenliegenden Aderzwischenräutikeln auf genannter Basis mit einem Korngrößen- men, das zur Besetzung des gesamten Kabelquerspektrum zwischen 1 und 200 μΐη, vorzugsweise Schnitts notwendige Eindringen weiterer schäumbarer 10 bis 100 pm, als dielektrisch verlustfreie Korn- Partikeln. Ferner ist die Ausbildung einer geschlosponente bestehen. 15 senzelligen, die Längswasserdichtigkeit erzeugenden

2. Einbertstoffe nach Anspruch 1, dadurch ge- Zellstruktur nicht mehr gewährleistet, da die Kantenkennzeichnet, daß sie aus reinem verzellt ge- und Spitzenbereiche beim Aufschäumprozeß zum schäumtem Polystvrolperlpolymerisat bestehen. Aufreißen der Zellmembranen neigen.

3. Einbettstoffe nach Anspruch 1 oder 2, da- Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Einbettdurch gekennzeichnet, daß sie pulverförmige, in 20 stoffe aufzuzeigen, die gegenüber den bekannten EinWasser quellfähige» nicht ionogene Stoffe ent- bettstoffen in ihren Eigenschaften, Insbesondere in halten. dielektrischer Hinsicht, hochwertig und damit verbes-

4. Einbettstoffe nach Anspruch 3, dadurch ge- sert sind. Es wurde gefunden, daß die gestellte Aufkennzeichnet, daß sie die verzellt geschäumten gäbe gelöst werden kann und dielektrisch hochv artige kugelförmigen Partikeln und die pulverförmigen. -5 Einbettstoffe für elektrische Baugruppen, Bauteile in Wasser quellfähigen, nicht ionogenen Stoffe im und Leitern in Fernmeldekabeln erhalten werden Verhältnis 40 : 60, vorzugsweise 50 : 50, enthal- können, wenn die Einbettstoffe auf der Basis verzellt ten. geschäumter Perlpolymerisate des Styrols und kern-

5. Verwendung von Einbettstoffen nach den alkylierter Styrole und Copolymerisaten des Styrols AnGp-- üchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß 30 mit _\-Methylstyrol und/oder kernmethylierten Styrodie .'iskreten, kugelförmigen Zellpartikeln durch len aus verzellt geschäumten kugelförmigen Partikeln einen nachträglichen Temperaturstoß zu einem auf genannter Basis mit einem Korngrößenspektrum das Bauteil oder die Baugruppe fest umschließen- zwischen 1 und 200 um, vorzugsweise 10 bis 1OO μηη, den Zellkörper mit Mikrozellstruktur verschweißt als dielektrisch verlustfreie Komponente bestehen, sind. 35 Der Aufschäumungsgrad soll vorzugsweise zwischen

6. Verwendung von Einbettstoffen nach An- 20 und 40 % liegen. Der Partikeldurchmesser als spruch 3 und 4 zur dielektrisch verlustarmen Ein- Voraussetzung für hinreichende Gießbarkeit sowie bettung von bündel- und lagenverseilten Nach- zum Ausfüllen kleiner Hohlräume soll 1 μΐη, vorjugsrichtenkabelseelen. weise 10 μΐη, als untere bzw. 200 μΐη, vorzugsweise

40 100 μΓη, als obere Grenze sein.

Geeignet sind Polymere mit einer volumetrisch ge-

messenen Einfriertemperatur von ^ 85° C.

Weitere Merkmale solcher Partikeln sind: mechanische Stabilität durch Zellstruktur der Partikeln;

Flüssige Reaktionsharzsysteme, z. B. auf der Basis 45 thermoplastischer Charakter des Pprtikelmaterials Epoxid-, Polyurethan-, Polyester- oder Siliconharzen, und damit Möglichkeit eines gezielten Nachschäuwerden bekanntlich als Einbettstoffe für elektrische mens bis zu Aufschäumungsgraden von >95°/o Baugruppen der Nachrichtentechnik venvf-ndet. In durch Erwärmen der vorgeschäumten Partikeln auf manchen Fällen sind elektrische Baugruppen, Bau- Temperaturen oberhalb des Einfriertei.iperaturbereiteile und Leiter durch Einbetten in einen geeigneten 50 ches der polymeren Substanz; kleiner dielektrischer Isolierstoff mechanisch zu stabilisieren und vor Um- Verlustfaktor (<5 · 10~⁴); kleine durch Jen Aufgebungseinflüssen zu schützen. Dabei sollen dielek- schäumungsgrad abstufbare Dielektrizitätskonstante trische Kopplungen in eingebetteten Baugruppen ver- von 2,0 bis 1,1; kleiner Restmonomerengehalt, vormieden werden, und/oder eine Beeinträchtigung der zugsweise <0,l%>, und damit keine Beeinträchtigung Funktion von Bauteilen durch das Einbettmedium 55 der eingebetteten Objekte durch diffusible Bestandsoll nicht eintreten, beispielsweise von nicht dicht ein- teile des umhüllenden Mediums,
gebauten Kunststoffolienkrndensatoren durch diffu- Die Anwendung kann durch Vergießen des zu

sible Bestandteile des Einbettsystems oder von me- schützenden Objektes in einer geeigneten, bleibenden chanisch empfindlichen Bauteilen, insbesondere von oder in einer nach dem Vergußprozeß wieder enthochpermeablen Ferritkernen durch äußere Kräfte, 60 fernbaren Form, gegebenenfalls unter Rütteln und hervorgerufen durch Volumenänderungen des Ein- anschließendes Nachschäumen bis zu einem gebettsystems sowohl bei Übergang aus dem gießbar wünschten Aufschäumungsgrad, erfolgen; einstellbar flüssigen in den vernetzten, festen Zustand als auch sind Aufschäumungstemperatur und -zeit. Durch das bei Temperaturwechseln. Nachschäumen wird zugleich ein Verschweißen der

Ferner ist aus der schweizerischen Patentschrift 65 geschäumten Zellpartikeln zu einem nach dem Ab-913 ein Verfahren zum Herstellen von längs- kühlen festen Verband erreicht,
wasserdichten Kabeln unter Verwendung von Kunst- Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der be-

stoffschaum bekannt, wobei als verschäumbarer schriebenen Zellpartikeln zum Einbetten und Fixie-