DE2643197C2

DE2643197C2 - Verfahren, Silikonkautschukmasse und Formbenetzungslösung zur Herstellung von SiUkongununi-Formkörpern

Info

Publication number: DE2643197C2
Application number: DE19762643197
Authority: DE
Inventors: Norbert Ing.(Grad.) Kurda; Hans-Joachim Dr. Phil. Schenck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1978-07-20
Also published as: CH632699A5; AT361559B; ATA679577A; GB1580065A; SE7710532L; TR20336A; DE2643197B1

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 Siiikonkautschukmasse 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 manuelien Herstellung der einzelnen Endverschlüsse eine mechanisierte Fertigung im Herstellerwerk.

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

Nach der DE-OS 24 32 057 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 Einfüllöffnüng wird nach dem Verfestigen des Silikongummis durch einen Stopfen verschlossen.

In der CH-PS 5 09 139 wird ein als Druckgelierverfahren bezeichnetes, nahezu drucklos arbeitendes »Eingießw-Verfahren von erwärmtem Gießharz in eine auf Härtungstemperatur vorgewärmte Form beschrieben, bei dem bis zum Aushärten Masse als Schwundaus

gleich unter Druck nachgeschoben wird.

In der DE-OS 20 17 506 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.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein

μ 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 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 einer 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.
Dadurch wird erreicht daß die Vulkanisation zunächst 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 Gießvorganges, d. h. bis zum endgültigen Füllen des Forminneren ein Fließkanal offen bleibt,

«ο über den Luft aus der Form entweichen 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 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 Hinterschneidungen 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 schnelle Einfüllen (hoher Druck!) kalter Masse sorgt dafür, daß beim Vernetzen kein bemerkbarer Schwund aufteten kann.

Auf diese Weise erhält man z. B. als Kabelendverschlüsse verwendbare Körper von sehr homogener Struktur mit einer einwandfreien Oberfläche und 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.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung wird man

vorzugsweise eine Silikonkautschukmasse verwenden, die endständiga Vinylgruppen enthält. Durch die Verwendung dieser Masse wird eine wesentlich verbesserte Einreiß- und Weiterreiß-Festigkeit der fertigen Formkörper erreicht Außerdem werden damit auch die Herstellungsbedingungen etwas erleichtert

Von besonderem Vorteil ist es, die Form vor dem Gießvorgang mit einer Lösung eines Per-Fluor-Carbonsäurederivats zu benetzen. Diese Derivate setzen die Oberflächenspannung der auszuformenden Masse stark herab und ermöglichen so, daß die Masse auch bei komplizierten Formkörpern in alle Winkel gelangt

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Konzentration des Per-Fluor-Carbonsäurederivats in der Benetzungslösung 0,5—20 ppm beträgt

Vorzugsweise wird als Per-Fluor-Carbonsäurederivat ein Gemisch der Ammonsalze perfluorierter Ce-Ca-Carbonsäuren, insbesondere der Caprylsäure, verwendet

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird anhand von zwei Beispielen im einzelnen erläutert Die so heirgestellten Formkörper sind in den F i g. 1 und 2 im Schnitt dargestellt

Beispiel 1

10

15

25

Herstellung eines bikonischen, etwa 280 mm langen Formkörpers 10 nach Fig.l. Dieser Formkörper 10 weist Wanddicken zwischen 2 und 20 mm auf und dient als Kabelendverschluß für Mittelspannungskab«;!. An seiner Unterseite ist ein Deflektor 11 eingebettet Der Formkörper 10 bildet in der Form Hinterschneidungen.

Füllmenge:

350 g katalysierte Silkonkautschukmasse;
Viskosität der Silikonkautschulunasse bei Raumtemperatur:

etwa20—40 Pas;
Temperatur der Silikonkautschukmasse:

20—25°C (Raumtemperatur);
Formfüllzeit:

ca. 45 see,

Fülldruck:

ca. 60 bar;
Vulkanisationszeit:

ca. 2 min ab Beginn der Masseeinfüllung;
Entformungszeit:

ca. 3 min ab Beginn der Masseeinfüllung.

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 abschließt, während der Einfüllstutzen mit einem Pfropfen verschlossen werden muß, um den beim Vernetzen auftretenden Druck zu konservieren.

Beispiel 2
(F ig· 2)

Herstellung eines bikonischen, etwa 260 mm langen Formkörpers 20 gemäß F i g. 2. Der Formkörper 20 weist Wanddicken zwischen 2 und 20 mm auf und dient als Endenabschluß für Mittelspannungskabei. Zur Vergrößerung der Kriechwege ist er --.it Schirmen 22 versehen. An seiner Unterseite ist ein Def.ektor 2! eingebettet

Füllmenge:

420 g katalysierte Silikonkautschukmasse;
Viskositä« der katalysierten
Si'rikonkautschukmasse bei Raumtemperatur:

etwa27 Pas;

Temperatur der katalysierten
Silikonkautschukmasse:

20-25°C (Raumtemperatur);
Formtemperatur:

80—100° C;
Formfüllzeit:

ca. 70 see;
Fülldruck:

60—80 bar;
Vulkanisationszeit:

ca. 6 min ab Beginn der Masseeinfüllung;
Entformungszeit:

ca. 7 min ab Beginn der Masseeinfüllung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines elektrisch isolierenden Silikongummi-Formkörpers mit unterschiedlichen Wandquerschnitten, insbesondere für einen Kabelendverschluß, bei dem in einen Formhohlraum eine Silikonkautschukmasse mit Raumtemperatur gegossen, der Formhohlraum verschlossen und der Silikonkautschuk vernetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Form zum Gießen um 20° gegenüber der Senkrechten geneigt wird, das Gießen einer 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 180⁰C über die Raumtemperatur der Silikonkautschukmasse erwärmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß "or dem Gießen die Form mit einer Lösung eines Per-Fluor-Carbonsäurederivates benetzt wird.

3. Silikonkautschukmasse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie endständige Vinylgruppen enthält.

4. Lösung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Per-Fluor-Carbonsäurederivates 0,5 bis 20 ppm betragt

5. Lösung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Per-Fluor-Carbonsäurederivat aus einem Gemisch der Amrnonsalze perfluorierter Ca—Ce-Carbonsäuren, im.besonC-_Te der Caprylsäure, besteht.