DE2729368C2

DE2729368C2 - Filling compound for telecommunication cables with plastic-insulated cores

Info

Publication number: DE2729368C2
Application number: DE19772729368
Authority: DE
Inventors: Bjoern Dipl.-Chem. 8019 Ebersberg Noethe; Helmut 8000 Muenchen Saller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2729368B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllmasse für Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern. Die elektrischen -to Übertragungseigenschaften verlegter Nachrichtenkabel können sich unter ungünstigen Umständen infolge eindringender Feuchtigkeit verschlechtern, vor allem können der Isolationswiderstand, der dielektrische Verlustfaktor und die Betriebskapazität nicht mehr ausreichende Werte annehmen. Durch Füllen der Kabelhohlräume mit dielektrisch hochwertigen, nach dem Einbringen in das Kabel nicht mehr fließfähigen Stoffen ließe sich erreichen, daß die Übertragungseigenschaften wieder verbessert oder wenigstens auf einem noch ausreichenden Niveau stabilisiert werden.The invention relates to a filling compound for telecommunication cables with plastic-insulated cores. The electric -to Transmission properties of laid communication cables can change under unfavorable circumstances as a result Moisture penetration can deteriorate, especially the insulation resistance, the dielectric The loss factor and the operating capacity no longer assume sufficient values. By filling the Cable cavities with dielectric high quality, no longer flowable after being introduced into the cable Substances could be achieved that the transmission properties improved again, or at least on one still be stabilized at a sufficient level.

Die Einbringung üblicher Kabelfüllmassen scheitert an deren pastöser Konsistenz, die nur durch ein Aufheizen des Kabels während des Füllvorgangs vorübergehend aufgehoben werden könnte. Bei einem verlegten Kabel ist das praktisch nicht durchführbar. Übliche elektrisch hochwertige Gießharze sind so hoch viskos und haben so geringe Topfzeiten, daß sie bei einem Einpreßdruck von ca. 10 bar bereit« nach wenigen Metern Füllstrecke nicht mehr weiter in das Kabel vordringen könnten. Eine nennenswerte Steigerung der Fließgeschwindigkeil durch die Erhöhung des Einpreßdruckes über 10 bar hinaus ist nicht möglich, da dann ein Bersten des Kabels zu erwarten wäre.The introduction of conventional cable filling compounds fails because of their pasty consistency, which can only be achieved by a The heating of the cable during the filling process could be temporarily canceled. At a This is practically not feasible with laid cables. Usual high-quality electrical casting resins are so high viscous and have such short pot life that they are ready at an injection pressure of approx. 10 bar a few meters filling distance could no longer penetrate further into the cable. A notable increase in the flow velocity wedge due to the increase in the Injection pressure above 10 bar is not possible, as the cable would then burst.

Handelsübliche Gießharze für die Sanierung von verlegten Nachrichtenkabeln, KäbelreparatUrfhassen genannt, umgehen diese Schwierigkeiten dadurch, daß einem kalthärtenden Epoxyd-Gießharzsystem inerte, niederviskose aber flüchtige Lösungsmittel wie z. B. Xylol, Toluol und Methanol zugesetzt werden. Durch entsprechend großen Anteil an Lösungsmitteln wird sowohl die Viskosität als auch die Reaktivität soweit herabgesetzt, daß bei 10 bar Fülldruck einige hundert Meter Kabel im Laufe von 5 bis 10 Stunden gefüllt werden können. Versuche haben ergeben, daß solche Kabelreparaturmassen die gewünschten Fließeigenschaften besitzen und in hinreichend kurzer Zeit in den Festzustand übergehen. Derartige Kabelreparaturmassen beeinträchtigen aber die Übertragungseigenschaften der Kabel wegen ihrer schlechten dielektrischen Eigenschaften in unzulässigem Maße und stabilisieren außerdem keineswegs die Kabeleigenschaften wegen der zwangsläufig eintretenden Verdunstung der benutzten Lösungsmittel, deren Anteil bei 30 bis 50 Gew.-°/o liegt. Ferner tritt durch Lösungsmittelverlust eine Verfestigung der Masse ein, die wegen de<" dadurch bewirkten Versteifung der Kabel unerwünscht ist. Eine befriedigende Lösung des Problems der Sanierung längerer, verlegter Nachrichtenkabel ist mit derartigen Massen nicht möglich.Commercial casting resins for the renovation of installed communication cables, cable repair Urfhassen called, circumvent these difficulties by the fact that a cold-curing epoxy casting resin system is inert, low-viscosity but volatile solvents such as. B. xylene, toluene and methanol can be added. By A correspondingly large proportion of solvents is both the viscosity and the reactivity so far reduced that at 10 bar filling pressure a few hundred meters of cable filled in the course of 5 to 10 hours can be. Tests have shown that such cable repair compositions have the desired flow properties and go into the solid state in a sufficiently short time. Such cable repair compounds but affect the transmission properties of the cables because of their poor dielectric Properties to an inadmissible degree and also by no means stabilize the cable properties because of the inevitable evaporation of the used Solvents, the proportion of which is 30 to 50% by weight. Also occurs due to loss of solvent Solidification of the mass a, which because of the <"thereby caused stiffening of the cables is undesirable. A satisfactory solution to the rehabilitation problem longer, laid communication cables with such dimensions are not possible.

Es ist auch bereits bekannt, eine Längswasserdichtigkeit in Nachrichtenkabeln dadurch zi' erzielen, daß in Wasser quellungsfähigii, ihr Volumen um ein Vielfaches vergrößernde, pulverformige Stoffe allein oder — zur Verbesserung der Dielektrizitätskonstante der Füllmasse — im Gemisch m.t gasgefüllten Hohlkörperchen benutzt werden (vgl.: DE-AS 14 90 621 und DE-PS 19 Jb 871); dabei können auch vaseinartige Stoffe verwendet werden (vgl.: DE-PS 19 36 872). Die Errichtung von Feuchtigkeitssperren kann auch durch Ausfüllen des freien Kabelvolumens mittels selbstschäumender Harzsysteme, beispielsweise auf Polyurethanbasis (»Technische Mitteilungen AEG-Telefunken«, Bd. 60, 1970, S. 122/123), oder durch Nachschäumen vorgeschäumt in das Kabel eingebrachter Partikel erreicht werden (CH-PS 4 23 913). Derzeit werden in der Technik jedoch Füllmassen auf Petrolatbasis, allein oder zusammen mit die Dielektrizitätskonstante verbessernden Zusätzen (vgl.: DE-PS 19 36 872). bevorzugt.A longitudinal watertightness is also already known In communication cables, by being able to swell in water, their volume is achieved many times over enlarging, powdery substances alone or - to improve the dielectric constant of the filling compound - be used in a mixture with gas-filled hollow bodies (see: DE-AS 14 90 621 and DE-PS 19 Jb 871); vasein-like substances can also be used can be used (see: DE-PS 19 36 872). The erection of moisture barriers can also be done by Filling the free cable volume using self-foaming resin systems, for example based on polyurethane ("Technische Mitteilungen AEG-Telefunken", Vol. 60, 1970, p. 122/123), or by re-foaming Pre-expanded particles introduced into the cable can be achieved (CH-PS 4 23 913). Currently in technology, however, petrolatum-based fillers, alone or together with dielectric constant improving Additions (see: DE-PS 19 36 872). preferred.

In der DE-OS 22"OO 306 wird eine wärmebeständige Füllmasse vorgeschlagen, die Petrolat und ein teilweise vernetztes Polymeres, sowie gegebenenfalls noch weitere Bestandteile, enthält. Diese Masse besitzt thixotrope Eigenschaften und läßt sich bei Raumtemperatur fördern, sie wird aber in der Verarbeitung selbst bei höheren Temperaturen nicht flüssig. Der Einsatz dieser Masse ist daher in zweierlei Hinsicht problematisch: Zum einen ist es nicht möglich, dit^e Masse für die Applikation in einen hinreichend niedrigviskosen Zust-nd zur ausreichenden Füllung auch hochpaariger Nachrichtenkabel zu bringen, und zum zweiten ist aus wirtschaftlichen Gründen der Einsatz eines nicht gängigen handelsüblichen Polymeren, wie Poly-tert.-butylstyrol, /u aufwendig.In DE-OS 22 "OO 306 a heat-resistant Suggested filler, the petrolatum and a partially crosslinked polymer, and possibly also contains other components. This mass has thixotropic properties and can be at room temperature promote, but it does not become liquid during processing, even at higher temperatures. The use This mass is therefore problematic in two respects: On the one hand, it is not possible to use the mass for the Application in a sufficiently low-viscosity state for sufficient filling, even with high pairs Bring communication cables, and secondly, the use of one is not for economic reasons common commercial polymers, such as poly-tert-butylstyrene, / u expensive.

Bei Füllmassen auf Petrolatbasis bestehen darüber hinaus bei hochpaangen Nachrichtenkabeln Applika tionsschwierigkeiten. weil es mit bei Raumtemperatur pastösen, gelartigen Massen nicht gelingt, das freie Kabelvolumen in einem technisch erforderlichen Maße zu füllen. Diesen Mängel beobachtet mäh im übrigen auch bei pulverförmigen Füllmassen. Das Aderlabyrinth, vor allem bei hochpaangen Nachrichtenkabeln, stellt an die Fließeigenschaften einer Füllmasse und gegebenen^ falls an Teilchenförm und 'durchmesser eventuell darin enthaltener Zusätze hohe Ansprüche, Hochviskose oder thixotrope Massen können so, selbst unter Druck,In the case of filling compounds based on petrolatum, there are also applications for high-frequency communication cables difficulties. because it's using at room temperature pasty, gel-like masses fail to reduce the free cable volume to a technically necessary extent to fill. Incidentally, mäh observed these shortcomings even with powdery fillings. The vein labyrinth, especially with high-frequency communication cables, sets the flow properties of a filling compound and given ^ if on particle shape and 'diameter possibly in it Containing additives high demands, highly viscous or thixotropic masses can thus, even under pressure,

beispielsweise über eine Ringdüse, nicht bis zur Kabelmitte eingepreßt werden.for example via a ring nozzle, not to be pressed in to the middle of the cable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Füllmasse für Nachrichtenkabel mit kunststoffisolierten Adern anzugeben, die auch die Füllung des freien Kabelvolumens hochpaariger Nachrichtenkabel in einem einzigen Arbeitsgang und bei Erdbodentemperatur erlaubt und bei deren Verwendung die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Kabel im wesentlichen unverändert bleiben.The object of the invention is to provide a filling compound for communication cables with plastic-insulated cores, which also fills the free cable volume of high-pair communication cables in a single one Operation and at ground temperature allowed and when using the electrical and mechanical Properties of the cables remain essentially unchanged.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Füllmasse nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sie aus Lösungen an sich bekannter ungesättigter Polyesterharze mit extrem geringem Molekulargewicht und daher mit geringer Lösungsviskosität in polymerisationsfähigen bzw. copolymerisationsfähigen äthylenisch ungesättigten Verbindungen mit dielektrisch hochwertigen Eigenschaften im polymerisierten bzw. copolymerisierten Zustand besteht und daß ferner der Anteil an diesen polymerisations- und/oder copolymerisationsfähigen niederviskosen Lösungsmitteln (Comonomeranteil) gegenüber üblichen Zusammensetzungen sehr hoch gewählt ist und daß ferner als nicht reaktives Lösungs- und Weichmachungsmittel Dibenzyltoluol eingesetzt istThe problem posed is achieved by the filling compound according to the invention in that it consists of solutions known unsaturated polyester resins with extremely low molecular weight and therefore with lower Solution viscosity in polymerizable or copolymerizable ethylenically unsaturated compounds with high dielectric properties in the polymerized or copolymerized state and that also the proportion of these polymerizable and / or copolymerizable low-viscosity Solvents (comonomer content) is selected to be very high compared to conventional compositions and that also as a non-reactive solvent and plasticizer Dibenzyltoluene is used

Das ungesättigte Polyesterharz hat ein — gemessen an den üblicherweise eingesetzten Polyesterharzen — extrem geringes Molekulargewicht und daher eine geringe Lösungsviskosität. Der Anteil an polymerisations- und/oder copolymerisationsfähigen niederviskosen Lösungsmitteln ist gegenüber üblichen Zusammensetzungen beträchtlich erhöht Diese Erhöhung des Comonomeranteils, insbesondere Styrol, ist bei den üblichen Anwendungen derunj-esättig'-.n Polyesterharze unerwünscht, weil die mechanischen Eigenschaften darunter leiden. Im vorliegenden Anwen -'ungsfall ist die Herabsetzung der Viskosität des ungehärteten Harzes technisch wesentlich wichtiger als die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des gehärteten Harzes.The unsaturated polyester resin has a - measured against the polyester resins usually used - extremely low molecular weight and therefore a low solution viscosity. The proportion of polymerization and / or copolymerizable low-viscosity solvents is compared to conventional compositions This increase in the proportion of comonomer, especially styrene, is considerably increased Usual applications of unsaturated polyester resins undesirable because the mechanical properties suffer. In the present application, the A decrease in the viscosity of the uncured resin is technically much more important than the deterioration the mechanical properties of the cured resin.

Als Comonomere werden Kohlenwasserstoffverbindungen, wie z. B. Styrol, a-Methylstyrol, Vinyltoluol oder Divinylbenzol verwendet. Diese zeichnen sich durch gute dielektrische Eigenschaften aus und nehmen nur sehr wenig Wasser auf.Hydrocarbon compounds are used as comonomers, such as B. styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene or divinylbenzene is used. These are characterized by good dielectric properties and take very little water.

Als nicht reaktives Lösungs- und Weichmachungsmittel wird Dibenzyltoluol, wie es zum Beispiel unter dem Namen Lipinol T bekannt ist, eingesetzt, das aufgrund seines unpolaren Charakters und seiner geringen Wechselwirkung mit den Kabelmaterialien geeignet ist, sowohl die Reaktivität des polymerisierbaren Systems herabzusetzen als auch die Weichmachung des polymerisierten Materials zu bewirken, ohne daß die Feuchtigkeitsempfindlichkeit und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Kabels unzulässig beeinflußt werden. Der Dampfdruck ist extrem gering, Verdunstungsverluste treten daher nicht auf.As a non-reactive solvent and plasticizer Dibenzyltoluene, as it is known for example under the name Lipinol T, is used because of its non-polar character and its low interaction with the cable materials is suitable, reduce both the reactivity of the polymerizable system and the plasticization of the polymerized Material without affecting moisture sensitivity and mechanical and electrical Properties of the cable are influenced in an impermissible manner. The vapor pressure is extremely low, evaporation losses therefore do not occur.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is explained with the aid of exemplary embodiments.

example 1

12 Gewichtsteile (GT) ungesättigtes Polyesterharz,
hergestellt aus 2=Octyldodecanol,
Maleinsäureanhydrid und Butandiol-(1,3)
imMoWVerhältnis2;2:l
9 GT Styrol-Butadien-Kautschuk
32,5GT Styrol
44 GT Dibenzyltoluol
1,7 GT Methyläthylketönperoxyd,50%igin
Phthalsäureester12 parts by weight (GT) of unsaturated polyester resin,
made from 2 = octyldodecanol,
Maleic anhydride and butanediol- (1,3)
imMoW ratio2; 2: 1
9 parts by weight styrene-butadiene rubber
32.5GT styrene
44 pbw dibenzyltoluene
1.7 GT methyl ethyl ketone peroxide, 50% strength
Phthalic acid ester

0,5 GT Kobaltnaphthenat, gelöst in Styrol, mit einem Kobaltgehalt von 1%0.5 part by weight of cobalt naphthenate, dissolved in styrene, with a cobalt content of 1%

Example 2

16,4 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß16.4 GT unsaturated polyester resin according to

example 1

12,3GT Styrol-Butadien-Kautschuk 44 GT Styrol
27,5GT Dibenzyltoluol
1,6GT Methyläthylketonperoxyd,50%igin12.3 GT styrene-butadiene rubber 44 GT styrene
27.5GT dibenzyltoluene
1.6GT methyl ethyl ketone peroxide, 50% igin

Phthalsäureester
0,48 GTKobaltnaphthenatlösungPhthalic acid ester
0.48 GT cobalt naphthenate solution

Example 3

10,6 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß10.6 pbw of unsaturated polyester resin according to

example 1

7^5 GTStyrol-Butadien-Kautschuk 28,3 GT Styrol
53GT Dibenzyltoluol7 ^ 5 pbw styrene-butadiene rubber 28.3 pbw styrene
53GT dibenzyltoluene

1,7 GT Methyläthylketonperoxyd,50%igin1.7 GT methyl ethyl ketone peroxide, 50% strength

Phthalsäureester
0,5 GT KobaltnaphthenatlösungPhthalic acid ester
0.5 part by weight of cobalt naphthenate solution

Example 4

13,5 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß13.5 GT unsaturated polyester resin according to

example 1

10 GT Styrol-Butadien-Kautschuk 26,5GT Styrol10 parts by weight styrene-butadiene rubber 26.5 parts by weight styrene

48 GT Dibenzyltoluc!
1,7 GT Methyläthylketonperoxyd,50°/oigin48 GT dibenzyltoluc!
1.7 parts by weight of methyl ethyl ketone peroxide, 50%

Example 5

11,5 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß11.5 parts by weight of unsaturated polyester resin according to

example 1

■so 8,6GT Styrol-Butadien-Kautschuk 37 GT Styrol
41 GT Dibenzyltoluol
1,6 GT Methyläthylketonperoxyd, 50°/oig in Phthalsäureester
0,5GT Kobaltnaphthenatlösung■ so 8.6 parts by weight styrene-butadiene rubber 37 parts by weight styrene
41 pbw dibenzyltoluene
1.6 parts by weight of methyl ethyl ketone peroxide, 50% in phthalic acid ester
0.5GT cobalt naphthenate solution

Example 6

12,5 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß12.5 GT unsaturated polyester resin according to

example 1

9,3GT Styrol-Butadien-Kautschuk 33 GT Styrol
44,5GT Dibenzyltoluol
0,4 CT Methyläthylketonperoxyd, 50%ig in Phthalsäureester
0,25 GTKobaltnaphthenatlösung9.3 GT styrene-butadiene rubber 33 GT styrene
44.5GT dibenzyltoluene
0.4 CT methyl ethyl ketone peroxide, 50% in phthalic acid ester
0.25 parts by weight of cobalt naphthenate solution

Die Viskositäten der beispielhaften MischungenThe viscosities of the exemplary mixtures

liegen bei 25°C im Bereich von 30... 6OmPa · s. Die Zeiten bis zum Erreichen einer Viskosität von 100...are in the range of 30 ... 60 mPas at 25 ° C. The Times to reach a viscosity of 100 ...

15OmPa-S betragen bei 25°C zwischen 6 und Stunden,15OmPa-S at 25 ° C are between 6 and Hours,

Der spezifische elektrische Durchgangswiderstand der gehärteten Kabelrepäraturmasseri beträgt einige 10^l3Ohm · cm, der Verlustfaktor liegt bei 3 bis 5 > 10~³ und die Dielektrizitätskonstante zwischen 2,8 undThe specific electrical volume resistance of the hardened cable repair materials is a few 10 ^l3 Ohm · cm, the loss factor is 3 to 5> 10 ^-3 and the dielectric constant is between 2.8 and

Die Füllmasse gemäß der Erfindung besitzt sehr gute dielektrische Eigenschaften und beeinflußt daher das Übertragungsverhalten der Kabel nicht negativ.The filling compound according to the invention has very good dielectric properties and therefore affects that Transmission behavior of the cables is not negative.

Claims

Patent claims:

1. Filling compound for telecommunication cables with plastic-insulated Veins, characterized in that they consist of a polymerizable and / or copolymerizable state located solution of unsaturated polyester resins with extremely low Molecular weight and therefore with low solution viscosity in copolymerizable ethylenic unsaturated compounds with high dielectric properties is that the proportion of polymerizable and / or copolymerizable low-viscosity solvents (comonomer content) compared to conventional compositions is chosen very high and that also as non-reactive Solvent and softening agent! Dibenzyltoluene is used.

2. Filling compound according to claim 1, characterized in that that hydrocarbon compounds are used as comonomers.

3. Filling compound according to claim 1, characterized in that it follows from a solution Composition consists of:

a) unsaturated polyester resin made from 2-octyldodecanol, maleic anhydride and Butanediol- (1,3) in the molar ratio 2: 2: 1

b) styrene-butadiene rubber

c) styrene

d) dibenzyltoluene

e) Methyl ethyl ketone peroxide, 50% in phthalic acid ester

f) Cobalt naphthenate, dissolved in styrene with a cobalt content of 1%.

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