DE2847383C2 - Verwendung einer Masse auf Basis einer Polyol- und einer Polyisocyanatkomponente zum Abdichten von Kabeln oder Kabelverbindungen - Google Patents

Verwendung einer Masse auf Basis einer Polyol- und einer Polyisocyanatkomponente zum Abdichten von Kabeln oder Kabelverbindungen

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Description

wobei die Mengenverhältnisse der Komponenten so gewählt sind, daß auf 100 Gewichtsteile der Mischung aus Komponente I + Komponente III, zwischen denen das Verhältnis 1:1,75 bis 1:2 besteht, 5 bis 8 Teile der Komponente II vorhanden sind, zum Abdichten von Kübeln oder in einer Kabelmuffe untergebrachten Kabelverbindungen.
2. Verwendung des Kunststoffmaterials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Komponente II zu verwendende Diphenylmethan-4.4'-Diisocyaiidt einen Effektivgehalt von 93%, eine Viskosität bei 20° C von 100 'jis 15OmPa · s und einen NCO-Gehalt von 30 bis 32% hat
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Masse auf Basis einer Polyol- und einer Polyisocyanatkomponente zum Abdichten von Kabeln oder in einer Kabelmuffe untergebrachten Kabelverbindungen.
Auf vielen Gebieten der Technik ist es erforderlich, ein Gehäuse, ein Rohr oder ähnliche Gegenstände an dem oder den offenen Enden so zu verschließen, daß Feuchte oder sogar Wasser in das Innere nicht eindringen kann.
Dies gilt insbesondere für Kabel zum Übertragen von Informationen, und hier vor allen Dingen für Kabel der so Nachrichtentechnik. Diese Kabel werden in aller Regel unterirdisch verlegt und sind dort Umgebungseinflüssen unterworfen, die bei hohen Außentemperaturen der Luft lang andauernde höhere Temperaturen im Erdreich bzw. bei tiefen Außentemperaturen der Luft länger andauernde tiefe Temperaturen im Erdreich bewirken. Beim Verlegen dieser Kabel ist darauf zu achten, daß die im Inneren des Kabels vorhandenen Feuchteverhältnisse später möglichst nicht mehr verändert werden können, was insbesondere dann der Fall wäre, wenn Wasser oder Feuchte in das Kabel eindringen kann.
Um dies zu verhindern, werden beim Verbinden zweier Kabel Verbindungsstücke (Kabelgarnituren) verwendet, die aus einer Kabelmuffe und aus darin untergebrachtem Kunststoffmaterial bestehen.
Ein Kabel der Nachrichtentechnik besteht aus einer Vielzahl von elektrisch leitenden Adern, die gebündelt sind und bei dem mehrere solche Bündel in einer äußeren Schutzumhüllung untergebracht sind, FQr das Verbinden zweier solcher Kabel oder auch für das Verbinden unterschiedlich aufgebauter Kabel ist es erforderlich, diese Aderbündel aufspleißen und mit den Adern des anderen Kabelstückes zu verbinden. Die einzelnen so verbundenen Adern müssen gegeneinander wieder isoliert werden, so daß ein räumlich zum Teil wesentlich größeres Gebilde entsteht Da die Isolation der einzelnen Adern geöffnet wurde, muß dieses Gebilde gegen das Eindringen von Feuchte oder Wasser geschützt werden, wofür das oben beschriebene Verbindungsstück dient
Es ist bereits bekannt, Kabelgarnituren mit Gießmassen zu füllen (vgL GB-PS 11 57 435, DE-OS 23 20 105 und 23 20 254).
An Kunststoffmaterialien, die zum feuchtedichten Verschluß (hermetische Abdichtung) von Hohlkörpern, insbesondere von Kabel dienen, sind eine Reihe von Anforderungen zu stellen. Im einzelnen handelt es sich um folgende Anforderungen:
1. Die Viskosität bei der Verarbeitung soiite möglichst gering sein, damit das Kunststoffmaterial auch bei niedrigen Temperaturen zwischen die Aderbündel und zwischen die miteinander verbundenen Adern leicht eindringen kann.
2. Die Selbstaüshärtung des Materials sollte möglichst schnell erfolgen, das heißt die sogenannte Topfzeit soll in dem angegebenen Temperaturbereich für die Verarbeitung wenigstens 5 Minuten sein.
3. Das Kunststoffmaterial muß ein gutes Selbstaushärtevermögen bei von -10 bis +500C reichenden Verarbeitungstemperaturen haben, damit das Verlegen von Kabeln möglichst über das ganze Jahr hinweg durchgeführt werden kann.
4. Die Elastizität des ausgehärteten Kunststoffmaterials soll hoch sein, damit Wärmeausdehnungen der Metallteile ausgeglichen werden können.
5. Das Klebevermögen der Masse-, das heißt die Eigenschaft, an dem Material der Kabelmuffe, an dem Isoliermaterial der einzelnen Adern und an dem Isoliermaterial der miteinander verbundenen Adern fest zu haften, muß gut sein.
6. Hohe Feuchtigkeit und Wasserundurchlässigkeit sind hier selbstverständliche Voraussetzungen.
7. Das ausgehärtete Kunststoffmaterial sollte möglichst hoch kerbanfällig sein, damit die Kunststoffüllung beim öffnen einer solchen Kabelverbindung, die beispielsweise aus zwei zusammengesetzten Schalenhälften besteht, in einfacher Weise entfernt werden kann. Das bedeutet im Falle der Kabelverbindungen, daß die Füll- und Dichtmasse möglichst durch Einwirkung von Hand entfernt werden kann. Die Anwendung von Werkzeugen (Meißel, Schraubenzieher und ähnliches) ist tunlichst zu vermeiden, um die Adern nicht zu beschädigen.
8. Das Haftvermögen des Kunststoffmaterials sollte für eine Betriebszeit von etwa 30 Jahren bleibend sein.
9. Es ist wichtig, daß das Kunststoffmaterial im ausgehärteten Zustand einen hohen Isolationswiderstand aufweist, dtr möglichst mehr ais 10" ilcm bei Beanspruchung mit mindestens 1 kV/mm beträgt. Die Forderung nach hohem Isolationswiderstand gilt auch nach Lagerung des Materials in Wasser und verschiedenen Chemika-
lien. Es sei erwähnt, tfciJ die Djelakirizitätskonstante und der Verlustwinkel möglichst Wein sein sollen. 10, Die chemische Widerstandsfähigkeit soll so sein, daß bei mindestens sechsunddreißigstündiger Lagerung bei 380C die Funktionsfähigkeit erhalten s bleiben muß, wenn das Material mit sauren oder alkalischen Flüssigkeiten in Berührung kommt. Das Kunststoffmaterial muß gegenüber dem Einnuß insbesondere von Dieselöl resistent bleiben und schließlich pilz- und mikrobenbeständig sein. ι ο
Die bisher bekannten Füllmassen auf der Basis verschiedener Kunststoffmaterialien aber puch auf Polyurethanbasis erfüllen entweder die oben aufgezählten Forderungen nicht befriedigend, beispielsweise die leichte Entfernbarkeit (Punkt 7.\ oder haben unzureichende dielektrische und elektrische Eigenschaften, vor allem bei Feuchteeinwirkung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für die Verwendung zum Abdichten von Kabeln oder Kabelverbindur.gen geeignete Masse anzugeben, die alle oben aufgeführten Forderungen in befriedigender Weise erfüllt
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Masse eingesetzt, die aus
I. einer Komponente aus
a) einem vorwiegend endständig hydroxylierten Polybutadien mit einem mittleren Molekulargewicht von 2800, einem Äquivalentgewicht von 1200 und einer Viskosität von 500OmPa · s bei 30° C,
b) einem Polyäther-Polyester-Polyol mit einem Äquivalentgewicht von 350 und einer Viskosität von 2500 mPa · s bei 25° C,
c) 2-Octyldodekanol als innerem Weichmacher und
d) für Polyurethan an sich bekannten Polymerisationsbeschleunigern,
II. Diphenylmethan-O'-Diisocyanatund ·*ο
III. Dibenzyltrluol sowie ggf. an sich bekannten weiteren Zusätzen,
wobei die Mengenverhältnisse der Komponenten so gewählt sind, daß auf 100 Gewichtsteile der Mischung «5 aus Komponente I + Komponente III, zwischen denen das Verhältnis 1:1,75 bis 1:2 bei tent, 5 bis 8 Gewichtsteile der Komponente II vorhanden sind.
Für die umfangreichen Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung geführt haben, waren Überle- so gungen erfinderischer Ar? unter anderem deshalb erforderlich, weil gegenwärtig das Angebot von Kunststoffma'erialien auf dem Markt äußerst groß ist und für diese zahlreichen Kunststoffe Eigenschaften angegeben werden, die den Fachmann aufgrund einfacher Überlegungen nicht in die Lage versetzen, ein Kunststoffmaterial herauszufinden, das die oben aufgeführten Forderungen insgesamt erfüllt Es kommt hinzu, daß die einzelnen auf dem Markt befindlichen Materialien bei ihrer Verwendung für den angegebenen Zweck trotz der herausgestellten Eigenschaften letztlich doch versagen. Im Hinblick auf die Aufgabenstellung, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, war der Fachmann gezwungen, neue Wege für die Zusammenstellung der Komponenten zu gehen.
Die erfindungsgemäß verwendete Masse erfüllt wie umfangreiche Untersuchungen ergeben haben, sämtliche oben aufgezählte Forderungen mit hoher Zuverlässigkeit, Zu diesem beträchtlichen Vorteil kommt hinzu, daß der Weichmachergehalt so bemessen ist, daß die LösUchkeitsgrense, die durch die Aufnahmefähigkeit des Polyuretfmnkunststoffes für Weichmacher gegeben ist, nicht überschritten wird, wodurch das vernetzte, ausgehärtete Kunststoffmaterial keine Neigung besitzt, Weichmacheranteile auszuschwitzen.
Die erfindungsgemäß verwendete Masse kann in der Weise verarbeitet werden, daß die Bestandteile der Komponente I und der Komponente III als eine Mischung zur Anwendung gelangt, die vorbereitet sein kann, weil die Lagefähigkeit ohne chemische Veränderungen gut ist Die Komponente II, das heißt die Düsocyanat-Komponente wird gesondert erst unmittelbar vor der Verarbeitung dem eben erwähnten anderen Teil zugemischt, so daß diese Mischung vergossen werden kann und dann innerhalb einer Zeit von 5 Minuten und mehr aushärtet
Das als Komponente II zu verwendende Diphenylmethan-4.4'-Diisocyanat soll vorzugsweise einen Effektivgehalt von 93%, eine Viskosität bei 20°C von 100 bis 150 mPa · s und einen NCO-Gehalt vvm 30 bis 32% aufweisen. Der Effektivgehalt ist durch das Verhältnis von NCO-Gruppen, bezogen auf ein Mol Diisocyanat definiert
Die Komponente III kann zusätzlich zum Dibenzyltoluol einen Füllstoff in Pulverform enthalten, dessen spezifisches Gewicht im Bereich des spezifischen Gewichts des Kunststoffmaterials liegt
Als Füllstoff kommt insbesondere Pclyäthylenpulver in Frage, das in einer Menge von 20%, bezogen auf das Gesamtgewicht, vorzugsweise zur Anwendung gelangt Hierdurch werden die elektrischen Eigenschaften und die Kerbanfälligkeit verbessert
Andere Füllstoffe, die die Voraussetzungen hinsichtlich des spezifischen Gewichtes erfüllen, sind ebenfalls möglich. Solche Füllstoffe sind an sich bekannt und sind meist ebenfalls ausgehärtete pulverförmige Kunststoffmaterialien verschiedener Zusammensetzungen. Die Anforderungen an das spezifische Gewicht sind wichtig, weil sonst beim Vergießen und während des Aushärteprozesses die homogene Verteilung des Pulvers in der Masse durch Sedimentation ungünstig verändert wird
Die Komponente III kann zusätzlich noch ein Gemisch aus monocyclischen Terpenkohlenwasäerstoffen enthalten, das in einem Temperaturbereich von 170 bis 1900C bei 1013 bar siedet.
Während das 2-Octyldodekanol in der Komponente I chemisch in den Polyurethankunststoff eingebaut wird und in dieser Weise gewissermaßen als interner Weichmacher des Materials wirkt ist Dibenzyltoluol in der Komponente I e;n externer Weichmacher, der physikalisch im Kunststoffrnaterial verteilt ist mit dem Kunststoffmaterial praktisch chemisch nicht reagiert hat unci auf diese Weise die mechanischen, die elektrischen und die dielektrischen Eigenschaften beeinflußt Die Elastizität des Materials wird durch den Polybutadienanteil beeinflußt. Die Kerbanfälligkeit, das heißt die Eigenschaft, daß das Kunststoffmaterial schon von Hand zerlegt werden kann, weil es krümelig wird, wird dadurch erzielt, daß das Kunststoffmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zu relativ kurzketttgen Vernetzungen führt, die leicht aufzubrechen sind.
Als Polymerisationsbeschleuniger wird vorzugsweise Dibutylzinndilaurat verwendet.
Das Gemisch mit mo^.ocyclischen Terpenkohlenwasserstoffen in Komponente III bewirkt eine weitere Verringerung der Härte des Materials, weil dieses
Gemisch ebenfalls als äußerer Weichmacher anzusehen ist,
Kabel, die für die Übertragung von Informationen, insbesondere für die Nachrichtentechnik dienen, bestehen aus einer Vielzahl von elektrisch leitenden Adern, ί die gebündelt sind und mehrere solcher Bündel in einer Schutzumhüllung enthalten. An ihren Enden sind sie mit anderen Kabeln der gleichen Art verbunden, wobei diese Verbindung in einer Kabelmuffe untergebracht ist, die zum Zwecke der Isolation und zum Schutz gegen in Feuchte (Wasser) mit Kunststoffmaterial gefüllt ist. Die Kabelmuffe besteht aus ausgehärtetem, mechanisch stabilen Kunststoffmaterial oder enthält dieses und ist mit Kunststoffmaterial gefüllt, wobei zwischen Kabelmuffe und Kunststoffmaterial eine innige Haftverbin- ΐί dung bestehen soll.
Die Kabelmuffe kann vollständig aus Kunststoffmaterial bestehen, beispielsweise aus Polypropylen oder Niederdruckpolyäthylen. Es ist daher auch möglich, daß die Kabelmuffe aus Metall besteht und an der inneren Oberfläche, das heißt der der Kunststoffüllung zugewandten Oberfläche, mit einem ausgehärteten Kunststoffmaterial überzogen ist. Zwischen diesem ausgehärteten harten Kunststoffmaterial und der Füllung aus Kunststoffmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung entsteht eine gute und dichte Verbindung. Kabelmuffen sind bekannterweise zweiteilig, wobei diese beiden Teile im Laufe der Herstellung der Kabelverbindung zusammengesetzt werden. Durch äußere Elemente, wie Klammern, Spannbänder und ähnliches, werden diese beiden Teile zusammengehalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert
Bei den Ausführungsbeispielen sind die einzelnen Komponenten angegeben, die für die Verarbeitung in den angegebenen Gewichtsverhältnissen eingesetzt werden.
Beispiel 1
40
50 g
eines vorwiegend endständig hydroxylierten Polybutadiens mit einem mittleren Mol-Gew. von 2800, einem Äquivalentgewicht von 1200 und einer Viskosität von 5000 mPa ■ s bei 300C (Komponente Ia),
11,75 g eines Polyäther-Polyester-Polyols mit einem Äquivalentgewicht von 350 und einer Viskosität von 2500 mPa · s bei 25°C (Komponente Ib), 5,67 g 2-Octyldodekanol (Komponente Ic),
87 g Dibenzyltoluol (Komponente III), 43 g Polyäthylenpulver (Füllstoffzusatz),
103 g DiphenyImethan-4.4'-Diisocyanat mit einem Effektivgehalt von 93% (Komponente II), 03 g Dibutylzinndilaurat (Komponente Id).
Beispiel 2
g Komponente Ia,
8,47 g Komponente Ib,
8,51 g 2-Octyldodecanol (Komponente IcX g Dibenzyltoluol (Komponente III), eo
g Polyäthylenpulver (Füllstoff), 103 g Komponente II,
0,4 g Dibutylzinndilaurat (Komponente Id).
Beispiel 3
50 g Komponente Ia,
11,75 g Komponente Ib, 5,67 g 2-Octyldodecanol (Komponente Ic),
70 g Dibenzyltoluo! (Komponente III),
10 g eines handelsüblichen Gemisches aus monocyclischen Terpenkohlenwasserstoffen mit einem Siedebereich 170-19O0C bei 1013 bar (zusätzlicher äußerer Weichmacher),
50 g Polyäthylenpulver (Füllstoff),
10,9 g Komponente II, 0,4 g Dibutylzinndilaurat (Komponente Ic).
Beispiel 4
50 g Komponente Ia, 11,75 g Komponente Ib,
5,67 g 2-Octyldodecanol (Komponente Ic), 70 g Dibenzyltoluol (Komponente III), 10.9g Komponenten.
0,3 g Dibutylzinndilaurat (Komponente Id).
Der spezifische elektrische Widerstand derart zusammengesetzter, vernetzter Gießharze beträgt
1 · 10l3bisl · 10l4Ohmcm
Das Verbindungsstück gemäß der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Das ''abel 1 wird im vorliegenden Fall mit den Kabeln 2 und 3 über Spleißverbinder 4 verbunden. Ein solcher Spleißverbinder ist nur für einen Teil der Adern 5 gezeigt, es versteht sich aber, daß alle Adern durch einen solchen Spleißverbinder verbunden sein müssen.
Die Adern sind als solche oder gebündelt in einer äußeren Schutzumhüllung 6 bzw. 7 bzw. 8 untergebracht Diese Schutzumhüllung besteht in an sich bekannter Weise aus mechanisch festem Kunststoffmaterial, wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid, aber auch aus einem Bleimantel, bei dem eine Isolation mittels Kunststoff vorgesehen ist
In der Figur ist eine Draufsicht auf eine halbgeöffnete Kabelmuffe gezeigt Es ist das untere Teilstück 9 zu sehen, das um die Verbindung der beiden Kabel gewissermaßen als Wanne von unten her herumgelegt ist Dieses Kabelmuffenteil 9 wird, nachdem alle Adern miteinander verbunden sind, mit dem zweiten Kabelmuffenteil (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden, so daß ein Gehäuse um die Verbindung herum entsteht Dieses Gehäuse besitzt eine Einfüllöffnung, die dazu benutzt wird, das flüssige Kunststoffmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung einzufüllen. Nach dem Aushärten des Kunststoffmaterials sind särr. "iche Hohlräume innerhalb der aus den beiden Teilen bestehenden Kabelmuffe, das heißt auch die Hohlräume der Aderverbinder 4, mit Kunststoff ausgefüllt, so daß die äußeren Isolierumhüllungen 6, 7 und 8 völBg verschlossen sind und in das Kabel Feuchtigkeit ebensowenig eindringen kann wie in den von Schutzumhüllung freien Teil der Verbindungsstelle der KabeL Auch bei Beschädigung der Kabelmuffe kann Feuchtigkeit oder Wasser durch das Kunststoffmaterial nicht hindurchdringen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche; !.Verwendung einer Masse aus
    L einer Komponente aus
    a) einem vorwiegend endständig hydroxylierten Polybutadien mit einem mittleren Molekulargewicht von 2800, einem Äquivalentgewicht von 1200 und einer Viskosität von 500OmPa · s bei 30° C,
    b) einem Polyäther-Polyester-Polyol mit einem Äquivalentgewicht von 350 und einer Viskosität von 250OmPa · s bei 25° C,
    c) 2-OctyIdodecanol als innerem Weichma- is eherund
    d) für Polyurethan an sich bekannten Polymerisationsbeschleunigern,
    IL Diphenylmethan-^'-Düsocyanatund III. Dibenzyltoluol sowie ggf. an sich bekannten weiteren Zusätzen,
DE2847383A 1978-10-30 1978-10-30 Verwendung einer Masse auf Basis einer Polyol- und einer Polyisocyanatkomponente zum Abdichten von Kabeln oder Kabelverbindungen Expired DE2847383C2 (de)

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