DE3118706A1

DE3118706A1 - Hydrophobe gelmischung und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3118706A1
Application number: DE19813118706
Authority: DE
Inventors: Howard Keng Chung Harlow Essex Chan
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1981-05-12
Publication date: 1982-01-28
Also published as: GB2076843B; GB2076843A; US4425017A; FR2485393B1; FR2485393A1

Description

Dipl.-Phys. Leo Thul 3

Kurze Straße 8
7000 Stuttgart 30

H.K.C.Chan-4

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Hydrophobe Gelmischung und Verfahren zu deren Herstellung

Ein wichtiges Problem ist die Gestaltung von elektrischen Ausrüstungen, die gänzlich oder Teile davon unter Wasser zur Verwendung kommen, wie beispielsweise elektrische Steckverbinder, bei denen das Eindringen von Wasser und die Berührung mit elektrische Potentiale führenden Teilen verhindert sein muß. Weil solche Verbindungsanordnungen unter Wasser herstell- und auch trennbar sein sollen, ist das erwähnte Problem besonders schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrophobes Gel mit elektrischen Isolxereigenschaften zu schaffen und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Gels anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 4 angegebenen Lösungen realisiert. In vorteilhafter Weise ist die wasserabstoßende Eigenschaft des Gels äußerst wirkungsvoll. Außerdem weist es einen hohen Isolationswiderstand auf, so daß es sich als Isoliermaterial zur Vermeidung von elektrischen Kurzschlüssen eignet. Vorteilhafte Gelmischungen und ein Verwendungsbeispiel sind den weiteren Patentansprüchen zu entnehmen.

Ka/V
07.05.1981

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Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen wie folgt näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Phasendiagranun des ternären Systems von Aluminiumstearat, flüssigem Paraffin und Polyisobutylen;

Fig. 2 eine elektrische Verbindungsanordnung mit einer

mit Gel gefüllten Kontaktkammer, teilweise längsgeschnitten.

In Fig. 1 sind im schraffierten Teil des Phasendiagramms bevorzugte Gelzusammensetzungen dargestellt. Die Gelzusammensetzungen sind natürlich nicht auf diesen Bereich beschränkt, aber außerhalb der schraffierten Fläche kann das Gel spröde werden und/oder einer Phasentrennung unterliegen .

Ein charakteristischer Gel-Zubereitungsprozeß beginnt damit, daß in eine abgewogene Menge Aluminiumstearat eine abgewogene Menge flüssiges Paraffin gemischt wird. Geeignete Verbindungen von Aluminiumstearat sind die von der Firma Durham Raw Materials Ltd. lieferbaren Distearate, wie Aluminiumstearat G oder Aluminiumstearat G2. Das flüssige Paraffin wird dem Aluminiumstearat unter ständigem Rühren zugegeben, so daß das Gemisch von einem Teig in eine fließende Dispersion übergeht, die frei von Zusammenballungen ist. Das Gemisch wird danach bei ständigem Rühren

auf eine Temperatur von 180° bis 200° C erhitzt.

Eine abgemessene Menge Polyisobutylen, beispielsweise als Hyvis 30 bekannt, wird auf eine Temperatur von 10O° bis 150 C vorgewärmt und dann in das flüssige Aluminium-

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stearat/Paraffin-Gemisch gerührt bis eine gleichförmige Mischung erreicht ist. Diese Mischung wird über eine ausreichend lange Zeit, normalerweise 2 Stunden, bei einer Temperatur von 180 bis 200 C gehalten, damit irgendwelche mitgeführten Luftblasen entweichen können. Dann wird die Mischung auf Umgebungstemperatur abgekühlt.

Das so entstandene Gel ist wasserabstoßend und kann als Wasser abhaltendes Material in den verschiedensten Fällen verwendet werden. Es eignet sich besonders zur Verwendung in elektrischen Steckverbindern, die unter Wasser zum Einsatz kommen und in denen das Gel durch seine fließfähige Eigenschaft sicherstellt, daß die Kontaktelemente beim Stecken und Trennen ihre hermetische Abdichtung beibehalten.

Das folgende Beispiel veranschaulicht die Erfindung. 70 g Aluminiumstearat G werden in einen 2,5 Liter fassenden, thermisch isolierten Glasbehälter geschüttet und unter langsamen Rührens 1 Liter flüssiges Paraffin B.P. dazugegeben. Die Konsistenz dieses Gemisches wechselt unter der Zugabe des Paraffins langsam von trockenem Pulver zu einem Teig und schließlich zu einer homogenen flüssigen Dispersion, die keine Zusammenballungen mehr enthält. Diese Mischung wird dann bei ständigem Rühren auf eine Temperatur von 190° C erhitzt.

1 Liter auf 150° C vorgewärmtes Polyisobutylen (Hyvis) wird dann in das heiße Stearat/Paraffin-Gemisch eingerührt. Diese Mischung wird, um Luftblasen entweichen zu lassen, für 2 Stunden bei 190° C temperiert gehalten, die man dann in dem isolierten Glasbehälter auf Umgebungstemperatur abkühlen läßt.

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In Fig. 2 ist eine aus Stecker- und Buchsenteil bestehende Verbindungsanordnung dargestellt, bei welcher die GeI-mischung Anwendung gefunden hat. Eine andere Anwendungsmöglichkeit besteht beispielsweise im Tränken oder Füllen von elektrischen Kabeln, um diese gegen das Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen. Das Gel kann also in jedem elektrischen Gerät verwendet werden, das Spalte oder Räume enthält, die damit ausfüllbar sind, um das Eindringen von Spritzwasser oder Nässe bei Unterwasserverwendung zu verhindern.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Verbindungsanordnung ist das Steckerteil mit 21 und das Buchsenteil mit 22 bezeichnet. Das Steckerteil 21 besteht aus einem aus Kunststoff oder Gummi hergestellten Gehäuse 211 mit Kragen 212 und einem aus Isolierwerkstoff geformten Einsatz 213, der die Kontaktstifte 214 trägt. Jeder Kontaktstift 214 weist in der Nähe seines freien Endes eine rückwärtige Schulter auf. Zwischen dieser Schulter 215 und dem Einsatz 213 ist der Kontaktstift 214 mit Isoliermaterial 216 überzogen.

Das Buchsenteil 22 weist ebenfalls ein aus Kunststoff oder Gummi bestehendes Gehäuse 221 auf, das eine Kontaktkammer 222 enthält, die mittels einer elastomeren, z.B. aus Neopren bestehenden Membrane 223 abgedichtet ist. Die Abdichtung der Membrane 223 am Gehäuse 221 ist mit bekannten Mitteln vorgenommen (nicht dargestellt). Die Kontaktkammer 222 enthält eine Füllung mit Gel der zuvor beschriebenen Zusammensetzung. Im Gehäuse 221 sind Buchsenkontakte 224 gehaltert, welche in die mit Gel gefüllte Kontaktkammer 222 ragen.

Die Membrane 223 weist nach innen gerichtete, durchstochene Nippel 225 auf, von denen jedem Buchsenkontakt 224

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einer zugeordnet ist. Vorzugsweise sind die Nippel 225 konisch ausgebildet, die sich im Querschnitt von der dickeren Membrane 223 aus zur Spitze hin verjüngen, an welcher ein kreuzförmiger Einschnitt vorgesehen ist.

Werden Stecker- und Buchsenteil 21, 22 miteinander verbunden, schieben sich die Kontaktstifte 214 durch die Nippel 225 der Membrane 223 bis sie mit den Buchsenkontakten 224 in Eingriff stehen. Das bei diesem Vorgang verdrängte kleine Gelvolumen wird durch eine geringe Verformung der Membrane 223 ausgeglichen. Wenn die Verbinderhälften später getrennt werden, so fließt das Gel wieder in den Raum, den zuvor die Kontaktstifte 214 eingenommen haben. Dadurch wird das Eindringen von Wasser verhindert und die Aufrechterhaltung der elektrischen Isolation des Buchsenteiles 22 bewirkt.

5 Patentansprüche
2 Zeichnungen

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Claims

Dipl.-Phys.Leo Thul Kurze Straße 8 7000 Stuttgart 30 H.K.C.Chan-4 INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK Patentansprüche

1.1 Hydrophobe Gelmischung, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gel bildende Anteile von Aluminiumstearat, flüssigem
Paraffin und Polyisobutylen enthält.

2. Hydrophobe Gelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Gel bildende Anteile von Aluminiumdistearat, flüssigem Paraffin und Polyisobutylen enthält und daß die Gelmischung im schraffierten Bereich des dargestellten Phasendiagramms liegt.

3. Hydrophobe Gelmischung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Verhältnis folgender Mengen zueinander: 70 g Aluminiumdistearat

1 1 flüssiges Paraffin
1 1 Polyisobutylen.

4. Verfahren zur Herstellung einer Gelmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminiumstearat und

flüssiges Paraffin miteinander vermengt und diese Mischung anschließend auf eine Temperatur von 180° bis 200° C erhitzt, und daß man der Mischung danach eine auf 100 bis

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150° c vorgewärmte Menge Polyisobutylen zugibt und so lange verrührt bis die Mischung blasenfrei ist, welche man hernach langsam auf Umgebungstemperatur abkühlen läßt,

5. Verwendung einer Gelmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Abdichtungsmittel bei einer elektrischen Steckverbindung in einer damit gefüllten Kontaktkammer (222) des Buchsenteiles (22), das verbindungsseitig mittels einer Membrane (223) abgeschlossen ist, die nach innen gerichtete Nippel (225) aufweist, durch welche jeweils ein Kontaktstift (214) des Steckerteiles (21) einschiebbar ist.

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