DE3527696A1

DE3527696A1 - Aufschaeumbare vergussmasse mit hoher dichte

Info

Publication number: DE3527696A1
Application number: DE19853527696
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Jones Parker & Co Ltd
Current assignee: Jones Parker & Co Ltd
Priority date: 1985-08-02
Filing date: 1985-08-02
Publication date: 1987-02-12

Description

Die Erfindung betrifft eine aufschäumbare Vergußmasse mit hoher Dichte für Niederspannungskabel- und Nachrichtenkabelgarnituren, als Abdichtungsmasse für Mauerdurchführungen und Schottungen sowie als Korrosionsschutzmasse gegen den Angriff von Feuchtigkeit und Wasser auf PUR-Basis.

Für diese Zwecke ist die Verwendung von Heißvergußmassen auf Bitumenbasis, Kaltvergußmassen aus quellbaren Bitumen- oder Asphaltpulver in Verbindung mit Ölen oder teure Gießharze auf PUR- oder EP-Basis bekannt.

Die Nachteile dieser Massen liegen darin, daß die Verarbeitung der Heißvergußmassen nur bei höheren Temperaturen (180°C) vorgenommen werden kann, was Unfallgefahr bedeutet. Diese Massen zeigen ferner einen hohen Volumenschwund während der Abkühlung, so daß zum Ausfüllen der Hohlräume später nochmals nachgegossen werden muß. Die hohen Verarbeitungstemperaturen können bei Kabeln den Mantel und die Isolation schädigen. Außerdem haben die Heiß- und Kaltvergußmassen auf Bitumen-/Öl-Basis einen kalten Fluß und neigen zum abwandern bzw. haben einen Erweichungspunkt/ Tropfpunkt, der schon bei etwa 50°C liegt. Das bedeutet, oberhalb der genannten Temperatur entsteht Masseschwund.

Die Bitumenpulver/Öl-Massen zeigen zum Teil stärkere Diffusion durch andere Werkstoffe z. B. Kabel-Isolierstoffe und verändern durch Quellung die Leitschichten in Kabeln.

Die Gießharze dagegen sind teuer und zeigen bei großvolumigen Vergüssen sehr hohe Exothermie, auf zu mechanischen Spannungsrissen und Isolationsschädigungen führen kann. Außerdem zeigen sie während der Härtung einen beträchtlichen Volumenschwund, der bei Ausfüllung von Hohlräumen zum Abheben von den Innenwandungen führt und somit keine äußere Abdichtung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit in die Gehäuse gewährleistet.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine preisgünstige, verschäumbare und vernetzende Vergußmasse zu schaffen, durch die bei Umgebungstemperatur von -10°C bis +55°C, ohne Fremdwärme zuzuführen bei geringem zeitlichen Aufwand, ohne wesentliche Hilfsmittel, die Ausfüllung von Hohlräumen, die Abdichtung gegen das Eindringen von Wasser und/oder als Korrosionsschutz erreicht werden kann. Dabei soll bei der Vergußmasse die für die Hohlraumausfüllung benötigte Gießharzmenge herabgesetzt werden, d.h. nur einen Bruchteil der Masse betragen. Die Masse soll rationell und einfach herstellbar sein und die Volumenausdehnung soll bei der 3 bis 15-fachen, vorzugsweise bei der 3 bis 8-fachen Gießharzmenge liegen. Die Verarbeitungszeit soll so eingestellt sein, daß große Hohlräume von 100 Ltr. und mehr in einem Arbeitsgang ausgefüllt werden können. Schließlich soll die Masse nach der Vernetzung ein mechanisch stabiles und nicht mehr schmelzbares Gerüst und einen weitgehend geschlossenporigen Formstoff bilden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vergußmasse der eingangs genannten Art auf PUR-Basis vorgeschlagen, einer niedrigviskosen Grundmischung aus verzweigten und linearen verhältnismäßig kurzkettigen Polyether-Plyolen mit Hydroxylzahlen von 150 bis 800 und einer Molmasse vornehmlich von 1000 bis 5000 Zusätze von Aktivatoren, Porenreglern, Füllstoffen, Hydrophobierungsmitteln sowie Diisocyanat und Wasser beizumischen. Die Umsetzung der Polyhydroxyverbindungen mit Diisocyanat soll dabei in Gegenwart von 0,5 bis 5,0 Gew.-Teilen Wasser pro 100 Gew.-Teile Polyhydroxyverbindung erfolgen.

Versäumbare Massen auf PUR-Basis sind für viele Anwendungsbereiche bereits weit bekannt. So werden sie beispielsweise zur Abdichtung oder Isolierung in der Bautechnik verwendet. Auch in der Kühltechnik, Kraftfahrzeug- und Möbelindustrie finden sie große Anwendung.

Sie werden hauptsächlich maschinell zu vorgefertigten Körpern oder mittels Misch- und Dosiermaschinen vor Ort verarbeitet.

Dabei werden Schäume mit weichen, halbharten oder harten Einstellungen erhalten. Die mechanischen Eigenschaften wie, Druck-, Biege- und Zugfestigkeit sind in erster Linie vom Raumgewicht abhängig.

Dagegen zeigen 1-Komponenten-Montageschäume den Nachteil, daß sie bei der Verarbeitung sehr stark temperaturabhängig sind, d. h. sie lassen sich unterhalb der +5°C kaum noch verarbeiten, wobei die Formkörper nur geringe mechanische Stabilität aufweisen. Hierbei wird häufig nicht das angegebene Schaumvolumen erreicht.

Die Zusätze, die in unterschiedlichen Zusammensetzungen der Grundmasse zugefügt werden können, sollen dabei die in den Unteransprüchen im Einzelnen angegebenen Merkmale aufweisen.

Durch die Erfindung ergeben sich neben einer Preisreduzierung eine Reihe technischer Vorteile - wie geringe Exothermie bei der Härtungsreaktion sowie Verbesserungen der Adhäsion auf Kabel- und Bauwerkstoffen (PVC, EPDM, VPE, Al, Cu, Beton, Kalksand- und Naturstein, Holz und Stahl), was die Abdichtung gegen das Eindringen von Wasser bei Nachrichten- und Energiekabeln oder bei Mauerdurchführungen bzw. Schottungen in einem Temperaturbereich von -20°C bis + 120°C gewährleistet. Aufgrund der hohen Raumgewichte besitzen derartige Schäume hohe Druckfestigkeiten. Sie sind durch genau aufeinander abgestimmte Reaktionskomponenten so eingestellt, daß die größte Steighöhe in dem Moment erreicht wird, in dem die Aushärtung bereits so weit fortgeschritten ist, daß das Schäumungsgefüge nicht in sich zusammenfällt. Diese Schaumsysteme weisen etwa 85-95% geschlossene, gasgefüllte Zellen auf.

Die Aufbewahrung der verschiedenen Komponenten der Vergußmasse vor der Verarbeitung kann zweckmäßig in Weißblechdosen, Kartuschen aus Kunststoff mit Al-Schutzfolie oder in Kunststoffbeuteln mit Al-Schutzfolie erfolgen, wobei das Diisocyanat sowie gegebenenfalls die weichmachenden Öle von den übrigen Substanzen getrennt aufbewahrt und erst im Augenblick der Verarbeitung den übrigen Substanzen zugefügt werden.

Zur Herstellung einer Vergußmasse für Kabelmuffen werden zwei getrennt in Weißblechdosen oder in Mehrkammer-Kunststoffbeuteln mit Al-Schutzfolie aufbewahrte Massen unmittelbar vor dem Einfüllen in die Kabelmuffen zusammengeführt und gemischt.

Beispiel 1 Mischverhältnis Komponente A : B = 100 : 74 Beispiel II Mischverhältnis Komponente A : B = 100 : 50

Die Massen lassen sich bei normaler Umgebungstemperatur ohne Schwierigkeiten verarbeiten und weisen nach dem Aushärten eine feste schaumige Konsistenz mit 85-95% geschlossenen, gasgefüllten Zellen auf.

Claims

1. Aufschäumbare Vergußmasse mit hoher Dichte für Niederspannungskabel- und Nachrichtenkabelgarnituren, als Abdichtmasse für Mauerdurchführungen und Schottungen sowie als Korrosionsschutzmasse gegen den Angriff von Feuchtigkeit und Wasser auf PUR-Basis, gekennzeichnet durch eine niedrigviskose Grundmischung aus verzweigten und linearen, verhältnismäßig kurzkettigen Polyether-Polyolen mit Hydroxylzahlen von 150 bis 800 und einer Molmasse vornehmlich von 1000 bis 5000, der Zusätze von Aktivatoren, Porenreglern, Füllstoffen, Hydrophobierungsmitteln sowie Diisocyanat und Wasser beigemischt sind.

2. Vergußmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung der Polyhydroxyverbindungen mit Diisocyanat (MDI) in Gegenwart von 0,5 bis 5,0 Gew.-Teilen Wasser pro 100 Gew.- Teile Polyhydroxyverbindung erfolgt.

3. Vergußmasse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundmasse mit den Zusätzen weichmachende Öle zugesetzt sind.

4. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse 2,5 bis 36 Gew.-% Polyisobutylene mittlerer Molekularität (600-2100) zugefügt sind.

5. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrophierungs- und Plastifizierungsmittel Zusätze von 5 bis 15% speziellen Teersorten, wie Perlpeche mit einem Erweichungspunkt von 85°C und 45% Verkokungsrückstand oder Teer mit einer Viskosität von 12 Pas/25°C und Wassergehalten ≦ωτ 0,1% sowie Phenolgehalten ≦ωτ 0,1% Verwendung finden.

6. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Masse 2,5 bis 30 Gew.-% die Wärmebeständigkeit und Hydrophobierung verbessernde Polydimethylsiloxane mit endständigen bzw. endständig gestoppten Vinylgruppen und mit einer Viskosität von 1500 bis 20 000 mPas beigemengt sind.

7. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivatoren mit dem Isocyanat keine Reaktionen eingehende tertiäre Aminverbindungen wie Triethylamin, N, N- Dimethylethanolamin, Dimethylbenzylamin, Triethyldiamin, 1-Methyl-4-dimethylamino-piperazin und Tetramethylethylendiamin sind.

8. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Aktivatoren metallorganische Aktivatoren, Zinnverbindungen wie Dibutylzinndilaurat und Zinn-II-octoat zur Verwendung kommen.

9. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Porenregler 0,5 bis 1% spezielle Siliconöle auf der Basis von Polydimethylsiloxan-Polymerisaten als Schaumstabilisatoren eingesetzt sind.

10. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Porenregler geeignete Emulgatoren wie Siliconöle oder nichtiogene Netzmittel mit hydrophilen und hydrophoben Eingenschaften, wie Arkopal N-Typen, zum Einsatz kommen.

11. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in Form von wasserlöslichen Emulgiermitteln wie Rizinusölsulfonat in das Harzgemisch eingebracht ist.

12. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundmasse mit den Zusätzen pro 100 Gew.-Teile Harzmischung mindestens 10 Gew.-Teile eines Füllstoffes beigemischt sind.

13. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe aus feinteiligem Material von einem oder mehreren der folgenden Stoffe bestehen:
Gummipulver 0,1-2mm Ø, Bitumenpulver (geblasen und ungeblasen) mit einer Kornverteilung von 20 bis 300 my, Asphaltpulver, Mikro-Hohlkugeln aus Glas einer Kornverteilung von 0,1 bis 300 my, EPDM - gemahlen, PVC - gemahlen PE und PP - gemahlen, Butylkautschuk, Perbunan, Metallpulver, anorganische Füllstoffe: Kreide, Quarzmehl, Talkum, Microdal, Kaolin, Siliciumcarbid mit einer Korngrößenverteilung von 20 my bis 2 mm.

14. Vergußmasse nach Anpruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoffe Kunststoff-Abfälle (Recyclingprodukte) zur Verwendung kommen.

15. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser dem Harzgemisch durch wasserhaltige Füllstoffe zugeführt wird.

16. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 15, gekennzeichnet durch

17. Vergußmasse nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Diisocyanat sowie gegebenenfalls die weichmachenden Öle der Grundmasse mit den verschiedenen Zusätzen erst bei der Verarbeitung der Masse zugegeben werden.

18. Vergußmasse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanzen bzw. Substanzgruppen vor der Verarbeitung in 2-Kammer-Kunststoffbeuteln mit Al-Schutzfolie untergebracht sind.