DE3877198T2

DE3877198T2 - Gel-zusammensetzung.

Info

Publication number: DE3877198T2
Application number: DE8888904172T
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: WaterGuard Industries Inc
Current assignee: WaterGuard Industries Inc
Priority date: 1987-05-01
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2008-04-26
Also published as: AU622112B2; NO177103C; AU1711688A; WO1988008440A1; DK731288A; KR890701705A; EP0353251B1; NO177103B; JP2989192B2; NO885807L; KR960006069B1; NO885807D0; BR8807482A; FI895088A0; DK731288D0; DK174096B1; EP0353251A1; DE3877198D1; FI96319C; ATE84058T1

Description

Diese Erfindung betrifft eine chemische Gelzusammensetzung. Die Gelzusammensetzung wird durch Feuchtigkeit aktiviert, Wasser zu absorbieren, und kann verwendet werden, um Komponenten vor Wasserschäden zu schützen. Die Zusammensetzung kann ein Gel oder ein Gel mit einem Klebrigmacher sein, der zugesetzt wird, um das Gel klebrig zu machen, um Oberflächen zu überziehen und daran zu haften.
Die Gelzusammensetzung kann in abgeschlossene Bereiche eingebracht werden, wie etwa Gehäuse für Kabelleitungen und - verbindungsstellen, um die Übertragungskabel für längere Zeiträume zu schützen. Das Gel kann vor oder während des Betriebes der Verbindungsstellen in das Gehäuse eingebracht werden. Das klebrige Gel kann verwendet werden um während der Kabelherstellung Drähte zu umhüllen und Zwischenräume in den Kabeln aufzufüllen. Zusätzlich dazu, daß das Gel die Drähte schützt, behebt die Zusammensetzung auch Kurzschlüsse in Leitungen, wie etwa Telefonverbindungsstellen, die einen geringen Gleichstrom führen.
Übertragungskabel, wie etwa Telefonleitungen, sind aus einer Vielzahl von Drähten, typischerweise Kupferdraht, zusammengesetzt, die mit einem Mantel aus Kunststoff, Papierumhüllung oder anderen Materialien isoliert sind. Das Kabel aus den vielen Drähten ist in einer flexiblen Kabelumhüllung eingeschlossen. Typischerweise sind die Drähte mit einer dünnen Schicht aus thermoplastischem Harz, wie etwa Polyethylen, umhüllt. Die Drähte werden durch einen Behälter mit erhitztem Thermoplast hindurchgezogen, und wenn der Draht durch den erhitzten Kunststoff hindurchgeht, wird eine dünne Schicht abgeschieden und haftet an, während sie auf dem Draht abkühlt. Dieser Prozeß findet vor dem Umhüllen des Drahtes statt. Wenn die umhüllten Drähte zusammengebracht werden, um das Kabel herzustellen, wird ein Füllmaterial, wie etwa ein Gel auf Erdölbasis, in den Kabelmantel zugegeben, um die Zwischenräume aufzufüllen.
Die gespleißten Verbindungen der Übertragungskabel sind in einem gehäuseartigen Verschluß untergebracht, der Tausende einzelner gespleißter Drähte enthalten kann. Die Kabelverbindungsstellen sind durch Gehäuse geschützt die die Drahtspleiße umschließen. Die Gehäuse werden typischerweise unter Druck gehalten. Die Gehäuse werden unterirdisch oder überirdisch verlegt. Die Verschlüsse sind Bedingungen ausgesetzt, unter denen sie beschädigt werden können die Lecks in den Gehäusen verursachen können, wodurch ein Zutritt von Wasser möglich wird.
Bei Gebrauch werden die Drähte im Kabel mit einer oder mehreren Quellen für geringen Gleichstrom verbunden, um den Hörstrom zu liefern, der erforderlich ist, und schließlich mit der Telefonendstations- anlage, einen oder mehreren Fernsprechsendegeräten an einem Ende oder einem Ort und einem oder mehreren Telefonempfängern am andere Ende. Die Gehäuse sind Druckverschlußsysteme, und es ist entscheidend, das Eindringen von Wasser zu verhindern und die Verbindungsstellen vor Feuchtigkeit zu schützen. Das Eindringen von Feuchtigkeit in die Kabelverbindungsstellen oder in ein Kabel, das nicht von einem Verschluß umgeben ist, bewirkt einen Leitungsweg durch die Feuchtigkeit von Draht zu Draht, wenn die Isolierung der Drähte nicht erhalten ist. Wenn dies geschieht, schließen die Drähte entweder alle zusammen kurz oder ein Nebensprechen tritt auf, wodurch die Telefonübertragungen unterbrochen werden.
Ein Verfahren, zusätzlichen Schutz für die gespleißten Verbindung im Innern des Gehäuses zur Verfügung zu stellen, umschließt das Umhüllen des Bündels mit einem flexiblen Material und Einspritzen eines flüssigen Epoxyharzes oder Urethans in das Gehäuse, das im Gehäuse fest wird. Die Zusammensetzung muß an Ort und Stelle angemischt werden und wird typischerweise mit Schwerkraftfluß in das Gehäuse eingespritzt. Das Material füllt typischerweise nicht das gesamte Innere des Gehäuses aus und hinterläßt Hohlräume. Diese Hohlräume oder Kanäle können einen Weg für das Eindringen von Wasser schaffen, insbesondere an jedem Ende des Bündels, das in das Gehäuse hineingeht und das Drahtbündel im Kabel bildet. Die Umhüllung um die Verbindungsstellen, wie im Gehäuse, können auch einen Trichtereffekt bewirken, so daß das Wasser durch einen Riß an irgendeinem Ende des Verschlusses um das Kabel und in die Umhüllung um das Bündel eindringen kann.
Andere Versuche, irgendeine Schutzmaßnahme gegen eindringendes Wasser zur Verfügung zu stellen, sind in den Offenbarungen verschiedener Patente veranschaulicht. Zum Beispiel beschreibt US-A-3 347 974 ein Kabel, bei dem axial entlang der Länge des Kabels Stopfen oder Sperrschichten angeordnet sind, von denen angegeben ist, daß sie aus einem hydrophoben Gel und einem aufquellenden Medium bestehen. In das Kabel eindringende Feuchtigkeit bewirkt, daß das Medium aufquillt, so daß die Querschnittsfläche des Kabels ausgefüllt wird, um den Durchtritt von Feuchtigkeit zu verhindern. DE-A-20 07 163 beschreibt das Einbringen, zwischen dem Kabelkern und dem Kabelmantel, einer Lage eines streifenartigen Trägers, der mit einem Material beschichtet ist, das sich ausdehnt, wenn es Wasser ausgesetzt wird. Verschiedenartige Materialien sind als geeignete sich ausdehnende Materialien aufgelistet, einschließlich Stärkederivate, Alginate, Cellulosederivate, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und Polyacrylamid. FR-A-2 456 357 beschreibt ein Kabel, das in seinem Inneren ein "Nachfüll"-Material aufweist, von dem gesagt wird, daß es aus Gemischen organischer Verbindungen mit höherem Molekulargewicht besteht, wie etwa Silikonfetten, Plastisolen und Polyethylenwachsen oder Polypropylen mit aromatischen Kohlenwasserstoffen.
GB-A-1 598 807 beschreibt zwei Materialien zum Füllen des Raums zwischen Leiterbündeln, wobei das erste eine Mischung aus Polyacrylamid und Calciumcarbonat und das zweite eine Mischung aus zwei Materialien ist, wobei von einem davon gesagt wird, daß es bei Kontakt mit Wasser schnell zu einer viskosen Masse aufquillt, und ein zweites bei Kontakt mit Wasser langsamer zu einem Material mit einer höheren Viskosität aufquillt als das viskose Material, zu dem die erste Komponente aufquillt. Beispiele von Materialien, von denen angegeben wird, daß sie zur Verwendung als letzteres geeignet sind, sind Bentonit, Bentone, Stärke, vernetztes Dextrin, Polyvinylalkohol, Methylcellulose, Celluloseacetat und andere Cellulosederivate. GB-A-2 080 998 beschreibt vorgeblich ein Telekommunikationskabel, das ein Bündel isolierter Leiter, beschichtet mit einem hydrophoben Füllmaterial, eine Hülse, eine Metallabschirmung und ein äußeres Folie umfaßt, wobei ein Pulver, das in Wasser aufquillt und in einem viskosen Agens, wie etwa Polybuten, Glycerin oder einem wasserlöslichen Wachs dispergiert ist, zwischen Hülse und Metallabschirmung angeordnet ist. Verschiedene Cellulosederivate sind als bevorzugte wasserquellbare Pulver aufgelistet.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird eine Zusammensetzung für den Schutz der Drähte von Telekommunikations- und anderen Kabeln, die Gleichstrom führen, vor Schäden, die durch Feuchtigkeitskontakt aufgrund von Defekten oder Brüchen in deren Isolierung verursacht werden, zur Verfügung gestellt, wobei besagte Zusammensetzung eine dielektrische Gelmatrix umfaßt, wobei ein Polymer, das ein Kohlenwasserstoff-Rückgratpolymer mit damit verknüpften anionischen Gruppen umfaßt, in der Gelmatrix dispergiert ist, das Polymer mit den anionischen Gruppen, wenn es Gleichstrom aus einem beschädigten Draht ausgesetzt wird, zu dem Draht hingezogen wird, was bewirkt, daß sich eine Isolierung entwickelt, die Wasser von der Oberfläche des Drahtes ausschließt, und besagte Zusammensetzung relativ nicht-leitend gegenüber geringen Gleichstrom ist.
Vorzugsweise sind die anionischen Gruppen des Polymers ausgewählt aus der Gruppe, die aus Carboxylat, Sulfat, Phosphat und Sulfonat oder Salzen derselben oder Mischungen aus Carboxylat-, Sulfat-, Phosphat- und Sulfonatgruppen besteht.
Geeigneterweise ist das Polymer ausgewählt aus der Gruppe, die aus Polymeren von Acrylaten, Methacrylat, Diacrylat, Polypropenoat und Salzen von Stärke-Pfropfcopolymeren von Polyacrylsäure und Polyacrylamid besteht.
Geeigneterweise ist die Gelmatrix ausgewählt aus der Gruppe, die aus Silikon, Olefinen, Estern mit hoher Viskosität, Fluorkohlenwasserstoffen, Kohlenwasserstoffen auf Erdölbasis, Glykolen und Polyglycolen besteht.
Vorzugsweise umfaßt die Zusammensetzung zusätzlich ein Verdickungsmittel.
Vorteilhafterweise umfaßt die Zusammensetzung zusätzlich eine hydrophile Substanz, die ausgewählt sein kann aus der Gruppe, die aus Glykolen, substituierten Glykolen, oberflächenaktiven Substanzen, Fettsäuren, Polypropylen mit endstelligen Hydroxylgruppen und Polyethern besteht.
Vorteilhafterweise beträgt die Viskosität des Gels von 2 Centistokes bei 100ºC bis 90.000 Centistokes bei 40ºC.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Vermeidung oder Behebung eines Kurzschlusses in Drähten eines gleichstromführenden Kabels, verursacht durch Feuchtigkeitskontakte aufgrund von Defekten oder Brüchen in deren Isolierung, wobei besagtes Verfahren den Schritt umfaßt, eine Zusammensetzung, wie oben beschrieben, auf die Drähte des Kabels aufzubringen.
Die vorliegende Erfindung stellt somit eine Gelzusammensetzung mit oder ohne einen Klebrigmacher zur Verfügung, die ein Kabelfüllmaterial, eine Drahtumhüllung oder ein in ein Gehäuse oder einen Verschluß, das (der) Drähte oder Verbindungsstellen umgibt, eingespritztes Gel, das als Schutz vor eindringendem Wasser dient. Das Gel kann während des Herstellungsprozesses, oder nachdem das Gehäuse in Betrieb genommen ist, eingebracht werden.
Die bevorzugte Zusammensetzung ist zusammengesetzt aus einem wasserabsorbierenden Polymer mit einer Kohlenwasserstoffkette als Rückgrat mit anhängenden anionischen Gruppen, die an das Polymerrückgrat gebunden sind. Dieses Polymer wird mit einer dielektrischen Gelmatrix vermischt. In vielen Fällen ist die dielektrische Gelmatrix hydrophob, und die Zugabe einer hydrophilen Substanz ist notwendig, wie unten erläutert.
Die Gelzusammensetzung selbst wird eine anfängliche Sperrschicht gegen Wasser zur Verfügung stellen. Wenn Wasser eindringt, wird dann das wasserabsorbierende Polymer aktiviert und das Wasser wird absorbiert. In Tests wurde Wasser neben die Gelzusammensetzung gegeben. Es wurde beobachtet, daß das feine pulverartige Material von der Gelmatrix weg zum Wasser hin wandert. Die Zusammensetzung hat diesen Wanderungseffekt für bis zu 15 cm (6 Inches) von der anfänglichen Gelmatrixgrenze gezeigt. Es scheint das wasserabsorbierende Polymer zu sein, welches das Wasser auf spürt. Wenn es erst einmal mit dem Wasser in Berührung kommt, bildet es ein gelartiges Material, ähnlich einer Mischung aus dem Polymer und Wasser. Die Zugabe einer hydrophilen Substanz in einer Gelmatrix, die aus hydrophoben Materialien zusammengesetzt ist, scheint diesen Effekt des Hinwanderns zum Wasser zu unterstützen.
Es ist festgestellt worden, daß die wasserabsorbierenden Polymere mit den anhängenden anionischen Gruppen, wenn sie geringen Mengen Gleichstrom ausgesetzt werden, wie etwa denjenigen, die in einer Telefonleitung auftreten, eine Anziehung des Polymers mit den anionischen Gruppen zu den Drähten, die als Anode wirken, hin zu bewirken scheinen. Diese offensichtliche Anziehung des Polymers zum freiliegenden Draht bringt das Polymer in elektrochemische Verbindung mit dem Draht und es entwickelt eine Isolierung, die Wasser von der Oberfläche des Drahtes ausschließt. Die Isolierung baut sich auf und der elektrische Weg durch den Draht wird geschaffen, durch der Kurzschluß beseitigt wird. Das Polymer liegt typischerweise in körniger Form vor. Als ein typisches Beispiel dieser Erfindung kann somit eine Mischung des Polymers mit anderen Substanzen angesehen werden, so daß sich ein Gel bildet, das relativ nichtleitend gegenüber Gleichstrom ist und in der Telekommunikation verwendet werden kann. Die Gelmatrixmischung hemmt oder behindert die Isolierung des Drahtes nicht.
Die Gelzusammensetzung spielt mehrere Rollen beim Schutz des Inhalts oder der Bestandteile in einem Gehäuse vor Feuchtigkeitsschäden. Erstens wird die Gelzusammensetzung, wenn eindringende Feuchtigkeit auftritt, Wasser zurückstoßen. Bei Vorliegen von Feuchtigkeit wird die wasserabsorbierende Komponente des Gels aktiviert, so daß sie aus der Gelmatrix herauswandert, um das Wasser zu absorbieren. Dies ist insbesondere bei Verwendung bei Kabeln nützlich, in denen eine Vielzahl von Drähten sehr kleine Zwischenräume besitzt. Die Zusammensetzung wird in die kleinen Räume hineinwandern, wenn Feuchtigkeit vorliegt. Dies bewirkt einen Verstopfungseffekt gegenüber weiterem eindringenden Wasser. Der Nutzen ergibt sich unabhängig davon, ob irgend ein elektrischer Strom vorliegt oder nicht.
Im Fall von z.B. beschädigten übertragungsverbindungsstellen, die Niedergleichstrom führen, behebt das Polymer auch einen Kurzschluß, indem es sich an der Oberfläche des Drahtes ansammelt, wie oben beschrieben. Die Gelzusammensetzung wird das Eindringen von Wasser verstopfen und den Kurzschluß beheben, so daß der Stromfluß im Draht wieder hergestellt wird. Bei Eindringen von irgendwelchem Wasser in das Gehäuse und bei Aussetzen gegenüber einem geringen Gleichstrom wird das wasserabsorbierende, eine Isolierung bereitstellende Polymer in der Matrix aktiviert, so daß der freiliegende Draht isoliert wird.
Die Gelzusammensetzung kann im Hinblick auf die gewünschte Viskosität und Beständigkeit gegenüber Umweltbedingungen variiert und in das Gehäuse unter Druck eingebracht werden. Der Viskositätsbereich für das Gel ohne Klebrigmacher kann von 2 Centistokes bei 100ºC bis 90.000 Centistokes bei 40ºC betragen. Die Viskosität ist eine Sache der Auswahl für den gewünschten Betrieb, und es ist nicht beabsichtigt, sie einzuschränken. Ein dünnes oder dickes Gel kann verwendet werden. Der optimale Pentometer-Penetrations-Meßbereich für ein Gel ohne Klebrigmacher läge bei 150-425. Das Gel kann in das Gehäuse oder die Einkapselung vor oder während des Betriebs eingebracht werden.
In Abhängigkeit von den Komponenten des Gels kann der Prozeß der Schadensbehebung einige Minuten kurz bis zu 2 bis 3 Stunden dauern, um den Draht zu isolieren, so daß sich die Kommunikation wieder aufbaut. Die Wasseraufnahmefähigkeit beginnt oft sofort aufzutreten. Typischerweise wird eine schnell wirkende Zusammensetzung bevorzugt.
Erneutes Einbringen in ein Verbindungsstellengehäuse, das mit Epoxyharz oder Urethan nach dem Stand der Technik gefüllt ist, ist schwierig, wenn überhaupt möglich. Das Gel ohne Klebrigmacher dieser Erfindung kann von Hand von den Verbindungsstellen abgewischt werden, so daß Reparaturen stattfinden können. Das Gel kann wiederverwendet werden, statt es zu verwerfen, wie es früher bei den Kapselungsmitteln auf Epoxyharz- oder Urethanbasis nach dem Stand der Technik notwendig war.
Das Gel mit Klebrigmacher ist klebrig und für die Verwendung während der Kabelherstellung gedacht. Die Kabelfüllverbindung dieser Erfindung stellt eine physikalische Gelsperrschicht zur Verfügung sowie den Schutz der Einbeziehung des Polymers, das Kurzschlüsse behebt, die während des Betriebs auftreten können.
Die Erfindung wird nunmehr in besonderer Weise beispielhaft beschrieben. Das wasserabsorbierende Polymer besitzt ein im wesentlichen aus einer Kohlenwasserstoffkette bestehendes Rückgrat und anhängende anionische Gruppen auf der Kohlenwasserstoffkette. Die anionischen Gruppen können Carboxylat, Sulfat, Phosphat, Sulfonat oder irgendwelche anderen anionischen Gruppen sein, die, wenn sie Wasser ausgesetzt sind, eine negative Ladung ausbilden. Die Salzform des Polymers kann mit einer Vielzahl von Ionen verwendet werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Alkalimetallionen, wie etwa Lithium, Natrium, Kalium, oder Erdalkalimetallen, wie etwa Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink oder Aluminium. Die verwendeten Salze werden von der Wertigkeit der anionischen Gruppe abhängen, die mit dem Kohlenwasserstoff-Polymer verknüpft ist. Beispiele von Kohlen- wasserstoffpolymeren mit den oben aufgelisteten anionischen Gruppen schließen Polymere, wie etwa Polypropenoate und Salze von Stärke-Pfropfcopolymeren von Polyacrylsäure und Polyacrylamid, ein. Auch besonders gut wasserabsorbierende Polymere von Acrylaten, Methacrylaten, Diacrylat und Polypropenoaten, die mit den entsprechenden Kohlenwasserstoffrückgraten derselben verknüpfte geeignete anionische Gruppen aufweisen, können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Typischerweise sind die Drähte, die als Anode dienen, Kupfer. Drähte, die aus anderen anodischen Materialien, wie etwa Aluminium, Nickel, Kobalt, Chrom oder Eisen hergestellt sind, werden jedoch bei der geringen Spannung, die notwendig ist, um Telefonübertragungen zu führen jedoch als Anode dienen.
Die Polymere dieser Art sind typischerweise Feststoffe. Die Polymere sind verwendet worden, um über Verbindungsstellen oder Kabel gesprenkelt zu werden, die einer Trocknung bedürfen. Es besteht ein Bedürfnis nach einem schützenden Isolierungsmittel in Gehäusen, um die Einflüsse von eindringendem Wasser zu verhindern. Trockene Körner würden nicht ohne weiteres Kontakt mit den betroffenen Verbindungsstellen ergeben. Die Gelmatrix stellt ein Dispergiermittel für das Polymer zur Verfügung, um mit den Verbindungsstellen in Berührung zu kommen.
Das wasserabsorbierende Polymer kann in einer Anzahl verschiedener Arten von Gelmatrix dispergiert und das Gel mit dem Kohlenwasserstoff in ein Gehäuse um die Verbindungsstellen herum eingespritzt werden. Das Gel mit dem dispergierten Polymer kann in einem abgeschlossenen Bereich verwendet werden, der es erlaubt, daß Kontakt mit dem Gel und den Drähten oder Verbindungsstellen hergestellt wird.
Eine Anzahl von Zusammensetzungen, die Gele sind oder eingedickt werden, um ein Gel zu bilden, können verwendet werden. Die Gelmatrix muß relativ nicht-leitend gegenüber einen geringen Gleichstrom sein. Die Matrix sollte eine ziemlich gleichmäßige Dispersion des anionischen Kohlenwasserstoffpolymers im Gel zur Verfügung stellen. Die Viskosität des Gels kann in Abhängigkeit von dem Verfahren, das verwendet wird, um die Zusammensetzung in das abgeschlossene System einzubringen, und der Temperatur und anderen Bedingungen, unter denen die Zusammensetzung verwendet wird, variiert werden.
Die Gele, die hydrophob sind, besitzen die Neigung, das Polymer zu umhüllen und es im wesentlichen von Draht, der geschützt werden muß, abzuschirmen. Eine geringe Menge einer hydrophilen Substanz kann einem hydrophoben Gel zugesetzt werden. Das Gel ist ein Träger für das Polymer. Die hydrophilen Materialien stellen einen Leitung zwischen dem Polymer und der Feuchtigkeit zur Verfügung.
Die in dieser Zusammensetzung verwendeten Gele schließen Silikone, Gele auf Erdölbasis, Ester mit hoher Viskosität, Glykole, Polyglkole, Olefine und Fluorkohlenwasserstoffe einc Verdickungsmittel können bei gewissen Verbindungen verwendet werden, um eine gewünschte Viskosität zu erreichen. Typische Verdichungsmittel für Gele und Fette sind pyrogenes Siliziumdioxid, organophile Tone, wie etwa Bentonit und Hektorit, Seifen, wie etwa Metallstearate, und Harnstoffe.
Zusätzlich wurde festgestellt, daß gewissen Korrosionsinhibitoren, die typischerweise in Fetten verwendet werden, keinen Effekt auf die Wasseraufnahmefähigkeit oder die Isolierungseigenschaften des Polymergels besitzen. Die Rostinhibitoren müssen sorgfältig ausgewählt werden, weil eine Säure die Wirkung des Polymers neutralisieren kann. Ein neutrales Barium-Dinonylnaphthalinsulfonat beeinflußte die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung nicht. Es hatte eine geringe Neigung, eine der Gelzusammensetzungen zu entgelieren. Ein Kupferpassivierungsmittel, das ein flüssiges Kupfer- Triazolderivat ist, wurde ohne irgendwelche nachteiligen Einflüsse verwendet.
Die Gelmatrix kann auch mit einem Farbstoff angefärbt werden, falls gewünscht. Die Farbstoffmenge hängt ab von der Tiefe der gewünschten Farbe. Eine geringe Menge von grünem Automate- Farbstoff war befriedigend, um der Gelmatrix eine Farbe zu verleihen.
Das folgende sind Beispiele verschiedener Kombinationen von Gel und Zusammensetzungen, die eindicken, um Gele zu erzeugen, die mit dem wasserabsorbierenden Polymer mit anionischen Gruppen, das in den Beispielen als "Polymer" bezeichnet wird, verwendet werden können. Das verwendete Polymer kann irgendeines der vorher beschriebenen Polymere sein, einschließlich insbesondere Natrium-2-Propenoat.

BEISPIEL 1

Ein flüssige Mischung wird unter Verwendung von 20 Gewichtsteilen Polyisobutylen, 4-1/2 Gewichtsteilen Polyalphaolefin und einem Gewichtsteil Polyalkylenglykol hergestellt. Das Polyalkylenglycol, das ein statistisches Copolymer mit 75% Ethylenoxid- und 25% Propylenoxid-Substitution ist, besitzt ein mittleres Molekulargewicht von 12.000 bis 15.000 und einer Hydroxylzeit zwischen 5 und 10 mg KOH pro Gramm. Das Polyisobutylen besitzt eine Viskosität nach ASTM D- 445 bei 38ºC von 210-227, eine Viskositätsindex nach ASTM D-567 von 95 und einem Molekulargewicht von 750 bis etwa 1200. Das verwendete Polyalphaolefin war ein langkettiges Polyalphaolefin SHF-61, hergestellt von Mobil, das eine Viskosität nach ASTM D- 445 bei 38ºC von 30,5 und einen Viskositätsindex nach ASTM D- 2270 von 132 besaß. Die Polyalphaolefine, die verwendet werden können, exemplifiziert durch das Mobilprodukt SHF-61, sind typischerweise Kohlenwasserstoffe mit einem Molekulargewicht von 200 bis 800. Das Produkt SHF-61 ist ein Oligomer von 1-Decen. Der befriedigende Viskositätsbereich der Polyalphaolefine beträgt von 2 Centistokes bei 100ºC bis 100 Centistokes bei 100ºC.
12 Teile flüssige Mischung wurden mit einem Teil pyrogenem Siliziumdioxid vermischt, um eine Gelmatrix zu ergeben. Die Gelmatrix besaß eine dielektrische Konstante von weniger als 3. Das wasserabsorbierende Polymer Natrium-2-Polypropenoat wurde mit der Gelmatrix in einem Verhältnis von 10 Gew.-% der endgültigen Mischung vermischt.
Eine 12V-Batterie wurde an ein paar gespleißte Drähte angeschaltet und Wasser wurde in den gespleißten Bereich eingebracht, was einen Kurzschluß verursachte. Ein gespleißter Bereich wurde dann mit einer Zusammensetzung nach Beispiel 1 gefüllt und in 15 Sekunden begann das Wasser absorbiert zu werden. Der Kurzschluß wurde behoben und das Kabelpaar wurde leitend.

BEISPIEL 2

Dieselbe Zusammensetzung von Beispiel 1 kann unter Erhöhung des Gewichtsprozentanteils von Polyalkylenglykol vom 1%- zum 10%- Bereich verwendet werden. Beispiel 1 wurde mit dem Polyalkylenglykol bei 4 Gew.-% der Gelmatrixzusammensetzung wiederholt. Die Zusammensetzung mit 4% Polyalkylenglykol verhielt sich im wesentlich in derselben Weise, wie in Beispiel 1 oben beschrieben. BEISPIEL 3 Die Gelmatrix-Komponenten von Beispiel 1 wurden in denselben Anteilen vermischt. Das Polymer, genauer Natrium-2- Polypropenoat, wird zur Gelmatrix in einer Menge von 20 Gew.-% der endgültigen Mischung zugegeben.
Es ist festgestellt worden, daß Natrium-2-Polypropenoat in einem Bereich von wenigstens 10% bis wenigstens bis zu 33% mit der Gelmatrix verwendet werden kann und sich befriedigend verhält.

BEISPIEL 4

Eine Gelmatrix von Beispiel 1 wurde hergestellt, wobei das Polyalkylenglykol durch Isopropylalkohol ersetzt wurde. Diese Substitution betraf eine andere hydrophile Substanz als Polyalkylenglykol.
Der Isopropylalkohol betrug 5 Gew.-% der Gelmatrix. Die Gelmatrix wurde in einem 2:1-Verhältnis mit dem Polymer 2- Polypropenoat vermischt. Die Reaktionszeit auf Wasserabsorption war sehr schnell, wobei die Wasserabsorption innerhalb von 10 Sekunden auftrat.

BEISPIEL 5

Die Gelmatrixherstellung in Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die Polyalkylenglykol-Komponente durch 2-Ethylhexanol ersetzt wurde. Das 2-Ethylhexanol betrug 5 Gew.-% der Gelmatrix. Die Gelmatrix wurde mit dem Polymer in einem 2:1-Verhältnis vermischt. Die Wasserabsorption war langsamer, der Kurzschluß war jedoch nach 20 Minuten behoben.

BEISPIEL 6

Die in Beispiel 1 beschriebene Gelmatrix wurde in ähnlicher Weise hergestellt mit Ersatz des beschriebenen Polyalkylenglykols durch Ethylenglykol. Das Ethylenglykol betrug 5 Gew.-% der Gelmatrix. Das Gel wurde mit 33 Gew.-% mit Polymer vermischt. Es ergab sich eine langsamere Reaktionszeit, wobei die Wasserabsorption nach einer Minute einsetzte.

BEISPIEL 7

Die Gelmatrix wird hergestellt, wie in Beispiel 1 offenbart, mit Ersatz des darin beschriebenen Polyalkylenglykols durch 5 Gew.-% Hexylenglykol. Das Gel wurde mit 33 Gew.-% Polymer vermischt. Die Reaktionszeit für die Wasserabsorption war augenblicklich, mit Wiederherstellung der Leitfähigkeit in etwa 20 Minuten.

BEISPIEL 8

Die Gelmatrix wird hergestellt, wie in Beispiel 1 offenbart, mit Ersatz durch 5 Gew.-% eines Polypropylens mit endständigen Hydroxylgruppen mit einem Molekulargewicht von etwa 900. Das Gel wurde mit 33 Gew.-% Polymer vermischt. Die Reaktionszeit für die Wasserabsorption war augenblicklich.

BEISPIEL 9

Die Gelmatrix von Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines Polyglykols, zusammengesetzt aus einem Polyglykol mit 50:50- Mischung von Ethylenoxid- und Propylenoxid-Substitution, mit 5 Gew.-% der Gelmatrix anstelle des Polyalkylenglykols wiederholt. Die Zusammensetzung dieses Beispiels zeigte augenblickliche Reaktion auf Wasserabsorption, wenn die Gelmatrix mit 33 Gew.-% wasserabsorbierendem Polymer vermischt wurde.

BEISPIEL 10

Dieses Beispiel wiederholt die Gelformulierung von Beispiel 1, mit Ersatz des Polyalkylenglkyols durch Ölsäure. Die Ölsäure beträgt 5 Gew.-% der Gelzusammensetzung vor. Das Gel wird dann mit 33 Gew.-% Polymer vermischt. Die Ölsäurezusammensetzung benötigt länger für das Einsetzen der Wasserabsorptionsfähigkeit. In einem Test, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde Stromfluß nach 40 Minuten wiederhergestellt.

BEISPIEL 11

Dieses Beispiel wiederholt die Gelformulierung von Beispiel 1, mit Ersatz des Polyalkylenglykols durch Tallöl-Fettsäure. Die Tallöl-Fettsäure beträgt 5 Gew.-% der Gelmatrix. Das Gel wird dann mit 33 Gew.-% Polymer vermischt.
Die Effekte von Ölsäure und Tallöl-Fettsäure wurden mit der Zusammensetzung ohne eine hydrophile Komponente im Gel verglichen. Die Gelmatrix von Beispiel 1 wurde ohne die Polyalkylen-Komponente hergestellt. Die Ölsäure und Tallöl- Fettsäure beschleunigen geringfügig die Reaktionszeit für die Absorption um etwa 1/2. Ohne den hydrophilen Zusatz dauert es mindestens 2 Minuten, bis bei der Verbindung Wasserabsorptionsfähigkeit einsetzt.

BEISPIEL 12

Die Gelmatrix wurde hergestellt, indem das Polyalkylenglykol durch oberflächenaktive Substanzen ersetzt wurde. Die verwendeten oberflächenaktiven Substanzen waren SPAN 80 und TWEEN 80, die Sorbitan-mono-9-octadecenoat-polyoxy-1,2- ethandiyl-Derivate sind. Die oberflächenaktiven Substanzen wurden mit 5 Gew.-% der Gelmatrix ersetzt. Die oberflächenaktiven Substanzen veränderten die Konsistenz des Gels in gewissem Maße. Das SPAN 80 hemmt anfangs die Wasseraufnahme fähigkeit. Das TWEEN 80 tat dies nicht und zeigte augenblickliche Wasseraufnahmefähigkeit in der Gelmatrix bei zugesetztem Polymer.

BEISPIEL 13

Das Polyalkylenglykol in Beispiel 1 wurde durch eine andere oberflächenaktive Substanz ersetzt. Diese oberflächenaktive Substanz war 2,4,7,9-Tetramethyl-5-decin-4,7-diol. Diese oberflächenaktive Substanz betrug 5 Gew.-% der Gelmatrix. Die Gelmatrix wurde dann mit 33 Gew.-% Polymer vermischt, um die endgültige Zusammensetzung zu erhalten. Die endgültige Mischung zeigte gute Wasseraufnahmefähigkeitsqualitäten. Dieselbe oberflächenaktive Substanz wurde in einem 1 Gew.-%igen Ersatz eines Polyalkylenglykols in der Gelmatrix eingesetzt. Die Abnahme in der Menge an oberflächenaktiver Substanz verlangsamte die Reaktionszeit zur Wasseraufnahmefähigkeit von augenblicklich auf 10 bis 20 Sekunden.

BEISPIEL 14

Der Polyalkylenglykol-Bestandteil der Gelmatrix von Beispiel 1 wurde durch 2-Polypropylenoxid-Polyether mit verschiedenen Molekulargewichten ersetzt. Die zwei verwendeten Polyether besagen mittlere Molekulargewichte von 1.000 bzw. 2.000. Sie ersetzten das Polyalkylenglykol mit 5 Gew.-% der Gelmatrix. Die Wasseraufnahmefähigkeit war bei der Verbindung mit niedrigerem Molekulargewicht fast augenblicklich und bei der Verbindung mit höherem Molekulargewicht geringfügig langsamer.

BEISPIEL 15

Zusätzlich zu den Gelkomponenten der in Beispiel 1 beschriebenen Gelmatrix wurde anderen Gelbildungstypen verwendet. Polydimethylsiloxane aus der Silikongruppe mit einem Molekulargewicht von 2.000 bis 10.000 wurden mit 33 Gew.-% Kohlenwasserstoffpolymer vermischt. Die Silikone verlangsamten die Wasseraufnahmefähigkeits- und Isolationseffekte. Beim Testen des mit dem Polymer vermischten Silikons dauerte die Behebung eines Kurzschlusses bei einem Drahtpaar in der Größenordnung von Stunden statt von Minuten. Die Silikone würden in Fällen eingesetzt werden, in denen eine augenblickliche Behebung nicht notwendig wäre.

BEISPIEL 16

Das wasserabsorbierende Kohlenwasserstoffpolymer kann mit Polyalkylenglykolen mit einem Verdickungsmittel, wie etwa pyrogenem Siliziumdioxid vermischt werden. Der Molekulargewichtsbereich kann zwischen 100 und 90.000 betragen, mit verschiedenen Alkylsubstitutionen. Das Kohlenwasserstoffpolymer kann in einem 10%- bis zu wenigstens einem 33%-Verhältnis zugegeben werden. Die bevorzugten Viskositäten nach Eindickung sollten 100 Centistokes bei 40ºC bis 90.000 Centistokes bei 40ºC sein.

BEISPIEL 17

Das Kohlenwasserstoffpolymer kann mit einem auf Erdöl basierenden Kohlenwasserstoff auf paraffinisch-aliphatischer, naphtenischer oder gemischter Basis vermischt werden. Das mittlere Molekulargewicht liegt im Bereich von 200 bis 1.000 mit Viskositäten von 5 bis 500 Centistokes bei 40ºC. Die Kohlenwasserstoffe auf Erdölbasis müssen frei von Verunreinigungen sein, die die Drähte der Verbindungsstellen korrodieren würden.

BEISPIEL 18

Fluorkohlenwasserstoff-Gele sind ebenfalls als eine mit dem Polymer vermischte Gelmatrix verwendet worden. NYE-Fluorether- Fett 3834, ein vollständig fluoriertes Fett, wurde als Gelmatrix verwendet. Das Fluorether-Fett besaß Viskositäten von 26 Centistokes bei 98,9ºC (210º F) und von 270 Centistokes bei 37,8ºC (100ºF). Sieben Gramm des NYE-Fluorethers wurde mit 3 g Natrium-2-Polypropenoat und 0,5 g Verdickungsmittel aus pyrogenem Siliziumdioxid vermischt. Die Wasserabsorption und Behebung des Kurzschlusses war langsam, aber wirkungsvoll.

BEISPIEL 19

Die 9,5 g der Fluorkohlenwasserstoffmatrix und des Polymers, beschrieben in Beispiel 18, wurden mit 0,5 g des in Beispiel 1 beschriebenen Polyalkylenglykols vermischt. Die Zugabe von Polyalkylenglykol zur Fluorkohlenwasserstoff-Gelmatrix bewirkte augenblickliche Wasserabsorption und entsprechend schnellere Behebung des Kurzschlusses.

Claims

1. Zusammensetzung zum Schutz der Drähte von Telekommunikations- und anderen Kabeln, die geringen Gleichstrom führen, vor Schäden, die durch Feuchtigkeitskontakt aufgrund von Defekten oder Brüchen in deren Isolierung verursacht werden, wobei besagte Zusammensetzung eine dielektrische Gelmatrix umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polymer, das ein Kohlenwasserstoff-Rückgrat mit damit verknüpften anionischen Gruppen umfaßt, in der Gelmatrix dispergiert ist, wobei das Polymer mit den anionischen Gruppen, wenn es Gleichstrom aus einem beschädigten Draht ausgesetzt wird, zum Draht hin gezogen wird, wodurch bewirkt wird, daß sich eine Isolierung entwickelt, die Wasser von der Oberfläche des Drahtes ausschließt, und besagte Zusammensetzung relativ nicht-leitend gegenüber einem geringen Gleichstrom ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anionischen Gruppen besagten Polymers ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Carboxylat, Sulfat, Phosphat, Sulfonat oder Salzen derselben oder Mischungen von Carboxylat-, Sulfat-, Phosphat- und Sulfonatgruppen besteht.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Polymeren von Acrylaten, Methacrylat, Diacrylat, Polypropenoaten und Salzen von Stärke-Pfropfcopolymeren von Polyacrylsäure und Polyacrylamid besteht.

4. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Gelmatrix zusätzlich einen Klebrigmacher umfaßt.

5. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Gelmatrix ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Silikon, Olefinen, Estern mit hoher Viskosität, Fluorkohlenwasserstoffen, Kohlenwasserstoffen auf Erdölbasis, Glykolen und Polyglykolen besteht.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Verdickungsmittel umfaßt.

7. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine hydrophile Substanz umfaßt.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß besagte hydrophile Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Glykolen, substituierten Glykolen, oberflächenaktiven Substanzen, Fettsäuren, Polypropylen mit endstelligen Hydroxylgruppen und Polyethern besteht.

9. Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Gels von 2 Centistokes bei 100ºC bis 90.000 Centistokes bei 40ºC ist.

10. Verfahren zum Verhindern oder Beheben eines Kurzschlusses in Drähten eines Telekommunikationskabels oder eines Kabels, das Niedergleichstrom führt, verursacht durch Feuchtigkeitskontakte aufgrund von Defekten oder Brüchen in deren Isolierung, wobei besagtes Verfahren den Schritt umfaßt, eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auf die Drähte des Kabels aufzubringen.

11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, einschließlich eines Korrosions- oder Rostinhibitors.

12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Gehäuse oder Verschluß verwendet wird, das (der) die Drähte eines Telekommunikations- oder Niedergleichstromkabels umgibt.

13. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Gehäuse oder einem Verschluß, das (der) die Drähte eines Telekommunikations- oder Niedergleichstromkabels umgibt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Telekommunikations- oder Niederspannungsgleichstromkabels dadurch gekennzeichnet, daß eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in ein Gehäuse oder einen Verschluß das (der) die Drähte des Kabels umgibt, während der Herstellung des Kabels eingespritzt wird.

15. Telekommunikations- oder Niedergleichstromkabel mit Drähten, wobei die Drähte von einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umgeben sind.