FR2718574A1 - Method of sealing an electrical connector and connector thus obtained. - Google Patents
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Abstract
Le procédé comprend les opérations consistant: - à insérer, dans un boîtier (12) en forme de caisson, les extrémité respectives (18) de plusieurs câbles électriques (20) et - à sceller, au moyen d'une résine (22), les interstices existant entre les câbles (20) et les parois du boîtier (12), ce procédé étant caractérisé par le fait que la résine (22) utilisée est une résine à deux composants et réticulable. Le connecteur électrique peut être obtenu par la mise en uvre de ce procédé.The method comprises the operations consisting of: - inserting, into a box-shaped housing (12), the respective ends (18) of several electrical cables (20) and - sealing, by means of a resin (22), the gaps existing between the cables (20) and the walls of the housing (12), this process being characterized by the fact that the resin (22) used is a two-component and crosslinkable resin. The electrical connector can be obtained by implementing this process.
Description
La présente invention concerne un procédé de scellement d'un connec-The present invention relates to a method of sealing a connector
teur électrique, destiné en particulier à être utilisé sur des véhicules automobiles, electric motor, intended in particular for use on motor vehicles,
ainsi que le connecteur ainsi obtenu. as well as the connector thus obtained.
D'une manière plus particulière, la présente invention concerne un procédé comprenant les opérations consistant: - à insérer les différentes extrémités de plusieurs câbles électriques dans un boîtier en forme de caisson et - à sceller au moyen d'une résine les interstices existant entre les câbles More particularly, the present invention relates to a method comprising the steps of: - inserting the different ends of several electrical cables into a box-shaped casing and - sealing with a resin the interstices between them cable
et les parois du boîtier.and the walls of the case.
L'opération de scellement doit garantir l'imperméabilité du conteneur vis-à-vis de l'eau dans le domaine entier des températures auxquelles il peut être The sealing operation must ensure the impermeability of the container to the water in the entire range of temperatures to which it may be
soumis au cours de son fonctionnement, ainsi que sa résistance et son imperméa- during its operation, as well as its resistance and its impermeability
bilité aux divers fluides utilisés dans un véhicule automobile, tels que carburants, huiles lubrifiantes, liquides pour le circuit de refroidissement et de commande des the various fluids used in a motor vehicle, such as fuels, lubricating oils, liquids for the cooling and
freins et analogues.brakes and the like.
Dans la technique connue, on utilise comme produits de scellement des In the known art, the sealants used are
résines polyamides thermofusibles qu'on coule à chaud dans les susdits intersti- hot-melt polyamide resins which are hot-run in the above-mentioned
ces et qu'on fait ensuite se solidifier par refroidissement. These are then solidified by cooling.
De telles résines présentent l'inconvénient de fondre ou se ramollir déjà à Such resins have the disadvantage of melting or softening already at
des températures inférieures à 150 C et donc de ne pas pouvoir garantir des pro- temperatures below 150 C and therefore not being able to guarantee
priétés de résistance thermique répondant aux exigences actuelles des construc- thermal resistance properties that meet the current requirements of
teurs automobiles.car drivers.
Dans le but de remédier au susdit inconvénient, la présente invention a pour objet un procédé du type indiqué ci-dessus et caractérisé en ce que la résine In order to overcome the aforesaid drawback, the subject of the present invention is a process of the type indicated above and characterized in that the resin
utilisée est une résine à deux composants et réticulable. used is a two-component, crosslinkable resin.
De telles résines résistent facilement aussi à des températures de l'ordre de 150 C et satisfont donc pleinement aux exigences de résistance thermique, en ayant en même temps une bonne résistance aux fluides couramment utilisés dans Such resins also easily withstand temperatures of the order of 150 C and thus fully meet the thermal resistance requirements, while at the same time having good resistance to fluids commonly used in
le domaine automobile.the automotive field.
De préférence, les résines utilisées conformément à l'invention sont du Preferably, the resins used in accordance with the invention are
type amino-époxy, et, encore mieux, du type polyuréthanne. amino-epoxy type, and more preferably of the polyurethane type.
Les caractéristiques essentielles de ces résines résident dans le fait qu'elles se polymérisent rapidement par réticulation (au maximum en l'intervalle de quelques minutes à des températures comprises entre la température ambiante et C) et dans le fait qu'elles possédent de bonnes propriétés d'adhérence à l'égard des matières constituant le boîtier en caisson, par exemple des matières The essential characteristics of these resins lie in the fact that they polymerize rapidly by crosslinking (at most within a few minutes at temperatures between room temperature and C) and in the fact that they have good properties adhesion to the materials constituting the box-like housing, for example materials
plastiques du type polyamide ou polyester. plastics of the polyamide or polyester type.
Ces résines ont en outre une viscosité réduite (de préférence comprise entre 1.000 et 30.000 mPa.s à 23 C), qui leur permet une pénétration facile dans These resins also have a reduced viscosity (preferably between 1,000 and 30,000 mPa.s at 23 ° C.), which allows them easy penetration into
les interstices plutôt étroits du boîtier en caisson, et de bonnes propriétés d'isola- the rather narrow interstices of the box-like casing, and good isolating properties
tion électrique (par exemple une résistivité volumique supérieure à 10 ohm.cm). electrical resistance (for example a volume resistivity greater than 10 ohm.cm).
Les résines du type polyuréthanne sont obtenues par mélange d'un pre- Polyurethane-type resins are obtained by mixing a first
mier composant à base de polyol avec un second composant à base d'isocyanate. first polyol component with a second isocyanate component.
Les deux composants peuvent en outre comprendre une série d'additifs couram- The two components may further comprise a series of common additives
ment utilisés dans le domaine de la production des matières plastiques et ayant used in the field of plastics production and having
pour but de permettre l'obtention des performances requises. to achieve the required performance.
Le premier composant peut par exemple comprendre des polyols, tels The first component may for example comprise polyols, such as
que polyéthers, polyesters et gommes oxhydryles, des charges inorgani- polyethers, polyesters and oxhydryl gums, inorganic fillers
ques de renfort, telles que carbonates de calcium avec ou sans revêtement, des reinforcement, such as calcium carbonates with or without coating,
silices et silicates de Ca, Mg et AI, l' alumine et l'alurnie hydratée, des plasti- Silicates and silicates of Ca, Mg and Al, alumina and hydrated alumina, plastics
fiants non réactifs, tels que phtalates, adipates, esters sulfoniques, polyphényles partiellement ou totalement hydrogénés, et des huiles naphténiques, paraffiniques ou aromatiques, des accélérateurs de polymérisation, tels qu'amines tertiaires, amines polycycliques et des sels organiques de métaux tels que Sn, Bi, Hg, Zn, Se, TI et Pt, des absorbants de l'humidité, tels que zéolithes, des promoteurs d'adhérence, tels que silanes, des stabilisants thermiques et des antioxydants, tels non-reactive fiers, such as phthalates, adipates, sulfonic esters, partially or fully hydrogenated polyphenyls, and naphthenic, paraffinic or aromatic oils, polymerization accelerators, such as tertiary amines, polycyclic amines and organic metal salts such as Sn , Bi, Hg, Zn, Se, Ti and Pt, moisture absorbents, such as zeolites, adhesion promoters, such as silanes, thermal stabilizers and antioxidants, such as
que phénols substitués ou esters des acides thiodipropioniques. as substituted phenols or esters of thiodipropionic acids.
Le second composant peut par exemple comprendre des isocyanates d'une nature variée (essentiellement du type TDI et MDI), aussi bien monomères que prépolymères, en sus de plastifiants et charges non organiques d'un type ana- The second component may for example comprise isocyanates of a varied nature (essentially of the TDI and MDI type), both monomers and prepolymers, in addition to plasticizers and non-organic fillers of a type similar to
logue à ceux indiqués en liaison avec le premier composant. to those indicated in connection with the first component.
Les résines sont obtenues par mélange d'un premier composant à base The resins are obtained by mixing a first component based on
époxy avec un second composant à base amine ou polyaminoamide. epoxy with a second component based on amine or polyaminoamide.
Le premier composant peut par exemple comprendre des résines époxy, produites par réaction d'épichlorhydrine avec le bisphénol A ou F, leurs mélanges ou combinaisons avec des gommes rendues fonctionnelles des polymères ou monomères réactifs, et ayant un poids équivalent compris entre 170 et 300, des diluants époxy réactifs, tels que glicydyléthers, des plastifiants non réactifs et des The first component may for example comprise epoxy resins, produced by reaction of epichlorohydrin with bisphenol A or F, their mixtures or combinations with gums made functional polymers or reactive monomers, and having an equivalent weight of between 170 and 300, reactive epoxy diluents, such as glicydyl ethers, non-reactive plasticizers and
charges non organiques d'un type analogue à ceux indiqués en liaison avec les ré- inorganic loads of a type similar to those indicated in connection with the
sines du type polyuréthanne.sines of the polyurethane type.
Le second composant peut par exemple comprendre des amines aliphati- The second component may for example comprise aliphatic amines.
ques et cycloaliphatiques et leurs combinaisons avec des époxy, amides et poly- cycloaliphatic substances and their combinations with epoxides, amides and poly-
amineamides, des accélérateurs, tels qu'amines tertiaires, des charges non organi- amineamides, accelerators, such as tertiary amines, non-organic
ques et des plastifiants non réactifs d'un type analogue à ceux indiqués en liaison non-reactive plasticizers of a type similar to those
avec les résines du type polyuréthanne. with polyurethane resins.
Dans une forme préférée de mise en oeuvre du procédé de la présente invention, le susdit boîtier, en forme de caisson, en matière plastique est soumis à un traitement d'activation superficiel, par exemple au moyen d'une exposition à un plasma gazeux ou à un effet couronne, préalablement à l'insertion des câbles et In a preferred embodiment of the method of the present invention, the aforesaid box-shaped casing made of plastic is subjected to a surface activation treatment, for example by means of exposure to a gaseous plasma or to a corona effect, prior to insertion of the cables and
au scellement à la résine qui suit. sealing with the resin that follows.
Le traitement par des gaz ionisés (plasma) permet d'éliminer les impure- Treatment with ionized gases (plasma) eliminates impurities
tés, adhérant éventuellement aux parois du boîtier, qui pourraient compromettre une bonne adhérence des résines de scellement à ces parois, en assurant ainsi I'étanchéité du connecteur. De telles impuretés pourraient en particulier être constituées par des résidus de substances (par exemple des cires ou silicones) These elements, possibly adhering to the walls of the housing, could compromise good adhesion of the sealants to these walls, thus ensuring the sealing of the connector. Such impurities could in particular be constituted by residues of substances (for example waxes or silicones)
qui sont utilisées pour permettre de séparer plus facilement le boîtier du moule utili- which are used to make it easier to separate the housing from the mold used
sé pour sa fabrication.se for its manufacture.
La présente invention a aussi pour objet un connecteur pouvant être obte- Another subject of the present invention is a connector that can be obtained
nu au moyen du procédé de fabrication décrit ci-dessus. naked by the method of manufacture described above.
D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressorti- Other advantages and features of the present invention disclosed
ront d'une manière évidente de la description détaillée suivante qui est faite en re- will be obvious from the following detailed description which is made in re-
gard des dessins annexés, présentés uniquement à titre d'exemple non limitatif, dont: attached drawings, presented only as a non-limitative example, of which:
la figure 1 est une vue en perspective d'un connecteur fabriqué conformé- FIG. 1 is a perspective view of a connector manufactured in accordance with
ment au procédé de l'invention et la figure 2 illustre, schématiquement les différentes phases du to the process of the invention and Figure 2 illustrates, schematically, the different phases of the
procédé de l'invention.method of the invention.
À la figure 1, le repère 10 désigne un connecteur électrique, déjà as- In FIG. 1, reference numeral 10 designates an electrical connector, already connected to
semblé, qui comprend un boîtier 12, en forme de caisson, présentant une paroi latérale 14 et une paroi grillagée de fond 16 dans laquelle sont insérées, suivant it comprises a box-like housing 12 having a side wall 14 and a bottom grid wall 16 into which are inserted,
une direction pratiquement perpendiculaire, les extrémité respectives 18 de plu- a substantially perpendicular direction, the respective ends 18 of several
sieurs câbles électriques 20. Par ailleurs, un appendice tubulaire 21 fait saillie In addition, a tubular appendix 21 protrudes
sur la partie centrale du boîtier 12 afin de permettre sa fixation mécanique. on the central portion of the housing 12 to allow its mechanical attachment.
Une résine à deux composants et réticulée 22 scelle les interstices exis- A two-component, cross-linked resin 22 seals the interstices
tant entre les câbles 20 et les parois 14, 16 du caisson, lequel est réalisé en matiè- both between the cables 20 and the walls 14, 16 of the box, which is made of
re plastique, par exemple du type polyamide ou polyester. re plastic, for example of the polyamide or polyester type.
Un exemple de procédé de fabrication du connecteur 10 est décrit An example of a method of manufacturing the connector 10 is described
ci-apres.following after.
Le boîtier 12 (représenté schématiquement en a) à la figure 2 est soumis The housing 12 (shown schematically in a) in Figure 2 is subject
en b) à un traitement au plasma, dans un appareillage indiqué schématique- in (b) a plasma treatment, in a device indicated schematically
ment par le repère 24, préalablement à la mise en place des extrémités des câbles 24, prior to the installation of the cable ends.
électriques 20 et de la résine de scellement 22 à l'intérieur de ce boîtier. 20 and sealing resin 22 within this housing.
Un tel traitement a pour but d'activer la surface du boîtier 1 2 et d'éliminer Such a treatment is intended to activate the surface of the housing 1 2 and eliminate
ainsi des impuretés, éventuellement adhérant à ces parois, qui pourraient compro- impurities, possibly adhering to these walls, which could compromise
mettre l'adhérence ultérieure de la résine 22. put the subsequent adhesion of the resin 22.
L'appareillage 24 qui peut être utilisé pour exécuter le traitement au Apparatus 24 that can be used to perform the treatment at
plasma est d'un type classique et permet d'obtenir, après une durée de traite- Plasma is of a conventional type and allows to obtain, after a period of treatment,
ment de l'ordre de quelques minutes, des valeurs de tension superficielle de la matière constituant le boîtier 12 qui sont supérieures à 56 dynes/cm et un angle within a few minutes, surface tension values of the material constituting the housing 12 which are greater than 56 dynes / cm and an angle
de contact de l'ordre de 17 ou inférieur. contact of the order of 17 or less.
De telles valeurs permettent d'obtenir une adhérence optimale de la rési- Such values make it possible to obtain optimum adhesion of the residence.
ne 22 aux parois du boîtier 12.22 to the walls of the housing 12.
Une fois cette opération terminée, on insère (en c) les extrémités des Once this operation is completed, we insert (in c) the ends of the
câbles 20 dans la paroi de fond du boîtier 12 qui est en forme de grille. cables 20 in the bottom wall of the housing 12 which is grid-shaped.
On met ensuite en place (en d) le boîtier 12 en forme de caisson The box-shaped casing 12 is then put in place (in d).
dans une enveloppe 26 sur le fond de laquelle est placée une couche de cire fon- in an envelope 26 on the bottom of which is placed a layer of wax
due, de matière à bas point de fusion ou de liquide à viscosité élevée 28. On ap- due to low melting point material or high viscosity liquid 28.
puie le boîtier 12 sur la couche de cire fondue 28 qu'on fait ensuite se solidifier the housing 12 on the layer of melted wax 28 which is then solidified
(en e), de façon à obturer les trous de la paroi en forme de grille du fond 14 (fi- (e), so as to close the holes in the grid-like wall of the bottom 14 (end).
gure 1).gure 1).
On coule ensuite (en f) la résine du type polyuréthanne 22 dans les The resin of the polyurethane type 22 is then cast (in f) into the
2 5 interstices existant entre les parois 14, 16 du boîtier 12 et les câbles 20, cette rési- 2 5 interstices between the walls 14, 16 of the housing 12 and the cables 20, this resi-
ne etant empêchée de sortir par la couche de cire 28. not being prevented from exiting by the layer of wax 28.
Cette opération est exécutée au moyen d'une machine de mélange et do- This operation is performed by means of a mixing machine and
sage de résines à deux composants qui est en soi connue et est indiquée schéma- two-component resins which is in itself known and is shown schematically
3 0 tiquement par le repère 30 (en f). 30 by the reference 30 (in f).
La machine 30 présente de préférence plusieurs conduits de sortie 32 qui The machine 30 preferably has a plurality of outlet ducts 32 which
permettent de couler la résine 22 de façon à assurer une répartition de cette der- allow the resin 22 to flow so as to ensure a distribution of this
nière la plus uniforme possible à l'intérieur du boîtier 1 2. as uniformly as possible inside the case 1 2.
3 5 Suivant un premier exemple de composition de la résine 22, on mélange According to a first example of composition of the resin 22,
parties en poids d'un premier composant et de 20 à 40, de préférence 30, par- parts by weight of a first component and from 20 to 40, preferably 30,
ties en poids d'un second composant. by weight of a second component.
La composition du premier composant est la suivante - Poly BD 45 HT (polymère fonctionnel liquide de butadiène à radicaux terminaux hydroxyles, produit par Atochem) -50 parties (de préférence 40 parties) Diluant PU (alcool éther produit par Bayer) 0-10 parties (de préférence 5 parties) - Ethylhexanediol (polyol) 0-10 parties (de préférence 5 parties) The composition of the first component is as follows: Poly BD 45 HT (hydroxyl endblocked butadiene liquid functional polymer, produced by Atochem) -50 parts (preferably 40 parts) PU thinner (alcohol ether produced by Bayer) 0-10 parts (preferably 5 parts) - Ethylhexanediol (polyol) 0-10 parts (preferably 5 parts)
- DABCO 33LV (catalyseur constitué d'un mélange de triéthylènediamine et de di- - DABCO 33LV (a catalyst consisting of a mixture of triethylenediamine and di-
propylèneglycol, produit par Air Products) 0-1 partie (de préférence 0,1 partie) propylene glycol, produced by Air Products) 0-1 part (preferably 0.1 part)
- OMYA BSH (charge inorganique à base principalement de carbonate de cal- - OMYA BSH (inorganic filler mainly based on calcium carbonate
cium, produit par OMYA) 30-60 parties (de préférence 55,9 parties) SYLOSIV A4 (tamis moléculaire ayant une fonction d'absorbant de l'humidité, produit par GRACE) 0-10 parties (de préférence 4 parties) IRGANOX 1010 + IRGANOX P5800 (stabilisants thermiques et antioxydants, produits par CIBA) 0 - 2 partie (de préférence 0,6 partie) cium, produced by OMYA) 30-60 parts (preferably 55.9 parts) SYLOSIV A4 (molecular sieve having a function of absorbing moisture, produced by GRACE) 0-10 parts (preferably 4 parts) IRGANOX 1010 + IRGANOX P5800 (thermal stabilizers and antioxidants, produced by CIBA) 0 - 2 parts (preferably 0.6 parts)
Le second composant est au contraire intégralement constitué d'un poly- The second component, on the contrary, consists entirely of a poly-
isocyanate prépolymère à base de diphénylméthanediisocyanate (par exempte isocyanate prepolymer based on diphenylmethane diisocyanate (for example
DESMODUR VL, produit par BAYER).DESMODUR VL, produced by BAYER).
Suivant un autre exemple de composition de la résine 22, on mélange parties en poids d'un premier composant et 20-40 (de préférence 30) parties According to another example of composition of the resin 22, parts by weight of a first component and 20-40 (preferably 30) parts are mixed.
en poids d'un second composant.by weight of a second component.
La composition du premier composant est la suivante - VORANOL CP 4711 (triol de poids moléculaire 4700, produit par DOW) -20 parties (de préférence 18 parties) - VORANOL CP 455 (triol de poids moléculaire 450, produit par DOW) -15 parties (de préférence 12 parties) - huile de riçin (naturelle à acidité maximale 0,5%) -10 parties (de préférence 6 parties) - SYLOSIV A4 (tamis moléculaire -zéolithe -, produit par GRACE) 0-10 parties (de préférence 4 parties) - alumine hydratée SH150 (AI2033H20, produit par PECHINEY) -60 parties (de préférence 50 parties) - PALATINOL N (diisononylphtalate, produit par BASF) 0-10 parties (de préférence 9,8 parties) - DESMORAPID PP (accélérateur - amine tertiaire -, produit par BAYER) 0-0, 5 partie (de préférence 0,2 partie) Le second composant est constitué d'un polyisocyanate prépolymère à base de diphénylmétanediisocyanate (par exemple SUPRASEC DNR, produit par ICI). Ce prépolymère possède aussi des caractéristiques d'autoextinction à la flamme. The composition of the first component is as follows: - VORANOL CP 4711 (4700 molecular weight triol, produced by DOW) - 20 parts (preferably 18 parts) - VORANOL CP 455 (450 molecular weight triol, produced by DOW) - 15 parts (preferably 12 parts) - ricin oil (natural at maximum acidity 0.5%) -10 parts (preferably 6 parts) - SYLOSIV A4 (molecular sieve - zeolite - produced by GRACE) 0-10 parts (preferably 4 parts) - hydrated alumina SH150 (AI2033H20, produced by PECHINEY) - 60 parts (preferably 50 parts) - PALATINOL N (diisononylphthalate, produced by BASF) 0-10 parts (preferably 9.8 parts) - DESMORAPID PP (accelerator tertiary amine, produced by BAYER) 0-0.5 part (preferably 0.2 part) The second component consists of a prepolymer polyisocyanate based on diphenylmetanediisocyanate (for example SUPRASEC DNR, produced by ICI). This prepolymer also has self-extinguishing characteristics.
Les propriétés de la résine 22 obtenue par mélange du premier et du se- The properties of the resin 22 obtained by mixing the first and second
0 cond composants sont les suivantes: Viscosité à 23 C (Brookfield RVT) 10.000-15.000 mPa.s (de préférence 12.000 mPa.s) Durée de gélification sur à peu près 100g à 23 C min Résistivité volumique 1 0 ohm.cm Dureté Shore A à 23 C -80 On laisse ensuite la résine 22 coulée dans le boîtier 12 se réticuler et se solidifier à la température ambiante (g) figure 2 pendant une durée comprise The components are as follows: Viscosity at 23 ° C (Brookfield RVT) 10,000-15,000 mPa · s (preferably 12,000 mPa · s) Gel time about 100g at 23 ° C min Volume resistivity 10 ohm.cm Shore hardness A to 23 C-80 is then allowed the resin 22 cast in the housing 12 to crosslink and solidify at room temperature (g) Figure 2 for a period of time
entre 1 et 3 minutes environ.between 1 and 3 minutes.
On fait ensuite passer (en h) le connecteur 10, désormais complet et toujours appuyé sur la couche de cire 28 qui occupe le fond de l'enveloppe 26, dans un four à tunnel 34 maintenu à une température comprise entre 100 C et 120 C environ, de manière à provoquer la fusion de la cire 28 et à rendre libre le The connector 10, now complete and still supported on the wax layer 28 which occupies the bottom of the envelope 26, is then passed (in h) into a tunnel oven 34 maintained at a temperature of between 100 ° C. and 120 ° C. approximately, so as to cause the fusion of the wax 28 and to make free the
connecteur 10.connector 10.
Ainsi, ce connecteur est prêt (en i) pour être expédié au lieu d'utilisa- Thus, this connector is ready (in i) to be sent to the place of use.
tion, tandis que l'enveloppe 26 et la cire 28 associée peuvent être réutilisées dans tion, while the envelope 26 and the associated wax 28 can be reused in
un cycle ultérieur de production d'un autre connecteur 10. a subsequent production cycle of another connector 10.
Il est bien entendu évident que, le principe de l'invention restant valable, les particularités de réalisation et les formes de mise en oeuvre peuvent varier dans une large mesure vis-à-vis de ce qui a été décrit et représenté aux dessins, It is of course obvious that, the principle of the invention remaining valid, the particular features and the embodiments can vary to a large extent with respect to what has been described and shown in the drawings,
sans sortir de ce fait du cadre de la présente invention. without thereby departing from the scope of the present invention.
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