DE1669732A1 - Elektrisch isolierende Stoffe und Gebilde daraus - Google Patents
Elektrisch isolierende Stoffe und Gebilde darausInfo
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Description
British Insulated Callender's Gables Limited
21 Bloomsbury Street, London «'/.C«1 / EIGLAND
und
Oo M.Υ/« Laboratories Limited
Preston Hew Road, Blackpool, Lancashire / SlIG-LAiTD
Elektrisch isolierende Stoffe und Gebilde daraus.
Priorität : Britische Patentanmeldung Fo. 47979/66 vom 26. Oktober 1966
Die Erfindung betrifft kalthärtende binäre synthe-"tische
Harzraischun^en, das heisst Harz mi so hung en von
einer Art, welche zwei Bestandteile umfasst, die miteinander gemischt und dann in einem flüssigen oder
halbflüssi^en Zustand verwendet werden und nach dem Vermischen zu einer harten unschmelzbaren Masse ohne
Anwendung von t/ärnie erhärten. Die Erfindung betrifft
auch Einrichtungen und Apparate sowie Seile daraus, welche mit diesen iiischungen umhüllt, gefüllt und/oder
imprägniert sind.
Die synthetischen fiarzinischungeri, welche sich bisher im
allgemeinen Gebrauch für solche Zwecke befinden, sind die Epoxyharze und die iJol,yuretha.nharze. Beide weisen
Nachteile auf. Die Epoxyharzmischungen
- 2 - 109824/
haben, im allgemeinen eine zu hohe Viskosität, um
eine zufriedenstellende Imprägnierung völlig zu sichern und erfordern "bis zu 48 Stunden Zeit, um
zu erhärteno Zusätzlich müssen von den mit ihnen umgehenden Personen besondere Vorsichtsmassregeln
getroffen werden, um sich gegen HautSchädigungen zu schützen, welche diese Produkte verursachen*
Die Polyurethanharze haben eine ausreichend niedrige Viskosität , um zufriedenstellende Imprägnierung
zu ermöglichen, besitzen aber keine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Wasser*, Man kann sich
daher nicht auf sie verlassen, wenn man Umhüllungen elektrischer Geräte oder anderer Begenstände bilden
will, bei welchen Ausschluss von Feuchtigkeit wesentlich ist, oder wenn es sich um Imprägnierungen von
porösen Gegenständen handelt, bei welchen erforderlich ist, dass sie völlig undurchlässig gegen Feuchtigkeit sindo Beisü&ele solcher porösen Gegenstände
sind Umwicklungen aus Textilien um elektrische Kabel und Kabelverbindungenο
Die Erfindung schafft eine verbesserte binäre, härtende, synthetische Harzmischung, ein Verfahren
zu ihrer Herstellung,unfi verbesserte umhüllte m&L
gefüllte und/oder imprägnierte Gegenstände, wobei die
ο verbesserte Harzmischung nicht giftig ist und in to .
^ frisch gemischtem Zustand eine niedrige Viskosität
-^. im Vergleich mit Epoxyharzmischungen besitzt und in
oo gehärtetem Zustand im wesentlichen undurchlässig
*~ gegen Wasser und im wesentlichen unangreifbar durch
Bakterienwirkung und Erdbodensäuren ist.
-3-
Die erfindungsgemässe Harzmischung umfasst zwei Sirupe "A" und "B".
Sirup "A" ist ein stabilisierter Sirup, bestehend im wesentlichen aus einer Lösung eines Methylmetheacrylatpolymers
in Methylmethacrylatmonomer mit einem ausreichenden
Gehalt an einem Amin-Promotor, um eine katalytische Polymerisationsreaktion zu begünstigen,
wenn ein geeigneter Katalysator zu dem Sirup zugesetzt wird. Die Lösung vjird hergestellt durch Zusatz eines
Polymers oder Liisehpolymers aus Hethylmethacrylat
in Kügelchenf orm zu iiethylmethacryllatmonomer in solchen
Anteilen, dass die Anteile an inonomerem Llethylmethacrylat
zum polymerisieren Methylmethacrylat innerhalb
des Bereichs von 2,5 - 3,5 Gewichtsteilen zu einem Gewichtsteil sind. Der polymere Methylmethacryalatbestandteil
ist vorzugsweise anwesend gänzlich als ein Hethyliiiethacrylathomopolymer,
aber es ist auch möglich, ein Llethylmethacrylatmischpolymer oder eine Mischung des
Homopolymers und des llischpolymers zu verwenden, welches
im wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie das Homopolymer besitzt * Zu diesen Z'^eck -.';ird das
„lisoii^olymer oder Homopolymer/Mischpolymergemisch
vorzugsweise nicht enthalten oder herstammen aus Bestandteilen, welche mehr als 10 Gew.^ andere Monomere
als Methylmethacrylat enthalten. Die Menge an zugesetztem Aminpromotor zu dem Sirup wird normalerweise
innerhalb des Bereichs von 0,25 - 0,5 Gewi$, bezogen
auf das Gewicht der Lösung liegen, wobei der bevorzugte Promotor Dirnethyl-p-toluidin isto
109324/1894 - 4 -
1689732
Sirup "B" besteht im wesentliehen aus einem oder
mehreren Weichmachern und einem Katalysator, vorzugsweise einer Dispersion eines organischen Peroxyds, wie
z.B« Benzoylperoxyd in einem Weichmacher, und vorzugsweise
einem Phthalat, wie Z.B. Dirnethylphthalat.
Sirup "A" wird vorzugsweise stabilisiert bis zu 100 Teilen pro Million, bezogen auf den I1IUssigkeitsgeiia2t
an einem Stabilisator für die Lösung, beispielsweise 2,4 Methyl-6-te.rtiärbutylphenol, Hydrochinon oder den
Methyläther von Hydrochinon.
Um die Karte des fertig polymerisieren Systems durch
Vernetzung zu vergrossern, kann ein difunktionelles Monomer in Sirup "A" einverleibt werden. Das bevorzugte
Monomer ist Äthylenglykoldimethacrylat, aber längere äthyle'nkettige Dimethacrylate, z.B. Triäthylenglykoldimethacrylat
oder Tetraäthylenglykoldimethaerylat können verwendet werden. Stattdessen oder zusätzlich
können Divinylbenzol und/oder Allyldiglycolcarbonat für diesen Zweck gebraucht werden.
Andere für Sirup "B" bevorzugte Weichmacher sind Cyclohexylphthalat und Diisobutylphthalat. Sirup "B"
kann auch einen oder mehrere Ausdehner enthalten und der bevorzugte Ausdehner ist ein chloriertes Paraffinwachs,
wobei ein typisches Beispiel für ein solches Wachs das unter dem Handelsnamen "Cereclor" verkaufte
ist.
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Dl3 Erfindung schliesst auoli ein elektrisches Kabel
und Verbindungen oder Endverschlüsse für elektrische
Kabel, welche mindestens eine isolierende Masse des synthetischen Harzes umfassen, welches durch Vermischen
τοπ Sirup "A" und 11B" hergestellt ist. An einer solchen
Verbindung bzw. Bndverschluss wird eine Höhlung oder
Umhüllung, welche mittelbar oder unmittelbar eine Verbindungsstelle oder Endverschluss eines Kabelkerns
oder Kabelkerne umgibt, mit einer Mischung aus dem Sirup "A" und dem Sirup "3" gefüllt, oder wird zuerst mindestens
teilweise mit Stücken eines im wesentlichen nicht porösen Materials gefüllt, welches nicht mit dem Harz
reagiert aber an welchem das Harz anhaftet, wenn es erhärtet, und dann wird das Ganze oder im wesentlichen
das Ganze des restlichen Raumes in der Höhlung oder Umhüllung mit der Mischung aus den Sirupen "A" und "B"
gefüllt. Geformte Harzmassen zur Verwendung in Kabeln, Kabelverbindungen oder -Kabelendverschlüssen können auch
aus dem iiarz hergestellt werden. Die durch Vermischen
der beiden Sirupe gebildeten Harzmischungen sind insbesondere geeignet als Imprägniermittel für faserige Gebilde,
welche Teile von elektrischen Kabeln oder Verbindungen oder ilndvers chlüs se dafür bilden und die Erfindung
schliesst ein Verfahren des Aufbaues solcher Gebilde durch Aufbringen faserigen Materials und entweder
gleichzeitiges oder anachliessendes Imprägnieren
mit der Sirupmischung ein.
Ja1Ur manche Anwendungen der verbesserten erfindungsgesiäsaen
iiarzmischuny kann ea für die Mischung aus den
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— ο —
Sirupen "A" und "B" notwendig sein, eine höhere
Anfangsviskosität zu besitzen. In solchen Fällen
kann der Sirup "B" verdickt werden durch ein PoIyvinylchlorid/Maleinsäureanhydrid— oder ein Polyvinylacetat/Maleinsäureanhydrid-polymer» Die Einverleibung eines solchen Polymers vergrössert auch die Adhäsion des polymerisierten Systems an Polyvinylchlorid-Zusammenstellungen»
Anfangsviskosität zu besitzen. In solchen Fällen
kann der Sirup "B" verdickt werden durch ein PoIyvinylchlorid/Maleinsäureanhydrid— oder ein Polyvinylacetat/Maleinsäureanhydrid-polymer» Die Einverleibung eines solchen Polymers vergrössert auch die Adhäsion des polymerisierten Systems an Polyvinylchlorid-Zusammenstellungen»
Für manche Zwecke ist es vorteilhaft, die Entflammbarkeit des polymerisieren Harzsystems zu verringern,
und dies wird vorteilhaft durch Zusatz von nicht
flüchtigen und nicht giftigen chlorierten Phosphatverbindungen zu Sirup "B" erreicht. Ein Beispiel einer solchen chlorierten Phosphatverbindung istüJris—2>£- Dichlorpropylphosphat.
flüchtigen und nicht giftigen chlorierten Phosphatverbindungen zu Sirup "B" erreicht. Ein Beispiel einer solchen chlorierten Phosphatverbindung istüJris—2>£- Dichlorpropylphosphat.
Die Erfindung wird noch ferner erläutert durch eine Beschreibung von Beispielen der binären Harzmischung
und durch eine Beschreibung elektrischer Kabel, Kabelverbindungen und Kabelendverschlüssen, in welche
das binäre Harzgemisch einverleibt ist,
Dies ist ein'Beispiel eines Sirups "A" und eines damit
verträglichen Sirupe 11B", geeignet zur Herstellung
einer Mischung zur Verwendung für Kabelverbindungszwecke. Die Zusammensetzung der Sirupe ist wie
folgtι
-7-
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isirup "A"
40 | kg |
20 | kg |
2 | kg |
Methylmethacrylatpolymer 30 kg
Methylmethacrylatmonomer 70 leg
2,4-Methyl-6-tertiärbutylphenol 35 Teile pro
•η r ρ φ ' -j Million
Athylenglykoldimethacrylat 1,5 kg
Sirup "B"
Chloriertes Paraffinwachs
Cyclohexylphthalat Benzoylperoxydpaste·
Die Sirupe "A" und "B" werden miteinander vermischt in Anteilen von 2,3 Gewichtsteilen des Sirups 11A" auf
einen Gewichtsteil des Sirups "B", um eine Lösung zu ergeben, deren Viskosität ausreichend niedrig (2 Minuten
von No. 4 Ford Cup eine Minute nach dem Vermischen) ist,
um eine Umwicklung aus Textilien vollständig zu imprägnieren, und welche von selbst innerhalb einer Stunde
härtet.
Dies ist ein Beispiel eines Sirups "B", in welchem ein flammenfester Stoff einverleibt ist. Die Zusammensetzung
des Sirups ist folgende j
Chloriertes Paraffinwachs 40 Gewichtsteile Tritolylphosphat 30 "
Tris-2,3-dichlorpropylphosphat 10 "
Benzoylperoxydpaste , 2 "
Bei diesem Beispiel wird ein zusätzlicher flammenfester Stoff, nämlich Iritolylphosphat, mitverwendet. Tri-GiEsylphoaphat
könnte auch als Zusatz oder anstelle des Tritolylphosphats dienen·
-8- 109824/1894
Beispiele von elektrischen Kabeln und Kabelverbindungen
und Kabelendverschlüsse1^ bei welchen das Harz,
hergestellt^ durch Vermischen von Sirup 11A" und Sirup
"B" miteinander verwendet werden kann, sind folgendes
Die Mischung aus Sirup " A" und Sirup "B" wird
verwendet als ein Imprägniermittel für Wicklungen aus lextilien zur Verwendung beim Verbinden, Verschliessen
und Reparieren von elektrischen Kabeln» Solche Wicklungen werden vorzugsweise in situ aufgebaut durch Aufbringen
aufeinander folgender Schichten aus dem QJextil · material, welches aus organischen oder anorganischen
Fasern, hergestellt sein kann, und Imprägnieren jeder Schicht oder jeder Anzahl von Schichtgruppen mit der
Sirupmischung, während die Wicklung aufgebaut wird* Stattdessen kann das Textilmaterial imprägniert werden
mit der Sirupmischung unmittelbar vor dem Aufbringen des !extilmaterials, oder die ganze Wicklung kann
trocken aufgebaut und dann mit der Sirupmischung imprägniert werden· Solch eine Wicklung kann beispielsweise
benutzt werden als eine Abdichtung zwischen einem Metall oder Kunststoffen, oder natürlichem oder synthetisohem
Kautschuk (als Kabelmantel) und einem Paßstück, beispielsweise einer Stopfbüchse, durch welche
das Kabel hindurchgeht· Dabei wird die Umhüllung in situ nach dem Einsetzen des Kabels durch geeigne·*
te öffnungen in dem Paßstück aufgebaut· Das Paßetück kann beispielsweise leil einer Verbindungshülse oder
Seil eines Kabelendverschlusse
-9-
Ein ähnliches Gebilde wie das in Beispiel 3 beschrieben
wird aufgebaut über der ganzen länge einer Verbindungshüläe
oder Umhüllung für einen Endverschluss durch Aufbringen einer Überlappung aus Textilmaterial
auf einem rohrförmigen Träger, welcher die Verbindung umgibt, und auf den benachbarten Ieil oder Teile der
Kabellänge oder Kabellängen und Imprägnieren des Textile während seines Aufbringens oder danach mit einer
Mischung aus den Sirupen "A" und "B"» Erforderlichenfalls
wird anschliessend noch eine äussere Umhüllung aus Kunststoffen, welche widerstandsfähige gegen die
Einwirkung der Sirupmischung und dew mit Harz imprägnierten Textile sind, über das ζ/anze aufgebracht«
Ein ähnliches Gebilde wie das des Beispiels 4 wird hergestellt durch Aufbringen dew ganzen Textils auf die
Umhüllung und anschlieäsendes Imprägnieren mit dar
Sirupmischung durch Aufbringen einer losen, biegsamen Hülle auf das zu imprägnierende Textil, Einführen der
Sirupmischung in den Eaum zwischen dierTextilmasse und
djierHülle und Verarbeiten der Mischung au einer zusammenhängenden
Masse durch Kneten, ausgeübt auf die Aussenseite der biegsamen Hülle. Durch diese Imprägniermethode
wird eine äussere Umhüllung vorzugsweise aufgebracht über die lose biegsame Hülle nach Beendigung
der Knetbehandlung, aber vor dem Härten des Harzes. Dieses Verfahren kann angewendet werden auf. Verbindungen oder EndverSchlüsse, oder auf Kabel,, in s:mer Lage*
-10-
wo eine Reparatur bewirkt oder ein Sperrblock gegen den Durchgang von Gas oder Wasser länga des Kabels geschaffen
werden soll,
Die Sirupmischung wird verwendet, um den Kaum zwischen
einer Zabelverbindung oder einem Kabelendverschluss und der Verbindungshülae oder dem Klemmenkasteri oder den
Picium zwischen sinor Verbindungshülse oder dem Klemmenkasten
und einem äusseren Behälter auszufüllen.
Eine Abwandlung des Beispiels 6, worin der Raum mit einer Masse ausgefüllt wird, welche ein Aggregat aus festem
in eine verfestigte Grundmasse aus der Harzzusammenstellung eingebetteten Material umfasst. Das feste foaterial
ist nicht porös und reagiert nicht mit der synthetischen Harzmischung, aber die Mischung klebt fest daran, wenn
sie erhärtet. Ein Beispiel eines solchen Liaterialaggregats
ist Granitsplitt. Der Raum wird zuerst mindestens teilweise mit dem Granitsplitt oder anderen Aggregaten
gefüllt, und das Ganze oder im wesentlichen das Ganze des restlichen Raumes wird dann mit der Birupmischung ausgefüllt
O
Beispiel 8
Beispiel 8
ffeste Körper werden hergestellt aus der Sirupmischung
mit oder ohne einen faserigen oder anderen Puller zur Verwendung an Verbindungsstellen und jjindverschlussen für
elektrische Kraftkabel. Ein Beispiel solcher Körper ist ein geformtes Prüfende zum Anordnen auf dem Ende eines
Kabelkerns während Hochspannungsprüfung^ ο /
Besondere Beispiele von den in den Beispielen 3 "bis
erwähnten Gebilden sind Gegenstand der folgenden britischen
Patentanmeldungen: Beispiel
Britische Patent anmeldung |
Entsprechende deutsche Anmeldung |
833 787 ' | |
870 165 | - |
966 125 | |
1 065 431 | - |
2 9704/66 und verwandte Anmeldung 51499/66 |
|
48855/65 | am |
893 376 | B 59863 VIIId/21c |
930 017 | B 65832 VIIId/21c, |
109824/1894
Claims (1)
- Patentansprüche1. Kalthärtende binäre Harzmischung, umfassend swei Sirupe "A" und 11B", welche miteinander gemischt und in flüssigem oder halbflüssigem Zustand verwendet werden können und nach dem Vermischen zu einer harten unlöslichen Masse ohne Anwendung von Wärme erhärten, dadurch gekennzeichnet , dass Sirup "A" ein stabilisierter Sirup ist, welcher im wesentlichen aus einer lösung eines Methylmethacrylatpolymers in Methylmetiiacrylatmonomer besteht, welche eine ausreichende Menge an einem Aminpromotor enthält, um die katalytische Polymerisationsreaktion zu begünstigen, wenn ein geeigneter Katalysator zu dem Sirup zugesetzt wird, und dass Sirup "B" aus einem oder mehreren Weichmachern und diesem Katalysator besteht.2. Harzmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stabilisierte Sirup im wesentlichen aus einem Polymer von Methylmethacrylat in Kügelchenform in Hethylmethacrylatmonomer innerhalb des Bereiches von 2,5 - 3»5 Gewichtsteilen des Monomers zu einem Gewichtsteil an Polymerkügelchen und aus 0,25 bis 0,5 $> des Aminpromotors besteht.3· HarzmiBchung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichne t, dass der Aminpromotor das Dimethy1-p-toluidin ist·_ 13ta 1098 24/189ώ-· Harzmischung mach den vorhergehenden Ansprüchen^dadurch gekennzeichnet, dass Sirup "A" stabilisiert ist durch bis zu 100 Seilen auf eine Million £eile, bezogen auf den gesamten Plüssigkeitsge«- r.alt, aii einem Stabilisator©5· Harzmischung nach Anspruch 4» dadurch § e k e η η ~ 7,β i c h η e t , dass der Stabilisator das 2,4 Methyl-6-tertiär-^utylphenol^ oder Hydrochinon ist ·S.Harzmischung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzei chnet, dass ein difunktionelles Monomer, welches die Härte des schließ suchen polymerisieren Systems erhöhen kann, zu Sirup "Au zugesetzt ist.7β Harzmischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das difunktionelle Monomer Äthylenglykoldimethacrylat ist·8. Harzmischung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass das difunktionelle Monomer einlängerkettiges G-lykolmethacrylat ala Ithylenglykolmethacrylat ist*9» Harzmischung nach Anspruch 7 t dtadurch gekennzeichnet , dass das difunktionelle Monomer Divinyl· benzol oder Allyldiglycolcarbonat ist« 10. Harzmischung nach den vorhergehenden Ansprüchen, daduroh gekennzeichnet , dass ein Ausdehner zu Sirup "B" zugesetzt ist*11» Harzmiechung nach Anspruoh 10f dadurch g e k e η η ^siohnet» daae der Ausdehner ohloriertee Pa·» ÄÄ tit» 10 9 8 2 4/ T ; 9 4~ 14 ~12. Harzmischung nach den vorhergehenden Ansprüchen, fladurch gekennzeichnet , dass Sirup 11B" verdickt ist durch den Zusatz eines Polyvinylchlorid/ Maleinsäureanhydrid- oder eines Polyvinylacetat/Maleinsäureanhydridpolymersβ13. Harzmischung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , dass Sirup "Bfl eine ausreichende Menge einer nicht giftigen chlorierten Phosphatverbindun^ enthält, um die Entflammbarkeit des polymerisieren Harzsystems zu verringern. 14· Harzmischung nach den vorgehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , dass der Katalysator ein organisches Peroxyd ist.15. Harzmischung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator Benzoylperoxyd ist.16o Harzmischung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , dass der v/eichmacher ein Phthalat ist.17o Harzmischung nach Anspruch 16, dadurch g e k e n-nzeichnet, dass der Weichmacher Dimethyl- Cyclohexyl- oder Diisobutylphthalat ist.1.8«, Synthetischer Harzkörper, dadurch gekennzeichnet, dass er durch Vermischen eines Sirups "A" und eines Sirups "B11 gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt und d ie Mischung härten gelassen wird.- 15 -109824/1894166973?19« Elektrisches Kabelgebilde oder eine Verbindung oder ■ Endverschluss für ein elektrisches Kabel, umfassend mindestens einen isolierenden synthetischen Harzkörper t dadurch gekennzeichnet, dass das Harz des Körpers durch Vermischen der zwei Sirupe 11A" und "B", wie in einem der vorhergehenden Ansprüche 1-17 beansprucht, hergestellt ist.20. Verbindung oder Bndverschluss für ein elektrisches Kabel, umfassend eine Höhlung oder eine Umschliessung, -.jelche mittelbar oder unmittelbar eine Verbindungsstelle oder eine Endung eines Kabelkerns oder mehrerer Kabelkerne umgibt, gefüllt mit einem synthetischen Harz, dadurch gekennzeichnet, daBs dieses Harz durch Vermischen der zwei Sirupe "A" und "B", wie in einem der Ansprüche 1-17 beansprucht, hergestellt ist.21. Verbindung oder Bndverschluss gemäss Anspruch 20, dadurch ge kennzeichne t, dass die Umschließung oder Höhlung- mindestens teilweise ausgefüllt ist mit Stücken eines festen, im wesentlichen nicht porösen Materials, welches nicht mit dem Harz reagiert, aber an welchem das Harz anhaftet, wenn es erhärtet, und das Ganze oder im wesentlichen das Ganze des restlichen Raumes in der Höhlung oder Umschliessung mit dem aus der Mischung der Sirupe stammenden Harz ausgefüllt ist.22. Elektrisches Kabelgebilde oder eine Verbindungsstelle oder ein Endverschluss für ein elektrisches Kabel, umfassend mindestens einen isolierenden Körper, gebildet duroh Imprägnieren eines faserigen Mittels mit einem kalthärtenden Harz, dadurch gekennzeichnet,109824/1894 - 16 -dass das Harz durch Vermischen zweier üirupe "A" und 11B", wie in einem der vorhergehenden Ansprüche 1-17 beansprucht, hergestellt ist,,10982A/1894
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