DE869982C - Paste-like dielectric mass - Google Patents

Description

P'astenförmige dielektrische Masse Gegenstand der Erfindung sind neue, als Dielektrika :dienende Stoffe, die in einem weiten Temperaturbereich weich und plastisch bleiben und die als Verschluß' und/oder Isoliermittel für Hochspannungs,1cabel oder sonstige Leiter dienen, insbesondere an solchen Stellen, wo diese nahe, z. B. innerhalb einer Entfernung von 2,5 cm, an einem geerdeten Metall liegen, wodurch das Auftreten von elektrischen Koronaerscheinungen verhindert wird. Die Erfindung betrifft auch elektrische Leiter, die so abgeschlossen oder isoliert sind, und ganz besonders den Abschlufi von Hochspannungskabeln, wie z. B. die Stellen am Ende eines Zündkabels, an denen dieses mit einer abgeschirmten Zündkerze in Verbindung steht. Unter Koronaerscheinungen sollen hier, wie üblich, elektrische Entladungen oder vagabundierende Ströme verstanden werden, die auf eine Gasleitung (wahrscheinlich Ionenleitung) zurückzuführen sind, im Gegensatz zu dem Auftreten von plötzlichen elektri,schen Lichtbögen oder Funken zwischen entgegengesetzt geladenen Leitern, ,die auf große Potentialunterschiede der Leiter zurückzuführen sind.Paste-like dielectric compounds The invention relates to new materials which serve as dielectrics, which remain soft and plastic over a wide temperature range and which serve as a closure and / or insulating means for high voltage, cables or other conductors, especially in those places where this close, z. B. within a distance of 2.5 cm, lie on a grounded metal, thereby preventing the occurrence of electrical corona phenomena. The invention also relates to electrical conductors that are closed or insulated, and especially the closure of high-voltage cables, such as. B. the points at the end of an ignition cable where it is connected to a shielded spark plug. As usual, corona phenomena should be understood here to mean electrical discharges or stray currents that can be traced back to a gas line (probably ionic conduction), in contrast to the occurrence of sudden electrical arcs or sparks between oppositely charged conductors, which are due to large potential differences the ladder.

Die Zündkerzen für Flugzeuge besitzen gewöhnlich einen geerdeten Metallmantel, der sich von der eigentlichen Kerze nach oben verlängert und der das Ende des Zündkabels an der Stelle, wo dieses mit der zentralen Elektrode der Kerze in Verbindung steht, umgibt. Das Ende des Zündkabels ist mit einer Hülse oder einer' Zwinge aus einem festen dielektrischen Material, z. B. aus einem keramischen Stoff, versehen, und die Hülse oder die Zwinge sitzt im Innern A es. -röhrenförmigen Mantels und dient als nichtleitende Abstandshülse dazu, das Endstück des Kabels in zentraler Lage zu halten. Wenn auch der: Raum zwischen dem Leiter des Kabels und .dem geerdeten Metallmantel weitgehend durch die isolierende Hülse ausgefüllt wird, so werden doch,die einzelnenTeile mechanisch miteinander verbünden, und zwischen dem zentralen Leiter und dem Mantel sind leere Stellen oder Luftzwischenräume vorhanden.Aircraft spark plugs usually have a grounded metal jacket, which extends upwards from the actual candle and which is the end of the ignition cable at the point where this is in contact with the central electrode of the candle, surrounds. The end of the ignition wire is with a sleeve or a ' Ferrule made of a solid dielectric material, e.g. B. made of a ceramic material, provided, and the sleeve or the ferrule sits inside A it. - tubular sheath and serves as a non-conductive spacer sleeve to keep the end of the cable in the center Able to hold. Even if the: space between the conductor of the cable and the earthed one Metal jacket is largely filled by the insulating sleeve, but that will be Mechanically connect individual parts to one another, and between the central conductor and the mantle there are empty spaces or air spaces.

Bei einem solchen Zündsystem sind bisher ernstliche Schwierigkeiten beim Gebrauch aufgetreten, die :das Versagen von Maschinen speziell in großer Höhe bedingt haben. So z. B.- hat hier eine ziemlich schnelle Korrosion stattgefünden, und sonstige Schäden bei Zündkabeln an lderen Verbindungsstelle mit den Zündkerzen sind aufgetreten, so daß eine häufige Reparatur oder ein Ersatz der Kabel notwendig wunde.Such an ignition system has heretofore faced serious difficulties occurred during use the: the failure of machines especially at high altitudes have conditioned. So z. B.- corrosion took place quite quickly here, and other damage to the ignition cables at their connection point with the spark plugs have occurred so that frequent repair or replacement of the cables is necessary wound.

Eine Reihe von Ursachen sind für diese unerwünschten Erscheinungen verantwortlich zu machen, wie z. B: die Schwierigkeit, das Ende der Zündkerze vollständig gegen Luft und Feuchtigkeit abzuschließen. Eine Ursache für ,die bisher auftretenden Schwierigkeiten ist weiter die hohe Temperatur der Zündkerze während ihres Betriebes und die Neigung der Feuchtigkeit; sich entlang des Zündkabels, insbesondere an dem Zündkerzenende anzusammeln, weiterhin der Umstand, daß Gase aus dem Verbrennungsraum in :den Kerzenraum eintreten. Der Hauptgrund für die im Betrieb auftretenden Schwierigkeiten scheint jedoch in den Koronaentladüngen zu suchen zu sein, die in dem Raum zwischen der geerdeten Ummantelung .und dem zentralen elektrischen Leiter stattfinden. Solche Koronaentladungen werden um so stärker, je mehr sich der Gasdruck vermindert; und können in einer verdünnten Atmosphäre; wie sie in großen Höhen vorhanden ist, zu einem Kürzschlüß führen. Die Koronaentladung bewirkt anscheinend eine chemische Reaktion zwischen dem Stickstoff und dem Sauerstoff der Luft, wobei sich Stickoxyde bilden; :die wiederum mit der angesammelten Feuchtigkeit Salpetersäure bilden; es, wurde nämlich gefunden, daß. Zündkabel, die versagt hatten, dort; wo sie mit @dexi Zündkerzen verbunden sind, so korrodiert waren, wie dies bei einer Säureeinwirkung :der Fall ist, und es wurde auch Salpetersäure in, idezn freien Raum festgestellt. Aus diesen unianderen Gründen ist anzunehmen, daß :das Auftreten von Koronaentladungen den Hauptgrund für die Betriebsschwierigkeiten bei Zündkerzen darstellt, die an der Verbindungsstelle mit dem- Zündkabel ummantelt sind, und daß bei Vermeidung von solchen Entladungen( die übrigen, schon: genanuteni Ursachen von nur geringerer Bedeutung sind. - -. Das Auftreten von Koronaerscheinungen kann verhindert werden, indem man den Raum: zwischen dem Metallschirm und dem zentralen elektrischen Leiter reit einzm nicht gasförriiigen, dielektrischen Material ausfüllt. Um hierfür voll geeignet zu sein, muß ein solches dielektrischesi Material eine Reihe von Anforderungen erfüllen: r. Es muß zufriedenstellende dielektrische Eigenschaften besitzen, z. B. eine dielektrische Festigkeit von mehr als 250o Volt, bei einer Funkenstrecke von 0;a25 cm; 2. es .darf chemisch nicht auf die Metallteile, mit denen es in Berührung ist, einwirken; 3. es muß die dielektrischen Eigenschaften während eines langen Betriebes auch bei ziemlich hoher Temperatur, z. B. bei r¢8 bis 204°, behalten; 4. es muß genügend dick öder viskos und gleich-.zeitig genügend plastisch sein, so daß es mit der Hand auch bei Temperaturen, weit unter -i7° und sogar bei -4o° eingeführt werden kann; -5. es söll sich nur wenig ändern und vor allem nicht in seiner Konsistenz oder Viskosität auch in einem weiten Temperaturbereich, wie z. B. von -4o bis -1-2o4°; 6. es soll bei einer Temperatur unter 26o° nicht entflammen und brennen; 7. - es .darf nicht hygroskopisch sein und muß gegen Feuchtigkeit beständig sein.A number of causes can be blamed for these undesirable phenomena, such as: B: the difficulty of completely closing off the end of the spark plug from air and moisture. One reason for the difficulties that have arisen so far is the high temperature of the spark plug during its operation and the tendency towards moisture; to collect along the ignition cable, in particular at the spark plug end, the fact that gases from the combustion chamber enter: the candle chamber. The main reason for the difficulties occurring during operation seems to be to be found in the corona discharges that take place in the space between the earthed sheathing and the central electrical conductor. Such corona discharges become stronger the more the gas pressure is reduced; and can in a dilute atmosphere; as it is present at great heights, lead to a shortcut. The corona discharge apparently causes a chemical reaction between the nitrogen and the oxygen in the air, with nitrogen oxides being formed; : which in turn form nitric acid with the accumulated moisture; it was found, namely that. Spark plug wires that had failed there; where they are connected to @dexi spark plugs, they were as corroded as they would be when exposed to acid: it is the case, and nitric acid was also found in the free space. For these uniother reasons it can be assumed that: the occurrence of corona discharges is the main reason for the operational difficulties with spark plugs that are sheathed at the connection point with the ignition cable, and that if such discharges are avoided (the rest of them, already: genanuteni causes of only The occurrence of corona phenomena can be prevented by filling the space between the metal screen and the central electrical conductor with a non-gaseous dielectric material Fulfill a number of requirements: r. It must have satisfactory dielectric properties, e.g. a dielectric strength of more than 250o volts, with a spark gap of 0; a25 cm; 2. it must not chemically affect the metal parts with which it is in contact; 3. it must maintain the dielectric properties during a long period of time rubbed even at a fairly high temperature, e.g. B. at r ¢ 8 to 204 °, retained; 4. It must be sufficiently thick or viscous and at the same time sufficiently plastic so that it can be introduced by hand even at temperatures well below -i7 ° and even at -4o °; -5. it should only change little and above all not in its consistency or viscosity even in a wide temperature range, e.g. B. from -4o to -1-2o4 °; 6. it should not ignite or burn at a temperature below 26o °; 7. It must not be hygroscopic and must be resistant to moisture.

Wenn auch dielektrische Stoffe, .die einige dieser Eigenschaften aufweisen, bekannt -sind, so besitzt doch keiner der bisher verwendeten dielektrischen Stoffe alle aufgeführten Eigenschaften, .die für den einwandfreien Betrieb erforderlich sind.Even if dielectric materials, which have some of these properties, are known, none of the dielectric materials used so far have all of the properties listed that are required for proper operation are.

Die dielektrischen Stoffe gemäß der Erfindung vereinigen alle genannten erforderlichen Eigenschaften-und sind daher sehr gut geeignet nicht nur als Verschlußmittel für das umschirmte Ende von Zündkerzen, sondern auch als Überzugs- oder Verschlußmittel für andere elektrische Leiter oder deren Enden; insbesondere :dort, wo .der zu überziehende oder abzuschließende Teil zur übertragung von elektrischen Strömen höher Spannung in- einem weiten Temperaturbereich, und zwar in größerer Nähe eines geerdeten Metalls verwendet wird.The dielectric materials according to the invention combine all of the above required properties and are therefore very suitable not only as a closure means for the shielded end of spark plugs, but also as a coating or sealing agent for other electrical conductors or their ends; in particular: where .the to be overdrawn or part to be completed for the transmission of high-voltage electrical currents over a wide temperature range, in closer proximity to an earthed metal is used.

Es wurde gefunden, daß feinverteilte anorganische Aerogele; wie z. B. Silicium.dioxyd, Aluminiumoxyd, Eisenoxyd oder eine Mischung solcher Oxyde, im geeigneten Verhältnis mit flüssigen Polymerisaten von Organosi:liconen, z. B. durch Mahlen, gemischt werden können, wobei man gleichmäßige Mischungen erhält, die weit viskoser sind als die Silicänpälymerisate allein und die daher sehr gut geeignet sind, einen elektrischen Leiter und ;das entsprechende geerdete Metall voneinander zu isolieren. Solche Mischungen zeigen die unerwartete Eigenschaft, die sie ganz besonders für den obigen Gebrauch geeignet macht, daß sie nämlich ihre glätte vaselinartige Konsistenz auch beim Erhitzen bis zu 3;15' beibehalten, so .daß also -das flüssige @Organosiliconpolymerisat sich nicht von dem Aerogelfüllmittel trennt.It has been found that finely divided inorganic aerogels; such as B. Silicium.dioxyd, aluminum oxide, iron oxide or a mixture of such oxides, im suitable ratio with liquid polymers from Organosi: licons, z. B. by Grinding, can be mixed, obtaining uniform mixtures that go far are more viscous than the Silicänpälymerisate alone and are therefore very suitable are, an electrical conductor and; the corresponding grounded metal from each other to isolate. Such mixtures show the unexpected property that they quite What makes it particularly suitable for the above use is that it has a vaseline-like smoothness Maintain consistency even when heated up to 3; 15 ', so that - the liquid @Organosilicon polymer does not separate from the airgel filler.

Bekanntlich ist ein Aerogel, ein Gel von feinporöser Struktur; wie man es erhält, wenn man das Wasser aus dem Hydrogel so entfernt, daß ein Übermäßiges Schrumpfen und eine Zerstörung der Zellstruktur des Körpers vermieden wird. Verfahren zur Herstellung solcher Aerogele sind von S. S. K i s t 1 e r in J. Phys. Chem. 3652 (193a) beschrieben; derartige Aerogele werden vorzugsweise für die Herstellung der neuen dielektrischen Stoffe verwendet. jedoch ist die Erfindung nicht beschränkt auf die Verwendung so hergestellter Stoffe; man kann auch z. B. die lockere Kieselsäureasche; die man :bei völliger Verbrennung von dampfförmigen, flüchtigen Siliciumverbindungen erhält, verwenden, indem man Siliciumtetrachlorid in einer leuchtenden Gasflamme verbrennt. Dieser Körper ist außerordentlich porös und besitzt ein Absorptionsvermögen für die flüssigen Organosiliconpolymerisate, das dem von auf üblichem Weg hergestellten Silica-Aerogel gleichkommt. Diese Kieselsäureasche verhält sich ähnlich wie :das obige Silica-Aerogel und kann auch für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden.As is well known, an airgel is a gel with a fine-pored structure; how to obtain it when the water is removed from the hydrogel in such a way as to avoid excessive shrinkage and destruction of the cell structure of the body. Methods for making such aerogels are described by SS K is 1 in J. Phys. Chem. 3652 (193a); such aerogels are preferably used for the manufacture of the new dielectric materials. however, the invention is not limited to the use of substances produced in this way; you can also z. B. the loose silica ash; which are obtained from the total combustion of volatile silicon compounds in vapor form, use by burning silicon tetrachloride in a glowing gas flame. This body is extremely porous and has an absorption capacity for the liquid organosilicon polymers which is equivalent to that of silica airgel produced in the usual way. This silica ash behaves similarly to: the above silica airgel and can also be used for the purposes of the present invention.

Die Viskosität einer Mischung eines Aerogels und eines Organosdliconpolymerisates hängt einerseits von, der Viskosität des betreffenden Polym@erisates und andererseits von der Menge des verwendeten Aerogels ab. Im allgemeinen ist die für eine Mischung von bestimmter Viskosität oder Konsistenz erforderliche Aerogelmenge geringer, wenn die Viskosität des. verwendeten Polymerisates höher ist. In der Praxis verwendet man zweckmäßig zur Herstellung der dielektrischen Stoffe Silica-Aerogel und ein flüssiges Organosiliconpolyme.risat mit einer Viskosität von über 14,2° E bei 37°, wobei ein Zusatz von 3 bis io Gewichtsprozent des Aerogels. zum Polymerisat normalerweise .eine Mischung von weicher Fettkonsistenz ergibt. Der Zusatz einer geringeren Menge an Aerogel, z. B. o,i °/o, zu dem flüssigen Siliconpolymerisat verursacht auch schon eine ausgesprochene Erhöhung der Viskosität. Die so erhaltene flüssige dielektrische Mischung mit einer höheren Viskosität, als sie das Polymerisat allein aufweist, kann auch schon als flüssiger dielektrischer Stoff in Hochspannungskabeln Verwendung finden.The viscosity of a mixture of an airgel and an organosilicon polymer depends on the one hand on the viscosity of the polymer in question and on the other hand on the amount of airgel used. Generally this is for a mix of a certain viscosity or consistency, the amount of airgel required is lower, if the viscosity of the polymer used is higher. Used in practice one expedient for the production of the dielectric materials silica airgel and a liquid organosilicon polymer with a viscosity of over 14.2 ° E at 37 °, with an addition of 3 to 10 percent by weight of the airgel. to the polymer normally . results in a mixture of a soft fat consistency. The addition of a smaller amount on airgel, e.g. B. o, i ° / o, to the liquid silicone polymer already caused a marked increase in viscosity. The liquid dielectric thus obtained Mixture with a higher viscosity than the polymer alone has, can also be used as a liquid dielectric material in high-voltage cables Find.

Flüssige Organosiliconpolymerisate zur Herstellung- der neuen dielektrischen, Stoffe können durch Hydrolyse und Kondensation von einer oder mehreren hydrolysierbardn Silanverbindungen der allgemeinen Formel R2 S' X2 gewonnen werden; in der Formel ist R ein niedriges Alkyl und X eine hydrolysderbare Gruppe bzw. ein Atom, wie Halogen und Alkoxy. Die Polymerisate können auch durch Hydrolyse und Kondensation einer Mischung alkylierter Silanverbindungen mit mindestens 75 Molprozent eines Dial.kylsilans der allgemeinen Formel R2 Si X2 und nicht mehr als 25 Molprozent einer Monoalkylsilanverbindung der Formel R Si X3 oder aus einer Gesamtmenge von nicht mehr als 25 Molprozent eines solchen Monoalky1silicons der allgemeinen Formel RSiXs und einer Trialkylsilanverbindung .der Formel R3 Si X gewonnen werden; in a11 diesen Formeln ist die Bedeutung von R und X dieselbe, wie schon oben angegeben wurde. Im allgemeinen hat die hydroly-Bierbare Silanverbindung oder .das Gemisch solcher Verbindungen, aus denen die flüssigen Organosiliconpolymerisate gewonnen werden.,- eine durchschnittliche entsprechend der Formel R4_1 S' X1, wobei z eine ganze Zahl oder eine Bruchzahl von 2,25 bis 1,5 ist und R und X die schon angegebene Bedeutung haben.Liquid organosilicon polymers for the production of the new dielectric, Substances can be hydrolyzed by hydrolysis and condensation of one or more hydrolysable Silane compounds of the general formula R2 S 'X2 are obtained; in the formula R is lower alkyl and X is a hydrolyzable group or an atom such as halogen and alkoxy. The polymers can also by hydrolysis and condensation Mixture of alkylated silane compounds with at least 75 mol percent of a dialkylsilane of the general formula R2 Si X2 and not more than 25 mole percent of a monoalkylsilane compound of the formula R Si X3 or a total of not more than 25 mole percent of one such monoalky1silicons of the general formula RSiXs and a trialkylsilane compound .the formula R3 Si X are obtained; in a11 of these formulas is the meaning of R and X the same as stated above. In general, the hydrolyzable beer bar Silane compound or the mixture of such compounds that make up the liquid Organosilicone polymers are obtained, - an average accordingly of the formula R4_1 S 'X1, where z is an integer or a fraction from 2.25 to 1.5 and R and X have the meaning already given.

Als Beispiele für hydrolysierbare Dialkylsilanverbindungen, die zur Herstellung -der flüssigen Organosiliconpolymeri,sate dienen können, seien genannt: Dimethyldichlorsilan, Methyläthyldichlorsilan, Diäthyldichlorsilan, Methylpropyldichlorsilan, Dimethyldibromsilan, Diäthyldibromsilan, Dimethyldimethoxysilan, Diäthyldiäthoxysilan, Dimethyl:diäthoxysilan u. dgl. Als Beispiel für hydrolysierbare Monoalkylsilane und hydrolysierba.re Trialkylsilane, die zusammen mit den Dialkylsilanen in einer Menge von nicht mehr als 25 Molprozent auf die Mischung verwendet . werden können, seien genannt: Methyltrichlorsilan, Äthyltribromsilan, Äthyltrichlorsilan, Propyltrichlorsilän, Methyltrimethoxysilan, Methyltriäthoxysilan, Äthyltriäthoxysilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylbromsilan, Triäthylchlorsilan, Trimethylmethoxysilan, Trimethyläthoxysilan, Triäthyläthoxysilan usw.As examples of hydrolyzable dialkylsilane compounds which are used for Production of liquid organosilicon polymers that can be used are: Dimethyldichlorosilane, methylethyldichlorosilane, diethyldichlorosilane, methylpropyldichlorosilane, Dimethyldibromosilane, diethyldibromosilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, Dimethyl: diethoxysilane and the like as an example of hydrolyzable monoalkylsilanes and hydrolysierba.re trialkylsilanes, which together with the dialkylsilanes in one Amount of no more than 25 mole percent used on the mixture. can be may be mentioned: methyltrichlorosilane, ethyltribromosilane, ethyltrichlorosilane, propyltrichlorosilane, Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, trimethylchlorosilane, Trimethylbromosilane, triethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, Triethylethoxysilane etc.

Die flüssigen Organosiliconpolymerisate können durch Erhitzen der hydrolysierbaren Silane mit Wasser in Gegenwart eines Hydrolysekatalysators, z. B. einer Mineralsäure, gewonnen werden. Die Hydrolyse der Silane, die zu den entsprechenden Organosil.anolen führt, führt unter gleichzeitiger chemischer Kondensation ,der Silanole zu den entsprechenden flüssigen Organosilicon- bzw. Organosiloxanpolymeris aten (oder Mischpolymerisaten). Die Ausgangsstoffe werden so gewählt, daß das Reaktionsprodukt :durchschnittlich zwischen 1,75 und 4 und vorzugsweise zwischen 1,9 und 2-,5 Kohlenstoffatome auf i Siliciumatom enthält.The liquid organosilicone polymers can by heating the hydrolyzable silanes with water in the presence of a hydrolysis catalyst, e.g. B. a mineral acid can be obtained. The hydrolysis of the silanes leading to the corresponding Organosil.anolen leads, with simultaneous chemical condensation, leads to the Silanols to the corresponding liquid organosilicon or organosiloxane polymers aten (or copolymers). The starting materials are chosen so that the reaction product : on average between 1.75 and 4 and preferably between 1.9 and 2.5 carbon atoms on i contains silicon atom.

Die Viskosität solcher Polymerisate oder Mischpolyrnerisate hängt natürlich von den bei ihrer Herstellung angewandten Arbeitsbedingungen ab; so können die Polymerisate des Dimethylsiloxans dünne Flüssigkeiten bis zu viskosen Flüssigkeiten, ja sogar feste Harze darstellen, je nach den Bedingungen., unter denen sie gewonnen wurden. Wie bereits oben erwähnt, besitzen die flüssigen Polymerisate und Mischpolymerisate .des Dimethylsiloxans Viskositäten über i4,2° E bei 37° und dienen -,gewöhnläch zur Herstellung der neuen d,ielektrischen Stoffe.The viscosity of such polymers or mixed polymers depends of course, on the working conditions used in their manufacture; so can the polymers of dimethylsiloxane thin liquids to viscous liquids, yes even represent solid resins, depending on the conditions under which they are obtained became. As already mentioned above, the liquid polymers and copolymers have . of the dimethylsiloxane viscosities above i4.2 ° E at 37 ° and serve -, usual for the production of the new dielectric materials.

Zur Herstellung der dielektrischen Stoffe wird das Aerogel vorzugsweise in einer solchen Menge verwendet, daß es mit dem Siliconpolymerisat eine hochviskose und zweckmäßig pastenähnliche Mischung von der Viskosität eines weichen Schmierfettes, wie z. B. von Vaseline, ergibt. Wird ein Siliconpolymerisat von einer Viskosität- über 14,2° E bei 37° verwendet, so liegt das, Verhältnis von Kieselsäure-Aerogel zum Siloxan gewöhnlich zwischen 3 und io, Gewichtsprozent und meistens zwischen 5 und 70/0, wobei die Mischung jedoch auch größere Mengen von Silica-Aerogel, wie bis 15 %, enthalten kann. Es sei erwähnt, daß flüssige Siliconpolymerisate mit einer Viskosität von 1o77° E mit zufriedenstellendem Ergebnis für die Herstellung der dielektrischen Stoffe verwendet worden sind.The airgel is preferred for producing the dielectric materials used in such an amount that it is highly viscous with the silicone polymer and suitably paste-like mixture with the viscosity of a soft lubricating grease, such as B. of Vaseline results. If a silicone polymer is of a viscosity Used above 14.2 ° E at 37 °, this is the ratio of silica-airgel to the siloxane usually between 3 and 10 percent by weight and mostly between 5 and 70/0, although the mixture also contains larger quantities of silica airgel, such as up to 15%. It should be noted that liquid Silicone polymers with a viscosity of 1077 ° E with a satisfactory result for manufacture the dielectric materials have been used.

Bei der Herstellung der dielektrischen Verbindungen soll das Aerogel möglichst vollständig mit dem flüssigen Siloxanpolymerisat gesättigt werden. Dies erfolgt gewöhnlich, indem man das Aerogel und das Polymerisat in dem gewünschten .Verhältnis durch Walzen laufen läßt. Um die Aufnahme des Polymerisates durch das Aerogel zu erleichtern, kann die Mischung z. B. auf eine Temperatur von izi bis z76° erhitzt werden.When making the dielectric connections, the airgel should be saturated as completely as possible with the liquid siloxane polymer. this is usually done by converting the airgel and the polymer in the desired .Ratio runs through rollers. To allow the polymer to be absorbed by the To facilitate airgel, the mixture can e.g. B. to a temperature of izi to z76 ° can be heated.

Esi wurde gefunden, daß eine so hergestellte Mischung eine außergewöhnliche Menge von solchen Eigenschaften besitzt, die sie als Verschlußrnittel für das ummantelte Zündkabel einer Zündkerne besonders geeignet macht. Solche Mischungen sind so plastisch, ;daß sie deren Anwendung von Hand selbst bei Temperaturen von - 40'°' ermöglichen. In einem Temperaturbereich von -4.o bis -f- 204° zeigen sie keine wesentliche Konsistenzänderung. Entspricht ihre Viskosität der von Vaseline, so schwitzt die Mischung beim Erhitzen, z. B. auf i21 bis 204°, nicht schnell das flüssige Polymerisat aus, und auch beim Verdampfen ist der Flüssigkeitsverlust unbedeutend. Die Mischungen besitzen gute dielektrische Eigenschaften, ohne jedoch den erforderlichen elektrischen Kontakt zwischen der zentralen Elektrode einer Zündkerze und dem Zündkabelendstück zu hindern, wenn der Kontakt dadurch hergestellt wird, ;daß man dieses Endstück durch den Mischungsstoff, der die Elektrode umgibt, durchführt. Die Mischungen sind auch, im großen und ganzen nicht entflammbar, d. h. der Flamm- und Brennpunkt ist weit höher als die Temperatur, auf die sie während -des Betriebes.-sich erhitzen. Sie greifen ferner Kupfer, Eisen und andere Metalle nicht an und haben keinen ungünstigen Einfluß auf natürlichen und synthetischen Gummi.A mixture so prepared has been found to be exceptional Has a lot of such properties that it acts as a sealing agent for the encased Makes the ignition cable of an ignition core particularly suitable. Such mixtures are so plastic ; that they allow their use by hand even at temperatures of -40 '°'. In a temperature range from -4.o to -f- 204 ° they show no significant change in consistency. If its viscosity corresponds to that of Vaseline, the mixture sweats when heated, z. B. to i21 to 204 °, not quickly the liquid polymer out, and also with Evaporation, the loss of fluid is insignificant. The mixes have good ones dielectric properties, but without the necessary electrical contact between the central electrode of a spark plug and the ignition cable end piece, if the contact is made by; that this end piece by the mixture material, surrounding the electrode. The mixes are too, by and large non-flammable, d. H. the flash point and focal point is far higher than the temperature, to which they heat up during operation. They also attack copper, iron and other metals and do not adversely affect natural ones and synthetic rubber.

Die dielektrischen Mischungen weisen weiter die ungewöhnliche Eigenschaft auf, daß, ihre elektrischen Eigenschaften, auch beim Durchgang eines elektrischen Lichtbogens durch sie, nicht wesentlich vermindert werden. Beim Durchgang eines elektrischen Bogens oder Funkens ;durch die Mehrzähl der festen oder pastösen organischen Substanzen verbleibt infolge der Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Verbindungen eine Kohlenstoffbahn. Diese Kohlenstoftbahn wirkt als Leiter für den Durchgang von künftigen elektrischen Entladungen durch die Substanz. Geht jedoch eine elektrischer Funke durch eine >Mischung entsprechend vorliegender Erfindung, so tritt eine elektrisch nichtleitende, graue Bahn anscheinend aus. Kieselerde oder Aerogel auf. Um die Möglichkeit des Auftretens einer Kohlenstoffbahn beim Durchgang eines elektrischen Funkens durch die Mischung zu vermeiden, ist es wichtig, daß das .Atomverhältnis von Kohlenstoff zu Silicium indem Organosilicoxtpolymersat nicht mehr als 4 beträgt. Wie bereits erwähnt, wird als, flüssiges Organosiliconpolymerisat bei der Herstellung des dielektrischen Stoffes vorzugsweise ein solches verwendet, dessen Verhältnis Kohlenstoffätom: Siliciumätom zwischen 1,9 und 2,5 liegt.The dielectric mixtures also have the unusual property on that, their electrical properties, even in the passage of an electrical Arc through them, not be significantly reduced. When passing through a electric arc or spark; by the majority of solid or pasty organic Substances remain as a result of the decomposition of the carbonaceous compounds a carbon track. This carbon track acts as a conductor for the passage of future electrical discharges through the substance. But there is an electric one Spark through a> mixture according to the present invention, then an electrical one occurs non-conductive, gray path apparently off. Silica or airgel. To the possibility the appearance of a carbon path when an electrical spark passes through it To avoid mixing, it is important that the atomic ratio of carbon to silicon in that organosilicate polymerate is not more than 4. As already is mentioned as, liquid organosilicon polymer in the production of the dielectric Substance is preferably used whose ratio carbon atom: silicon atom is between 1.9 and 2.5.

. Der,dielektrische Stoff ist nicht nur wertvoll für den Abschluß des Endteils des Zündkabels einer Zündkerze, sondern auch zur Abschirmung eines beliebigen Leiters von Hochspannungsströmen an den Stellen, wo der Leiter ziemlich nahe an. einem geerdeten Metall liegt; z. B. kann der Stoff zum Abschluß der Verbindung zwischen dem Zündkabel und einem Magneten dienen. Der dielektrische Stoff kann in üblichen Behältern gelagert oder verschickt werden, z. B. in Dosen oder Tuben.. The dielectric material is not only valuable for the closure of the end part of the ignition cable of a spark plug, but also for shielding a any conductor of high voltage currents in the places where the conductor is quite close to. a grounded metal; z. B. can be the substance to complete the connection serve between the ignition cable and a magnet. The dielectric material can be in common containers are stored or shipped, z. B. in cans or tubes.

Die Anwendung der neuen dielektrischen Stoffe zum Abschluß des ummantelten Zündkabelendes einer Zündkerze soll durch die Zeichnung näher erläutert werden; .die Zeichnung stellt einen Querschnitt eines mit einer Zündkerze verbundenen Zündkabels dar; dessen Kabelende ummantelt ist. i ist das Metallgehäuse einer Zündkerze, das nach oben eine röhrenförmige Verlängerung 2 aufweist, die als Ummantelung für das Ende des Zündkabels dient. , In der Zeichnung ist .das Gehäuse i und 2 als Ganzes gezeichnet, d. h. aus einem Stück hergestellt; in der Praxis werden jedoch diese Teile oft getrennt hergestellt und durch ein Gewinde miteinander verbunden. Das Gehäuse i besitzt an seinem unteren Ende ein Außengewinde zur Verbindung mit dem Zylinderkopf und außerdem nach innenvorspringende Teile 3, die als Elektroden dienen. Die zentrale Elektrode 4 der Zündkerze ist von dem Gehäuse i und 2 getrennt und elektrisch isoliert durch einen gewöhnlichen Isolator 5, der aus keramischem Material, wie z. B. Sillimanit; bestehen kann. In dem Gehäuse i und um einen Teil der Isolation 5 befindet sieh ein Band aus Kupfer oder Messing; das als Wärmeäusdehnungsteil dient. Das Gehäuse :2 ist an seinem oberen Ende mit einem Gewinde versehen und mit einem Verbindungsglied 7 verbunden. -Über dem Gehäuse 2 und mit .diesem durch den Teil 7 verbunden befindet sich ein gekrümmtes Metallrohr 8, das an seinem äußeren Ende ein Gewinde besitzt und eine gekrümmte Verlängerung des röhrenförmigem Teils 2 ist. Innerhalb dest Teils .2 ist eine röhrenförmige isolierende Hülse 9. Diese Hülse besteht in -ihrem oberen Teil ,aus natürlichem oder synthetischem Gummi und in ihrem unteren Teil aus keramischem Material und besitzt außerdem einen elektrischen Kontaktteil io in Form einer Feder, die den Kontakt mit der zentralen Elektrode 4 .der Zündkerze herstellt. Es kann jedoch auch die isolierende Hülse 9 ein röhrenförmiges Stück aus irgendeinem festen Isoliermaterial, wie z. B. aus einem keramischen Material, einem Phenol-Formaldehydharz oder aus mit solchem Harz imprägniertem Papier u. dgl, bestehen. Ein Zündkabel i i geht durch Rohr 8 und Hülse 9. Das Kabel enthält einen zentralen Leiter 12, eine diesen umgebende Schicht 13 aus biegsamem elektrischem Isoliermaterial, wie natürlichem oder synthetischem Gummi, und einem lackierten Überzugsgewebe 14. An seinem Ende hat :das Kabel i i elektrischen Kontakt mit einem vorspringenden Teil 15, an dem der Federteil io sitzt. Das äußere Ende des gekrümmten Rohres 8 ist durch eine Dichtung 16 aus Gummi oder einem sonstigen elastischen Material, die dicht um das Kabel i i herum liegt, abgeschlossen. Ein Abschlußstück 17, das auf das äußere Ende des Rohres 8 und über die Dichtung 16 geschraubt wird, besitzt eine genügend große zentrale Öffnung, um das Ende eines umsponnenen Rohres 18 aufzunehmen, .durch das das Kabel geführt wird. Der Raum i9 zwischen dem Kabel i i oder dem Leiter 12 und den Metallrohren :2 und 8 ist der Raum, in dem die elektrischen Koronaerscheinungen auftreten, die für die obigen Schwierigkeiten verantwortlich sind.The application of the new dielectric materials to complete the jacketed The end of the ignition cable of a spark plug is to be explained in more detail by the drawing; The drawing shows a cross section of an ignition cable connected to a spark plug dar; whose cable end is sheathed. i is the metal housing of a spark plug that has a tubular extension 2 at the top, which is used as a jacket for the The end of the ignition cable is used. In the drawing, the housing is i and 2 as a whole drawn, d. H. made from one piece; in practice, however, these Parts are often manufactured separately and connected together by a thread. That Housing i has an external thread at its lower end for connection to the Cylinder head and also inwardly projecting parts 3 which serve as electrodes. The central electrode 4 of the spark plug is separated from the housing i and 2 and electrically isolated by an ordinary insulator 5 made of ceramic material, such as B. sillimanite; can exist. In the housing i and around part of the insulation 5 there is a band of copper or brass; which serves as a thermal expansion part. The housing: 2 is threaded at its upper end and with a Link 7 connected. -Above the housing 2 and with .this through the part 7 connected is a curved metal tube 8, which at its outer end has a thread and is a curved extension of the tubular part 2. Inside at least part .2 is a tubular insulating sleeve 9. This sleeve consists in its upper part, of natural or synthetic rubber and in its lower part made of ceramic material and also has an electrical contact part io in the form of a spring that makes contact with the central electrode 4 of the spark plug manufactures. However, the insulating sleeve 9 may also be a tubular piece any solid insulating material, such as B. made of a ceramic material, a phenol-formaldehyde resin or paper and the like impregnated with such a resin, exist. An ignition cable i i goes through tube 8 and sleeve 9. The cable contains one central conductor 12, a surrounding layer 13 of flexible electrical Insulating material, such as natural or synthetic rubber, and a varnished one Cover fabric 14. At its end has: the cable i i electrical Contact with a protruding part 15 on which the spring part io sits. The outer End of the curved tube 8 is through a seal 16 made of rubber or some other elastic material, which lies tightly around the cable i i, completed. A End piece 17 that fits onto the outer end of the tube 8 and over the seal 16 is screwed, has a large enough central opening to accommodate the end of a take up braided tube 18, .through which the cable is passed. The room i9 between the cable i i or the conductor 12 and the metal pipes: 2 and 8 is the Room in which the electrical corona phenomena occur, necessary for the above Difficulties are responsible.

Das Auftreten dieser Koronaerscheinung wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß man den Raum i9 mit einer viskosen oder pastösen, homogenen Mischung aus einem flüssigen Organosiliconpolymerisatundeinem anorganischen Aerogel ausfüllt. Diese Mischung läßt sich leicht einführen, indem man sie in den unteren Teil des röhrenförmigen Mantels 2 bringt, worauf man das Ende des Kabels i i, das die Isolierhülse 9, das Rohr 8, den Verbindungsteil 7, @die Dichtung 16 und den Abschluß 17 lose verbunden enthält, in den röhrenförmigen Teil :2 einführt, den Federverbindungsteil io mit der Zentralelektrode 4 verbindet und das Verbindungsteil 7 und den Abschluß 17 anzieht. Dadurch fließt die viskose oder pastenförmige dielektrische Mischung in den Hohlraum i9 und füllt diesen aus.The occurrence of this corona phenomenon is thereby made according to the invention avoided that the space i9 with a viscous or pasty, homogeneous mixture from a liquid organosilicone polymer and an inorganic airgel. This mixture can be easily introduced by inserting it into the lower part of the tubular sheath 2 brings, whereupon the end of the cable i i, which is the insulating sleeve 9, the tube 8, the connecting part 7, @ the seal 16 and the closure 17 loose connected contains, in the tubular part: 2 inserts, the spring connection part io connects to the central electrode 4 and the connecting part 7 and the termination 17 attracts. This causes the viscous or pasty dielectric mixture to flow into the cavity i9 and fills it out.

Das folgende Beispiel soll,den Erfindungsgegenstand noch näher erläutern: Beispiel Ein Gemisch von 95 Gewichtsteilen eines flüssigen Polymerisates von Dimethylsiloxan mit einer Viskosität von 28;4° E bei 37° und 5 Teilen pulverförmigem Silica-Aerogel wird gründlich gemischt, indem man die Mischung wiederholt durch Mahlwalzen eines 3-Walzen-Stuhles laufen läßt. Die Mischung wird dann auf 121° io Stunden erhitzt, damit ,das Aerogel so gut wie nur möglich mit dem Polymerisat imprägniert wird, worauf man -den Mahlprozeß noch einmal wiederholt. Die so erhaltene Mischung ist leicht grau und hat eine Konsistenz, die der eines weichen Fettes entspricht. Ihre Reaktion gegen Lakmus ist neutral. Die Mischung behält die gleiche Konsistenz in einem Temperaturbereich von -40 bis über +:204'. Ihr Flammpunkt liegt bei 326° und ihr Brennpunkt über 35q.° bei der Prüfung nach dem in A.S.T.M. D 92-93 beschriebenen Verfahren. Sie nimmt nur o,25 % Wasser auf, wenn sie bei 25° über Nacht in Wasser eingetaucht wird. Der Lichtbogenwiderstand der Mischung beträgt 130 Sekunden, entsprechend Prüfungen, die nach dem Verfahren A.S.T.M. D 495-41 vorgenommen wurden; auch zeigt sie nicht das Auftreten einer Kohlenstoffspur, die sonst nach dem Durchgang eines elektrischen Lichtbogens durch eine solche Mischung zu bemerken ist. Die Mischung besitzt eine Dielektrizitätskon:stante von 2,5 bis 2,7 und einen prozentualen Verlustfaktor von 1,75 bis 2,o bei 25° und iooo Perioden. Ihr elektrischer spezifischer Widerstand auf Volumbasis beträgt nach dem Verfahren A.S.T.M. D 257-38 1,i X i013 bei 21°, 9,7 X i012 bei 93° und 8,5 X i012 bei 176°. Proben der Mischung wurden ioo: Stunden lang bei einer Temperatur von 148° abwechselnd mit Neopren sowie mit einem Film aus Äthylcellulose bzw. aus Gummi in Berührung gebracht, ohne daß die Mischung irgendeinen Einfluß auf diese Substanzen zeigte. Die dielektrische Mischung ist mit Benzol, Benzin., Naphtha und Kohlenstofftetrachlorid verträglich. Sie isst in Wasser-Äthylalkohol und Äthylenglykol unlöslich. Außer zur Verwendung als Abschlußmittel für das metallummantelte Zündkabelende einer Zündkerze kann die Mischung auch mit Vorteil zum Verschluß des Endes eines Zündkabels dort verwendet werden, wo dieses mit einem Wechselstromgenerator in Verbindung steht, oder überhaupt, um irgendeinen Teil eines Hochspannungskabels oder eines sonstigen elektrischen Leiters, der nahe an einem geerdeten Metall liegt, abzuschließen.The following example is intended to explain the subject matter of the invention in more detail: Example A mixture of 95 parts by weight of a liquid polymer of dimethylsiloxane with a viscosity of 28; 4 ° E at 37 ° and 5 parts of powdered silica airgel is thoroughly mixed by repeating the mixture through grinding rollers one 3-roller chair runs. The mixture is then heated to 121 ° 10 hours, so that the airgel is impregnated with the polymer as well as possible, whereupon the grinding process is repeated once more. The mixture thus obtained is slightly gray and has a consistency that corresponds to that of a soft fat. Her Reaction against lakmus is neutral. The mixture maintains the same consistency throughout a temperature range from -40 to over +: 204 '. Their flash point is 326 ° and their focal point over 35q. ° when tested according to the A.S.T.M. D 92-93 described Procedure. It only absorbs 0.25% water when in water at 25 ° overnight is immersed. The arc resistance of the mixture is 130 seconds, accordingly Tests carried out according to the A.S.T.M. D 495-41 were made; also shows they do not show the appearance of a carbon trail that would otherwise occur after passing one electric arc is noticeable through such a mixture. The mixture has a dielectric constant of 2.5 to 2.7 and a percentage loss factor from 1.75 to 2.0 at 25 ° and 1,000 periods. Your electrical specific resistance on a volume basis according to the A.S.T.M. D 257-38 1, i X i013 at 21 °, 9.7 X i012 at 93 ° and 8.5 X i012 at 176 °. Samples of the mixture were 100: hours for a long time at a temperature of 148 ° alternating with neoprene and a film of ethyl cellulose or of rubber brought into contact without the mixture any Showed influence on these substances. The dielectric mixture is with benzene, Gasoline, naphtha and carbon tetrachloride compatible. She eats in water-ethyl alcohol and ethylene glycol insoluble. Except for use as a finishing agent for the metal clad The ignition cable end of a spark plug can also be used with advantage to close the End of an ignition wire to be used where this is connected to an alternator relates, or at all, to any part of a high-voltage cable or any other electrical conductor that is close to an earthed metal, complete.

Wenn auch :die dielektrischen Mischungen entsprechend der Erfindung im wesentlichen und üblicherweise nur aus einem flüssigen Organosiloxanpolymerisat und einem geringen Anteil eines anorganischen Aerogels bestehen, kann es mitunter doch wünschenswert sein, diesen Mischungen noch andere Stoffe, wie Pigmente, oder sonstige Farbkörper bzw. Füllstoffe, wie gepulverten Glimmer, zuzusetzen. Alle solche Zusätze sollen jedoch natürlich die dielektrische Eigenschaft :der Mischung nicht ernstlich beinträchtigen und sollen im Verhältnis zudem Siloxanpolymerisat auch nur in geringen Mengen verwendet werden.Even if: the dielectric mixtures according to the invention essentially and usually only from a liquid organosiloxane polymer and a small amount of an inorganic airgel, it can sometimes but it may be desirable to add other substances, such as pigments, or to these mixtures to add other pigments or fillers, such as powdered mica. All such However, additives should of course not affect the dielectric property of the mixture seriously impair and should also proportionally siloxane polymer can only be used in small quantities.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Pastenförmige, dielektrische Masse, insbesondere zur elektrischen Isolierung zwischen einem Hochspannungsleiter und einem geerdeten Metall, die sich nahe beieinander befinden, wie z. B. für die elektrische Isolierung von Zünclkerzen-Hochspannungskabeln, bei denen die Außenhülle geerdet ist, bestehend aus einem flüssigen, hauptsächlich Dialkylsiloxaneinheiten enthaltenden Siloxanpolymerisat, dessen Alkylreste niedexe Alkyle darstellen, und einem kolloidalen, anorganischen Oxyd, wie wie z. B. Kieselsäure, in einer Menge, die zur Bildung einer nicht mehr fließenden Paste ausreicht. PATENT CLAIMS: 1. Paste-like, dielectric mass, in particular for electrical insulation between a high-voltage conductor and a grounded metal, which are located close together, such as. B. for the electrical insulation of spark plug high-voltage cables, in which the outer sheath is grounded, consisting of a liquid, mainly dialkylsiloxane-containing siloxane polymer, the alkyl radicals of which are lower alkyls, and a colloidal, inorganic oxide, such as. B. silica, in an amount sufficient to form a no longer flowing paste. 2. Pastenförmige, dielektrische Masse nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kieselsäure-Aerogel. 2. Paste-like, dielectric mass according to claim i, characterized by a content of silica airgel. 3. Pastenförmige, dielektrische Masse nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 3 bis i5 % an Kieselsäure-Aerogel. 3. Paste-like dielectric Composition according to Claims 1 and 2, characterized by a content of approximately 3 to 15 % of silica airgel. 4. Pastenförmige, .dielektrische Masse nach Anspruch i bis 3, -gekennzeichnet :durch einen Gehalt an einem flüssigen Siloxanpolymerisat, das eine Viskosität von mehr als 1q.,2° E bei 37° aufweist. 4. Paste-like, .dielectric mass according to claim i to 3, -marked: by a Content of a liquid siloxane polymer, which has a viscosity of more than 1q., 2 ° E at 37 °. 5. Pastenfärmige, @dielektrische Masse nach Anspruch 1 bis q., gekennzeichnet durch einen Gehalt an Dimethylsiloxanpolymerisat. 5. Pasty @dielectric Composition according to Claims 1 to q., Characterized by a content of dimethylsiloxane polymer. 6. -Verfahren zur Herstellung der -pastenfärrnigen, dielektrischen Masse nach Anspruch bis 5,- dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige polymere Siloxän, -das hauptsächlich Dialkylsiloxaneinheiten enthält und bei dem die Alkylradikale niedere Alkyle darstellen, mit dem kolloidalen, anorganischen Oxyd zusammen auf einem Walzenstuhl verarbeitet wird: 6. Process for the production of the pasty dielectric composition according to claim 5, characterized in that the liquid polymeric siloxane contains mainly dialkylsiloxane units and in which the alkyl radicals represent lower alkyls with the colloidal, inorganic oxide together on one Roller mill is processed: 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der beiden Stoffe durch Erhitzen auf eine Temperatur von 121 bis 176° erleichtert -wird: - . B. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, .daß die Mischung nach dem Erhitzen noch einmal auf dem Walzenstuhl verarbeitet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the processing of the two substances by heating to a temperature of 121 to 176 ° -will: - . B. The method according to claim 7, characterized in that the mixture is processed again on the roller mill after heating.