DE2729368C2

DE2729368C2 - Füllmasse für Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern

Info

Publication number: DE2729368C2
Application number: DE19772729368
Authority: DE
Inventors: Bjoern Dipl.-Chem. 8019 Ebersberg Noethe; Helmut 8000 Muenchen Saller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2729368B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllmasse für Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern. Die elektrischen -to Übertragungseigenschaften verlegter Nachrichtenkabel können sich unter ungünstigen Umständen infolge eindringender Feuchtigkeit verschlechtern, vor allem können der Isolationswiderstand, der dielektrische Verlustfaktor und die Betriebskapazität nicht mehr ausreichende Werte annehmen. Durch Füllen der Kabelhohlräume mit dielektrisch hochwertigen, nach dem Einbringen in das Kabel nicht mehr fließfähigen Stoffen ließe sich erreichen, daß die Übertragungseigenschaften wieder verbessert oder wenigstens auf einem noch ausreichenden Niveau stabilisiert werden.

Die Einbringung üblicher Kabelfüllmassen scheitert an deren pastöser Konsistenz, die nur durch ein Aufheizen des Kabels während des Füllvorgangs vorübergehend aufgehoben werden könnte. Bei einem verlegten Kabel ist das praktisch nicht durchführbar. Übliche elektrisch hochwertige Gießharze sind so hoch viskos und haben so geringe Topfzeiten, daß sie bei einem Einpreßdruck von ca. 10 bar bereit« nach wenigen Metern Füllstrecke nicht mehr weiter in das Kabel vordringen könnten. Eine nennenswerte Steigerung der Fließgeschwindigkeil durch die Erhöhung des Einpreßdruckes über 10 bar hinaus ist nicht möglich, da dann ein Bersten des Kabels zu erwarten wäre.

Handelsübliche Gießharze für die Sanierung von verlegten Nachrichtenkabeln, KäbelreparatUrfhassen genannt, umgehen diese Schwierigkeiten dadurch, daß einem kalthärtenden Epoxyd-Gießharzsystem inerte, niederviskose aber flüchtige Lösungsmittel wie z. B. Xylol, Toluol und Methanol zugesetzt werden. Durch entsprechend großen Anteil an Lösungsmitteln wird sowohl die Viskosität als auch die Reaktivität soweit herabgesetzt, daß bei 10 bar Fülldruck einige hundert Meter Kabel im Laufe von 5 bis 10 Stunden gefüllt werden können. Versuche haben ergeben, daß solche Kabelreparaturmassen die gewünschten Fließeigenschaften besitzen und in hinreichend kurzer Zeit in den Festzustand übergehen. Derartige Kabelreparaturmassen beeinträchtigen aber die Übertragungseigenschaften der Kabel wegen ihrer schlechten dielektrischen Eigenschaften in unzulässigem Maße und stabilisieren außerdem keineswegs die Kabeleigenschaften wegen der zwangsläufig eintretenden Verdunstung der benutzten Lösungsmittel, deren Anteil bei 30 bis 50 Gew.-°/o liegt. Ferner tritt durch Lösungsmittelverlust eine Verfestigung der Masse ein, die wegen de<" dadurch bewirkten Versteifung der Kabel unerwünscht ist. Eine befriedigende Lösung des Problems der Sanierung längerer, verlegter Nachrichtenkabel ist mit derartigen Massen nicht möglich.

Es ist auch bereits bekannt, eine Längswasserdichtigkeit in Nachrichtenkabeln dadurch zi' erzielen, daß in Wasser quellungsfähigii, ihr Volumen um ein Vielfaches vergrößernde, pulverformige Stoffe allein oder — zur Verbesserung der Dielektrizitätskonstante der Füllmasse — im Gemisch m.t gasgefüllten Hohlkörperchen benutzt werden (vgl.: DE-AS 14 90 621 und DE-PS 19 Jb 871); dabei können auch vaseinartige Stoffe verwendet werden (vgl.: DE-PS 19 36 872). Die Errichtung von Feuchtigkeitssperren kann auch durch Ausfüllen des freien Kabelvolumens mittels selbstschäumender Harzsysteme, beispielsweise auf Polyurethanbasis (»Technische Mitteilungen AEG-Telefunken«, Bd. 60, 1970, S. 122/123), oder durch Nachschäumen vorgeschäumt in das Kabel eingebrachter Partikel erreicht werden (CH-PS 4 23 913). Derzeit werden in der Technik jedoch Füllmassen auf Petrolatbasis, allein oder zusammen mit die Dielektrizitätskonstante verbessernden Zusätzen (vgl.: DE-PS 19 36 872). bevorzugt.

In der DE-OS 22"OO 306 wird eine wärmebeständige Füllmasse vorgeschlagen, die Petrolat und ein teilweise vernetztes Polymeres, sowie gegebenenfalls noch weitere Bestandteile, enthält. Diese Masse besitzt thixotrope Eigenschaften und läßt sich bei Raumtemperatur fördern, sie wird aber in der Verarbeitung selbst bei höheren Temperaturen nicht flüssig. Der Einsatz dieser Masse ist daher in zweierlei Hinsicht problematisch: Zum einen ist es nicht möglich, dit^e Masse für die Applikation in einen hinreichend niedrigviskosen Zust-nd zur ausreichenden Füllung auch hochpaariger Nachrichtenkabel zu bringen, und zum zweiten ist aus wirtschaftlichen Gründen der Einsatz eines nicht gängigen handelsüblichen Polymeren, wie Poly-tert.-butylstyrol, /u aufwendig.

Bei Füllmassen auf Petrolatbasis bestehen darüber hinaus bei hochpaangen Nachrichtenkabeln Applika tionsschwierigkeiten. weil es mit bei Raumtemperatur pastösen, gelartigen Massen nicht gelingt, das freie Kabelvolumen in einem technisch erforderlichen Maße zu füllen. Diesen Mängel beobachtet mäh im übrigen auch bei pulverförmigen Füllmassen. Das Aderlabyrinth, vor allem bei hochpaangen Nachrichtenkabeln, stellt an die Fließeigenschaften einer Füllmasse und gegebenen^ falls an Teilchenförm und 'durchmesser eventuell darin enthaltener Zusätze hohe Ansprüche, Hochviskose oder thixotrope Massen können so, selbst unter Druck,

beispielsweise über eine Ringdüse, nicht bis zur Kabelmitte eingepreßt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Füllmasse für Nachrichtenkabel mit kunststoffisolierten Adern anzugeben, die auch die Füllung des freien Kabelvolumens hochpaariger Nachrichtenkabel in einem einzigen Arbeitsgang und bei Erdbodentemperatur erlaubt und bei deren Verwendung die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Kabel im wesentlichen unverändert bleiben.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Füllmasse nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sie aus Lösungen an sich bekannter ungesättigter Polyesterharze mit extrem geringem Molekulargewicht und daher mit geringer Lösungsviskosität in polymerisationsfähigen bzw. copolymerisationsfähigen äthylenisch ungesättigten Verbindungen mit dielektrisch hochwertigen Eigenschaften im polymerisierten bzw. copolymerisierten Zustand besteht und daß ferner der Anteil an diesen polymerisations- und/oder copolymerisationsfähigen niederviskosen Lösungsmitteln (Comonomeranteil) gegenüber üblichen Zusammensetzungen sehr hoch gewählt ist und daß ferner als nicht reaktives Lösungs- und Weichmachungsmittel Dibenzyltoluol eingesetzt ist

Das ungesättigte Polyesterharz hat ein — gemessen an den üblicherweise eingesetzten Polyesterharzen — extrem geringes Molekulargewicht und daher eine geringe Lösungsviskosität. Der Anteil an polymerisations- und/oder copolymerisationsfähigen niederviskosen Lösungsmitteln ist gegenüber üblichen Zusammensetzungen beträchtlich erhöht Diese Erhöhung des Comonomeranteils, insbesondere Styrol, ist bei den üblichen Anwendungen derunj-esättig'-.n Polyesterharze unerwünscht, weil die mechanischen Eigenschaften darunter leiden. Im vorliegenden Anwen -'ungsfall ist die Herabsetzung der Viskosität des ungehärteten Harzes technisch wesentlich wichtiger als die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des gehärteten Harzes.

Als Comonomere werden Kohlenwasserstoffverbindungen, wie z. B. Styrol, a-Methylstyrol, Vinyltoluol oder Divinylbenzol verwendet. Diese zeichnen sich durch gute dielektrische Eigenschaften aus und nehmen nur sehr wenig Wasser auf.

Als nicht reaktives Lösungs- und Weichmachungsmittel wird Dibenzyltoluol, wie es zum Beispiel unter dem Namen Lipinol T bekannt ist, eingesetzt, das aufgrund seines unpolaren Charakters und seiner geringen Wechselwirkung mit den Kabelmaterialien geeignet ist, sowohl die Reaktivität des polymerisierbaren Systems herabzusetzen als auch die Weichmachung des polymerisierten Materials zu bewirken, ohne daß die Feuchtigkeitsempfindlichkeit und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Kabels unzulässig beeinflußt werden. Der Dampfdruck ist extrem gering, Verdunstungsverluste treten daher nicht auf.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Beispiel 1

12 Gewichtsteile (GT) ungesättigtes Polyesterharz,
hergestellt aus 2=Octyldodecanol,
Maleinsäureanhydrid und Butandiol-(1,3)
imMoWVerhältnis2;2:l
9 GT Styrol-Butadien-Kautschuk
32,5GT Styrol
44 GT Dibenzyltoluol
1,7 GT Methyläthylketönperoxyd,50%igin
Phthalsäureester

0,5 GT Kobaltnaphthenat, gelöst in Styrol, mit einem Kobaltgehalt von 1%

Beispiel 2

16,4 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß

Beispiel 1

12,3GT Styrol-Butadien-Kautschuk 44 GT Styrol
27,5GT Dibenzyltoluol
1,6GT Methyläthylketonperoxyd,50%igin

Phthalsäureester
0,48 GTKobaltnaphthenatlösung

Beispiel 3

10,6 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß

Beispiel 1

7^5 GTStyrol-Butadien-Kautschuk 28,3 GT Styrol
53GT Dibenzyltoluol

1,7 GT Methyläthylketonperoxyd,50%igin

Phthalsäureester
0,5 GT Kobaltnaphthenatlösung

Beispiel 4

13,5 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß

Beispiel 1

10 GT Styrol-Butadien-Kautschuk 26,5GT Styrol

48 GT Dibenzyltoluc!
1,7 GT Methyläthylketonperoxyd,50°/oigin

Phthalsäureester
0,5 GT Kobaltnaphthenatlösung

Beispiel 5

11,5 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß

Beispiel 1

■so 8,6GT Styrol-Butadien-Kautschuk 37 GT Styrol
41 GT Dibenzyltoluol
1,6 GT Methyläthylketonperoxyd, 50°/oig in Phthalsäureester
0,5GT Kobaltnaphthenatlösung

Beispiel 6

12,5 GT ungesättigtes Polyesterharz gemäß

Beispiel 1

9,3GT Styrol-Butadien-Kautschuk 33 GT Styrol
44,5GT Dibenzyltoluol
0,4 CT Methyläthylketonperoxyd, 50%ig in Phthalsäureester
0,25 GTKobaltnaphthenatlösung

Die Viskositäten der beispielhaften Mischungen

liegen bei 25°C im Bereich von 30... 6OmPa · s. Die Zeiten bis zum Erreichen einer Viskosität von 100...

15OmPa-S betragen bei 25°C zwischen 6 und Stunden,

Der spezifische elektrische Durchgangswiderstand der gehärteten Kabelrepäraturmasseri beträgt einige 10^l3Ohm · cm, der Verlustfaktor liegt bei 3 bis 5 > 10~³ und die Dielektrizitätskonstante zwischen 2,8 und

Die Füllmasse gemäß der Erfindung besitzt sehr gute dielektrische Eigenschaften und beeinflußt daher das Übertragungsverhalten der Kabel nicht negativ.

Claims

Patentansprüche:

1. Füllmasse für Fernmeldekabel mit kunststoffisolierten Adern, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer sich im polymerisierbaren und/oder copolymerisierbaren Zustand befindlichen Lösung ungesättigter Polyesterharze mit extrem geringem Molekulargewicht und daher mit geringer Lösungsviskosität in copolymerisationsfähigen äthylenisch ungesättigten Verbindungen mit dielektrisch hochwertigen Eigenschaften besteht, daß der Anteil an polymerisations- und/oder copolymerisationsfähigen niederviskosen Lösungsmitteln (Comonomeranteil) gegenüber üblichen Zusammensetzungen sehr hoch gewählt ist und daß ferner als nicht reaktives Lösungs- und Weichmachungsmitte! Dibenzyltoluol eingesetzt ist.

2. Füllmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Comonomere Kohlenwasserstoffverbindungen verwendet sind.

3. Füllmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Lösung folgender Zusammensetzung besteht:

a) ungesättigtes Polyesterharz, hergestellt aus 2-Oktyldodecanol, Maleinsäureanhydrid und Butandiol-(1,3) im Mol-Verhältnis 2:2:1

b) Styrol-Butadien-Kautschuk

c) Styrol

d) Dibenzyltoluol

e) Methyläthylketonperoxyd, 50%ig in Phthalsäureester

f) Kobaltnaphthenat, gelöst in Styrol mit einem Kobaltgehalt von 1%.

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