專利名稱:密封劑組合物及其所密封的電氣接插件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及含有聚合物的新型組合物、含有該組合物作為功能成份的電氣接插件,以及該組合物的制造方法。本發(fā)明尤其涉及可用來密封和修理電氣接插件的組合物。
設(shè)計(jì)提供電氣連接的系統(tǒng),特別是遠(yuǎn)距離通訊或汽車工業(yè)所用的系統(tǒng)時(shí),質(zhì)量和耐久性都是重要因素。影響這種連接質(zhì)量的一個(gè)因素是連接處周圍有效電絕緣的程度。另一個(gè)重要因素是使連接處保持在無水份的環(huán)境之下。水份侵入連接處在許多方面都是有害的。例如,往常困擾遠(yuǎn)距離通訊系統(tǒng)的“噪聲”、“天電干擾”和“串音”有時(shí)就是連接處水份漏電信號(hào)引起的。水份侵入還有一個(gè)壞處就是加速腐蝕,從而對(duì)連接的耐久性造成不利影響。
電氣接插件最好在受到外部沖擊、振動(dòng)或溫度應(yīng)力時(shí)的具有維持處于無水份無侵蝕的環(huán)境之下的能力。
面對(duì)環(huán)境變化及其他受力狀態(tài),幾乎所有的電氣接插件都希望具有抗噪聲性、耐久性和耐溫性,與此同時(shí),還有許多商業(yè)和軍事用途要求接插件能在現(xiàn)場(chǎng)修理和/或變動(dòng)。這些修理或改變最好能在最短的時(shí)間內(nèi),以經(jīng)濟(jì)有效的方式完成,給現(xiàn)場(chǎng)技工或技術(shù)員帶來不便越少越好。事實(shí)上,從電氣接插件原始制造商的角度來看,這些特點(diǎn)也是非常希望具備的。
然而,許多已知技術(shù)的接插件及其所用的密封劑組合物有著既費(fèi)時(shí)又不便制造和修理的缺點(diǎn)。例如,F(xiàn)errar的美國專利No.3897129提出一種用充填黃油的容器復(fù)蓋接點(diǎn)來保護(hù)電氣接點(diǎn)的裝置。修理或更換接點(diǎn),需要達(dá)到被密封的接點(diǎn)時(shí),必須從接點(diǎn)剝除該容器。但不利的是,黃油仍然復(fù)蓋在接點(diǎn)上。修理改變之前必須把這些黃油去掉,這是一個(gè)費(fèi)時(shí)的臟活。另外,完成修理工作之前還必須將容器填滿黃油。
另外,人們還知道用兩部分液體組合物把電器接點(diǎn)封在容器內(nèi)的方法。組合物的兩部分混合時(shí),這兩種組分緩慢地發(fā)生反應(yīng),生成一個(gè)堅(jiān)硬預(yù)告性較少的材料。在組份固化之前,把混合物注入容器內(nèi),它就地固化形成一種堅(jiān)硬剛性的塑料。Arnold的美國專利No.4375521和Graves的美國專利No.4102716公開了這種裝置。但這種裝置的制造過程包含了明顯不利的要求,即該組合物要在現(xiàn)場(chǎng)所處的條件下制備,因而延誤修理或修改過程并影響其質(zhì)量。此外,固化后材料的物理性能使人們無法達(dá)到接點(diǎn)處。另外,化學(xué)固化反應(yīng)是受環(huán)境溫度控制的,在低溫下進(jìn)行得緩慢或不完全,而在高溫下又快得帶來不便。
本專利申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)先有技術(shù)不能提供一種能克服上述缺點(diǎn)的而又保持對(duì)噪聲、水份和耐溫度循環(huán)的嚴(yán)格要求、對(duì)環(huán)境要求不嚴(yán)并具穩(wěn)定性的裝置和成份。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)了新型含有聚合物的組合物,它能滿足人們長(zhǎng)期渴望的具有這一系列優(yōu)良特性的材料。
人們知道,某些有機(jī)聚合物顯示一組獨(dú)特的性能。在這些聚合物中,嵌段共聚物是由聚合物鏈組成,鏈條至少由兩種不同類型的聚合單元組成,一種類型的聚合單元與另一種類型聚合單元依次交替出現(xiàn)。假如它和適當(dāng)?shù)木酆衔锝Y(jié)構(gòu)組合在一起,產(chǎn)生出來的聚合材料顯示出獨(dú)特的比各單種組份重復(fù)合成的性能優(yōu)越。例如,人們知道某些性能如耐熱性、熱塑性和彈性,這是單種聚合物或與均聚物組合,甚至無規(guī)共聚物都無法達(dá)到的,但嵌段共聚物或它們的組合能夠達(dá)到。
Holden等人的美國專利No.3265765描述了由A-B-A配置的嵌段共聚物組成的熱塑彈性體。每個(gè)A段是一個(gè)玻璃狀或樹脂狀非彈性的熱塑聚合物系列,而每個(gè)B段是一個(gè)彈性的共軛二烯的聚合段,其玻璃化溫度比A段的玻璃化溫度低溫多。
Gamarra的美國專利No.4942270提出不必使用電子束輻射的耐熱凝膠。Gamarra的組合物是聚(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)三段共聚油組合物。大約含有2份至30份重量的三段共聚物和大約70份至98份重量的增塑劑。作為增塑劑的例子,舉出了聚丁烯油和石臘油/環(huán)烷油或這些沒的混合物。
制備這些Gamanra組合物要高溫熔化攪拌或低溫的高剪切攪拌。Gamarra組合物需要高溫或高剪切攪拌顯然是制備這些化合物的缺點(diǎn)。Gamarra組合物的另一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是這些組合物是不可熔的。就是說,這些組合物在達(dá)到熔化或變溫可澆注的溫度之前就會(huì)降解、分解或以某種方式破壞。這在制造密封電氣接插件時(shí)是一個(gè)缺點(diǎn),因?yàn)榧庸さ撵`活性受限制。另外,修理或更換含有這種組合物的密封電氣接插件時(shí)會(huì)受這種特性妨礙。
Shell化學(xué)公司技術(shù)公報(bào)SC759-85提供了關(guān)于KRATONG1701,一種二段共聚物的技術(shù)情報(bào)。該公報(bào)指出,KRATONG1701和KRATONG1652兼容,是一種三段式共聚物,這兩種共聚物的混合物可以配制出一種密封劑,其內(nèi)聚力比單個(gè)KRATONG165低。尚沒提出在電氣接插件使用這種材料,也沒提出永久性不揮發(fā)配方。
KRATONG橡膠在純凈密封劑中的應(yīng)用登于Shell化學(xué)公司技術(shù)公報(bào)1987年7月號(hào)題為“凈密封劑中的KRATONG橡膠”的一文中。該報(bào)告指出,像KRATONG這一類二段式共聚物提供了改變密封劑組合物粘結(jié)強(qiáng)度和內(nèi)聚強(qiáng)度的手段。還指出二段具聚物KRATONG1701X為密封劑組合物提供獨(dú)特的觸變特性。在該公報(bào)中披露的密封劑是準(zhǔn)備來密封玻璃、金屬或木材等材料以防環(huán)境的作用。據(jù)說,這些純凈密封劑可以粘附在各種各樣的襯底上面,如果想涂抹,可在溶劑揮發(fā)后涂抹但未披露提供100%不揮發(fā)化合物的手段,這種化合物對(duì)密封電氣接插件是非常重要的。
Shell化學(xué)公司1989年四月SC1102-89技術(shù)公報(bào)中題為“油質(zhì)凝膠中的KRATON熱塑橡膠”一文中介紹了KRATON熱塑橡膠在油質(zhì)凝膠中的應(yīng)用。該公報(bào)提供了KRATONG1651和KRATONG1701X物理特性的數(shù)據(jù)。公報(bào)指出KRATONG橡膠化合物可與聚乙烯石臘混合使用和用在油的處理中,用作遠(yuǎn)距離通訊電纜的防水密封劑。未討論密封電氣接插件要求的耐溫性、絕緣電阻及其他性能。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),先有技術(shù)的缺陷可以有用一些密封劑組合物克服,這些組合物提供異乎尋常并難以達(dá)到的特性組合。尤其是申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)了一些彈性組合物,它們既而塌落,而滲出,又在超過高一點(diǎn)的溫度范圍之后具有流動(dòng)性。“流動(dòng)性”一詞是用來指本發(fā)明組合物的可擠出性、可注射性或可澆注性。“高一點(diǎn)的溫度”這一用語,在這里用來指從大約在組合物熔化點(diǎn)或軟化點(diǎn)起向上至大約200℃的溫度范圍。應(yīng)該指出,本組合物最好同時(shí)具有抗塌落性、抗?jié)B出性和該高一點(diǎn)的溫度范圍內(nèi)的流動(dòng)性。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),這樣一種特點(diǎn)組合不論從制造技術(shù)的觀點(diǎn)看還是從可操作性的觀點(diǎn)看都是非常有利的。本密封劑組合物在其工作溫度的高端具有抗塌落和抗?jié)B出的能力在適合高溫使用的接插件上,正如在汽車應(yīng)用上經(jīng)常要求的,顯然是有利的。然而這樣一種能在一種密封劑中同時(shí)存在的較高溫度下具有流動(dòng)性這種加工優(yōu)點(diǎn)的特性,這是完全出人意料的。申請(qǐng)人通過提供具有細(xì)心挑選協(xié)合最佳的成份組合的組分的組合物來達(dá)到這個(gè)令人驚奇的結(jié)果。
由于上述性能的獨(dú)特組合,本發(fā)明的組合物特別適用于電氣接插件及其外殼的現(xiàn)場(chǎng)修理。該組合物的抗塌落性和抗?jié)B出性意味著該組合物甚至在工作溫度范圍的高端也會(huì)停留在接插件內(nèi)。但是令人吃驚的是,盡管本發(fā)明的組合物在高一點(diǎn)的溫度下具有出色的抗塌落性和抗?jié)B出性,在這樣的溫度下本組合物還具有流動(dòng)性,例如,這些性能使該組合物所用針管或類似的器具通過接插件的進(jìn)線或出線口注射入被密封的接插件內(nèi)。本組合物的可注射性消除了像許多先有技術(shù)的密封劑組合物那樣要打開接插件加入新材料的必要性。
本發(fā)明推薦的組合物還具有使電氣接點(diǎn)和接插件外殼結(jié)合、密封和絕緣的能力,而同時(shí)具有人們渴求的內(nèi)聚強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度的平衡。含有這樣的材料的電氣接插件提供了既有效又可重用的可能性。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),推薦的組合物的粘結(jié)強(qiáng)度提供一種很強(qiáng)的耐溫、耐水密封,而其內(nèi)聚強(qiáng)度在端線和測(cè)試揮頭摘除后保證該組合物而在接插件內(nèi)。另外,推薦的組合物巨大的逾限彈性和自結(jié)合使得端線和測(cè)試探頭摘除后組合物內(nèi)實(shí)際上不留空隙。因此,申請(qǐng)人發(fā)明了一些組合物和接插件,它們消除了或大大地減輕了上述先有技術(shù)材料和接插件所帶來的問題。
本組合物最好由少部分(按重量計(jì))彈性熱塑聚物和大部分(按重量計(jì))的聚合物用補(bǔ)充劑組成。
本組合物某些實(shí)施方案的一個(gè)重要方面在于所用的特殊的補(bǔ)充劑。具體地說,尤其推薦的是,補(bǔ)充劑包括彈性熱塑聚合物用的第一補(bǔ)充劑和彈性熱塑聚合物用第二補(bǔ)充劑。特別推薦的是,第一補(bǔ)充劑包含潛在溶解能力差的補(bǔ)充劑,而第二補(bǔ)充劑包含潛在溶解能力強(qiáng)的補(bǔ)充劑。這些用語是指補(bǔ)充劑在某些有用的溫度范圍內(nèi)使聚合物溶解、塑化和溶解的能力。
本組合物某些實(shí)施方案的另一個(gè)重要方面在于所用的特殊熱塑彈性體。彈性熱塑聚合物最好包含第一種和第二種彈性熱塑聚合物的分子復(fù)合材料。為方便起見,本發(fā)明的第一種彈性熱塑聚合物有時(shí)在這里稱為“第一種聚合物”,而第二種彈性熱塑聚合物有時(shí)稱為“第二種聚合物”。正如這時(shí)所用的述語,“第一種聚合物”和“第二種聚合物”只是相對(duì)意義上說的。就是說,這些用語是用來指物理性能上有巨大差異的聚合物質(zhì),尤指在熔化粘度特性上有巨大差異的聚合物質(zhì)。具體地說,“第二種聚合物”一詞用來指至少有助于造成巨大的逾限彈性,可以相信是由于被補(bǔ)充劑塑化時(shí)呈現(xiàn)高的熔化粘度的那一類聚合物。人們會(huì)明白,熔化粘度直接取決于并與聚合分子量的三次方有關(guān),相信它還關(guān)鍵地決定了逾限彈性的大小。“逾限彈性”是指后生現(xiàn)象在解除變形應(yīng)力之后恢復(fù)原狀的能力。聚合分子量和逾限彈性最好通過測(cè)量它們?cè)谘a(bǔ)充劑KAYDOL油中占5%(按重量計(jì))的濃度下、在300℃下的熔化粘度來說明。以此方法衡量時(shí),“第二種聚合物”的熔化粘度至少要比第一種聚合物的大50倍。按照特別推薦的實(shí)施方案,第二種聚合物的這種粘度至少比第一種聚合物的粘度高100倍,最好甚至高200倍。
本發(fā)明的第一種聚合物最好至少有助于造成聚合物復(fù)合材料的下列要求的特性熱絕緣性、電絕緣性、內(nèi)聚強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、潤(rùn)滑能力、抗溫度變化的能力和在高一點(diǎn)的溫度下在維持其流動(dòng)性的同時(shí)抗塌落和抗?jié)B出的能力。本發(fā)明的第二種聚合物至少應(yīng)用助于造成聚合物復(fù)合材料巨大的逾限彈性。盡管期望第一種聚合物可由二段共聚物和/或三段共聚物組成,但在一個(gè)推薦的實(shí)施方案中,第一種聚合物由二段共聚物組成,而第二種聚合物由三段共聚物組成。
聚合物和補(bǔ)充劑的相對(duì)比例最好選得使所得的組合物在常溫下和高一點(diǎn)的溫度下具有巨大的逾限彈性。按照另外幾個(gè)實(shí)施方案,該組合物還具有高度抗水介質(zhì)穿透和摻透阻力、熔化可加工性、在溫度循環(huán)變化過程中實(shí)際上不分層和/或不出現(xiàn)成份分離、與插入組合物中的固體物結(jié)合的能力、高的內(nèi)聚強(qiáng)度、對(duì)并置的接插件部件粘結(jié)強(qiáng)度高、電阻率和熱阻率高、應(yīng)變釋放能力高、物質(zhì)隋性高,對(duì)接插件部件有潤(rùn)滑、防腐蝕作用。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面,對(duì)組合物中各組份的比例作適當(dāng)調(diào)整使之能用作處理電氣接插件內(nèi)部的始發(fā)劑。
申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)了制備本密封劑組合物用的有利方法。本方法最好要求在易于達(dá)到的時(shí)間和溫度條件下攪拌有機(jī)彈性熱塑聚合物和補(bǔ)充劑。該條件足以產(chǎn)生部分膠化的有機(jī)聚合物補(bǔ)充劑組合物,其跡象是該混合物的粘性大大提高。本方法明顯地優(yōu)越于制造先有技術(shù)組合物所用的方法。例如,按本方法制備密封劑組合物所要求的能量比先有技術(shù)的方法低。這至少是部分地由于消除了先有技術(shù)方法所要求的長(zhǎng)時(shí)間高剪切攪拌和/或極高的處理溫度。
按照本發(fā)明密封劑組合物的某些實(shí)施方案的一個(gè)重要方面,特別有利的性能組合是由這樣一類組合物提供的,在這類組合物中,聚合物復(fù)合材料的一種產(chǎn)物母體包含交聯(lián)硅基聚合物和最好是可交聯(lián)的或已交聯(lián)的硅基聚合物。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),按發(fā)明的這一方面制造的組合物對(duì)抵抗溫度變化(由-30°至+80℃)具有異乎尋常的能力,以及即使在高溫下(在80℃)和補(bǔ)充劑在成份中的濃度高達(dá)約97%(按重量計(jì))的情況下防止補(bǔ)充劑被擠出和滲出的能力。
申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)制備該組合物的不利方法,在該組合物中的先體聚合物是推薦的可交聯(lián)硅基聚合物。本方法最好要求首先在足以使有機(jī)聚合物/補(bǔ)充劑成份至少部分膠化的時(shí)間和溫度條件下,即其跡象是混合物的粘度大大上升,在此條件下,攪拌有機(jī)彈性熱塑聚合物和補(bǔ)充劑。然后最好把硅基聚合物加入至少已部分膠化的混合物中,使得硅基聚合物至少有一部分,最好大部分是在膠化有機(jī)聚合物/補(bǔ)充劑混合物存在的情況下交聯(lián)的。
本發(fā)明還提供密封連接傳輸裝置用的防濕防溫電氣接插件。這樣的接插件包括一個(gè)接插件體,后者有一個(gè)用來接納通傳輸裝置的接納裝置和沿接納裝置或在其附近的密封劑組合物。推薦的接插件還包括防止密封劑組合物從接插件體不希望地逸出的裝置。根據(jù)尤其推薦的實(shí)施方案,防逸出裝置包括在固體物,例如傳輸裝置從接插件體撥出時(shí)從固體物擦除密封劑的裝置。根據(jù)另一個(gè)推薦的接插件實(shí)施方案,密封劑組合物沿接插件體的接納裝置或其附近配置,它含有本發(fā)明的密封劑組合物,主要是由于本密封劑的優(yōu)異性能和特性,這樣的接插件是一種高度防朝耐溫的、易于修理和/或改變的電氣接插件。
還提供了利用本密封劑來建立一種防潮、易修理的連接的方法。
現(xiàn)參照
本發(fā)明實(shí)施方案。其中圖1是一個(gè)部分分解的透視圖,表示絕緣隔開的園筒狀回轉(zhuǎn)式接線柱陳列;
圖2是接插件體的透視圖;
圖3類似于圖2的透視圖,但部分剖開;
圖4是接插件體側(cè)視圖;
圖5是接插件體的頂視圖;
圖6是接插件體的背面視圖;
圖7是輥壓成接插件體之前沖壓出來的坯料。
圖8是端柱帽的透視圖;
圖9是端柱帽的透視圖,表示包括擦凈裝置的實(shí)施方案;
圖10是端柱帽的頂視圖;
圖11是端柱帽的側(cè)視圖;
圖12是端柱帽的底視圖;
圖13是本未卷壓的箍型預(yù)絕緣的可卷壓絕緣隔開的其中含有密封劑的接線器從剖面透視圖;
圖14是圖13沿14-14線的橫剖面圖;
圖15是與圖14相似的剖面圖,說明卷壓之后密封劑和各部件的位置。
組合物本發(fā)明提供密封劑組合物,它要求兩種基本組份彈性熱塑聚合物,最好是由二段共聚物和三段共聚物的有機(jī)聚合物復(fù)合材料,以及聚合物的補(bǔ)充劑。
本發(fā)明幾個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)重要方面是幾個(gè)實(shí)施方案的如下要求,即補(bǔ)充劑含有第一種和第二種補(bǔ)充劑。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),第二種補(bǔ)充劑最好由潛在強(qiáng)溶解力的補(bǔ)充劑組成。這里所用的術(shù)語有潛在強(qiáng)溶解力的補(bǔ)充劑是指在低于40℃的溫度下實(shí)際上不具有使彈性熱塑聚合物形成官能溶液或凝膠的能力,而在超過80℃的溫度下實(shí)際上具有溶脹和溶解能力的補(bǔ)充劑。本發(fā)明第一種補(bǔ)充劑最好由潛在低溶解力的補(bǔ)充劑組成。這里所用的術(shù)語“潛在低溶解力的補(bǔ)充劑”是指在80℃以下的溫度下實(shí)際上不具有使本發(fā)明的彈性熱塑聚合物形成官能溶解溶液或凝膠的能力,而只有在超過125℃的溫度下才具有巨大溶解能力的補(bǔ)充劑。人們會(huì)明白,這種溶解能力在于溶化聚合物分子的能力,并表示在補(bǔ)充劑的相對(duì)塑化能力中。
本發(fā)明的另一個(gè)重要方面是某些實(shí)施方案的這樣一種要求,即彈性熱塑聚合物由第一種聚合物和第二種聚合物復(fù)合材料組成。這里所用的聚合物分子復(fù)合材料”一詞是指由兩種或多種聚合化合物,特別是混合在一起形成交織疇或交替疇的兩種或多種聚合物化合物的聚合物成份。這樣,“聚合物分子復(fù)合材料”在其范圍內(nèi)包括兩種或多種聚合物的微觀、亞微觀蜂窩狀混合物、無相穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)、接枝共聚物、嵌段共聚物以及其組合,預(yù)計(jì)上述兩種或多種聚合物組合也可包括在本聚合物分子共聚體中。
重要和和符合人的愿望的是本組合物理性能,除其他條件外,隨著組合物的溫度而變化。在本領(lǐng)域行家很快會(huì)明白,密封劑組合物在一定的時(shí)間和溫度使用范圍下必須是可操作的。就是說,實(shí)際上在預(yù)期的操作溫度的整個(gè)范圍內(nèi)密封劑組合物一般都要求保持重要的特定的特性不變。兩個(gè)這樣的特性是即使在工作溫度范圍的較高端,該組合物仍必須是耐塌落和耐滲出的。為了在高溫下保持這些特性,以前的許多密封劑是堅(jiān)硬無彈性并且難于處理,因?yàn)樗鼈兊谋S醒a(bǔ)充劑的組份含量很高。但是申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的密封劑在高一點(diǎn)的溫度下能夠流動(dòng),因而易于處理,而又不特性密封劑的操作要求。除非專門指出,否則“流動(dòng)性”一詞指的對(duì)組合物施加剪應(yīng)力或壓力時(shí)變得具有流動(dòng)性或半流體性。
這里報(bào)告的本密封劑的可流動(dòng)性,是將大約50克密封劑放入標(biāo)準(zhǔn)熱熔槍的活塞缸中在大約30磅/吋的擠出壓力下,在約163℃下測(cè)量3秒鐘從槍中擠出的密封劑重量來確定的。為了定義流動(dòng)條件,擠出壓用來表示翦切應(yīng)力。這里提出的流動(dòng)性測(cè)量結(jié)果是利用FasteningTechnology,Incofcharlott.NC公司出售的“PAM-Model500-E”牌熱溶擠出槍獲得的。這樣的槍裝有0.048吋內(nèi)徑的B型噴咀。這種噴咀在AMP公司有售,另件號(hào)為91H195。
雖然在本發(fā)明的范圍內(nèi)流量變化范圍很寬,但一般說來,本組合物流量在約160℃下至少有約每3秒0.1克(2克/分鐘),甚至最好至少約每3秒0.5克(10克/分鐘)。
這里報(bào)告的密封劑的抗?jié)B出性(油保持率/補(bǔ)充劑保持率)是按聯(lián)邦規(guī)范#321.1中表達(dá)的規(guī)程進(jìn)行測(cè)量的。一般說來,耐滲出性的測(cè)量方法是把一定重量的密封劑裝入一個(gè)圓錐形容器,容器外壁由聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不銹鋼篩網(wǎng)組成。在規(guī)定的溫度下經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間后從錐形容器流出的材料數(shù)量,是衡量本密封劑抗所含補(bǔ)充劑滲出的能力的尺度。這里報(bào)告的抗?jié)B出性以補(bǔ)充劑保持率表示,它由試驗(yàn)后錐形容器中留下的密封劑重量除以試驗(yàn)開始前密封劑的重量求出來的。雖然在本組合物的范圍內(nèi)抗?jié)B出性的值在很寬的范圍內(nèi)變化,但一般說來,在約80℃下本組合物的抗?jié)B出性至少約為99%補(bǔ)充劑保持率,甚至最好至少約99.5%(在80℃下)。
在里報(bào)告的耐塌落性是用經(jīng)過修改的美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法D2202測(cè)定的。一般說來,原ASTM試驗(yàn)方法D2202要求從金屬板上掏出一個(gè)相配的園柱體或活塞,而在板上形成一個(gè)園柱形孔洞。然后用受試材料填充這個(gè)孔洞。按原試驗(yàn)方法,板要立起來,然后將活塞向前推至孔洞位置的一半,從而使原來的受試材料有一半的體積推出板面。將其加熱至試驗(yàn)溫度,測(cè)量位移后材料的下重量或向下運(yùn)動(dòng)量。按照這里采用的修改方案,活塞向前推至占有原孔洞全部體積,使活塞面與板面齊平。結(jié)果整個(gè)密封劑體被移出孔洞。這樣,修改后的ASTM試驗(yàn)D2202不僅測(cè)量密封材料的抗塌落性能,而且測(cè)量它的粘結(jié)性解。雖然在本發(fā)明的范圍內(nèi)抗塌落性的大小變化范圍很寬,但一般說來,在80℃下本組合物的抗塌落性最好,約小于0.5吋,小于0.2吋則更好。
雖然任何特定的密封劑的工作溫度范圍取決于預(yù)料的用途的若干因素,但本密封劑組合物最好具有約-40℃至約125℃的工作溫度范圍。在較低的溫度下,例如從約-20℃至約+80℃,本組合物最好特別軟、發(fā)粘并有韌性。在較高的溫度下,例如在約125℃至約150℃時(shí),本組合物呈流動(dòng)性,同時(shí)實(shí)際上的舊抗塌落和抗?jié)B出,因此使這種材料在把氫密封劑裝入接插件的過程中易于處理。
在約從-40℃至約+80℃的溫度下,本組合物最好呈現(xiàn)至少約100~150%的逾限彈性,甚至達(dá)200~300%更好。這里的逾限彈性是指組合物在受到指定的伸長(zhǎng)之后仍能回復(fù)原狀的能力。在組合物顯現(xiàn)的高逾限彈性為密材劑提供一種非常有利的“自修理”性能。就是說,本密封劑按照例如電線插入密封劑體所加的應(yīng)力而發(fā)生變形。電線拔出,從而隨之而來的應(yīng)力消失后,本組合物異乎尋常的逾限彈性使密封劑體回復(fù)原狀,從而實(shí)際上填充電線撥出而造成的空隙。本密封劑的自修理性能是本發(fā)明的一個(gè)重要方面。另一個(gè)重要的方面是自修理同時(shí)顯現(xiàn)自痊愈能力。另外,本發(fā)明的密封劑能維持它電線的粘結(jié),而當(dāng)電線變曲時(shí)亦隨之運(yùn)動(dòng),從而從功能上保持了密封的完整性。
對(duì)于從-40℃左右至+80℃左右的溫度,本組合物具有從約2克至約12克的粘結(jié)強(qiáng)度,甚至更好的從約5克至約12克。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),本密封劑組合物的粘結(jié)強(qiáng)度與該組合物提供密封電氣接插件的能力有關(guān)而高粘結(jié)強(qiáng)度組合物的使用一般會(huì)產(chǎn)生高質(zhì)量的電絕緣連接。這里所用“粘結(jié)強(qiáng)度”一詞是指在標(biāo)準(zhǔn)重力條件下,把線徑為181/2的聚氯乙烯(PVC)絕緣電線從裝在標(biāo)準(zhǔn)桶形端接塊內(nèi)的密封劑體中抽出而測(cè)出的重力克數(shù)。粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)量最好是把線規(guī)為1/4的聚氯乙烯絕緣電線插入裝密封劑的滿桶形端接塊內(nèi)并測(cè)量從其中抽出所需的力的大小。這里所用“標(biāo)準(zhǔn)桶形端接塊”一詞是指基本上呈圓柱形的接線器外殼,其高約11毫米,向徑約14毫米,空體積約1.6毫升,圓形插孔內(nèi)側(cè)直徑約5毫米。
本組合物有效地密封電氣接插件的優(yōu)異能力至少部分地歸功于這里所公開的組合物的高的逾限彈性與高的粘結(jié)強(qiáng)度的結(jié)合。本組合物的高浸潤(rùn)性、適應(yīng)性和逾限彈性尤其使得該材料能強(qiáng)有力地吸住像電線一類插入其中的物體。這一特點(diǎn)加上本組合物絕緣電阻高和這種對(duì)物體粘結(jié)的強(qiáng)烈趨勢(shì)造成了電氣接插件對(duì)周圍環(huán)境的有效而長(zhǎng)壽的絕緣。
本組合物還具有高的內(nèi)聚強(qiáng)度。為方便和直觀起見,在這里內(nèi)聚強(qiáng)度是通過測(cè)定把181/2號(hào)聚氯乙烯絕緣鋼電線從裝在標(biāo)準(zhǔn)桶形端接器內(nèi)的密封劑體中撥出時(shí)從標(biāo)準(zhǔn)桶形端接器中撥出的密封劑重量克數(shù)來測(cè)量的。內(nèi)聚強(qiáng)度的測(cè)量最好用把這種聚氯乙烯絕緣線插入裝有密封劑的標(biāo)準(zhǔn)桶形端接器1/4英寸,再將電線撥出,測(cè)量從桶形端接器撥出的密封劑的量的方法來做。因此,這里所用的內(nèi)聚強(qiáng)度是像修理或更換電氣接插件時(shí)一般出現(xiàn)的情況一樣,指當(dāng)181/2號(hào)聚氯乙烯電線撥出時(shí),桶形端接器內(nèi)的密封劑維持一個(gè)整體的趨勢(shì)。對(duì)于從-40℃左右到+80℃左右的溫度而言,本組合物內(nèi)聚強(qiáng)度用撥出的密封劑量測(cè)量,不大于0.2克左右,最好不大于0.04克。
本發(fā)明某些實(shí)施方案的另一個(gè)重要方面,是密封劑組合物既有高的粘結(jié)強(qiáng)度,又有高的內(nèi)聚強(qiáng)度。本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員一般都會(huì)明白,在這兩種特性中,只具有一種而不具有另一種的密封劑,是不能完全滿足本發(fā)明的目標(biāo)的。例如,在電氣接插件中使用粘結(jié)強(qiáng)度高但內(nèi)聚強(qiáng)度低的密封劑,在修理或更換接插件時(shí)就會(huì)把大量密封劑從接插件撥出。另一方面,在電氣接插件使用內(nèi)聚強(qiáng)度高但粘結(jié)強(qiáng)度低的密封劑時(shí),形成的電氣連接密封的質(zhì)量就很差。因此,本密封劑組合物最好在-40℃左右至+80℃左右的溫度下具有約2克至約12克的粘結(jié)強(qiáng)度和按撥出重量法測(cè)量約0克至約0.2克的內(nèi)聚強(qiáng)度。在約-30℃至約+60℃的溫度下,本組合物具有5克至約12克的粘結(jié)強(qiáng)度和0克到0.02克的內(nèi)聚強(qiáng)度則更好。
雖然申請(qǐng)人并不愿意一定束縛于或限制于任何一種特定的理論,相信推薦的組合物顯示有利性能的上述組合,至少部分地是由于本組合物的各組份之間的物理和化學(xué)關(guān)系。尤其是按本發(fā)明把彈性熱塑聚合物和補(bǔ)充劑結(jié)合相信有助于該組合物產(chǎn)生有利的性能。例如,按推薦的實(shí)施方案,二段和三段彈性熱塑聚合物的混合估計(jì)包含相互穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)。相信這種聚合物網(wǎng)絡(luò)的存在,特別是可選的無機(jī)膠化劑的存在,使本復(fù)合物的補(bǔ)充劑部分保持在高度穩(wěn)定分散、膠體、凝膠化和/或網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)狀的)或處于熔化狀態(tài),這種強(qiáng)烈地抑制補(bǔ)充劑的擠出或滲出。另外,這種結(jié)構(gòu)相信有助于本組合物具有高的內(nèi)聚強(qiáng)度。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方案中,它的補(bǔ)充劑本身也可以包含聚合物組分,正如后面還要更詳細(xì)地說明的。在這種實(shí)施方案中,預(yù)期補(bǔ)充劑檢化入本發(fā)明交互穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)之中,從而進(jìn)一步提高本組合物的粘結(jié)強(qiáng)度以及防滲出性。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員注意到的,相互穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPNS)是特殊類別的聚合物分子混合物,其中兩種或更多種聚合物存在于高度網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)中。在這里的用的“相互穿透的聚合物網(wǎng)絡(luò)”一詞是指真的相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)、表觀的相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)、半相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)和它們的混合物或組合。這里所用“真相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)”一詞是指這類聚合物網(wǎng)絡(luò),其中兩種或多種聚合物系統(tǒng)在它們自己的范圍內(nèi)交聯(lián),而且不互相交聯(lián)。在真的IPN中,獨(dú)特的聚合物系統(tǒng)形成相互穿插的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)范圍。這里所用的半相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)是指一種聚合物系統(tǒng)存在于不交聯(lián)狀誠,但與另一已交聯(lián)的聚合物系統(tǒng)互相穿透并具有自己的范疇的聚合物網(wǎng)絡(luò)。
這里所用的“物理的相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)”物理IPN一詞是指連續(xù)相互穿透相,其中任何聚合物均不化學(xué)交聯(lián),但盡管如此,由于聚合物物理交聯(lián)而呈穩(wěn)定狀態(tài),它可由例如苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯分段共聚物組成。正如后面會(huì)更詳細(xì)介紹的,相信本發(fā)明推薦的聚合物復(fù)合材料由聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成,具有物理相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)的特性。另外,推薦的聚合物復(fù)合材料的性能可以用無機(jī)網(wǎng)絡(luò)形成劑,諸如“煙狀”二氧化硅,而無定形二氧化硅,其粒經(jīng)用表面積定義約為100至300米2/克。
本發(fā)明推薦的相互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)可以利用名種技術(shù)形成,所有這些技術(shù)均屬本發(fā)明的范圍。
造成本組合物具有所觀察到的性能的機(jī)理還不能完全用現(xiàn)有技術(shù)來解釋,但相信本發(fā)明推薦的實(shí)施方案包含處于熱力學(xué)上可逆的聚合物膠態(tài)的組合物。尤其是本組合物顯示出與熱力學(xué)可逆聚合物膠有關(guān)的特性。例如,可逆聚合物凝膠在某些條件下是彈性的和不流動(dòng)的,但當(dāng)膠體狀態(tài)改變,例如通過升溫時(shí),會(huì)變成類似于液體的可流動(dòng)狀態(tài)。這樣,相信本復(fù)合物,特別是當(dāng)組分處于下面介紹的推薦的范圍內(nèi)時(shí),是以可逆聚合膠體的形成存在的,其中補(bǔ)充劑的膠體分散或以液體溶液的形式存在于聚合物復(fù)合材料之中,后者實(shí)際上,亦即功能上包含了交聯(lián)的彈性體或其他聚合物。
1.彈性熱塑聚合物這里所用的“有機(jī)熱塑彈性體”是指在第一組溫度條件下具有或可以塑化而具有彈性,而在第二組溫度條件下呈流動(dòng)性的有機(jī)聚合物。一般說來,本彈塑性聚合物最好在從約-40℃到至少+150℃溫度下顯彈性,而該聚合物在從約+150℃到至少+200℃的溫度下在其純凈末化合的狀態(tài)下變成流動(dòng)性,但仍是熱穩(wěn)定的。在常溫下本聚合物復(fù)合材料所用的熱塑彈性體最好剛硬得是以保持其原形和尺寸,但又有足夠的彈性使其被拉伸后能復(fù)原。這里所用的“有機(jī)聚合物”一詞是指以至少一部分聚合物的骨干為碳原子的聚合物材料。
根據(jù)特別推薦的實(shí)施方案,彈性熱塑聚合物包括第一種聚合物和第二種聚合物復(fù)合材料。雖然所有這類復(fù)合材料預(yù)期都適用于本發(fā)明,但發(fā)現(xiàn)由嵌段共聚物組成的物理混合物特別有用而值得推薦。本組合物包含由嵌段共聚物組成的物理互相穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)形式的彈性熱塑聚合物復(fù)合材料則更好,而由二段和三段共聚物構(gòu)成則還要好。
預(yù)期在本發(fā)明范圍內(nèi),第一種聚合物和第二種聚合物的相對(duì)配比可以在很寬范圍內(nèi)變化。這種變化取決于,例如使用本密封劑組合物的接插件的特定類型和接插件預(yù)期的工作環(huán)境。但是一般說來,申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的彈性熱塑聚合物最好是物理互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò),而由占重量大部分的第一聚合物和占重量小部分的第二聚合物組成的的互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)則更佳。第二種聚合物對(duì)第一種聚合的重量比最好小于約1∶5,不大于1∶10則更好。申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn),本聚合物復(fù)合材料由至少0.4%重量第二種聚合物組成是非常值的推薦的。因此,本發(fā)明的聚合物復(fù)合材料的第二種聚合物對(duì)第一種聚合物的重量比率最好不低于1∶20左右。申請(qǐng)人不打算限制于任何一種特定的理論,含有小于上述聚合物比率的組合物相信不具備本發(fā)明所表現(xiàn)的要求的和有利的性能。例如,在一些實(shí)施方案中已發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)诙N聚合物的上述低限得不到滿足時(shí),密封劑組合物在正常工作條件下保持在接插件內(nèi)的能力會(huì)變差。
許多種呈彈性的嵌段共聚物是已知的,很容易獲得并處于本發(fā)明寬闊的范圍之內(nèi)。本聚合物復(fù)合材料所用的嵌段共聚物最好至少含有一個(gè)彈性段和一個(gè)非彈性段。這樣的嵌段共聚物一般被稱為A-B型二段共聚物,其中A代表非彈性聚合物的段,而B代表與其連接的彈性聚合物段。這里所用的彈性聚合物的段是指在室溫下可以被拉長(zhǎng)至少原長(zhǎng)度的兩倍,而拉長(zhǎng)又除去應(yīng)力后能在短時(shí)間由大致恢復(fù)其原來的長(zhǎng)度。與此形成對(duì)比,按本發(fā)明的非彈性段不顯示這種特性。
在嵌段共聚物的彈性B段最好選自非芳族聚烯烴、聚酯、聚醚以及其化合物,采用非芳族聚烯烴尤佳。特別推薦由共軛二烯族,例如丁二烯、異戌間二烯及其部分或完全氫化物形成的二烯烴,由丙烯、乙烯、丁烯及其化合物形成的二烯烴。預(yù)期具有各種各樣化學(xué)組分的嵌段共聚物都適用于本發(fā)明,因?yàn)閾?jù)信彈塑性并不取決于任何一種特定的化學(xué)組份,而取決于每個(gè)聚合物段的聚合結(jié)構(gòu)。因此一般說來,具有線性、根狀或樹枝狀結(jié)構(gòu)的嵌段共聚物均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
非彈性的A段最好選自由聚(鏈烯基砷)、聚氨酯及其化合物一類,聚(鏈烯基砷)尤佳。非彈性的A段可含均聚物或共聚物,但最好是由鏈烯基砷制成的均聚物,諸如苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基二甲苯、甲基乙烯基二甲苯、異丙基苯乙烯、乙烯基萘等,單鏈環(huán)基單環(huán)砷,諸如苯乙烯尤佳。
特別值得推薦的嵌段共聚物是二段和三段共聚物。二段共聚物具有A-B的一段結(jié)構(gòu),每個(gè)B段配一個(gè)A段,而三段共聚物一般結(jié)構(gòu)為A-B-A,該類共聚物主要含有A段,B段的兩端各一個(gè)。特別推薦的是每個(gè)A段都是“硬的”結(jié)晶質(zhì)、本結(jié)晶質(zhì)或玻璃質(zhì)聚合物未端段例如聚苯乙烯,而B段是“軟的”彈性聚合物中間段,最好由非芳族聚烯烴,諸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和/或其化合物。這種二段和三段共聚物的非芳族聚烯烴段一般都與“硬的”“末端段相容,并形成一種由玻璃質(zhì)末端段與柔軟的中間段鏈相連的區(qū)域組成的顯微二相無定形物。這種二段和三段共聚物的物理彈性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是可逆的,把該種聚合物加熱至末端段玻璃軟化溫度以上時(shí)結(jié)構(gòu)會(huì)臨時(shí)破壞,而溫度降低時(shí)恢復(fù)。
這里所介紹的三段共聚物可以按許多人們熟知的技術(shù),包括Haefele的美國專利No.3485787提出的方法制備,該專利在此結(jié)合作為參考。
預(yù)期本發(fā)明的彈性熱塑聚合物還可以包括熱塑聚氨酯彈性體和熱塑聚酯/聚醚彈性體。通常,聚氨酯是從異氰酸鹽的化學(xué)反應(yīng)得到的加聚物。一般用來形成聚氨酯的異氰酸鹽是甲苯二異氰酸鹽、二苯基甲烷二異氰酸鹽、異佛爾酮二異氰酸鹽和聚二異氰酸鹽(PMDI)、苯胺和甲醛縮合而衍生的聚合物。聚氨酯和聚酯/聚醚是交替段共聚物,其中“硬的”,高度極性的或結(jié)晶物質(zhì)的段與“軟的”無定形物質(zhì),諸如聚醚相鏈接,后者在常溫下類似橡膠。
本組合物最好含有一小部分重量的有機(jī)熱塑彈性體。本發(fā)明的密封劑最好含有20%以下甚至最好在10%以下重量的有機(jī)熱塑彈性體。
2.補(bǔ)充劑申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的補(bǔ)充劑在很大程度上賦與密封劑組合物及其制備方法優(yōu)異的性能。補(bǔ)充劑包含第一種補(bǔ)充劑和第二種補(bǔ)充劑的組合,并對(duì)本組合物令人驚奇和出人意料的流變性能起作用。
為方便起見而不是限制,本發(fā)明的補(bǔ)充劑一般可分成第一種和第二種補(bǔ)充劑。當(dāng)聚合物對(duì)補(bǔ)充劑的吸引力很強(qiáng)時(shí),補(bǔ)充劑與熱塑彈性體高度配伍并對(duì)其有高的溶解本領(lǐng)時(shí),它可稱為第二種補(bǔ)充劑。聚合物對(duì)補(bǔ)充劑吸引力比較弱時(shí),該補(bǔ)充劑屬于第一種補(bǔ)充劑。第一種補(bǔ)充劑在各聚合物鏈之間起隔離基作用,但按以前的工藝,一般不能只用第二種補(bǔ)充劑,因?yàn)榕湮樾圆?。這種缺少配伍性在以前的材料中往往表現(xiàn)為在較高或循環(huán)變化的溫度和/或應(yīng)力下補(bǔ)充劑從組合物中滲出或吐出的趨勢(shì)。
在本組合物中,補(bǔ)充劑滲出或吐出的趨勢(shì)大大減弱或受消除了。申請(qǐng)人相信,這個(gè)優(yōu)點(diǎn)至少部分地是由本發(fā)明推薦的聚合物復(fù)合材料的互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)提供的。除了彈性熱塑聚合物提供的優(yōu)點(diǎn)外,本組合物還得益于采用了推薦的第二種補(bǔ)充劑。申請(qǐng)人尤其發(fā)現(xiàn),第二種補(bǔ)充劑最好是潛在溶解本領(lǐng)高的補(bǔ)充劑。在本組合物中加入潛在溶解本領(lǐng)高的補(bǔ)充劑,提供了隨第一種補(bǔ)充劑而來的優(yōu)越性能,卻避免了在以前的組合物中使用這種補(bǔ)充劑一般遇到的缺點(diǎn)。申請(qǐng)人尤其發(fā)現(xiàn),潛在溶解本領(lǐng)高的補(bǔ)充劑的高溫溶解本領(lǐng)往往能減輕其他第一種補(bǔ)充劑帶來的滲出和吐出趨向。另外,較高的高溫溶解度據(jù)信還可提高較高溫度下組合物的流動(dòng)性,并加強(qiáng)酸狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。另一方面,在較低溫度下缺少溶解性可使補(bǔ)充劑材料保持在膠狀基質(zhì)之中,而不會(huì)降低密封劑的彈性。另外,潛在溶解本領(lǐng)低的補(bǔ)充劑的好處還在于它傾向于降低組合物在使用條件下的剛度而提高其柔性。此外,組合物中潛在溶解本領(lǐng)低的補(bǔ)充劑的存在有助于加強(qiáng)推薦的組合物浸潤(rùn)接插件的部件并與之親合的能力,從而提供優(yōu)異的密封劑性能。
一般說來,本發(fā)明的補(bǔ)充劑起一方面或多方面的作用,而且只要滿足這里說明的要求,許多現(xiàn)有的補(bǔ)充劑均可利用。例如,特定的補(bǔ)充劑可選來提高或降低本發(fā)明熱塑彈性體的工作度、柔性和/或膨脹性,依特定的用途而定。行家都知道,補(bǔ)充劑一般卻是低沸點(diǎn)、化學(xué)及熱學(xué)穩(wěn)定的有機(jī)液體,低熔點(diǎn)固體或半固體。
補(bǔ)充劑在組合物中最好的大的重量比存在,以降低該組合物的總成本又不會(huì)對(duì)其良好性能產(chǎn)生不利影響。按照這里提供的指導(dǎo)原則,預(yù)期在行的人都有能力為任何一種特定的用途選擇必要的補(bǔ)充劑而不必進(jìn)行多余的試驗(yàn)。
本發(fā)明一個(gè)重要的方面在于補(bǔ)充劑使熱塑彈性體和/或無機(jī)交聯(lián)聚合物流態(tài)化、溶化、膠化和/或熔化的能力。在這方面,相信本發(fā)明的補(bǔ)充劑是通過本組合物的外塑化作用而達(dá)到要求的結(jié)果的。就是說,相信本補(bǔ)充劑首先與上述聚合物復(fù)合材料的組份發(fā)生物理而不是化學(xué)作用,減小密封劑組合物中聚合物鏈之間的相此吸引力。因此,本發(fā)明的組合物可包括若干程度的內(nèi)塑化作用,例如補(bǔ)充劑與聚合物混合物的共聚作用,相信這不是必要的和本發(fā)明的操作所要求的。因此,本發(fā)明的補(bǔ)充劑最好有助于改善本組合物的加工性能,以加強(qiáng)該組合物的柔性、延伸率和韌性,而又不與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。一般說來,本補(bǔ)充劑最好是較粘的材料,其澆注點(diǎn)約為0℃或更低,-30℃到0℃更佳。
按本發(fā)明,預(yù)期許多已知的和商售的材料可用作第一種和第二種補(bǔ)充劑。特定的第一種和第二種補(bǔ)充劑可根據(jù)諸如使用條件、費(fèi)用和組合物中的其他組份等因素選擇。預(yù)期參照這里提供的信息,在行的人都能為任何一種特定的用途選擇適當(dāng)?shù)牡谝环N和第二種補(bǔ)充劑。對(duì)于彈性熱塑聚合物是由二段和三段共聚物組成的組合物來說,第二種補(bǔ)充劑最好從環(huán)烷油、白油、萜烯烴一類中選擇,而第一種補(bǔ)充劑從聚丁二烯、聚丁烯、烴樹脂、無規(guī)聚丙烯、支型聚乙烯和低分子量苯乙烯聚合物中選擇。只要滿足上述要求本發(fā)明的補(bǔ)充劑可以是許多種特定的補(bǔ)充劑或其多種配合。
本發(fā)明的補(bǔ)充劑最好選自下面一種或多種脂族烴,諸如脂族礦物油、芳族烴,諸如芳族礦物油;C1~C6非芳族聚烯烴,諸如聚丁烯;酯類化合物,諸如單體酞酸酯、二元酸酯、苯偏二酸鹽、磷酸酯和聚酯;乙二醇苯酸鹽;檸檬酸鹽;異苯二酸鹽;氯化烴;癸二酸鹽以及它們的混合物和化合物。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)谝环N補(bǔ)充劑由C1~C4聚烯烴和聚丁烯組成,而前者占大部分時(shí)可獲得具有非常推薦的性能的組合物,C4聚烯烴和聚丁二烯烴較佳,聚異乙烯更佳。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),第一種補(bǔ)充由這類聚烯烴組成,特別是第一種補(bǔ)充劑由至少約90%重量的低分子量高石臘的聚丁烯和聚異丁烯組成,可以提高密封劑的粘結(jié)性能,從而有助于提高本組合物對(duì)電接點(diǎn)進(jìn)行密封,防止腐蝕性環(huán)境作用的能力。這類材料,在Amoco化學(xué)公司以INDOPOL H-100的商標(biāo)出售,而Exxon公司以VISTANEXLM-MS的商標(biāo)出售。對(duì)于聚丁烯和聚異丁烯補(bǔ)充劑,這里所用的低分子量是指粘度平均分子量(Stoudiger法)約為8700至11700的一類材料。分子量約為8700至10000對(duì)于要求粘粘結(jié)強(qiáng)度大的應(yīng)用來說特別值得推薦。C1~C4聚烯烴最好具有約32°F或更低的澆注點(diǎn),5°F至32°F更佳。這種聚丁烯補(bǔ)充劑,Amoco公司以INDOPOL H-100的商標(biāo)出售。
根據(jù)本發(fā)明推薦的實(shí)施方案,第二種補(bǔ)充劑由礦物油組成。我們不打算受任何一種特定的理論約束,相信礦物油作為第二種補(bǔ)充劑的存在有助于該組合物的浸潤(rùn)能力。本發(fā)明的礦物油最好是100°F下SUS值約為300至600,25℃下的比重約為0.85至0.89,澆注點(diǎn)約為-25℃至0℃粘度較高的礦物油。推薦的這種材料,在Witco公司的子公司Sonneborn公司以KAYDOL的牌號(hào)出售。新澤西州林圖斯特市的MalcolmNicol&Co.Inc公司以BRITOL55T的商標(biāo)出售的礦物油也是一種推薦,用于本發(fā)明補(bǔ)充劑的礦物油。
申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充劑由第二種補(bǔ)充劑和第一種補(bǔ)充劑的混合物組成(最好占大部分)時(shí)可制得具有非常推薦的性能的組合物,尤其是這樣一種混合物,其中第二種補(bǔ)充劑為脂族烴而第一種補(bǔ)充劑為C4聚烯烴,烴最好是礦物油,C4聚烯烴最好是聚異丁烯。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充劑由這樣的混合物組成,尤其是補(bǔ)充劑至少85%重量由這樣的混合物組成,就能制出對(duì)與本組合物接觸的物體具有優(yōu)異浸潤(rùn)能力、具有優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度和優(yōu)異的內(nèi)聚強(qiáng)度的熱塑彈性體。我們不準(zhǔn)備受任何一種特定的理論約束,相信補(bǔ)充劑混合物中第二種補(bǔ)充劑礦物油的存在有助于提高組合物的浸注能力,而第一種補(bǔ)充劑聚異丁烯有助于提高粘結(jié)強(qiáng)度和內(nèi)聚強(qiáng)度。補(bǔ)充劑最好具有約20∶80至70∶80的第一種第二種聚烯烴重量比,約40∶60至60∶40更佳。對(duì)于第一種補(bǔ)充劑為潛在溶解本領(lǐng)低的補(bǔ)充劑,而第二補(bǔ)充劑為潛在溶解本領(lǐng)高的補(bǔ)充劑來說,這樣的比例也是值得推薦的。按照本發(fā)明推薦的實(shí)施方案,補(bǔ)充劑由約45%重量的礦物油和約45%重量的聚異丁烯組成。
預(yù)期所用的補(bǔ)充劑的量可以在很寬的范圍內(nèi)變化,取決于組合物的預(yù)期用途、彈性熱塑材料的性能等一類因素。但是本組合物的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是該組合物中可以摻入非常大量的補(bǔ)充劑而不會(huì)對(duì)其有利性能產(chǎn)生不利影響。因此,組合物的補(bǔ)充劑對(duì)聚合物復(fù)合材料的重量比最好為約99.5∶0.5至85∶15,約93∶7至約88∶12更佳。為了確定這一比率,復(fù)合材料重量是二段和三段有機(jī)熱塑彈性聚合物一起的重量。
3.其他組分預(yù)期本密封劑組合物可以加入能為密封劑組合物提供其他希望的性能,但又不降低上述有利性能的其他組分。
預(yù)料腐蝕抑制劑,最好是少量地加入本密封劑組合物中,以提高連接的整體性。這樣的抑制劑類型、級(jí)別和來源都很多,所有這樣的抑制劑均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。高分子量的合成磺酸鋇是一種腐蝕抑制劑,康涅狄格州羅瓦克的R.T.Vanderbilt公司以NA-SULBSN的商品名稱出售。化學(xué)吸附組份,特別是苯并三唑在PMCInc.公司以COBRATEC99的牌號(hào)出售,可少量地?fù)饺氡窘M合物中。
抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑也可以少量地加入本密封劑組合物。推薦的抗氧化劑/熱穩(wěn)定劑是羥基氫化肉桂酸鹽為主的化合物,在紐約州哈森的Ciba-GeigyCorporation公司以IRGANOX的牌號(hào)出售,在該公司的技術(shù)公報(bào)(Ciba-GeigyBulletin)“IRGANOX1010,抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑(1990)一文中有所介紹。最好用IRGANOX1010和IRGANOX1035的混合物。另一種抗氧化劑在新澤西州維恩的美國氨基氰公司(AmericanCyanamidCompany)以“CYANOX”的牌號(hào)出售。特別值是推薦的CYANOX化合物是CYANOX1790和CYANOXLTDP.
本組合物還可以含有光和熱的穩(wěn)定組分,最好少量。一種這類穩(wěn)定劑在美國氨基氰公司以“CYASORB”的牌號(hào)出售。特別推薦的CYAORB材料是CYASORBUV3346。
本組合物還可以含有少量的殺菌劑和/或抗微生物劑。這樣的材料在麻省丹佛的Morton國際特種化學(xué)品集團(tuán)公司以“VINYZENE”的牌號(hào)出售,在Calgon公司以METASOLTX-100的牌號(hào)出售。在本發(fā)明的某些推薦的實(shí)施方案中,密封劑組合物中還可加入稠化劑,例如二氧化硅,最好煙霧化二氧化硅。二氧化硅還可以用作溫度穩(wěn)定劑。這樣的材料在Cabot公司以“CAB-O-SIL”的牌號(hào)出售,它是一種進(jìn)行完全疏水化表面處理的無定形二氧化硅,例如CAB-O-SILTS-610和CAB-O-SILTS-530,在Degussa公司以“AEROSILR-974”的牌號(hào)出售。親水無定形二氧化硅在Cabot公司以CAB-O-SILM-5的牌號(hào)和售,而在Degussa公司以AEROSIL200的牌號(hào)出售。在本組合物中加主少量最好不超過約8%重量的二氧化硅往往能有利地控制密封劑的流變性,從而提高其內(nèi)聚強(qiáng)度。
本組合物可以有選擇地加入由交聯(lián)聚合物組成的聚合物復(fù)合材料,最好是無機(jī)交聯(lián)聚合物,硅基交聯(lián)聚合物更佳。這里所用的無機(jī)聚合物一詞,是指無機(jī)元素至少形成聚合物鏈骨干的一部分。在本發(fā)明推薦的硅基聚合物方面,硅原子有助于聚合物的化學(xué)隋性和環(huán)境親和性,它或者單獨(dú)存在于基干中,或與氧、碳、氮原子一齊存在于基干中。這樣,這里所用的硅基聚合物是指范圍很寬的含硅聚合物,包括聚硅烷、聚硅氧烷、聚硅烷烯、聚硅芳烯,其中推薦聚硅氧烷。硅氧烷聚合物一般補(bǔ)充稱為硅聚合物,本文會(huì)常常這樣稱謂。
本發(fā)明的硅氧烷型聚合物最好具有下述的一般結(jié)構(gòu),例如可由三聚物或四聚物的開環(huán)聚合法制得其中R1和R2是相同的或不同的,是H,OH,烷基、鏈烯基、芳基或芳基-烷基,而n是聚合度。
本發(fā)明推薦的硅基聚合物至少是部分交鏈的。交聯(lián)硅基聚合物及其先體現(xiàn)成的種類很多,所有這類聚合物都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如,交聯(lián)硅基聚合物可通過會(huì)以官能團(tuán)終止的硅氧烷聚合物鏈與多官能團(tuán)端鏈劑反應(yīng)而制得。本發(fā)明的交聯(lián)聚合物最好大部分由氫化物-和乙烯基官能化的硅聚合物之間通過白金觸媒而形成的交聚硅聚合物。
對(duì)于含有交聯(lián)無機(jī)硅基聚合物的組合物,最好是在有本發(fā)明的熱塑彈性體存在的情況交聯(lián)的硅基聚合物。這里所用的“在另一聚合物存在的情況下交聯(lián)的聚合物”一術(shù)語,是指當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)反應(yīng)物與其他聚合或其先體緊密混合的情況下進(jìn)行的化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)。交聯(lián)反應(yīng)過程中這樣的緊混合最好能形成互穿透聚合物網(wǎng)絡(luò)。
按照某些實(shí)施方案,本組合物最好含少量重量的無機(jī)交聯(lián)聚合物。本發(fā)明的密封劑最好包含約小于35%重量,最好小于25%重量的無機(jī)交聯(lián)聚合物。有機(jī)熱塑彈性體和無機(jī)交聯(lián)聚合物合在一起可占成份重量的20%以下,最好在15%重量以下,這樣的實(shí)施方案不僅從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)有利,而且具有出人意料的有益的結(jié)果。
形成本發(fā)明的聚合物復(fù)合材料的推薦的形成方法的細(xì)節(jié)在后面還有更充分的說明。
Ⅰ.接插件預(yù)料組合物的良好性能對(duì)于多種多樣的電氣接插件都是有利的,而所有含本組合物的所有類別的電氣接插件都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外,本發(fā)明還提供能消除或大大減小密封劑組合物從接插件逸出或滲出的趨勢(shì)。按這樣的實(shí)施方案的接插件可適用各種各樣的密封劑組合物,包括以前公開的和本發(fā)明公開的密封劑組合物。
本發(fā)明提供防潮、耐溫和抗噪聲的電氣接插件,用來密封地連接其中的傳輸介質(zhì)。本發(fā)明推薦的接插件包括接插件體和密封劑組合物,其中接插件體有若干端接裝置用來接納適當(dāng)?shù)夭迦虢硬寮w內(nèi)的傳輸介質(zhì)并與之電氣連接,而密封劑組合物沿接插件體的端接裝置或其附近布置。為了最大限度地加強(qiáng)接插件的密封能力,接插件體最好是實(shí)際上封閉的殼體或容器,容器最好填滿密封劑組合物。在這樣的實(shí)施方案中,容器包括入口裝置,使傳輸介質(zhì)可以進(jìn)入接插件體之中,以便與端接裝置和密封劑組合物接觸。入口裝置最好含有具有入開口的容器。
本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道,容器內(nèi)所含的許多種以前的密封劑組合物在某些條件下都有從入口裝置遷移或滲出接插件體的趨勢(shì)。本發(fā)明的密封劑組合物具有這樣的性能和特性,足以大大減少或消除這種遷移趨勢(shì),但本接插件最好包括實(shí)際上蓋著該入口孔的刮擦裝置,它允許傳輸裝置從接插件中抽出,而把密封劑保持在外殼內(nèi)。按本發(fā)明裝上刮擦裝置有利地幫助修理和更換電氣接頭。尤其是刮擦裝置能讓傳輸裝置進(jìn)出,而同時(shí)大大減少密封劑組合物甚至流動(dòng)性和遷移性較大的組合物從接插件遷移出。
本發(fā)明的刮擦裝置最好由粘結(jié)在接插件體上的彈性薄膜并蓋著入口孔。這樣的彈性膜最子還包括一個(gè)入口孔讓傳輸裝置進(jìn)入接插件體,其中的彈性膜入口孔兩邊刃之間的直徑小于,最好大大小于該傳輸介質(zhì)的橫截面。這樣,這樣的開孔的邊刃在傳輸介質(zhì)從接插件體中抽出時(shí)就能像維修時(shí)經(jīng)常要求的那樣,提供把密封劑從傳輸介質(zhì)外表面刮下來的裝置。刮擦裝置入口孔的最小直徑,最好至少為傳輸介質(zhì)最小截面直徑的0.2倍左右,為接插件體入口孔最小直徑的0.1倍更佳。
按照本發(fā)明推薦的實(shí)施方案,所用的彈性膜應(yīng)提供足夠的柔性,讓傳輸介質(zhì)很容易插入和從接插件體拔出而同時(shí)又具有足夠的剛性,以克服密封劑組合物和傳輸介質(zhì)之間的粘結(jié)力,從而與撥出過程中從傳輸介質(zhì)上把密封劑組合物刮下來。預(yù)計(jì)各種厚度和尺寸的各種各樣的材料都適用于本發(fā)明,但推薦采用厚度約為1毫米至約5毫米的聚氨酯薄膜。
另外,預(yù)料刮擦裝置入口孔的特定形狀或結(jié)構(gòu)會(huì)隨著所用密封劑的類型和特定應(yīng)用而變化。例如,入口孔可以就是彈性膜上的一條縫,星形孔或園形、方形或三角形孔。這些或其他入口孔都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
A.第一實(shí)施方案現(xiàn)參照?qǐng)D1至圖11介紹本發(fā)明第一個(gè)推薦的實(shí)施方案。這些圖顯示的一般類型的插件在LUCE的美國專利No.4705340和No.5006077中均有敘述。這兩個(gè)專利均轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人,在這里列出作參考。
現(xiàn)參照?qǐng)D1,圖中畫出的端接塊100有許多個(gè)用絕緣隔開的園筒形旋轉(zhuǎn)線端子10。端子殼10罩著一個(gè)端子,后者在圖2和圖3中整體用10A表示。頂部基本上用配對(duì)的可施轉(zhuǎn)的帽50封閉,而底部是端接塊92的端子底94。端子10A基本上呈園柱形,有一個(gè)上端絕緣隔離部分8和一個(gè)下端絕緣隔離部分6。工作時(shí),端子實(shí)際上完全為密封劑,最好是本發(fā)明的密封劑組合物填充。端子部分最好用具有良好導(dǎo)電性能的金屬?zèng)_壓而成。要求良好的導(dǎo)電性是因?yàn)閭鬏斀橘|(zhì),最好是兩根載有信號(hào)的電線90端接在端子上,信號(hào)是通過端子傳輸?shù)摹?br>
現(xiàn)參照?qǐng)D7,說明一種推薦的端子成形方法。端子由坯料2沖壓而成,有兩個(gè)頂導(dǎo)向面34和40、前向面44、前向面上的導(dǎo)角45、底面口和凹槽面48。坯料2包括導(dǎo)角45內(nèi)一個(gè)小的內(nèi)線孔18A,開孔18A過渡到以兩沖剪出的面21A為界的較小的內(nèi)導(dǎo)線接納槽20A。坯料2還包括一個(gè)粗的導(dǎo)線接納孔12A,后者過渡到由沖切面15A為界的粗的內(nèi)導(dǎo)線接納槽14A。應(yīng)變釋放槽16A處于粗線孔12A和粗線槽14A的上面和下面。坯料2包括外細(xì)線接納孔18B,過渡到以沖切面21B為界外細(xì)線接納孔20B以及孔18B和槽20B之上和之下的應(yīng)力釋放槽22B。坯料2包括外粗細(xì)接納孔12B,過渡到由沖剪面15B為界的外粗線接納槽14B。應(yīng)力釋放槽16B位于孔12B和槽14B之上和之下。
端子10A是由圖7的沖壓出來的坯料滾壓成的園柱形,園柱體如圖5所示由螺旋形雙層壁組成。正如圖5和圖7清楚顯示的,螺旋是從標(biāo)有18A的一端開始卷起的。然后螺旋繞標(biāo)18A的一端順時(shí)針方向滾壓,直至外細(xì)線接納孔18B與由細(xì)線接納孔與內(nèi)細(xì)線接納孔18A重疊,再繼續(xù)卷,直至外粗線接納孔12B與內(nèi)粗線接納孔12A重疊為止。這樣重疊后,外粗線應(yīng)力釋放槽16B亦與粗應(yīng)力釋放槽16A重疊。完全滾壓好時(shí)如圖2清楚顯示的,端子是一個(gè)園柱體,有內(nèi)、外兩壁,為沖壓金屬厚度的兩倍,粗線和細(xì)線接納孔12和18處于直徑相對(duì)的位置上。這樣,端子10A包括分別由內(nèi)細(xì)線和外細(xì)線孔18A和18B構(gòu)成的第一入口裝置和分別由粗線內(nèi)外孔12A和12B構(gòu)成的第二入口裝置。坯料2還包括下部絕緣隔離槽24和端柱帽帶留槽86A和86B。
現(xiàn)在參照?qǐng)D8~11,端接器10包括一個(gè)端柱帽50,后者與端子10A共同起作用并實(shí)際上將端接器10的頂端封住。端柱帽50由介電材料模壓而成,它包括一層外壁68和內(nèi)壁66,彼此由頂壁58相連。這樣,內(nèi)壁和外壁66,68便在它們之間圍成一個(gè)內(nèi)環(huán)形通道62。如圖11所示,端柱帽50還包括具有64A和64B兩面的旋轉(zhuǎn)突緣64,扣緊鎖塊56和細(xì)線接納通道78。如圖8所示,端柱帽50包括六角螺帽部分60、連續(xù)性測(cè)試孔52和電線入口孔54。在一般的結(jié)構(gòu)中,六角螺帽部分60的升起的、使端柱10A能多容納一此密封劑材料,以改善總體連接質(zhì)量。進(jìn)線孔54A包括粗線進(jìn)線孔部分54A和細(xì)線進(jìn)線孔54B部分,這兩部分是由表面76圍出的截頭園錐形過渡部分相連。
現(xiàn)參見圖11,可以看出,端柱帽50的內(nèi)園壁66的外園壁68圍出一個(gè)內(nèi)通道52,其尺寸確定得它們?cè)诙俗?0A頂部能被滑動(dòng)地接納。就是說,內(nèi)壁66的外徑小于端子10A的內(nèi)徑,而外壁68的內(nèi)徑則大于端子10A的外徑。當(dāng)端子10A上面接受端柱帽50時(shí),端柱帽50上的電線接納孔54對(duì)準(zhǔn)端子10A的粗線接納孔12,而與細(xì)線接納孔18相對(duì)。順時(shí)針將端柱帽轉(zhuǎn)1/4圈,端柱帽50上的電線接納孔54便對(duì)準(zhǔn)粗線接納槽14,而沿直徑相對(duì)的是細(xì)線接納槽20。完全裝配好之后,電線接納孔12和18以及端柱帽50內(nèi)的孔54分別地也共同地構(gòu)成端接器體的入口孔。
雖然端柱帽50和端子10A是可以互相旋轉(zhuǎn)的,但端柱帽50可以旋轉(zhuǎn)的角度是固定的,因?yàn)檎鐖D5和6最清楚地顯示的,端子上有旋轉(zhuǎn)上動(dòng)塊32A和32B,而端柱帽本身,則如圖11所示有旋轉(zhuǎn)上動(dòng)突緣64,后者有64A和64B兩面。當(dāng)端柱帽50從上面擰入端子10A,使得端柱帽50的進(jìn)線孔54對(duì)準(zhǔn)進(jìn)線孔12和18時(shí),突緣64的64B面便頂住端子10A的32B面,而當(dāng)端柱帽旋轉(zhuǎn)時(shí),突緣64的64A面會(huì)頂住端子10A的32A面,使之不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。于是,旋轉(zhuǎn)角等于表面32A與32B之間表面34的夾角減去突緣64的表面64A與64B之間的夾角,它就是把細(xì)線或粗線端接入絕緣上部8所需的角度。
若要端接細(xì)電線,則將細(xì)電線放入孔54,穿過54A、54B和54C三段,穿過粗線接納孔12,再穿過細(xì)線接納孔18,進(jìn)入通道78。當(dāng)端柱帽與端子相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí),通道帶著電線,通道78的側(cè)壁就會(huì)迫使導(dǎo)線進(jìn)入細(xì)線接納槽20,使得細(xì)線在三個(gè)點(diǎn)上與剪切面21A和21B發(fā)生電的和機(jī)械的接觸,因?yàn)閮?nèi)槽20A的寬度略小于細(xì)電線導(dǎo)體的直徑。細(xì)電線也轉(zhuǎn)入槽14,槽14把細(xì)電線的絕緣層卡住,槽14起應(yīng)力釋放作用。與此相反,當(dāng)粗電線放入孔54時(shí),粗線穿過粗線接納孔12,但被擋住不能進(jìn)入54B段,而停留在54C段,頂住截頭園錐面76。當(dāng)端柱帽與端子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí),粗線放入孔54內(nèi),被迫進(jìn)入粗線接納槽14,使粗線在三個(gè)點(diǎn)上與剪切面15A和15B發(fā)生電的和機(jī)械的接觸,因?yàn)橹辽賰?nèi)槽14A的寬度略小于粗電線導(dǎo)體的直徑。
按照本發(fā)明推薦的實(shí)施方案,一個(gè)或多個(gè)入口孔12,18和54是覆蓋有彈性薄膜的,膜上有窄縫或開孔。例如,如圖8A所示,入口孔54復(fù)有彈性薄膜70,膜上開有狹縫71。按照這樣的實(shí)施方案,刮擦裝置是粘貼在端子上的聚氨酯膠帶。
另一種連接一對(duì)電線的端帽塊是由美國專利No.5006077公開的,在這里列出作為參考并加以利用。一個(gè)管形的介電外殼中有一個(gè)中心接線端子,后者圍成一個(gè)環(huán)形孔穴,一個(gè)靜止的管形端子固定在孔穴內(nèi),靠近中心接線端子。一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的管形端子,放在孔穴內(nèi),同心地圍繞著靜止的端子而且總是與它電接觸的。在外殼上還裝有一個(gè)有突緣帽的管形作動(dòng)器,它裝得可以在動(dòng)作位置與非動(dòng)作位置之間旋轉(zhuǎn),以旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)端子。有一對(duì)電線接納孔穿過外殼壁的孔,穿過這兩個(gè)端子和作動(dòng)器的孔,并至少進(jìn)入中心端子孔,在非動(dòng)作狀態(tài)下全都排在一條直線上,讓電線端插入其中。端接塊在穿過外殼壁的孔上最好覆有開有狹縫的彈性薄膜。穿過作動(dòng)器突緣的探測(cè)器孔可以加深,使電線插入時(shí)密封劑能進(jìn)入其中。作動(dòng)器使可旋轉(zhuǎn)端子旋轉(zhuǎn)時(shí),端孔的槽壁刺入電線的絕緣層并咬住電線的導(dǎo)線。靜止端子包括一個(gè)接觸段,從外殼向外伸出,包括絕緣隔離槽,以便讓電線插入其中進(jìn)行端接,為了把多蕊接線電纜長(zhǎng)度固定到含有多個(gè)端子塊的外殼上,從而確定了電纜裝置。這樣兩個(gè)端子件把接線電纜的一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線接到插入端子塊內(nèi)的一根電線上。第二組電線接納孔可以用來接納準(zhǔn)備與第一根電線或與接線電纜接線器相連的第二根插入的電線端。
另一種類型的端接塊有一個(gè)單塊端子,帶若干連接段,用來連接兩根電線,連接段能穿透絕緣層型或?qū)⒔^緣層擠到一邊,因而不必剝除信號(hào)電線導(dǎo)線上的絕緣層。一個(gè)介質(zhì)外殼包括一個(gè)整體地模壓在管形端子接納罩段內(nèi)的中心端子,它們都從一個(gè)公共的基礎(chǔ)段伸出,并形成一個(gè)環(huán)形空穴,罩段裝有穿過側(cè)壁的電線接納孔并進(jìn)入空穴,與中心端子在一條直線上,從而使電線端在接線時(shí)能夠插入。然后將一個(gè)桶形端子和與此聯(lián)系的有突緣帽的管形作動(dòng)器裝配到外殼上,桶形端子包圍著空穴中的中心端子,具有把電線絕緣層擠開的開孔接觸段,它最初與外殼的電線接納孔、中心端子在一條直線上,作動(dòng)器也有異型開孔并部分地沿園周伸展,亦與外殼、中心端子和端子的電線接納孔在一條直線上。安裝時(shí)伸出外殼之上的突緣,可使作動(dòng)器和端子旋轉(zhuǎn)。作動(dòng)器突緣的探測(cè)器開孔可以是深的,外殼外壁的電線接納孔可以蓋上薄膜。接線時(shí),兩根電線的線頭均插入各自孔內(nèi),穿過開孔的接觸段,直頂?shù)酵鈿ど细髯灾箘?dòng)面,后者端子壁內(nèi)、外兩個(gè)彼此隔開的位置上把電線頭夾住,然后使作動(dòng)器旋轉(zhuǎn),從而使端子轉(zhuǎn)動(dòng),迫使線槽側(cè)棱刺破這兩根電線的絕緣層,并使之與其中的導(dǎo)線電連接。
B.第二實(shí)施方案上述第一實(shí)施方案提供了特別推薦的可以重復(fù)使用的電氣接插件,預(yù)期其他結(jié)構(gòu)的電氣接插件也可用于本密封劑組合物。例如第二個(gè)實(shí)施方案提供了一個(gè)單一用途的電氣接插件,示于圖13~15。這種類型的電氣接插件在Freudenberg的美國專利No.3410950、Koblitz等人的美國專利No.4714801以及Koblitz等人的美國專利No.5004869中均有敘述,其中的每一個(gè)專利均在此引用,并受讓予本發(fā)明的受讓人。這些接插件在AMP公司的PICABOND的商標(biāo)出售。
現(xiàn)專門參閱圖13~15,接插件由接插件110構(gòu)成,它有傳輸介質(zhì)端接裝置116。該接插件包含一個(gè)外絕緣膜114、一個(gè)開口的U型金屬端子116,后者有由端子116伸內(nèi)表面16A伸出的多個(gè)電線接納突出物118。密封材料112,最好是本發(fā)明的密封劑組合物放入接插件體110,在這個(gè)特定的實(shí)施方案中,它放在端子116上,尤其在突出物118的區(qū)域內(nèi)。接插件110還有一層內(nèi)絕緣膜層120,它伸展于密封劑112和突出物118上。膜層120最好用熱密封在端子116的兩側(cè),從而封住密封劑材料。
利用接插件110時(shí),電流或信號(hào)傳輸介質(zhì),如電線122由接插件110的相反的兩端插入,并放在突出物118的區(qū)域內(nèi)。如圖12和13所示,電線122放在內(nèi)膜層120頂上。圖14顯示夾緊后接插件110的橫截面,接插件110的夾緊需要在端子116的側(cè)壁116B施加足夠的力量,使端子變形成類似于圖14所示的位置,從而把電線122壓入突出物118的接納槽124之內(nèi)。槽124比電線122內(nèi)的導(dǎo)線直徑窄,使槽124的側(cè)棱刺破導(dǎo)線周圍的絕緣層,并與導(dǎo)線建立電連接。為方便起見,產(chǎn)生這種變形的所需的力在這里稱為法向夾緊力。本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員都會(huì)知道,這個(gè)力的大小會(huì)隨著若干因素,包括接插件的設(shè)計(jì)和尺寸而發(fā)生某些變化。接插件110夾緊的過程中,電線122被壓入突出物118的接納槽124之內(nèi)時(shí)會(huì)擠破膜層。法向夾緊力所施加的壓力結(jié)果是本發(fā)明的密封劑112發(fā)生變形,被壓迫穿過膜層120的缺口,包圍電線和突出物的連接點(diǎn),從而將電線和接插件的直接接觸區(qū)密封起來。
Ⅱ、方法考慮到這里所包含的信息,預(yù)期本發(fā)明的組合物很容易用已知的技術(shù)制造。然而,為了制出很適合用作密封劑的組合物,最好按照這里介紹的方法制備本組合物。
一般說來,本發(fā)明的方法包括提供彈性熱塑聚合物在補(bǔ)充劑中的溶液、分散體和/或乳濁液的步驟和把該溶液、分散體和乳濁液溫度提升到至少聚合物/補(bǔ)充劑混合物的開始膠化的溫度,最好至少到聚合物/補(bǔ)充劑混合物熔化溫度的步驟。本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員都會(huì)知道,這里介紹的類型的聚合物/補(bǔ)充劑混合物加熱一般會(huì)導(dǎo)致混合物流變性的物理變化。我們不打算受任何一種特定的理論束縛,據(jù)信本發(fā)明的溶液、分散體或乳濁液加熱時(shí),會(huì)使部分補(bǔ)充劑溶入聚合物中,而一部分聚合物又熔入補(bǔ)充劑之中。在組合物進(jìn)一步加熱會(huì)使補(bǔ)充劑和聚合物繼續(xù)溶解,結(jié)果稠度大大提高,本組合物相應(yīng)地失去流動(dòng)性。稠度的這種增大和流動(dòng)性的夾失是隨著組合物“膠化”而來的。本領(lǐng)域技術(shù)人員都會(huì)知道,隨著溫度由室溫升至開始膠化的溫度,本發(fā)明流動(dòng)的聚合物/補(bǔ)充劑組合物會(huì)先表現(xiàn)為稠度初始的下降,隨即如上所述稠度逐步增大。再進(jìn)上不加熱和溫度進(jìn)一步上升,稠度達(dá)到一個(gè)峰值,此后,本組合物隨著膠體變得類似液體而流動(dòng)性提高。為方便起見,這里所用“膠化溫度范圍”是指組合物稠度開始上升的溫度到稠度峰值結(jié)束之間的溫度范圍。行家都知道測(cè)定任何一種特定的聚合物/補(bǔ)充劑組合物膠化起點(diǎn)的技術(shù)。例如,膠化起點(diǎn)可以利用膠化板測(cè)定,只在其一端加熱,從而造成從板一端到另一端的溫度梯度。當(dāng)一種聚合物組合物/補(bǔ)充劑組合物澆注在該板上時(shí),在該組合物開始失去其流動(dòng)性的一點(diǎn)上的板溫,在這里稱為該組合物的起始膠化溫度。組合物重新獲得流動(dòng)性時(shí)的溫度稱為膠化結(jié)束點(diǎn)。這些用語最好只是為方便而使用的,并不起限制作用。
任何一種特定的組合物的膠化溫度范圍是許多變量的函數(shù),包括補(bǔ)充劑和聚合物的類型和數(shù)量。但是一般說來,但足夠的時(shí)間時(shí),本組合物膠化預(yù)期會(huì)在125℃左右至200℃左右的溫度下發(fā)生。給本組合物進(jìn)一步加熱時(shí),補(bǔ)充劑會(huì)進(jìn)入聚合物范疇,該組合物變成類似于液體。尤其是超過膠化終點(diǎn)再對(duì)本組合物加熱足夠時(shí)間,就會(huì)使補(bǔ)充劑的分子完全進(jìn)入聚合物分子的陣列,補(bǔ)充劑大部分變成聚合物網(wǎng)絡(luò)整體的一部分。在這樣的狀態(tài)下,我們稱該組合物是類似熔化溶液的組合物。按照某些實(shí)施方案,膠化完成點(diǎn)是通過監(jiān)視攪拌機(jī)所需的扭矩隨時(shí)間的變化,找出近似的峰值扭矩和消耗的時(shí)間來測(cè)定的。
本方法的某些實(shí)施方案最好還包括把可交聯(lián)聚合物并入熱塑彈性體/補(bǔ)充劑混合物的重要步驟。這樣一個(gè)并入步驟最好包括把該可交聯(lián)聚合物的先體并入含該熱塑彈性體的液體組合物之中,然后使該聚合物先體在有該熱塑彈性體存在的情況下發(fā)生交聯(lián)。把已交聯(lián)的聚合物先體并入該組合物的步驟預(yù)期會(huì)發(fā)生在上述加熱步驟之前、過程中或之后。但是,該聚合物先體,加入混合物最好在有機(jī)聚合物/補(bǔ)充劑開始膠化之后,達(dá)到膠化終點(diǎn)之后更佳,而在有機(jī)聚合物/補(bǔ)充劑組合物液化之后尤佳。
在熱塑彈性體存在的情況下使先體交聯(lián)的步驟可以用任何一種已知的技術(shù),而所有這樣的技術(shù)均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。對(duì)于可膠聯(lián)聚合物由可交聯(lián)硅基聚合物組成的實(shí)施方案,聚合物先體最好由第一種和第二種官能團(tuán)化的硅基聚合物組成,其中第一種聚合物是硅氫化物官能化的硅基聚合物,而第二種聚合物是乙烯基官能化的硅基聚合物。一種適用的可交聯(lián)硅基聚合物是密執(zhí)安州米芝DowCorning公司出售的SYLGARD527。在這樣的實(shí)施方案中,交聯(lián)步驟包括在加熱過程中把該第一和第二種聚合物先體加入熱塑彈性體/補(bǔ)充劑混合物。交聯(lián)步驟最好還包括在加入該聚合物先體之前之中或之后,在混合物中加入交聯(lián)觸媒劑,最好是白金交聯(lián)觸媒劑。相信這種化學(xué)交聯(lián)會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)密封劑組合物的耐熱性。
下列實(shí)例只是說明性的,但對(duì)本發(fā)明不起限制作用。
Ⅲ實(shí)例例一約92份重量(Pbw)的補(bǔ)充劑、約1份重量的第一種熱塑彈性聚合物、約4份重量的第二種熱塑彈性聚合物和約5份重量的霧化二氧化硅在常溫下加入2立升的重壁玻璃混合粘碎機(jī)中。粉碎機(jī)裝有熱源和三漿葉式攪拌推進(jìn)漿。補(bǔ)充劑是Witco公司出售的KAYDOL油,其運(yùn)動(dòng)粘度在40℃下為65~70厘沲,25℃下的比重約為0.87-0.89,按ASTM D97測(cè)得澆注點(diǎn)約為-18℃。第一種熱塑彈性體為聚(氯乙烯-乙烯-丁烯-氯乙烯)三段式共聚物,在shell發(fā)展公司以KRATON G 1651的牌號(hào)出售,氯乙烯末段和乙烯及丁烯中心段的比例約為33∶67。正如shell公司在技術(shù)公報(bào)SC102-89中描述的,在有5%濃度KRADOL油存在在300°F的情況下,KRATON G 1651的熔化稠度為42700。第二種熱塑彈性體是一種低強(qiáng)度的二段型共聚物,聚(氯乙烯-乙烯-丙烯),在shell發(fā)展公司以KRATON G 1701的牌號(hào)出售。如shell發(fā)展公司的技術(shù)公報(bào)SC1102-89介紹的,KRATON G 1701在300°F和KRADOL油5%濃度下熔化稠度為209。霧化二氯化硅是完全疏水化的,200米2/克的無定形二氧化硅在DegussA公司的AEROSILR-974牌號(hào)出售。
用三葉推進(jìn)器約750轉(zhuǎn)/分不斷攪拌下,在約80分鐘時(shí)間內(nèi)以750轉(zhuǎn)/分的速度不停地?cái)嚢?,將混合物從室溫升至約490℃,產(chǎn)生一種較均質(zhì)膠質(zhì)的組合物。再繼續(xù)攪拌80分鐘,而混合物的溫度由190℃降至160℃左右,將大約25份重量的上述的先體SYCGARD527在2分鐘內(nèi)逐漸地加入玻璃攪拌粉碎機(jī)中,將混合物溫度保持在160℃下繼續(xù)攪拌約30分鐘。
在室溫下冷卻24小時(shí),粘碎機(jī)中之物可以觀察到是半透的、均質(zhì)的充分分散的熱塑膠質(zhì)密封劑組合物,按下述測(cè)試潤(rùn)滑黃油的錐體穿透性用的ASTMD217方法測(cè)得,在74°F下稠度約為266單位(0.1毫米)。
ASTMD217是一種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)度試方法,題為“潤(rùn)滑黃油園錐穿透性標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法”為美國檢驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)(ASTM)所采用,并廣泛應(yīng)用于材料工業(yè)來測(cè)定潤(rùn)滑黃油的稠度。這個(gè)方法用來測(cè)定25℃(77°F)下密封劑樣品的錐休穿透性,把樣品轉(zhuǎn)入黃油工作杯或其他適用的容器時(shí)只受到最小的干擾。所用的儀器是一個(gè)穿透計(jì),用來測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)錐體穿透入樣品的深度(0.1毫米數(shù))。穿透計(jì)有一個(gè)可調(diào)整的平臺(tái),用來把錐體在釋放之前放在樣品表面上適當(dāng)?shù)奈恢?。所用的?biāo)準(zhǔn)錐體是用鎂制造的,有一個(gè)可按裝的硬化鋼尖,按試驗(yàn)規(guī)格,其總重為102.5±0.1克。一定量的密封劑材料和樣容器在水浴或空氣浴中加熱至25±0.5℃。材料樣品裝入容器并將其裝緊以消除氣泡。把容器中的樣品刮平并放在穿透計(jì)的平臺(tái)上。將儀器加以調(diào)整,使錐尖剛好觸及樣品表面。然后釋放錐軸,讓其下落5.0±0.1秒。從儀器的指示器上讀出穿透量。按此方法,給出的值是每個(gè)樣品三次穿透試驗(yàn)的平均值。
本例密封劑組合物的物理性能已測(cè)出并列于表1。
表1測(cè)定的性能外觀純凈半透時(shí)園錐穿透值(ASTM D217)(單位0.1毫米)26680℃下24小時(shí)滲出量0100℃下24小時(shí)滲出量0研磨適配性(ASTM D1210)(NS)880℃下24小時(shí)塌落試驗(yàn)0.05吋100℃下24小時(shí)塌落試驗(yàn)0.3吋實(shí)例2把90份重量的補(bǔ)充劑INDOPOLH-100(聚異丁烯)裝入裝有加熱源的攪拌容器中。INDOPOLH-100是Amoco公司制造的,在100°F下運(yùn)動(dòng)稠度約為196~233厘沲,在60°F下比重為0.88~0.90,用ASTMD97方法測(cè)得的澆注點(diǎn)約為20°F。補(bǔ)充劑加熱至約75°F,并攪拌15分鐘。在攪拌容器中加入0.75份重量的KRATONG1651(S-EB-S三段)和7.5份重量的KRATONG1701(S-EP二段),在約75°F溫度下繼續(xù)攪拌15分鐘,以產(chǎn)生一種分離體。然后在混合物中加入約0.5份重量的抗氧化劑和熱穩(wěn)定劑4個(gè)甲叉(3,5-二-特-丁基-4-羥基氫肉桂酸鹽)甲烷,Ciba-Geigy公司以IRGANOX1010的商標(biāo)出售。
使混合物維持375°F的溫度并繼續(xù)再攪拌120分鐘,這時(shí)在攪拌容器中加入0.05份重量的腐蝕抑制劑、約0.015份重量的殺菌劑和大約0.05份重量表面活性劑。腐蝕抑制劑是苯并三唑,PMC公司以COBRATEC99的商標(biāo)出售;殺菌劑是2-(4-噻嗪基)苯并咪唑,Calgon公司以METASOLTM的商標(biāo)供應(yīng),表面活性劑是專利品氟化酯非離子性表面活性劑,3M公司以FLUORAD FC430的商標(biāo)供應(yīng)?;旌衔镆笤诩s420°F的溫度下再連續(xù)攪拌120分鐘。然后令攪拌容器內(nèi)之物冷卻至室溫。
產(chǎn)生出一種純凈的黃色的膠狀密封劑,其性能列于表2。
表2測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈園錐穿透性(ASTM D217)(單位0.1mm)300軟化點(diǎn)(℃)90熔化流動(dòng)3秒,163℃,磅/吋(克)0.8澆注點(diǎn)(℃)200塌落試驗(yàn),80℃,24小時(shí)(吋)0.4Brookfield稠度,204℃(泊)35油保持力,80℃(%)100從本例的結(jié)果可看出的,產(chǎn)生出了具有幾種希望得到的性能的密封劑。但是,對(duì)于某些應(yīng)用來說,稠度和熔化流動(dòng)性能比要求的略低一些。
例3除了補(bǔ)充劑由90份重量的KAYDOL(礦物油),亦即一對(duì)一地用KAYDOL代替例2的INDOPOLH-100組份之外,重復(fù)實(shí)例2。KAYDOL油可從Sonneborn公司,Witco公司的子公司購得,在40°F下其運(yùn)動(dòng)稠度約為65~70,28℃下的比重約為0.87~0.89,澆注點(diǎn)約-18°F。
此外,本例的最后攪拌步驟只要求混合溫度約375℃,而例2要求在混合溫度約420°F進(jìn)行額外攪拌。
產(chǎn)生的純凈的水白色的膠質(zhì)密封劑,其性能列于表3。
表3測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈園錐穿透性(ASTMD217)單位(0.1mm)315軟化點(diǎn)(℃)95熔化流動(dòng)3秒,163℃,30磅/吋(克)1.8澆注點(diǎn)(℃)155塌落試驗(yàn),80℃,24小時(shí)(吋)0.8Brookfield稠度,204℃(米)180℃油保持力(%)100正如本例的結(jié)果中可看到的,產(chǎn)生的密封劑流動(dòng)性高,尤其是與例2的密封劑相比。但是本例的密封劑顯示出的耐塌落性差,是不希望的。
例4除了補(bǔ)充劑由45份重量左右的KAYDOL油和45份重量左右INDOPOL組成之外,重復(fù)例3。
產(chǎn)生本發(fā)明的出純凈的接近水白色的均質(zhì)的高溫起作用的膠質(zhì)密封劑,其性能列于表4。
表4測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈園錐穿透性(ASTMD217)單位(0.1mm)314軟化點(diǎn)(℃)106熔化流動(dòng)3秒,163℃,30磅/吋(克)2.3澆注點(diǎn)(℃)200204℃下的Brookfield稠度,(泊)22塌落試驗(yàn),80℃,24小時(shí)(吋)0.280℃油保持力(%)100正如從本例的結(jié)果和與例2及3比較中可以看出的,產(chǎn)生了具有意想不到的協(xié)合性能的密封劑。尤其是本例的密封劑不僅耐塌落性優(yōu)于任一前例的密封劑,更令人驚奇的是熔化流動(dòng)性和軟化點(diǎn)性能也優(yōu)于前例的密封劑。
本例的密封劑在第一個(gè)接插個(gè)實(shí)施方案所述的類型的接插件中試驗(yàn)其操作性能,該種接插件在AMP公司“QuietFront”的商品名出售。把本例的密封劑注射入30個(gè)接插件樣品中,試驗(yàn)3該密封劑的電/熱/環(huán)境絕緣能力。10個(gè)樣品每個(gè)密封的接插件均按Bellcore技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)TR-NWT-00975,根據(jù)3.41,3.42和3.43節(jié)進(jìn)行測(cè)試。全部樣品均滿足規(guī)定試驗(yàn)條件的要求。
本例的密封劑還滿足Bellcore技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3.1節(jié)規(guī)定的耐絕緣要求。10個(gè)用本例密封劑密封的接插件還進(jìn)行Bellcore參考中的3.4.4節(jié)規(guī)定的程序進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)量應(yīng)力松馳和應(yīng)力釋放。全部樣品均滿足該節(jié)的要求。這些接插件還通過Bellcore標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的振動(dòng)、彎曲和兼容性標(biāo)準(zhǔn)。
例5除了在外加的120分鐘在混合物中摻入約3.0份重量的以完全憎水化表面處理過的無定形二氧化硅為主的溫度穩(wěn)定劑之外,重復(fù)例4。該二氧化硅是從Degussa公司以AerosilR-974的商品名購得的。
產(chǎn)生了純凈的均質(zhì)的可在高溫起作用的膠體密封劑,其性能列于表5。
表5測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈園錐穿透性(ASTMD217)單位(0.1mm)292軟化點(diǎn)(℃)95熔化流動(dòng)3秒,163℃,30磅/吋(克)0.7澆注點(diǎn)(℃)待定塌落試驗(yàn),80℃,24小時(shí)(吋)0.05Brookfield稠度,204℃(米)待定80℃油保持力(%)100例6測(cè)試了例4組合物保護(hù)各種不同的電接插件防止水份侵入的能力。試驗(yàn)規(guī)程是根據(jù)Bellcore標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的浸水試驗(yàn)?,F(xiàn)在此處列出作參考。
對(duì)第一個(gè)上述類型的接插件(AMP公司以“QuietFront”的商品名稱出售)進(jìn)行了試驗(yàn)。對(duì)上述第二類接插件(AMP公司以“PICABOND”的商品名稱出售)也進(jìn)行了試驗(yàn)。對(duì)第三類接插件(AMP公司以“Tel-Splice”的商品名稱出售,在AMP的使用手冊(cè)IS6502上有說明)也進(jìn)行了試驗(yàn)。對(duì)第四類接插件(商品名稱為汽車診斷接插件(AutomotiveDiagnosticConnector),AMP公司另件號(hào)776002)也進(jìn)行了試驗(yàn)。
為了完成試驗(yàn),制備了一種含有例4的密封劑組合物的電氣接插件。含有密封劑組合物的接插件浸入5%NaCl水溶液中6&深。然后給接插件通上48伏直流,電壓加在公共的樣品導(dǎo)線和浸入浴中的一個(gè)銅電極之間。為了把短路電流限制在20毫安,在每個(gè)樣品上均串入限流電阻。過一個(gè)小時(shí)、7天和最后過14天時(shí)利用250伏直流電壓測(cè)量各接插件和水之間的絕緣電阻。對(duì)于所有的接插件,絕緣失效點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)定為1×108歐姆最小絕緣電阻(IR)。全部試驗(yàn)過程均在常溫實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行。下面列出每一種不同的接插件的浸漬試驗(yàn)結(jié)果。
含有例4密封劑組合物的診斷接插件的絕緣電阻測(cè)試結(jié)果條件初值1小時(shí)后7天后14天后試樣數(shù)12121212最小IR電阻Ω 2×10102×10104×10104×1010最大IR電阻Ω 3×10102×10104×10102×1011平均IR電阻Ω 2.2×10102×1092×10102.2×1010
<1×108Ω的樣留數(shù) 0 0 0 0結(jié)果表明,在兩周的浸漬試驗(yàn)中,任何圓筒均未出現(xiàn)漏電現(xiàn)象。全部樣的絕緣電阻都維持超過1×108Ω的絕緣電阻。
含實(shí)例4的密封劑組合物的診斷接插件絕緣電阻試驗(yàn)結(jié)果條件初值1小時(shí)后7天后14天后樣品數(shù)10101010最小IR電阻Ω 1×10101×10101×10103×1010最大IR電阻Ω 2×10103×10102×10101×1011平均IR電阻Ω 1.8×10102.3×10101.9×10106.0×1010<1×108Ω的個(gè)數(shù) 0 0 0 0Tel-Splice樣品在整個(gè)浸漬試驗(yàn)中也維持大于1×108歐姆的絕緣電阻。
含例4密封劑組合物的診斷接插件絕緣電阻測(cè)試結(jié)果條件初值1小時(shí)后7天后14天后樣品數(shù)10101010最小IR電阻Ω 1×1094×1094×10101×1010最大IR電阻Ω 6×1094×1096×10112×1011平均IR電阻Ω 3.1×1097.9×1098.8×10101.6×1011<1×108Ω的樣品數(shù) 0 0 0 0最初,全部PICABOND接插件的浸漬試驗(yàn)均失敗。預(yù)計(jì)出現(xiàn)這個(gè)的原因是例4密封劑的特定彈性。然而,例4經(jīng)適當(dāng)改變之后預(yù)期本發(fā)明范圍之內(nèi)的密封劑是能夠產(chǎn)生令人滿意的浸漬試驗(yàn)結(jié)果的。
例7測(cè)試了例4組合物可靠地保護(hù)這里第一實(shí)施方案所述類型的QuietFront型接插件免受水份侵入的能力,這種接插件在AMP公司以QuietFront的商品名稱出售。試驗(yàn)規(guī)程是以例6所述的浸水試驗(yàn)。
制備了300個(gè)含例4密封劑組合物的QuietFront接插件。如圖例4,含密封劑組合物的接插件浸入6吋深的5%NaCl水溶液中。如下面表9所示,即使經(jīng)過14天浸漬之后,仍有異常大量的回路通過本試驗(yàn)。
通過浸漬試驗(yàn)的回路數(shù)時(shí)間初始7天后14天后通過試驗(yàn)的樣品數(shù)293280259通過試驗(yàn)的樣品%97.693.386.3例8按ASTMD4048測(cè)試了例4的組合物,以預(yù)測(cè)它保護(hù)電連接免受環(huán)境侵蝕的能力。ASTMD4048測(cè)量銅帶曝露在密封劑中引起的腐蝕。利用ASTMD4048敘述的分類參數(shù),例4的組合物被分類為1B。這個(gè)分類結(jié)果表明,例4的組合物不會(huì)引起腐蝕,只引起銅帶略失去光澤,因此非常適用于電連接的應(yīng)用。
例9由約45份重量的KAYDOL油和約45份重量的INDOPOL組成的約90份重量的補(bǔ)充劑,在約室溫下加入裝有加熱源的攪拌容器。補(bǔ)充劑加熱至約75°F并攪拌約15分鐘。然后把約7.5份重量的KRATONG1701(S-EP二段)加入攪拌容器,在約75°F繼續(xù)攪拌約15分鐘。然后把約0.5份重量的抗氧化劑/熱穩(wěn)定劑(Ciba-Geigy公司以IRGANOX1010的商品名稱出售)加入混合物。
混合物維持在約375°F并有攪拌約120分鐘,這時(shí)把0.05份重量的腐蝕抑制劑、約0.015份重量殺菌劑和約0.05份重量表面活性劑加入攪拌容器。腐蝕抑制劑是PMC公司以COBRATEC99的商品名稱出售的苯并三唑,殺菌劑是Calgon公司以METASOLTK-100商標(biāo)出售的2-(4-噻嗪)苯并咪唑,表面活性劑是3M公司以FLUORADFC430商標(biāo)出售的專利產(chǎn)品氯化酯非離子表面活性劑。要求把混合物保持在約375°F的溫度下并再繼續(xù)攪拌120分鐘。然后將容器由之物冷卻至室溫。
產(chǎn)生出一種純凈、黃色膠質(zhì)密封劑,其性能列于下表10。
表10測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈圓錐穿透性(ASTMD217)單位(0.1mm)365軟化點(diǎn)(℃)室溫下可澆注熔化流動(dòng)3秒,163℃,30磅/吋(克)>3.3塌落試驗(yàn),80℃,24小時(shí)(吋)>4.580℃油保持力(%)100正如可以從本例的結(jié)果看到的,當(dāng)在組合物中只有第一種聚合物(S-EP二段)時(shí),產(chǎn)生出的密封劑組合物一般說來是不能接受的。尤其其抗塌落,熔化流動(dòng)和軟化點(diǎn)性能表明,這樣的密封劑不能保持在接插件之內(nèi)和/或在推薦工作溫度范圍內(nèi)不能適當(dāng)?shù)貙?duì)電連接進(jìn)行密封。
例10除第一種聚合物由7.5份重量的KRATONG1701和(S-EP二段)以及約0.75份重量的KRATONG1652(S-EB-S三段)組成之外,重復(fù)例9。
產(chǎn)生出一種純凈、黃色膠質(zhì)密封劑,其性能列于下表11。
表11測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈園錐穿透性(ASTMD217)單位(0.1mm)354軟化點(diǎn)(℃)室溫下可澆注熔化流動(dòng)3秒,163℃,30磅/吋(克)>73.3塌落試驗(yàn),80℃,24小時(shí)(吋)>74.580℃油保持力(%)0正如從本例的結(jié)果可以看出,甚至當(dāng)組合物中第一種聚合物由二段和三段的共聚物組分時(shí),產(chǎn)生的密封劑組合物一般的是不可接受的??顾?、抗?jié)B出、熔化流動(dòng)和軟化點(diǎn)性能尤其表明,這樣一種密封劑不能保持在接插件之內(nèi)和/或在上列推薦的溫度范圍內(nèi)不能對(duì)電連接進(jìn)行適當(dāng)?shù)拿芊狻?br>
例11在第一種聚合物(S-EP二段)之外,組合物中再加入約0.75份重量的第二種聚合物KRATONG1651(S-EB-S三段),除此之外重復(fù)例9。
產(chǎn)生出純凈的膠質(zhì)密封劑,其性能列于下表12。
表12測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈圓錐穿透性(ASTMD217)單位(0.1mm)305軟化點(diǎn)(℃)108熔化流動(dòng)3秒,163℃,30磅/吋(克)1.1塌落試驗(yàn),80℃,24小時(shí)(吋)0.180℃油保持力(%)100正如從本例的結(jié)果和與例9和例10的比較中可以看出的,產(chǎn)生出的密封劑具有意想不到的和極大改善了的性能。本例的密封劑顯示出的抗塌落能力比前兩例中任一種都高150倍左右。另外,熔化流動(dòng)性約為前面例子密封劑的3倍。
例12例4的組合物用在一種制造密封AMP公司以Tel-splice和QuietFront商品名稱出售的電氣接插件的方法。以前這些接插件會(huì)有黃油型密封劑或根本不用密封劑。
QuietFront上端子塊每塊含有6個(gè)圓筒,逐個(gè)填充例4的組合物并進(jìn)行密封。填充裝置是PAM-Model500-E熱熔擠出槍,裝有上述AMP噴咀。槍裝入50克左右的密封劑組合物。
利用30磅/吋2表壓的空氣壓力,在325°F下,扣扳機(jī)每1/4~1/2秒一次地把密封劑射入每個(gè)圓筒,直至密封劑從突緣擠出至園筒的突邊為止。填充時(shí)突緣處于關(guān)閉(已端接)位置。填充口是試驗(yàn)探測(cè)口,此時(shí)圓筒垂直,試驗(yàn)探測(cè)口向上。上下進(jìn)線口用橡皮填料封閉。讓端接塊冷卻一夜至室溫,并測(cè)量端接塊的重量增大值。測(cè)出每個(gè)園筒約1.4克,這與園筒體積預(yù)定的1.4cc基本上是一致的。
例6中介紹的耐絕緣試驗(yàn),也對(duì)已填充的端接塊完成了,初始試驗(yàn)時(shí)任何一個(gè)園筒均來發(fā)生泄漏。
同樣的填充裝置和填充條件也用于10個(gè)Tel-Splice接插件的填充。外殼的頂部件摘除,而底部件用短促的點(diǎn)發(fā)進(jìn)行填充,直至端接部件被復(fù)蓋為止。然后蓋上頂蓋部件,把密封劑組合物向前推,使之松弛地填充外殼。填充是通過進(jìn)線孔注射而完成的,直至外殼填充及目視無氣泡為止。
稱拼接頭的重量求出每個(gè)拼接頭密封劑組合物的平均重量增加值。求出每個(gè)拼接頭約0.12克,這與拼接頭的預(yù)定體積0.12cc基本上是一致的。
對(duì)填充后的拼接頭進(jìn)行了例6的耐絕緣試驗(yàn),在初始測(cè)定中任何一個(gè)拼接頭均未發(fā)生泄漏。
例13在室溫下對(duì)由有機(jī)硅氧烷聚合物基礎(chǔ)料、氫硅氧烷共聚物和氯鉑酸觸媒劑(預(yù)先混合在有機(jī)硅氫烷聚合物基礎(chǔ)料中)組成的三組份系統(tǒng)進(jìn)行緊密混合,制備出可交聯(lián)硅聚合物先體。有機(jī)硅氧烷聚合物基礎(chǔ)料基本上由分子式為RViSiOR2,R2SiO和CH3R2SiO5的個(gè)體的共聚物組成,式中R不是甲基就是苯基原子團(tuán),Vi是乙烯基原子。氫硅氧烷共聚物的平均總體分子式為HRCH3SiO(R2SiO)nSiCH3RH式中每一個(gè)R與上述相同,n的平均值以氫硅氧烷共聚物的稠度在25℃下不大于10000厘沲為條件確定??山宦?lián)硅聚合物先體由商品名為SYLGARD527的產(chǎn)品組成,并按附隨產(chǎn)品的說明書制備。這種產(chǎn)品在Nelson的美國專利中有所描述,并可由DowCorning公司購得。
在室溫下把約95份重量的補(bǔ)充劑、約5份重量熱塑彈性塑料和約1份重量抗氧化劑加入2立升厚壁玻璃攪拌破碎機(jī)。破碎機(jī)裝有加熱源和一個(gè)三葉混合螺旋漿。補(bǔ)充劑是聚J烯油,Amoco公司以INDOPOLH-100的商標(biāo)出售,100°F下的運(yùn)動(dòng)稠度約為196~233厘沲,60°F下比重約為0.88~0.90,按ASTMD97測(cè)得澆注點(diǎn)約為20°F。熱塑彈性體是聚(氯乙烯-乙烯-丁烯-氯乙烯)三段共聚物,ShellDevelep-ment公司的KRATON1651商標(biāo)出售,氯乙烯端塊對(duì)乙烯和丁烯中心塊之比約33∶67??寡趸瘎┦?個(gè)[甲叉(3,5-二-特-丁基-4-羥基氫比肉桂酸鹽)]甲烷,Ciba-Geigy公司以IRGANOX1010商標(biāo)出售。
三葉螺旋漿以約750轉(zhuǎn)/分的速度不斷的攪拌使混合物溫度在80分鐘過程中由室溫逐漸上升至約230℃,產(chǎn)生出一種比較均質(zhì)的膠質(zhì)成份。攪拌再繼續(xù)80分鐘,同時(shí)溫度由230℃左右降至160℃左右。在混合物溫度約160℃時(shí),在2分鐘過程中逐漸把10分重量的上述硅聚合物先體加入玻璃攪拌破碎機(jī)?;旌衔餃囟染S持在160℃左右,攪拌再繼續(xù)30分鐘,這時(shí)把約0.1份重量的腐蝕抑制劑和約0.05份重量的殺菌劑加入混合破碎機(jī)。腐蝕抑制劑為苯并三唑,PMC公司以COBRATEC99的商標(biāo)出售,殺菌劑為2-(4-噻唑)苯并咪唑,Calgon公司以METASOLTK-100的商標(biāo)出售。在約160℃下再繼續(xù)攪拌5分鐘,將攪拌破碎機(jī)內(nèi)之物冷卻至約室溫。
結(jié)果產(chǎn)生純凈、均質(zhì)、充分分散的熱塑密封劑膠,按下述ASTMD217潤(rùn)滑黃油圓錐穿透性試驗(yàn)方法測(cè)出稠度為296單位(0.1毫米)。
測(cè)量了密封劑的其他物理性能,并在表13的題為“例13”的一欄中列出。在表13題為“硅密封劑”一欄中還列出了目前商售的廣為應(yīng)用的硅密封劑性能。試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值表明,本發(fā)明的這種密封劑外觀、均質(zhì)性(粉磨細(xì)度)和蠕變性能均較優(yōu)越。
表13測(cè)量的性能例13數(shù)值外觀純凈純凈半透明半透明園錐穿透性(ASTMD217)單位(0.1mm)296200-300170℃下24小時(shí)滲出率0%0%
軟化點(diǎn)186°F無粉磨細(xì)度(ASTM D1210)(NS)81.5吋170℃24小時(shí)塌落試驗(yàn)0.1&0.1吋325°F和45磅/吋2下3小時(shí)流動(dòng) 8克無例14在室溫下把約91份重量的補(bǔ)充劑、約4份重量的熱塑彈性聚合物和5份重量例1中介紹的硅聚合物先體加入2立升的厚壁玻璃攪拌破碎機(jī)內(nèi)。破碎機(jī)裝有加熱源和一個(gè)三葉混合螺旋漿。補(bǔ)充劑是礦物油,MalcolmNicol公司以BRITOL55T的商標(biāo)出售,它在100°F下稠度為560SUS,比重約為0.864,澆注點(diǎn)約為10°F。熱塑彈性體為聚(氯乙烯-乙烯-丁烯-氯乙烯)三段共聚物,shell發(fā)展公司以KRATON1651的商標(biāo)出售,氯乙烯端段對(duì)乙烯和丁烯中間段的比率為33∶67。
在三葉螺旋漿以約750轉(zhuǎn)/分的速度不斷攪拌時(shí),混合物的溫度在約120分鐘過程中由室溫上升至約190℃,產(chǎn)生出較均質(zhì)的膠體組合物。再繼續(xù)攪拌30分鐘,其時(shí)混合物的溫度由190℃左右降至160℃。在約160℃下進(jìn)行攪拌的情況下,在2分鐘的過程中把5份重量的上述硅聚合物先體逐漸加入玻璃混合破碎機(jī)中?;旌衔锞S持160℃的溫度,再攪拌30分鐘,產(chǎn)生出本發(fā)明后一種密封劑組合物。對(duì)得出的組合物進(jìn)行了一系列試驗(yàn),測(cè)量其性能。試驗(yàn)結(jié)果列于下表14。
表14測(cè)量的性能數(shù)值外觀純凈圓錐穿透性(ASTMD217)酸呈半透明單位(0.1mm)170℃下24小時(shí)滲出率0粉磨細(xì)度(ASTM D1210)(NS)8170℃24小時(shí)塌落試驗(yàn)0.05吋軟化點(diǎn)260°F例15在室溫下用14號(hào)皮下注射器把例2的密封劑注入圖12~14所示類型的打開的電接插件內(nèi)。按已知方法標(biāo)出把接插件夾緊產(chǎn)生電連接。夾緊時(shí)可以看到,密封劑發(fā)生變形,沿連接處擴(kuò)展開來,并從端接器的一端擠出,以此對(duì)電接點(diǎn)有效地進(jìn)行密封。出人意料地看到在夾緊的過程中及其后面圖形的密封劑粘附在導(dǎo)線和電線上,夾緊工具把密封劑從接插件壓出的很小或沒有。另外還看到,在其彎曲過程中,密封劑與電線保持接觸,從而有效地維持密封的完整性。
權(quán)利要求
1.一種用來密封地連接傳輸介質(zhì)(90,122)的耐濕和耐熱的電氣接插件,該種接插件有一個(gè)接插件體(10,50,110),后者有一個(gè)接納并與傳輸介質(zhì)電連接的端子(10A,116)并包括一種類膠體的密封劑組合物,該組合物在接插件體(10,50;110)內(nèi)沿端子(10A,116)或在其附近布置,密封劑組合物物破壞時(shí)的逾限彈性至少約為200%,其特征在于該類膠體物質(zhì)具有至少約5克的粘結(jié)強(qiáng)度和用抽出重量法測(cè)得的內(nèi)聚強(qiáng)度不大于約0.05,類膠體物質(zhì)包含有i)按重量計(jì)小部分的約室溫下具有彈性而超過室溫左右呈熱塑性的聚合物,和ii)按重量計(jì)大部分的該聚合物用的補(bǔ)充劑。
2.權(quán)利要求項(xiàng)1所述的接插件,其特征還在于該補(bǔ)充劑由以下兩類補(bǔ)充劑組成(a)從由環(huán)烷油、白油、萜烯烴及它們的化合組成的一類物質(zhì)選出的第二類補(bǔ)充劑和(b)從聚丁二烯、聚丁烯、烴樹脂、無規(guī)聚丙烯、支型聚乙烯和低分子量氯乙烯聚合物組成的一類物質(zhì)中選出的第一類補(bǔ)充劑。
3.權(quán)項(xiàng)1或2所述的接插件,其特征還在于該第一類補(bǔ)充劑主要是聚丁烯油,而第二類補(bǔ)充劑主要是礦物油,第一類補(bǔ)充劑對(duì)第二類補(bǔ)充劑的重量比約為60∶40到40∶60。
4.權(quán)項(xiàng)1至3中任一項(xiàng)所述的接插件,其特征還在于該聚合物是有機(jī)聚合物和已交聯(lián)硅基聚合物的混合物,它們一起構(gòu)成該組合物的35%重量以下。
5.權(quán)項(xiàng)4所述的接插件,其特征還在于該有機(jī)聚合物包含二段共聚物和三段共聚物,二段共聚物三段共聚物的重量比由約5∶1至約20∶1。
6.權(quán)項(xiàng)4和5中任一項(xiàng)所述的接插件,其特征還在于該有機(jī)聚合物是由下列兩者組成的分段共聚物(ⅰ)由非芳香族聚烯烴、聚醚、聚酯及其化合物組成的一類物質(zhì)中選出的彈性段和(ⅱ)由聚(鏈烯基基砷)、聚氨酯及其化合物組成的一類物質(zhì)中選出的非彈性段。
7.權(quán)項(xiàng)6所述的接插件,其特征還在于該彈性段是C1-C6非芳香族聚烯烴,而該非彈性段是聚氯乙烯。
8.權(quán)項(xiàng)4至7中的任一項(xiàng)所述的接插件,其特征還在于該硅基聚合物是聚硅氧烷,而該硅基聚合物對(duì)該有機(jī)聚合物的重量比是由約8∶1至約1∶2。
9.權(quán)項(xiàng)1至8中任一項(xiàng)所述的接插件,其特征還在于該硅基聚合物是在有該有機(jī)聚合物存在的情況下交聯(lián)的,而該硅基聚合物的交聯(lián)度為約5%至約95%。
10.權(quán)項(xiàng)1至9中任一項(xiàng)所述的接插件,其特征還在于該接插件體(10,50)是由基本上封閉的容器組成,后者有入口裝置(54),讓傳輸介質(zhì)(90)的一端進(jìn)入接插件體(10,50),對(duì)該端子(10A)作了適當(dāng)改變,使之在該傳輸介質(zhì)(90)一端在進(jìn)入接插件體(10,50)時(shí)動(dòng)作,使之與傳輸介質(zhì)電連接,而該密封劑組合物基本上填滿該接插件體。
全文摘要
一種耐濕耐溫的電氣接插件,其接插件體10,含有一個(gè)端子10A,用來密封地與傳輸介質(zhì)90連接,接插件含有密封劑組合物。密封劑組合物由彈性熱塑聚合物及其補(bǔ)充劑組成。彈性熱塑聚合物最好是由二段和三段共聚物組成的有機(jī)聚合物。該組合物也可以包括一種已交聯(lián)的聚合物,它最好是在有彈性熱塑聚合物存在的情況下進(jìn)行交聯(lián)的,而且最好是硅基交聯(lián)聚合物。補(bǔ)充劑最好是第一種低熔解力的補(bǔ)充劑和第二高熔解力的補(bǔ)充劑的混合物,可以是礦物油和聚異丁烯的混合物。
文檔編號(hào)H01B7/29GK1069834SQ9210958
公開日1993年3月10日 申請(qǐng)日期1992年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月23日
發(fā)明者F·F·科布里茨, T·J·林奇, R·C·梅靈格 申請(qǐng)人:Amp公司