DE69232192T2

DE69232192T2 - Wasserdichte elektrische Verbinder

Info

Publication number: DE69232192T2
Application number: DE69232192T
Authority: DE
Inventors: Francis Frederick Koblitz; Thomas John Lynch; Ricky Charles Mellinger
Original assignee: Whitaker LLC
Current assignee: Whitaker LLC
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2012-08-21
Also published as: EP0708454A2; US5691399A; NZ243569A; AU2103692A; KR100241526B1; EP0708454A3; DE69214903D1; EP0708454B1; KR940004888A; DE69214903T2; DE69232192D1; BR9203267A; EP0529957A1; EP0529957B1; CA2075309A1; CN1036168C; AU659470B2; AU1644495A; US5741843A; US5360350A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbinder, die Polymere enthaltende Zusammensetzungen oder Massen als funktionelle Komponenten enthalten.
In der europäischen Patentanmeldung 92 307 630.1, aus der die vorliegende Anmeldung abgeteilt worden ist, ist ein gegen Feuchtigkeit und Temperatur widerstandsfähiger elektrischer Verbinder zum abdichtenden Verbinden von Übertragungseinrichtungen beschrieben und beansprucht, wobei der Verbinder von der Art ist die einen Verbinderkörper mit einem Anschluß zur Aufnahme und zur elektrischen Verbindung mit der Übertragungseinrichtung hat und eine gelartige Dichtungsmasse aufweist, die längs oder benachbart zu dem Anschluß innerhalb des Verbinderkörpers angeordnet ist, wobei die gelartige Dichtungsmasse bei Trennung ein elastisches Gedächtnis von wenigstens etwa 200% hat, dadurch gekennzeichnet, daß
- das gelartige Material eine Haftfestigkeit von wenigstens etwa 5 g und eine Trennfestigkeit nicht größer als etwa 0,05 g hat, gemessen durch Trenngewicht, und aufweist:
- (i) einen kleineren Gewichtsanteil von organischem Polymer mit elastomeren Eigenschaften bei etwa Raumtemperatur und thermoplastischen Eigenschaften oberhalb etwa Raumtemperatur;
- (ii) einen größeren Gewichtsanteil eines Extenders für das Polymer; und
- (iii) ein vernetztes Polymer auf Siliziumbasis, wobei das Polymer auf Siliziumbasis in der Gegenwart des organischen Polymers vernetzt ist, wobei das organische Polymer und das Polymer auf Siliziumbasis zusammen weniger als etwa 35 Gewichtsprozent der Masse aufweisen.
Qualität und Dauerhaftigkeit sind wichtige Faktoren bei der Konstruktion von Systemen zur Bildung von elektrischen Verbindungen, insbesondere solcher Systeme, die in der Telekommunikations- und der Automobilindustie verwendet werden. Ein Kriterium, das die Qualität solcher Verbindungen beeinflußt, ist das Ausmaß von wirksamer elektrischer Isolierung, die die Verbindung umgibt. Ein anderes wichtiges Kriterium ist das Aufrechterhalten der Verbindung in einer feuchtigkeitsfreien Umgebung. Das Eindringen von Wasser an der Verbindungsstelle ist in mehrererlei Hinsicht schädlich. Zum Beispiel werden "Rauschen", "Aufladung" und "Kreuzkopplung", die häufig Telekommunikationssysteme belasten, manchmal durch ein Lecken von Signalen aufgrund von Feuchtigkeit an der Verbindungsstelle verursacht. Das Eindringen von Wasser hat auch den offensichtlichen Nachteil, die Korrosion zu fördern und damit negativ auf die Dauerhaftigkeit der Verbindung einzuwirken.
Es ist auch erwünscht, daß elektrische Verbindungen die Fähigkeit besitzen, in einer feuchtigkeitsfreien, nicht-korrosiven Umgebung zu verbleiben, wenn sie von außen aufgebrachten Stößen, Vibrationen und Temperaturbeanspruchungen unterworfen werden.
Während eine Widerstandsfähigkeit gegen Rauschen, eine Dauerhaftigkeit und eine Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit im Angesicht von Veränderungen in der Umgebung und anderer Beanspruchungen in nahezu allen elektrischen Verbindungsvorrichtungen erwünscht sind, gibt es auch viele kommerzielle und militärische Anwendungen, die erfordern, daß elektrische Verbindungen im Einsatzgebiet repariert und/oder modifiziert werden. Es ist hoch erwünscht, daß eine solche Reparatur und/oder Modifikation in der kürzesten Zeitdauer, in einer ökonomisch wirksamen Weise und mit einem Minimum von Unbequemlichkeit für die Handwerker oder Techniker im Einsatzgebiet bewerkstelligt werden kann. In der Tat sind solche Charakteristiken auch vom Standpunkt der ursprünglichen Herstellung der elektrischen Verbindungsvorrichtung hoch erwünscht.
Trotzdem besitzen viele Vorrichtungen nach dem Stand der Technik und die darin verwendeten Dichtungsmassen den Nachteil, zeitaufwendig und unbequem herzustellen und zu reparieren zu sein. Zum Beispiel ist US-A-3 897 129 auf eine Vorrichtung zum Schützen elektrischer Kontakte durch Abdecken der Kontakte mit einem mit Fett gefüllten Behälter gerichtet. Wenn eine Reparatur oder ein Ersatz der Verbindung einen erneuten Zugang zu dem abgedichteten Kontakt erfordert, wird der Behälter von dem Kontakt entfernt. Nachteiligerweise bleibt jedoch der Kontakt mit Fett beschichtet. Dieses Fett muß entfernt werden, bevor die Reparatur und/oder Modifikation durchgeführt werden kann, eine unerwünscht schmutzige und zeitraubende Aufgabe. Ferner muß der Behälter wieder mit Fett gefüllt werden, bevor die Reparaturarbeit beendet werden kann.
Es ist auch bekannt, elektrische Kontakte innerhalb eines Behälters mittels einer zweiteiligen flüssigen Zusammensetzung einzukapseln. Wenn sie miteinander vermischt werden, reagieren die beiden Komponenten langsam, um ein hartes, relativ unflexibles Material zu erzeugen. Bevor die Bestandteile aushärten, wird die Mischung in den Behälter gegossen, wo sie in situ aushärtet, um einen harten starren Kunststoff zu bilden. US-A-4 375 521 und US-A-4 102 716 offenbaren solche Vorrichtungen. Die mit diesen Vorrichtungen erforderliche Prozedur beinhaltet jedoch das offensichtlich unerwünschte Erfordernis, daß die Zusammensetzung unter den Bedingungen zubereitet wird, die an der Einsatzstelle bestehen, wodurch die Qualität der Reparatur und/oder Modifikation verzögert und beeinträchtigt wird. Ferner sind die physikalischen Eigenschaften des ausgehärteten Materials derart, daß ein Zugang zu dem eigentlichen Kontakt verhindert ist. Zusätzlich wird die chemische Aushärt-reaktion durch die Umgebungstemperatur gesteuert und geht bei niedriger Temperatur langsam oder unvollständig vor sich und ist unerwünscht schnell bei hohen Temperaturen.
Die Anmelder haben festgestellt, daß im Stand der Technik ein Bedarf besteht, Vorrichtungen und Zusammensetzungen zu schaffen, die die oben beschriebenen Nachteile überwinden, während die strengen Anforderungen an Widerstandsfähigkeit gegenüber Rauschen, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen sowie Güte in bezug auf das Umgebungsverhalten und Stabilität aufrechterhalten werden. Die Anmelder haben neue Polymere enthaltende Verbindungen entwickelt, die den lange geforderten Bedarf für Materialien befriedigen, die diese Kombination von erwünschten Eigenschaften besitzen.
Es ist bekannt, daß gewisse organische Polymere einzigartige Kombinationen von Eigenschaften aufweisen. Unter diesen gibt es Block-Copolymere, die aus Polymerketten zusammengesetzt sind, die wenigstens zwei unterschiedliche Arten von polymeren Einheiten aufweisen, in denen Sequenzen (Blöcke) einer Art von polymerer Einheit mit Sequenzen einer anderen Art abwechseln. Wenn sie mit der geeigneten polymeren Architektur kombiniert werden, bieten die daraus resultierenden polymeren Materialien Eigenschaften, die gegenüber jeder einzelnen, sich wiederholenden Komponente unterschiedlich und überlegen sind. Zum Beispiel ist es bekannt, daß gewisse Anforderungsprofile, wie Wärmewiderstandsfähigkeit, Thermoplastizität und elastomere Eigenschaften, die einzeln oder in Kombination mit Homopolymeren oder sogar mit zufälligen Copolymeren nicht erreicht werden können, mit solchen Block-Copolymeren oder Kombinationen derselben erreichbar sind.
US-A-3 265 765 beschreibt thermoplastische Elastomere, die Block-Copolymere der Konfiguration A - B - A aufweisen. Jeder Block A ist eine glasartige oder harzartige nicht elastomere thermoplastische Polymersequenz, und jeder Block B ist ein elastomerer Polymerblock eines konjugierten Diens, das eine Glasübergangstemperatur beträchtlich unterhalb der Glasübergangstemperatur des Blocks A hat.
US-A-4 942 270 - Gamarra - soll auf die Schaffung von gegen Hitze widerstandsfähigen Gelen ohne die Notwendigkeit der Verwendung von Elektronenstrahl-Strahlung gerichtet sein. Die Zusammensetzungen von Gamarrra sind Poly-(Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol)-Tri-Block- Copolymer-Öl-Massen. Diese Massen enthalten etwa 2 bis etwa 30 Gewichtsteile eines Tri- Block-Copolymers und etwa 70 bis etwa 98 Gewichtsteile eines Plastifizierungsmittels (Weichmasser). Polybuten-Öl und paraffinische/naphthenische Öle oder Mischungen dieser Öle sind als Beispiele für den Weichmacher offenbart.
Die Zubereitung der Gamarra-Massen erfordert ein Mischen in der Schmelze unter hohen Temperaturen oder ein Mischen unter hoher Scherbeanspruchung bei niedrigeren Temperaturen. Die Notwendigkeit des Mischens unter hoher Temperatur/hoher Scherbeanspruchung der Gamarra-Massen ist ein offensichtlicher Nachteil bei der Zubereitung dieser Verbindungen. Ein anderer wesentlicher Nachteil der Gamarra-Massen besteht darin, daß diese Massen als nicht schmelzbar beschrieben sind. Das heißt, diese Massen werden sich in irgendeiner Art zersetzen, auflösen oder zusammenbrechen, bevor sie eine Temperatur erreichen, bei der die Masse schmilzt und gießfähig wird. Dies ist ein Nachteil bei der Herstellung abgedichteter elektrischer Verbinder wegen der begrenzten Flexibilität des Vorgangs. Ferner würde die Reparatur oder der Ersatz von abgedichteten elektrischen Verbindern, die solche Massen enthalten, auch durch solche Eigenschaften beeinträchtigt.
Das Shell Chemical Company Technical Bulletin SC: 759-85 bietet technische Informationen für KRATON G 1701, ein Di-Block-Copolymer. Dieses Bulletin zeigt, daß KRATON G 1701 mit KRATON G 1652 kompatibel ist, ein Tri-Block-Copolymer, und das Mischungen dieser beiden Polymere hergestellt werden können, um Dichtungsmassen mit geringerer Kohäsionsfestigkeit als KRATON G 1652 allein zu schaffen. Die Verwendung solcher Materialien in elektrischen Verbindern wird nicht vorgeschlagen, auch wird nicht ein Mittel vorgeschlagen, um dauerhafte, nicht flüchtige Verbindungen zu schaffen.
Die Verwendung von KRATON G Gummis in klaren Dichtungsmassen wird in einem Shell Chemical Company Technical Bulletin vom Juli 1987 unter dem Titel "KRATON G Rubbers in Clear Sealants" dargestellt. Dieser Bericht zeigt, daß Di-Block-Copolymere, wie KRATON G 1701x ein Mittel bieten, die Adhäsions- und die Kohäsionsfestigkeit einer Dichtungsmasse nach Maß einzustellen. Das Di-Block-Copolymer KRATON G 1701x soll auch einzigartige thixotrope Eigenschaften für Dichtungsmassen bieten. Die in diesem Bulletin offenbarten Dichtungsmassen sind dazu bestimmt, beim Abdichten von Materialien, wie beispielsweise Glas, Metall oder Holz, gegenüber den Einwirkungen der Umwelt verwendet zu werden. Diese klären Dichtungsmassen sollen an einer Vielzahl von Substraten haften und können, falls gewünscht, aufgestrichen werden, nachdem die Lösungsmittelkomponenten verdampft sind. Mittel zum Schaffen von 100-prozentig nicht flüchtigen Verbindungen sind nicht offenbart, wobei solche Verbindungen aber für das Abdichten von elektrischen Verbindern wesentlich sind.
Die Verwendung von thermoplastischen KRATON-Gummis in Ölgelen ist in Shell Chemical Company Technical Bulletin SC: 1102-89 vom April 1989 unter dem Titel "KRATON Thermoplastic Rubbers in Oil Gels" dargestellt. Dieses Bulletin bietet Informationen über die physikalischen Eigenschaften von KRATON G 1651 und KRATON 1701x. Das Bulletin zeigt, daß die KRATON G Gummiverbindungen in einer Mischung mit Polyethylen-Wachs und Verarbeitungsöl (Weichmacheröl) verwendet werden können, um als wasserdichtes Abdichtungsmittel für Telekommunikationskabel benutzt zu werden. Die Notwendigkeit für Temperaturwiderstandsfähigkeit, Isolationswiderstand und andere Eigenschaften, die für abgedichtete elektrische Verbinder erforderlich sind, sind nicht diskutiert.
Die vorliegende Erfindung besteht in einem elektrischen Verbinder, wie er in Anspruch 1 definiert ist.
Die Anmelder haben gefunden, daß die Nachteile des Standes der Technik durch Dichtungsmassen überwunden werden können, die eine unübliche und schwer zu erreichende Kombination von Eigenschaften aufweisen. Insbesondere haben die Anmelder elastomere Verbindungen entwickelt, die sowohl gegen ein Setzen als auch gegenüber einem Austrieb widerstandsfähig sind, während sie auch über einen mäßig erhöhten Temperaturbereich fließfähig sind. Der Begriff "fließfähig" wird verwendet, um sich auf die Extrudierbarkeit, die Spritzbarkeit oder die Gießbarkeit der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zu beziehen. Der Begriff "mäßig erhöhter Temperaturbereich" wird hier verwendet, um sich auf den Bereich von Temperaturen zu beziehen, die sich etwa von dem Schmelz- oder Erweichungspunkt der Verbindungen nach oben bis zu etwa 200ºC erstrecken. Es ist festzuhalten, daß die vorliegenden Verbindungen vorzugsweise gleichzeitig gegen Setzen und Austrieb widerstandsfähig und über diesen mäßig erhöhten Temperaturbereich fließfähig sind. Die Anmelder haben festgestellt, daß eine solche Kombination von Merkmalen vom Standpunkt sowohl der Herstellungstechniken als auch der Betriebswirksamkeit sehr vorteilhaft ist. Die Fähigkeit der vorliegenden Dichtungsmassen, einem Setzen und einem Austrieb am oberen Ende dieses Betriebstemperaturbereichs zu widerstehen, hat ersichtliche Vorteile bei Verbindungsvorrichtungen, die für einen Betrieb bei erhöhten Temperaturen geeignet sind, wie es oft bei Automobilanwendungen erforderlich ist. Es ist jedoch durchaus unerwartet, daß eine solche Eigenschaft in der Lage ist, in einem Dichtungsmittel gleichzeitig zu existieren, das auch den Verarbeitungsvorteil hat, bei solchen mäßig erhöhten Temperaturen fließfähig zu sein. Die Anmelder haben dieses überraschende Ergebnis durch das Schaffen von Verbindungen erzielt, die eine sorgfältig ausgewählte, synergistische Kombination von Bestandteilen haben.
Wegen der einzigartigen Kombination der oben beschriebenen Eigenschaften sind die vorliegenden Verbindungen besonders gut geeignet für die Reparatur von elektrischen Verbindern und Verbindergehäusen im Einsatzgebiet. Die Widerstandsfähigkeit der Verbindungen gegenüber Setzen und Austrieb bedeutet, daß die Verbindungen selbst am oberen Ende des Betriebstemperaturbereichs in dem Verbinder verbleiben. Überraschenderweise und trotz der ausgezeichneten Widerstandsfähigkeit gegen Setzen und Austrieb der vorliegenden Massen bei mäßig erhöhten Temperaturen, sind die vorliegenden Massen bei solchen Temperaturen jedoch fließfähig. Diese Eigenschaften gestatten es in vorteilhafter Weise z. B., die Massen durch eine Spritze oder eine ähnliche Vorrichtung in abgedichtete Verbinder durch die Drahteintritts- oder -austrittslöcher der Verbinder zu injizieren. Die Spritzfähigkeit der vorliegenden Massen beseitigt die Notwendigkeit, einen Verbinder zu öffnen, um neues Material hinzuzufügen, wie es bei vielen Dichtungsmassen nach dem Stand der Technik erforderlich ist.
Die bevorzugten Verbindungen haben auch eine Fähigkeit, elektrische Kontakte und Verbindergehäuse zu verbinden, abzudichten und zu isolieren, während sie gleichzeitig eine hoch erwünschte Ausgewogenheit von Kohäsionsfestigkeit und Adhäsionsfestigkeit haben. Elektrische Verbinder, die solche Materialien enthalten, bieten die Möglichkeit, sowohl wirksam als auch wieder verwendbar zu sein.
Die Anmelder haben festgestellt, daß die Adhäsionsfestigkeit der bevorzugten Massen eine starke, gegen Temperatur und Wasser widerstandsfähige Abdichtung bietet, während deren Kohäsionsfestigkeit sicherstellt, daß die Masse in dem Verbinder bleibt, wenn angeschlossene Drähte oder Testmuster entfernt werden. Ferner haben das wesentliche elastische Gedächtnis und die Selbstbindung der bevorzugten Massen zur Folge, daß im wesentlichen keine Hohlräume in einer Masse der Zusammensetzung verbleiben, wenn der Draht oder das Testmuster entfernt wird. Somit haben die Anmelder Massen und Verbinder entwickelt, die die Probleme und Nachteile eliminieren oder wesentlich vermindern, die mit den oben genannten Materialien und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik verbunden sind.
Die vorliegenden Verbindungen weisen einen kleineren Gewichtsanteil von elastomerem thermoplastischem Polymer und einen größeren Gewichtsanteil eines Extenders für das Polymer auf.
Ein wesentlicher Aspekt gewisser Ausführungsbeispiele der vorliegenden Massen besteht in dem besonderen verwendeten Extender. Insbesondere ist es stark bevorzugt, daß der Extender einen primären Extender für das elastomere thermoplastische Polymer und einen sekundären Extender für das elastomere thermoplastische Polymer aufweist. Es ist besonders bevorzugt, daß der primäre Extender einen latenten Extender mit geringem Lösungsvermögen aufweist und daß der sekundäre Extender einen latenten Extender mit hohem Lösungsvermögen aufweist. Diese Begriffen beziehen sich auf die relative Fähigkeit der Extender, das Polymer in gewissen nützlichen Temperaturbereichen anschwellen zu lassen, zu plastifizieren und aufzulösen.
Ein anderer wichtiger Aspekt gewisser Ausführungsbeispiele der vorliegenden Verbindungen besteht in dem besonderen verwendeten thermoplastischen Elastomer. Vorzugsweise weist das elastomere thermoplastische Polymer eine molekulare Zusammensetzung von primären und sekundären elastomeren thermoplastischen Polymeren auf. Für Zwecke der Bequemlichkeit werden die primären elastomeren thermoplastischen Polymere der vorliegenden Verbindungen manchmal hier als "primäre Polymere" bezeichnet, und die sekundären thermoplastischen Polymere werden manchmal hier als "sekundäre Polymere" bezeichnet. So wie die Begriffe hier verwendet werden, werden "primäres Polymer" und "sekundäres Polymer" in einem relativen Sinn verwendet. Das heißt, diese Begriffe werden verwendet, um polymere Materialien zu identifizieren, die große Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften haben, und insbesondere polymere Materialien, die große Unterschiede in den Schmelzviskositätseigenschaften haben. Insbesondere wird der Begriff "sekundäres Polymer" verwendet, um diejenigen Polymere zu identifizieren, die wenigstens zu dem wesentlichen elastischen Gedächtnis beitragen, wobei angenommen wird, daß dies aufgrund ihrer hohen Schmelzviskosität der Fall ist, wenn sie durch die Extender plastifiziert werden. Es ist zu verstehen, daß die Schmelzviskosität direkt abhängig von der und bezogen ist auf etwa die relativ dritte Kraft des polymeren Molekulargewichts, welches, so wird angenommen, auch das elastische Gedächtnis kritisch bestimmt. "Elastisches Gedächtnis" bezeichnet die Eigenschaft eines Artefakts, in seine ursprüngliche Gestalt zurückzukehren, nachdem eine Verformungsbeanspruchung aufgehoben wird. Das Molekulargewicht und das elastische Gedächtnis der Polymere werden vorzugsweise charakterisiert durch Messen ihrer Schmelzviskosität bei einer Konzentration von S Gewichtsprozent in einem Extender, KAYDOL-Öl bei 149ºC (300ºF). Durch diese Charakterisierung haben die "sekundären Polymere" Schmelzviskositäten wenigstens 50mal größer als die gleiche Eigenschaft des primären Polymers. Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele ist diese Viskosität des sekundären Polymers wenigstens 100mal und noch mehr vorzugsweise 200mal größer als die Viskosität des primären Polymers.
Die primären Polymere der vorliegenden Verbindungen tragen vorzugsweise zu wenigstens den folgenden wünschenswerten Eigenschaften der Polymerverbindung bei: thermische Isolierung; elektrische Isolierung; Kohäsionsfestigkeit; Adhäsionsfestigkeit; Schmierfähigkeit; Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturüberschreitungen und die Fähigkeit, einem Setzen oder einem Austreiben zu widerstehen, während die Fließfähigkeit bei mäßig erhöhten Temperaturen beibehalten wird. Die sekundären Polymere der vorliegenden Verbindung tragen vorzugsweise zu wenigstens dem wesentlichen elastischen Gedächtnis der Polymerverbindung bei. Obwohl in Betracht gezogen wird, daß das primäre Polymer ein Di-Block- und/oder ein Tri-Block-Copolymer aufweist, besteht bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das primäre Polymer aus einem Di-Block-Copolymer und das sekundäre Polymer besteht aus einem Tri-Block-Copolymer.
Die relativen Anteile des Polymers und des Extenders werden vorzugsweise so gewählt, daß sie der Zusammensetzung ein wesentliches elastisches Gedächtnis unter Umgebungs- und mäßig erhöhten Temperaturen verleihen. Gemäß anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen besitzen die Verbindungen auch: einen hohen Grad von Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen und das Durchdringen von wässrigen Medien; Schmelzverarbeitbarkeit; im wesentlichen keine Schichtbildung und/oder Komponententrennung während Temperaturschwankungen; eine Fähigkeit, sich mit festen Gegenständen zu verbinden, die in die Masse eingesetzt werden; hohe Kohäsionsfestigkeit; hohe Adhäsisionsfestigkeit gegenüber benachbarten Verbindergliedern; hohe elektrische und thermische Widerstandsfähigkeit; hohe Beanspruchungsentlastung; hohe Material-Inaktivität; Schmierfähigkeit und Korrosionsschutz für zugehörige Verbinderglieder.
Die Anteile der Komponenten der Masse können modifiziert werden, so daß die Massen als Primer oder Grundierung zum Behandeln der Innenseite eines elektrischen Verbinders verwendet werden können.
Die Anmelder haben auch vorteilhafte Verfahren zum Herstellen der vorliegenden Abdichtungsmassen entwickelt. Die vorliegenden Verfahren erfordern vorzugsweise ein Mischen des organischen elastomeren thermoplastischen Polymers und des Extenders unter leicht erreichten Zeit- und Temperaturbedingungen, die ausreichend sind, eine wenigstens teilweise gelartige organische Polymer-Extender-Zusammensetzung zu erzeugen, wie es durch einen wesentlichen Anstieg in der Viskosität der Mischung augenscheinlich ist. Die vorliegenden Verfahren bieten wesentliche Vorteile gegenüber den Verfahren, die erforderlich waren, um Zusammensetzungen nach dem Stand der Technik herzustellen. Zum Beispiel ist der Energiebetrag, der erforderlich ist, um Dichtungsmassen gemäß den vorliegenden Verfahren herzustellen, klein in bezug auf Verfahren nach dem Stand der Technik. Dies beruht wenigstens zum Teil auf der Ausschaltung des Erfordernisses für ein langdauerndes Mischen unter Scherbeanspruchung und/oder für eine Verarbeitung unter extrem erhöhten Temperaturen, wie es bei früheren Verfahren erforderlich war.
Eine vorteilhafte Kombination von Eigenschaften wird durch Zusammensetzungen erreicht, in denen ein Vorläufer der Polymerzusammensetzung ein Polymer auf der Basis von Silizium aufweist und noch mehr bevorzugt ein vernetzbares oder vernetztes Polymer auf Siliziumbasis. Die Anmelder haben gefunden, daß Zusammensetzungen gemäß diesem Aspekt der Erfindung eine außergewöhnliche Fähigkeit haben, Temperaturschwankungen von -30º bis +80ºC zu widerstehen und ein Austreiben oder eine Ausscheidung des Extenders zu verhindern, selbst bei hohen Temperaturen (bis +80ºC) und selbst mit Extenderkonzentrationen von bis zu etwa 97 Gewichtsprozent der Zusammensetzung.
Die Anmelder haben auch vorteilhafte Verfahren zum Herstellen von Zusammensetzungen entwickelt, in denen das Vorläufer-Polymer das bevorzugte vernetzbare Polymer auf Siliziumbasis ist. Die vorliegenden Verfahren erfordern vorzugsweise zunächst ein Mischen des organischen elastomeren thermoplastischen Polymers und des Extenders unter Zeit- und Temperaturbedingungen, die ausreichend sind, um eine wenigstens teilweise gelierte organische Polymer/Extender-Zusammensetzung zu erzeugen, wie es durch einen wesentlichen Anstieg in der Viskosität der Mischung augenscheinlich ist. Das Polymer auf Siliziumbasis wird dann vorzugsweise zu der wenigstens teilweise gelierten Mischung hinzugefügt, so daß wenigstens ein Teil, und vorzugsweise ein wesentlicher Teil, des Polymers auf Siliziumbasis in der Gegenwart der gelierten organischen Polymer/Extender-Mischung vernetzt ist.
EP-A-0 371 641 offenbart Gel-Zusammensetzungen, die zum Abdichten von Schaltkästen verwendet werden können und die ein Styrol-Alkylen-Block-Copolymer und wenigstens 500 Teile von Extenderflüssigkeit auf 100 Teile des Copolymers aufweisen. Die Extenderflüssigkeit ist ein im wesentlichen nicht aromatisches Paraffin/Naphthen, und die Zusammensetzung enthält einen Klebrigmacher.
Hier werden gegen Feuchtigkeit und Temperatur widerstandsfähige elektrische Verbinder zum abdichtenden Verbinden von Übertragungseinrichtungen offenbart, wobei die Verbinder einen Verbinderkörper mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Einführen und Aufnehmen einer Übertragungseinrichtung sowie eine Dichtungsmasse umfassen, die längs oder benachbart zu der Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist. Die Verbinder weisen auch Einrichtungen zum Verhindern eines unerwünschten Entfernens der Dichtungsmasse von dem Verbinderkörper auf. Die Einrichtungen zur Entfernungsverhinderung umfassen auch Einrichtungen zum Abwischen von Dichtungsmasse von festen Gegenständen, wie beispielsweise von den Übertragungseinrichtungen, nach dem Entfernen der Gegenstände von dem Verbinderkörper. Die längs oder benachbart zu der Aufnahmeeinrichtung des Verbinderkörpers angeordnete Dichtungsmasse weist eine Dichtungsmasse gemäß der vorliegenden Erfindung auf. Zum großen Teil aufgrund der vorteilhaften Charakteristiken und Eigenschaften der vorliegenden Dichtungsmittel bieten solche Verbinder eine hochgradig gegen Feuchtigkeit und Temperatur widerstandsfähige, leicht reparierbare und/oder modifizierbare elektrische Verbindung.
Verfahren zum Verwenden der vorliegenden Dichtungsmittel zum Schaffen einer gegen Feuchtigkeit widerstandsfähigen, leicht reparierbaren Verbindung werden hier ebenfalls offenbart.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise auseinandergezogen, die eine Anordnung von siloartigen elektrischen Verbindern zeigt, die zur Isolationsverlagerung verdrehbar sind;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbinderkörpers;
Fig. 3 ist eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Verbinderkörpers;
Fig. 5 ist eine Ansicht des Verbinderkörpers von oben;
Fig. 6 ist eine Ansicht des Verbinderkörpers von hinten;
Fig. 7 ist ein ausgestanzter Rohling, bevor dieser zu einem Verbinderkörper gerollt wird;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Anschlußkappe;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht der Anschlußkappe und zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Wischeinrichtung;
Fig. 10 ist eine Ansicht der Anschlußkappe von oben;
Fig. 11 ist eine Seitenansicht der Anschlußkappe;
Fig. 12 ist eine Ansicht der Anschlußkappe von unten;
Fig. 13 ist eine perspektivische Längsschnittansicht eines nicht gekrimpten hülsenartigen vorisolierten krimpbaren Verbinders für Isolationsverlagerung mit einer Dichtungsmasse darin;
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 14-14 von Fig. 13; und
Fig. 15 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 14, aber zeigt die Stellungen der Dichtungsmasse und der Teile nach dem Krimpen.

DIE ZUSAMMENSETZUNGEN

Die vorliegende Erfindung schafft Dichtungszusammensetzungen, die zwei wesentliche Komponenten erfordern: Eine elastomere thermoplastische Polymerzusammensetzung, die Di- Block- und Tri-Block-Copolymere aufweist, und einen Extender für das Polymer.
Ein wichtiger Aspekt mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist das Erfordernis bei gewissen Ausführungsbeispielen, daß der Extender einen primären und einen sekundären Extender aufweist. Die Anmelder haben gefunden, daß der sekundäre Extender vorzugsweise einen latenten Extender mit hoher Lösefähigkeit aufweist und mehr bevorzugt aus einem solchen besteht. So wie dieser Begriff hier benutzt wird, bezieht sich "latenter Extender mit hoher Lösefähigkeit" auf einen Extender, der im wesentlichen keine Fähigkeit hat, eine funktionale Lösung oder ein Gel des elastomeren thermoplastischen Polymers bei Temperaturen unterhalb von etwa 40ºC zu bilden, während er eine wesentliche Schwell- und Lösefähigkeit bei Temperaturen oberhalb von etwa 80ºC zeigt. Es wird bevorzugt, daß der primäre Extender einen latenten Extender mit geringer Lösefähigkeit aufweist und vorzugsweise daraus besteht. So wie dieser Begriff hier verwendet wird, bezieht sich ein "latenter Extender mit geringer Lösefähigkeit" auf einen Extender, der keine wesentliche Fähigkeit hat, eine funktionale Lösung oder ein Gel des elastomeren thermoplastischen Polymers der vorliegenden Erfindung unterhalb von etw 80ºC zu bilden, und der eine wesentliche Lösefähigkeit nur bei Temperaturen oberhalb von etwa 125ºC hat. Es sollte verständlich sein, daß diese Lösefähigkeit in der Fähigkeit besteht, die Polymermoleküle anzulösen, und sie manifestiert sich auch in der relativen Plastifizierungsfähigkeit der Extender.
Ein anderer wichtiger Aspekt ist das Erfordernis bei gewissen Ausführungsbeispielen, daß das elastomere thermoplastische Polymer eine Zusammensetzung aus primärem Polymer und sekundärem Polymer aufweist. Der Begriff "polymere molekulare Zusammensetzung" wird hier verwendet, um polymere Zusammensetzungen zu bezeichnen, die zwei oder mehr polymere Verbindungen aufweisen, vorzugsweise zwei oder mehr polymere Verbindungen, die in verschlungenen Bereichen oder in eingestreuten Bereichen miteinander vermischt sind. Somit umfaßt der Begriff "polymere molekulare Zusammensetzung" innerhalb seines Rahmens einfache mikroskopische und sub-mikroskopische zellenartige Mischungen von zwei oder mehr Polymeren, einander durchdringende Polymer-Netzwerke, Pfropf-Copolymere, Block-Copolymere und Kombinationen derselben. Es wird in Betracht gezogen, daß eine oder mehrere der oben erwähnten polymeren Konfigurationen in der Struktur der vorliegenden polymeren molekularen Zusammensetzungen enthalten sein können.
Es ist wichtig und erwünscht, daß die physikalischen Eigenschaften der vorliegenden Zusammensetzungen, neben anderen Bedingungen, gemäß der Temperatur und der Zusammensetzung variieren. Wie durch Fachleute verstanden wird, müssen Dichtungsmassen über bestimmte Bereiche von Zeit und Temperatur leistungsfähig sein. Das heißt, es ist allgemein erforderlich, daß die Dichtungsmassen wichtige spezifizierte Eigenschaften im wesentlichen über den gesamten Bereich der erwarteten Betriebstemperaturen aufrechterhalten. Zwei solche Eigenschaften sind, daß die Zusammensetzungen gegen Setzen und Austreiben widerstandsfähig sein müssen, selbst an dem relativ hohen Ende des Bereichs der Betriebstemperatur. Um diese Eigenschaften bei hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten, waren viele Dichtungsmassen nach dem Stand der Technik steif oder starr und wegen ihres hohen Gehalts an Extender zurückhaltenden Komponenten schwer zu verarbeiten. Die Anmelder haben jedoch erkannt, daß die Dichtungsmassen der vorliegenden Ausführungsbeispiele in der Lage sind, fließfähig zu sein und somit bei mäßig erhöhten Temperaturen leicht verarbeitet zu werden, ohne die Betriebserfordernisse der Dichtungsmasse zu opfern. Sofern nichts anderes ausdrücklich angegeben ist, bezieht sich der Begriff "fließfähig" auf die Fähigkeit der Zusammensetzungen, bei der Anwendung von Scherbeanspruchungen oder Druck fließend oder viskos (zähflüssig) zu werden.
Wie hier beschrieben wird, wird die Fließfähigkeit der vorliegenden Dichtungsmassen gemessen, indem etwa 50 Gramm der Dichtungsmasse in der zylindrischen Kammer eines Standard-Heißschmelzrohres einem Extrusionsdruck von etwa 207 kPa (30 psi) bei etwa 163º C für etwa 3 Sekunden ausgesetzt werden und das Gewicht der aus dem Rohr ausgetriebenen Dichtungsmasse gemessen wird. Für Zwecke der Definition der Fließbedingungen wird der Extrusionsdruck als Ausdruck für die Scherbeanspruchung verwendet. Die hier dargestellten Fließfähigkeits-Messungen werden erzielt unter Verwendung eines Heißschmelz-Extrusionsrohres, das von Fastening Technology, Inc. Charlotte, NC, USA, erhältlich ist und unter dem Handelsnamen "PAM-Model 500-E." vertrieben wird. Ein solches Rohr ist mit einer Düse vom Typ B mit einem Innendurchmesser von 1,22 mm (0,048 Zoll) versehen. Eine solche Düse ist erhältlich von AMP Incorporated als Teil Nummer 91H195.
Obwohl der Betrag des Fließens innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung weitgehend variieren kann, wird es allgemein bevorzugt, daß die vorliegenden Zusammensetzungen wenigstens 0,1 g pro 3 sec (2 g/min) zeigen, und noch mehr bevorzugt wenigstens 0,5 g pro 3 sec (10 g/min) Fluß bei etwa 160ºC.
Wie hier beschrieben, wird die Widerstandsfähigkeit gegen Austrieb (Ölzurückhaltung/Extenderzurückhaltung) einer Dichtungsmasse gemäß dem Protokoll gemessen, das in der Federal Specification Nr. 321.1 zum Ausdruck kommt. Allgemein umfaßt das Messen der Widerstandsfähigkeit gegen Austrieb das Einfüllen des bestimmten Gewichts der Dichtungsmasse in einen konischen Behälter, der Wände hat, die aus einem Gewebe aus rostfreiem Stahl bestehen, wie es gemäß den Bundesnormen spezifiziert ist. Die Menge des Materials, das nach der spezifizierten Zeitdauer bei der spezifizierten Temperatur aus dem konischen Behälter auswandert, ist ein Maß für die Fähigkeit der vorliegenden Dichtungsmassen, einem Austrieb oder einem Ausscheiden von dessen Extenderanteilen Widerstand zu leisten. Der Austriebwiderstand wird hier als Prozent der Extenderzurückhaltung beschrieben und wird bestimmt durch Teilen des Gewichts der in dem konischen Behälter nach dem Versuch enthaltenen Dichtungsmasse durch das Gewicht der Dichtungsmasse am Beginn des Versuchs. Obwohl der Betrag des Austriebswiderstands innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung weitgehend variieren kann, wird allgemein bevorzugt, daß die vorliegenden Zusammensetzungen einen Austriebwiderstand von wenigstens etwa 99% Extenderzurückhaltung bei etwa 80ºC und noch mehr vorzugsweise von wenigstens etwa 99,5% bei etwa 80º C zeigen.
Wie hier beschrieben, wird der Widerstand gegen Setzen durch eine modifizierte Version des ASTM-Testverfahrens D 2202 gemessen. Im allgemeinen erfordert der nicht modifizierte ASTM-Test D 2202 die Bildung eines zylindrischen Hohlraums in einem Metallblech oder in einer Platte durch Herausziehen eines passenden zylindrischen Körpers oder Kolbens aus der Platte. Dieser Hohlraum wird dann mit dem zu messenden Material gefüllt. Gemäß der nicht modifizierten Version des Testverfahrens wird die Platte in eine lotrechte Stellung gebracht, und der Kolben wird dann vorwärts getrieben, um eine Hälfte des ursprünglichen Raums des Hohlraums einzunehmen, wodurch etwa eine Hälfte des ursprünglichen Volumens des Testmaterials veranlaßt wird, über die Oberfläche der Platte hinaus verschoben zu werden. Nach dem Aufheizen auf die Versuchstemperatur wird der Betrag des Absinkens oder der Bewegung des verlagerten Materials gemessen. Gemäß der hier verwendeten Modifikation wird der Kolben vorwärts getrieben, um das gesamte Volumen des ursprünglichen Hohlraums einzunehmen, so daß die Stirnfläche des Kolbens bündig mit der Oberfläche der Platte ist. Als Ergebnis wird der gesamte Körper der Dichtungsmasse aus dem Hohlraum heraus verschoben. Auf diese Weise mißt der modifizierte ASTM-Test D 2202 nicht nur die Widerstandsfähigkeit gegen Setzen des Dichtungsmaterials, sondern auch dessen Adhäsionseigenschaften. Obwohl der Betrag des Setzwiderstandes innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung ebenfalls weitgehend variieren kann, wird allgemein bevorzugt, daß die vorliegenden Zusammensetzungen einen Setzwiderstand von weniger als 1,3 cm (0,5 Zoll) des Setzens und noch mehr bevorzugt weniger als 0,5 cm (0,2 Zoll) des Setzens bei etwa 80ºC zeigen.
Obwohl der Betriebstemperaturbereich irgendeiner bestimmten Dichtungsmasse von zahlreichen Faktoren unter Berücksichtigung der erwarteten Anwendung abhängt, haben die vorliegenden Dichtungszusammensetzungen vorzugsweise einen Betriebstemperaturbereich von -40ºC bis 125ºC. Bei relativ niedrigen Temperaturen, z. B. von -20ºC bis +80ºC, sind die vorliegenden Zusammensetzungen vorzugsweise besonders weich, klebrig und gummiartig. Bei relativ erhöhten Temperaturen, z. B. oberhalb von 125ºC bis 150ºC, sind die Zusammensetzungen fließfähig, während sie im wesentlichen einem Setzen und einem Ausscheiden Widerstand leisten, wodurch es möglich wird, das Material während des Vorgangs des Einfügens der Dichtungsmasse in den Verbinder leichter zu handhaben.
Für Temperaturen von -40ºC bis +80ºC zeigen die vorliegenden Zusammensetzungen vorzugsweise ein elastisches Gedächtnis von wenigstens 100 bis 150%, und noch mehr bevorzugt wenigstens 200 bis 300%. Wie dieser Begriff hier verwendet wird, bezieht sich elastisches Gedächtnis auf die Fähigkeit einer Zusammensetzung, zu etwa ihrer ursprünglichen Gestalt zurückzukehren, nachdem sie dem bezeichneten Maß von Verlängerung unterworfen wurde. Der hohe Grad von elastischem Gedächtnis, der durch die vorliegenden Zusammensetzungen gezeigt wird, schafft Dichtungsmassen mit einer hoch vorteilhaften "selbst reparierenden" Eigenschaft. Das bedeutet, daß die vorliegenden Dichtungsmassen sich verformen, um Beanspruchungen aufzunehmen, die z. B. durch das Einsetzen eines elektrischen Drahtes in eine Masse des Dichtungsmittels ausgeübt werden. Nach dem Entfernen des Drahtes und somit der damit einhergehenden Beanspruchung veranlaßt das außerordentliche elastische Gedächtnis der vorliegenden Zusammensetzungen die Dichtungsmasse, im wesentlichen in ihre ursprüngliche Gestalt zurückzukehren und dadurch im wesentlichen den Hohlraum auszufüllen, der von dem Entfernen des Drahtes herrührt. Diese selbst reparierende Eigenschaft der vorliegenden Dichtungsmassen ist ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung. Ein anderer wichtiger Aspekt ist die Fähigkeit, während der Selbstreparatur selbst auszuheilen. Zusätzlich halten die Dichtungsmassen der vorliegenden Ausführungsbeispiele ihre Verbindung mit den Drähten aufrecht und bewegen sich mit den Drähten, wenn diese im Betrieb gebogen werden, wodurch die Integrität der Dichtung aufrechterhalten wird.
Für Temperaturen von -40ºC bis +80ºC haben die vorliegenden Zusammensetzungen vorzugsweise eine Adhäsionsfestigkeit von 2 g bis 12 g und noch mehr bevorzugt von 5 g bis 12 g. Die Anmelder haben gefunden, daß die Adhäsionsfestigkeit der vorliegenden Dichtungsmassen in Beziehung zu der Fähigkeit der Zusammensetzungen steht, eine abgedichtete elektrische Verbindung zu schaffen, und daß die Verwendung von Zusammensetzungen mit hoher Adhäsionsfestigkeit allgemein elektrisch isolierte Verbindungen mit hoher Qualität erzeugt. So wie der Begriff hier verwendet wird, bezieht sich "Adhäsionsfestigkeit" auf den Betrag der Kraft, gemessen durch das Grammgewicht unter Standard-Schwerkraftbedingungen, die erforderlich ist, um einen mit PVC abgedeckten elektrischen Draht der Stärke 18 ¹/&sub2; (etwa 1 mm Durchmesser) aus einer Masse des Dichtungsmittels zu entfernen, die in einem standardisierten Silo eines Anschlußblocks enthalten ist. Die Messung der Adhäsionsfestigkeit wird vorzugsweise durchgeführt durch Einsetzen von etwa 6 mm (¹/&sub4; Zoll) des mit PVC abgedeckten Drahts in das mit Dichtungsmasse gefüllte Silo des Anschlußblocks und durch Messen des Betrages an Kraft, die zum Entfernen desselben erforderlich ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "standardisierter Silo des Anschlußblocks" auf ein im wesentlichen zylindrisches Verbindergehäuse, das eine Höhe von etwa 11 mm, einen inneren Durchmesser von etwa 14 mm und ein freies Volumen von etwa 1,6 ml hat, mit einer im wesentlichen kreisförmigen Zugangsöffnung von etwa 5 mm Durchmesser in einer seiner Seitenwände.
Die ausgezeichnete Fähigkeit der vorliegenden Zusammensetzungen, wirksam elektrische Verbindungen abzudichten, beruht auch, wenigstens zum Teil auf der Kombination von hohem elastischem Gedächtnis und hoher Adhäsionsfestigkeit, die durch die hier offenbarten Zusammensetzungen gezeigt werden. Insbesondere die hohe Benetzung und Schmiegsamkeit und das elastische Gedächtnis der vorliegenden Zusammensetzungen haben ein Material zur Folge, das Gegenstände, wie elektrische Drähte, die in eine solche Masse eingesetzt sind, stark festhält. Dieses Merkmal, zusammen mit dem hohen Isolationswiderstand und der starken Tendenz der vorliegenden Zusammensetzungen, an solchen Gegenständen anzuhaften, schaffen eine effektive und langlebige Isolierung der elektrischen Verbindungen gegenüber der umgebenden Umwelt.
Die vorliegenden Zusammensetzungen haben vorzugsweise auch eine hohe Kohäsionsfestigkeit. Für Zwecke der Bequemlichkeit und der Veranschaulichung wird die Kohäsionsfestigkeit hier gemessen durch Bestimmen des Grammgewichts einer Dichtungsmasse, die aus einem standardisierten Verbindersilo entfernt wird, wenn ein mit PVC umhüllter elektrischer Stahldraht der Abmessung 18 ¹/&sub2; (1 mm) von einer Masse des Dichtungsmittels entfernt wird, die in einem standardisierten Silo eines Anschlußblocks enthalten ist. Die Messung der Kohäsionsfestigkeit wird vorzugsweise durchgeführt, indem etwa 6 mm (¹/&sub4; Zoll) des mit PVC bedeckten Drahtes in ein standardisiertes, mit Dichtungsmasse gefülltes Silo eines Anschlußblocks eingesetzt wird und die Menge von Dichtungsmasse gemessen wird, die aus dem Silo entfernt wird, wenn der Draht entfernt wird. Die Kohäsionsfestigkeit (Trennfestigkeit) wird daher hier verwendet, um sich auf die Tendenz der Dichtungsmasse zu beziehen, als einheitliche Masse in dem Verbindersilo zu verbleiben, wenn der mit PVC ummantelte elektrische Draht vom Maß 18 ¹/&sub2; (1 mm) herausgezogen wird, wie es typischerweise während der Reparatur und/oder dem Ersetzen von elektrischen Verbindern auftritt. Für Temperaturen von -40ºC bis +80ºC haben die vorliegenden Zusammensetzungen vorzugsweise eine Kohäsionsfestigkeit, gemessen durch Entfernen von Dichtungsmasse, von nicht größer als 0,2 g und noch mehr bevorzugt nicht größer als 0,04 g.
Ein anderer wichtiger Aspekt gewisser Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht in Zusammensetzungen von Dichtungsmassen, die sowohl hohe Adhäsionsfestigkeit als auch hohe Kohäsionsfestigkeit haben. Insbesondere werden Fachleute auf diesem Gebiet allgemein verstehen, daß eine Zusammensetzung einer Dichtungsmasse, die nur eine aber nicht die andere dieser Eigenschaften besitzt, die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht vollständig befriedigt. Z. B. hat in einem elektrischen Verbinder die Verwendung einer Dichtungsmasse, die eine hohe Adhäsionsfestigkeit aber eine niedrige Kohäsionsfestigkeit hat, zur Folge, daß eine große Menge der Dichtungsmasse aus der Verbindungsstelle während der Reparatur oder des Ersetzens der Verbindung herausgezogen wird. Andererseits erzeugt in einem elektrischen Verbinder die Verwendung einer Dichtungsmasse, die hohe Kohäsionsfestigkeit aber niedrige Adhäsionseigenschaften hat, leicht eine Abdichtung einer elektrischen Verbindung mit geringer Qualität. Demgemäß haben die vorliegenden Dichtungsmassen vorzugsweise eine Adhäsionsfestigkeit von etwa 2 g bis etwa 12 g und eine Kohäsionsfestigkeit, gemessen durch Trenngewicht, von etwa 0 g bis etwa 0,2 g bei Temperaturen von etwa -40ºC bis etwa +80ºC. Noch mehr bevorzugt haben die vorliegenden Massen eine Adhäsionsfestigkeit von etwa 5 g bis etwa 12 g und eine Kohäsionsfestigkeit von etwa 0 g bis etwa 0,02 g bei Temperaturen von etwa -30ºC bis etwa +60ºC.
Obwohl die Anmelder nicht wünschen, notwendigerweise durch irgendeine bestimmte Theorie gebunden oder begrenzt zu werden, wird angenommen, daß die Fähigkeit der bevorzugten Zusammensetzungen, die oben dargestellte Kombination von vorteilhaften Eigenschaften zu zeigen, wenigstens zum Teil auf der physikalischen und der chemischen Beziehung zwischen den Komponenten der vorliegenden Zusammensetzungen beruht. Insbesondere wird angenommen, daß die Kombination eines elastomeren thermoplastischen Polymers und eines Extenders gemäß der vorliegenden Erfindung zu den vorteilhaften Eigenschaften der Zusammensetzungen beiträgt. Z. B. wird in Betracht gezogen, daß die Mischung der elastomeren thermoplastischen Di-Block- und der Tri-Block-Polymere gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen ein sich gegenseitig durchdringendes polymeres Netzwerk (IPN) aufweist. Es wird angenommen, daß die Gegenwart eines solchen polymeren Netzwerks, insbesondere in Gegenwart von wahlweise verwendbaren anorganischen Geliermitteln, den Extenderanteil der vorliegenden Zusammensetzungen in einem hochstabilen, dispergierten, colloidalen, gelierten und/oder netzwerkartig verknüpften (vernetzten) oder eingeschmolzenen Zustand hält, in welchem ein Ausscheiden oder ein Austreiben des Extenders stark verhindert ist. Zusätzlich wird angenommen, daß eine solche Konfiguration zu der hohen Kohäsionsfestigkeit der vorliegenden Zusammensetzungen beiträgt.
Bei gewissen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Extender selbst polymere Komponenten enthalten, wie es vollständiger im nachstehenden erläutert wird. Es wird in Betracht gezogen, daß in solchen Ausführungsformen der Extender an dem IPN der vorliegenden Erfindung teilnimmt und ein Teil desselben ist, wodurch weiter die Adhäsionsfestigkeit und die Ausscheidungswiderstandsfähigheit der vorliegenden Zusammensetzungen verbessert wird.
Wie den Fachleuten auf diesem Gebiet geläufig ist, sind einander durchdringende polymere Netzwerke oder Sonderelastomere (IPNs) eine spezielle Klasse von polymeren molekularen Mischungen, in denen zwei oder mehr Polymere in einer hochvernetzten Struktur existieren. So wie der Begriff hier verwendet wird, beziehen sich Sonderelastomere auf wahre IPNs, scheinbare IPNs, Halb-IPNs und Kombinationen und Hybriden derselben. So wie der Begriff hier verwendet wird, bezieht sich eine "wahre IPN" auf diejenigen polymeren Netzwerkbereiche, in denen zwei oder mehr polymere Systeme innerhalb ihrer eigenen Bereiche aber nicht miteinander vernetzt sind. In wahren IPNs bilden die getrennten Polymersysteme vernetzte Netzwerkbereiche, die einander durchdringen. So wie der Begriff hier verwendet wird, bezieht sich eine Halb-IPN auf diejenigen polymeren Netzwerke, in denen ein Polymersystem in einem nicht vernetzten Zustand existiert, aber ein zweites Polymersystem durchdringt, das vernetzt ist und seinen eigenen Bereich hat.
Der Begriff "physikalische IPN", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf kontinuierliche, einander durchdringende Phasen, in denen keines der Polymere chemisch vernetzt ist, aber welches trotzdem durch physikalische Polymer-Vernetzungen stabilisiert ist, die z. B. durch die Styrol-Endblöcke von Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Block-Copolymeren gebildet sein können. Wie im einzelnen nachstehend erläutert wird, wird angenommen, daß die bevorzugten polymeren Zusammensetzungen der vorliegenden Ausführungsbeispiele eine polymere Netzwerkstruktur aufweisen können, die Eigenschaften einer physikalischen IPN hat. Zusätzlich können die bevorzugten Eigenschaften der Polymer-Zusammensetzungen verbessert werden durch anorganische Netzwerkbildener, wie "gerauchte" Silikate (Quarzstaub), das heißt amorphe Silikamassen mit Teilchengrößen, die durch Oberflächenbereiche von etwa 100 bis 300 m²/g definiert sind.
Es wird in Betracht gezogen, daß die bevorzugten IPNs der vorliegenden Ausführungsbeispiele unter Verwendung einer Vielzahl von Techniken gebildet werden können.
Während die Mechanismen, die die beobachteten Eigenschaften und Charakteristiken der vorliegenden Zusammensetzungen erzeugen, nicht so zu verstehen sind, als wären sie durch die gegenwärtige Technologie vollständig erklärt, wird angenommen, daß die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Zusammensetzungen in der Form eines thermisch reversiblen polymeren Gelzustands umfassen. Insbesondere zeigen die vorliegenden Zusammensetzungen Eigenschaften, die manchmal mit thermisch reversiblen polymeren Gels einhergehen. Z. B. sind reversible polymere Gele unter gewissen Bedingungen elastomer und nicht fließfähig, aber sie werden in einen flüssigkeitsartigen fließfähigen Zustand umgewandelt, wenn der Zustand des Gels verändert wird, z. B. durch ansteigende Temperatur. Somit wird angenommen, daß die vorliegenden Zusammensetzungen, insbesondere wenn die Komponenten in den unten beschriebenen bevorzugten Bereichen liegen, die Form eines reversiblen polymeren Gels haben, in welchem der Extender als colloidale Dispersion oder Lösung einer Flüssigkeit in einer polymeren Zusammensetzung enthalten ist, die effektiv, das heißt funktionell, vernetzte thermoplastische Elastomere und andere Polymere aufweist.

A. Elastomeres thermoplastisches Polymer

So wie der Begriff hier verwendet wird, sind "organische thermoplastische Elastomere" diejenigen organischen Polymere, die unter einem ersten Bereich von Temperaturbedingungen elastomere Eigenschaften besitzen oder plastifiziert werden können, um solche zu besitzen, und die unter einem zweiten Bereich von Temperaturbedingungen fließfähig sind. Es wird allgemein bevorzugt, daß die vorliegenden elastoplastischen Polymere bei Temperaturen von -40ºC bis zu wenigstens +150ºC elastomer sind und daß die Polymere bei Temperaturen von +150ºC bis zu wenigstens +200ºC in ihrem reinen, nicht verbundenen Zustand fließfähig, jedoch thermisch stabil werden. Es ist allgemein bevorzugt, daß bei Umgebungstemperaturen das in den vorliegenden Polymerzusammensetzungen verwendete thermoplastische Elastomer ausreichend steif ist, um seine allgemeine Gestalt und Dimension beizubehalten, und dennoch ausreichend flexibel, um eine wesentliche Erholung nach dem Strecken zu zeigen. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff "organisches Polymer" auf polymere Materialien, in denen wenigstens ein Teil der Hauptkette des Polymers aus Kohlenstoffatomen besteht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das elastomere thermoplastische Polymer eine Zusammensetzung aus einem Diblock-Polymer und einem Triblock-Polymer auf. Es wurde gefunden, daß Zusammensetzungen, die eine physikalische Mischung von Block-Copolymeren aufweisen, besonders nützlich sind. Es wird noch mehr bevorzugt, daß die vorliegenden Massen eine elastomere thermoplastische Polymer-Zusammensetzung in der Form eines physikalischen IPN aufweisen.
Es wird auch in Betracht gezogen, daß die relativen Anteile der Diblock- und Triblock- Polymere über einen weiten Bereich innerhalb des Rahmens der Erfindung variieren können. Eine solche Variation hängt z. B. ab von der besonderen Art des Verbinders, in dem die Dichtungsmasse verwendet wird, und von der in Betracht gezogenen Betriebsumgebung für den Verbinder. Es wird speziell bevorzugt, daß das Gewichtsverhältnis des Triblock-Polymers zu dem Diblock-Polymer nicht größer ist als etwa 1 : 10. Durch Anwendungen wurde auch gefunden, daß es allgemein hoch erwünscht ist, daß die vorliegenden Polymerzusammensetzungen wenigstens 0,4 Gewichtsprozent des Triblock-Polymers aufweisen. Demgemäß haben die Polymerzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ein Gewichtsverhältnis von Triblock-Polymer zu Diblock-Polymer von nicht kleiner als etwa 1 : 20. Ohne die Absicht, durch irgendeine bestimmte Theorie gebunden oder beschränkt zu werden, wird angenommen, daß Zusammensetzungen, die ein kleineres als das oben erwähnte Polymerverhältnis enthalten, nicht gewisse der wünschenswerten und vorteilhaften Eigenschaften besitzen, die durch die vorliegenden Zusammensetzungen gezeigt werden. Z. B. wurde gefunden, daß die Fähigkeit der Dichtungsmassen, während normaler Betriebsbedingungen innerhalb des Verbinders zu bleiben, sich bei bestimmten Ausführungsbeispielen verschlechtert, wenn die oben erwähnte untere Grenze des Triblock-Polymers nicht eingehalten wird.
Zahlreiche Block-Copolymere, die elasto-plastische Eigenschaften zeigen, sind bekannt, leicht verfügbar und liegen innerhalb des breiten Rahmens der vorliegenden Erfindung. Die bei den vorliegenden Polymer-Zusammensetzungen verwendeten Block-Copolymere enthalten vorzugsweise wenigstens einen elastomeren Block und einen nicht elastomeren Block. Solche Block-Copolymere werden allgemein als A-B-Di-Block-Copolymere bezeichnet, wobei A einen Block von nicht elastomerem Polymer und B einen Block von elastomerem Polymer darstellt, der damit verbunden ist. So wie die Begriffe hier verwendet werden, bezieht sich ein Block aus elastomerem Polymer auf ein Polymer, das bei etwa Raumtemperatur auf wenigstens das Zweifache seiner ursprünglichen Länge gestreckt werden kann und das, nachdem es gestreckt worden ist und die Belastung entfernt wurde, unter Kraftentwicklung auf etwa seine ursprüngliche Länge während einer kurzen Zeitdauer zurückkehrt. Im Gegensatz hierzu zeigen nicht elastomere Blöcke nicht diese Charakteristik.
Die elastomeren B-Blöcke der vorliegenden Block-Copolymere werden vorzugsweise gewählt aus nicht aromatischen Polyolefinen, Polyestern, Polyethern und Kombinationen derselben, wobei nicht aromatische Polyolefine bevorzugt sind. Polyolefine, die aus konjugierten Dienen gebildet sind, wie beispielsweise Butadien und Isopren, und deren teilweise oder vollständig hydrierte Formen, sowie Polyolefine, die aus Propylen, Ethylen, Buten und Kombination derselben gebildet sind, werden speziell bevorzugt. Es wird in Betracht gezogen, daß Block- Copolymere eine große Vielzahl von chemischen Konstitutionen haben, die zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung anpaßbar sind, da angenommen wird, daß die elastoplastischen Eigenschaften nicht von irgendeiner speziellen chemischen Konstitution abhängen, sondern vielmehr von der Polymer-Architektur jedes der polymeren Blöcke. Somit sind Block-Copolymere, die lineare, radiale oder Zweig-Strukturen haben, allgemein innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung.
Die nicht elastomeren A-Blöcke werden vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die aus Poly-(Alkenyl-Arenen)-Polyurethanen und Kombinationen derselben besteht, wobei Poly- (Alkenyl-Arene) bevorzugt werden. Die nicht elastomeren A-Blöcke können Homopolymere oder Copolymere aufweisen, aber vorzugsweise sind es Homopolymere, hergestellt aus Alkenyl-Arenen, wie z. B. Styrol, Methylstyrol, Vinylxylen, Ethylen-Vinylxylen, Isopropyl- Styrol und Vinyl-Naphthalen, wobei monozyklische Monoalkenyl-Arene, wie Styrole, bevorzugt werden.
Besonders bevorzugte Block-Copolymere sind Di-Block- und Tri-Block-Copolymere. Die Di- Block-Copolymere haben die allgemeine Gestalt A-B, mit etwa einem A-Block für jeden B- Block, und die Tri-Block-Copolymere haben die allgemeine Form A-B-A, wobei das Polymer vorwiegend A-Blöcke an dem Ende jedes B-Blocks enthält. Es wird speziell bevorzugt, daß jeder A-Block ein "hartes" kristallines, halbkristallines oder glasartiges Polymer-Endblocksegment ist, wie z. B. Polystyrol, und daß B ein "weiches" elastomeres Polymer-Mittelblock- Segment ist, vorzugsweise bestehend aus einem nicht aromatischen Polyolefin, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und/oder Kombinationen derselben. Die nicht aromatischen Polyolefin-Segmente solcher Di-Block- und Tri-Block-Copolymere sind allgemein schlecht kompatibel mit dem "harten" Endblock und bilden eine mikroskopische zweiphasige Morphologie, die aus Bereichen von glasartigen Endblöcken besteht, die miteinander durch flexible Mittelblock-Ketten verbunden sind. Die physikalische elastomere Netzwerkstruktur solcher Di-Block- und Tri-Block-Copolymere ist reversibel, und ein Erhitzen des Polymers über die Endblock-Glas-Übergangs-Temperatur hinaus unterbricht vorübergehend die Struktur, die durch Absenken der Temperatur wieder hergestellt werden kann.
Die hier beschriebenen Tri-Block-Copolymere können gemäß einer Anzahl wohlbekannter Techniken zubereitet werden, einschließlich der Verfahren, die in US-A-3 485 787 beschrieben sind.
Es wird in Betracht gezogen, daß das elastomere thermoplastische Polymer auch thermoplastische Polyurethan-Elastomere und thermoplastische Polyester/Polyether-Elastomere aufweisen kann. Im allgemeinen sind solche Polyurethane Zusatzpolymere, die aus den chemischen Reaktionen von Isocyanaten erhalten werden. Isocyanate, die allgemein bei der Bildung von Polyurethanen verwendet werden, sind Toluol-Diisocyanate, Diphenyl-Methan-Diisocyanate, Isophoron-Diisocyanate und polymere Diisocyanate (PMDI), Polymere, die aus der Kondensation von Anilin mit Formaldehyd abgeleitet werden. Thermoplastische Polyurethan- und Polyester/Polyether-Elastomere sind alternierende Block-Copolymere, die Segmente des "harten", hoch polaren oder kristallisierenden Materials haben, wie Polyurethan, die durch "weiche" Segmente von amorphen Materialien, wie Polyester, vernetzt sind, die bei normalen Temperaturen gummiartig sind.
Die vorliegenden Massen weisen einen kleineren Gewichtsanteil von organischem thermoplastischem Elastomer auf. Es wird speziell bevorzugt, daß die Dichtungsmassen weniger als etwa zwanzig Gewichtsprozent und noch mehr bevorzugt weniger als etwa zehn Gewichtsprozent des organischen thermoplastischen Elastomers aufweisen.

B. Der Extender (Streckmittel)

Die Anmelder haben gefunden, daß die Extender der vorliegenden Ausführungsbeispiele den Dichtungsmassen und den Verfahren, durch welche solche Massen hergestellt werden, sehr wohltuende und vorteilhafte Eigenschaften verleihen. Insbesondere tragen Extender, die eine Kombination sowohl von primären als auch sekundären Extendern aufweisen, zu den überraschenden und unerwarteten rheologischen Eigenschaften der vorliegenden Massen bei.
Für Zwecke der Bequemlichkeit, aber nicht als Beschränkung, können die Extender allgemein entweder als primäre oder als sekundäre Extender klassifiziert werden. Wenn das Anziehungsvermögen von Polymer zu Extender stark ist, hat der Extender eine hohe Kompatibilität mit dem und eine hohe Lösungsfähigkeit für das thermoplastische Elastomer und wird sekundärer Extender genannt. Wenn das Anziehungsvermögen von Polymer zu Extender relativ schwach ist, ist der Extender vom primären Typ. Primäre Extender wirken als Abstandsbildner zwischen Polymerketten, konnten aber, gemäß früher bekannten Verfahren wegen der begrenzten Kompatibilität nicht allgemein unter Ausschluß von sekundären Extendern verwendet werden. Dieses Fehlen von Kompatibilität zeigte sich bei früheren Materialien oft durch eine Tendenz des Extenders, unter Bedingungen von erhöhter zyklischer Temperatur und/oder Beanspruchung aus der Zusammensetzung auszuscheiden oder auszutreiben.
Bei den vorliegenden Verbindungen ist jedoch die Tendenz des Extenders, auszuscheiden oder auszutreiben, stark vermindert oder eliminiert. Die Anmelder glauben, daß dieser Vorteil wenigstens zum Teil durch die Struktur vom IPN-Typ der bevorzugten Polymer-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung geschaffen wird. Zusätzlich zu den durch das elastomere thermoplastische Polymer geschaffenen Vorteilen ziehen die vorliegenden Zusammensetzungen auch Nutzen aus der Verwendung der bevorzugten sekundären Extender. Insbesondere haben die Anmelder gefunden, daß es stark bevorzugt wird, daß die sekundären Extender latente Extender mit hoher Lösefähigkeit aufweisen. Die Verwendung solcher latenten Extender mit hoher Lösefähigkeit in den vorliegenden Zusammensetzungen schafft die vorteilhaften Eigenschaften, die mit primären Extendern verbunden sind, ohne die Nachteile, die typischerweise bei der Verwendung solcher Extender in Zusammensetzungen nach dem Stand der Technik angetroffen wurden. Insbesondere haben die Anmelder gefunden, daß die Solvatationskraft bei hohen Temperaturen der latenten Extender mit hoher Lösefähigkeit dazu tendiert, das Austreiben oder Ausscheiden zu vermindern, das mit anderen primären Extendern verbunden ist. Darüber hinaus wird auch angenommen, daß die erhöhte Lösungsfähigkeit bei hohen Temperaturen die Fließfähigkeit der Zusammensetzungen bei erhöhten Temperaturen verbessert und die Bildung der Gel-Netzwerk-Struktur verbessert. Andererseits gestattet es das Fehlen von Lösungsfähigkeit bei relativ niedrigen Temperaturen, daß das Extendermaterial in einer gelartigen Matrix gehalten wird, ohne die elastomeren Eigenschaften des Dichtungsmittels zu verschlechtern. Zusätzlich ist der latente Extender mit geringer Lösefähigkeit dadurch vorteilhaft, daß er dazu tendiert, unter Gebrauchsbedingungen die Steifheit der Zusammensetzung zu vermindern und die Weichheit zu erhöhen. Darüber hinaus trägt die Gegenwart des latenten Extenders mit geringer Lösefähigkeit in der Zusammensetzung zu der Fähigkeit der bevorzugten Zusammensetzungen bei, zu "imprägnieren" und eine Affinität zu den Komponenten der elektrischen Verbinder aufzuweisen, wodurch ausgezeichnete Abdichtungseigenschaften erzielt werden.
Im allgemeinen erbringt der Extender allgemein eine oder mehrere Funktionen, und demgemäß kann eine große Anzahl von verfügbaren Extendern verwendet werden, unter der Voraussetzung, daß die hier beschriebenen Anforderungen erfüllt werden. Zum Beispiel können besondere Extender gewählt werden, um die Verarbeitbarkeit, die Flexibilität und/oder die Dehnbarkeit der thermoplastischen Elastomere zu vermindern oder zu erhöhen, abhängig von der jeweiligen Anwendung. Wie es den Fachleuten bekannt ist, sind Extender allgemein hoch-siedende, chemisch und thermisch stabile organische Flüssigkeiten, niedrig-schmelzende Feststoffe oder Halbfeststoffe.
Der Extender ist vorzugsweise in einem großen Gewichtsprozentsatz der Masse vorhanden, um die Gesamtkosten der Zusammensetzungen zu vermindern, ohne deren vorteilhafte Eigenschäften negativ zu beeinflussen. Mit der hier gegebenen Anleitung wird erwartet, daß der Fachmann in der Lage sein wird, den für irgendeine bestimmte Anwendung benötigten Extender ohne unnötiges Experimentieren auszuwählen.
Ein wichtiger Aspekt des Extenders besteht in der Fähigkeit des Extenders, mit dem thermoplastischen Elastomer und/oder dem anorganischen vernetzten Polymer zu fluidisieren, zu solvatisieren, zu gelieren und/oder zu verschmelzen. In dieser Beziehung wird angenommen, daß die Extender das gewünschte Ergebnis durch äußere Plastifizierung der vorliegenden Massen erreichen. Das heißt, es wird angenommen, daß die vorliegenden Extender primär physikalisch und nicht chemisch mit den Komponenten der oben beschriebenen polymeren Zusammensetzung wechselwirken, um die gegenseitigen Anziehungskräfte zwischen den Polymerketten in den Dichtungsmassen zu vermindern. Während demgemäß die Zusammensetzungen einen gewissen Betrag innerer Plastifizierung aufweisen können, wie zum Beispiel eine Kopolimerisation des Extenders mit der Polymermischung, wird angenommen, daß dies für die Wirkung nicht notwendig oder erwünscht ist. Somit dienen die Extender der vorliegenden Erfindung vorzugsweise dazu, zu den Verarbeitungseigenschaften der vorliegenden Zusammensetzungen beizutragen, um den Zusammensetzungen Flexibilität, Verlängerungsfähigkeit und Zähigkeit zu verleihen, ohne damit chemisch zu reagieren. Es ist allgemein bevorzugt, daß die vorliegenden Extender relativ viskose Materialien sind, die einen Fließpunkt bei etwa 0ºC oder niedriger und noch mehr bevorzugt bei etwa -30ºC bis etwa 0ºC haben.
Es wird in Betracht gezogen, daß zahlreiche bekannte und verfügbare Materialien als primäre und sekundäre Extender verwendet werden können. Die besonderen ausgewählten primären und sekundären Extender hängen von Faktoren ab, wie zum Beispiel den erwarteten Verwendungsbedingungen, den Kosten und den anderen Komponenten in der Zusammensetzung. Es wird in Betracht gezogen, daß die Fachleute in der Lage sein werden, geeignete primäre und sekundäre Extender für irgendeine bestimmte Anwendung im Hinblick auf die hier gegebenen Informationen auszuwählen. Für Zusammensetzungen, in denen das elastomere thermoplastische Polymer eine Kombination von Di-Block- und Tri-Block-Copolymer aufweist, wird vorgezogen, daß der sekundäre Extender aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus naphthenischen Ölen, Weißölen und terpenoiden Kohlenwasserstoffen besteht, und daß der primäre Extender aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Polybutadien, Polybuten, Polybutylen, Kohlenwasserstoff-Harzen, ataktischem Polypropylen, verzweigtem Polyethylen und Styrol- Polymeren mit niedrigem Molekulargewicht besteht. Die Extender können zahlreiche und verschiedene Kombinationen von besonderen Extendern aufweisen, vorausgesetzt, daß die oben beschriebenen Erfordernisse erfüllt werden.
Der Extender wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die einen oder mehrere der folgenden Stoffe aufweist: aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel aliphatisches Mineralöl; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel aromatisches Mineralöl; nicht aromatische C1 bis C6-Polyolefine, wie zum Beispiel Polybuten; Esterverbindungen, wie zum Beispiel monomere Phthalat-Ester, dibasische Säureester, Trimellitate, Phosphat-Ester und - Polyester; Glycol-Benzoate; Citrate; Isophthalate; chlorierte Kohlenwasserstoffe; Sebacate und Mischungen und Kombinationen dieser Stoffe.
Die Anmelder haben gefunden, daß Zusammensetzungen mit stark bevorzugten Eigenschaften erhalten werden, wenn der primäre Extender, vorzugsweise in einem höheren Anteil, C1 bis C4-Polyolefin enthält, wobei C4-Polyolefin bevorzugt und Polybuten und Polybutadien noch mehr bevorzugt und Polyisobuten sogar noch mehr bevorzugt wird. Die Anmelder haben gefunden, daß primäre Extender, die solche Polyolefine enthalten, insbesondere primäre Extender, die wenigstens etwa 90 Gewichtsprozent stark paraffinische Polybutene und Polyisobutylene mit niedrigem Molekulargewicht enthalten, in der Lage sind, die Ädhäsionseigenschaften der Dichtungsmasse zu verbessern und somit zu der Fähigkeit der Masse beizutragen, elektrische Kontakte gegenüber korrosiven Umgebungen abzudichten. Solche Materialien sind von Amoco Chemical unter der Marke INDOPOL H-100 und von Exxon unter der Marke VISTANEX LM-MS erhältlich. In bezug auf Polybuten- und Polyisobutylen- Extender wird der Ausdruck geringes Molekulargewicht hier benutzt, um sich auf solche Materialien zu beziehen, die ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht (Staudinger) von 8700 bis 11700 haben. Molekulargewichte von 8700 bis 10000 sind besonders bevorzugt für Anwendungen, die eine starke Adhäsionsfestigkeit erfordern. Es wird auch bevorzugt, daß die C1 bis C4-Polyolefine einen Fließpunkt von 0ºC (32ºF) oder niedriger haben und noch mehr bevorzugt von -15ºC (5ºF) bis 0ºC (32ºF). Ein solcher Polybuten-Extender ist von Amoco unter der Bezeichnung INDOPOL H-100 erhältlich.
Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist der sekundäre Extender Mineralöl auf. Ohne durch irgendeine bestimmte Theorie gebunden oder eingeschränkt zu sein, wird angenommen, daß die Gegenwart von Mineralöl als sekundärer Extender zu der Benetzungsfähigkeit der Zusammensetzung beiträgt. Die Mineralöle der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise Mineralöle mit relativ hoher Viskosität, die bei 38ºC (100ºF) einen Wert SUS von etwa 300 bis etwa 600, bei etwa 25ºC eine relative Dichte von etwa 0,85 bis 0,89 und einen Fließpunkt von etwa -25ºC bis etwa 0ºC haben. Ein bevorzugtes Material ist erhältlich von der Sonneborn Company, eine Abteilung von Witco Corporation, unter der Bezeichnung KAYDOL. Mineralöl, das unter der Marke BRITOL 55T von Malcom Nicol & Co., Inc., Lindhurst, New Jersey, USA, verkauft wird, ist ebenfalls ein bevorzugtes Mineralöl zur Verwendung in dem Extender der vorliegenden Erfindung.
Die Anmelder haben gefunden, daß Zusammensetzungen mit stark bevorzugten Eigenschaften erhalten werden, wenn der Extender, vorzugsweise in einem größeren Anteil, eine Mischung aus sekundären und primären Extendern aufweist, und insbesondere eine Mischung eines sekundären Extenders, der aliphatischen Kohlenwasserstoff aufweist, und eines primären Extenders, der C4-Polyolefin aufweist, wobei Mineralöl der bevorzugte Kohlenwasserstoff und Polyisobuten das bevorzugte C4-Polyolefin ist. Die Anmelder haben gefunden, daß Extender, die solche Mischungen aufweisen, insbesondere Extender, die wenigstens etwa 85 Gewichtsprozent solcher Mischungen aufweisen, in der Lage sind, ohne weiteres thermoplastische Elastomere mit einer ausgezeichneten Fähigkeit zu versehen, Gegenstände feuchtigkeitsmäßig abzuweisen oder zu imprägnieren, die mit der Zusammensetzung in Berührung gebracht werden, sowie solche Elastomere mit ausgezeichneter Adhäsionsfestigkeit und ausgezeichneter Kohäsionsfestigkeit zu versehen. Ohne durch eine bestimmte Theorie gebunden oder beschränkt zu sein, wird angenommen, daß die Gegenwart des Mineralöls des sekundären Extenders in der Extendermischung zu der Imprägnierfähigkeit der Zusammensetzung beiträgt, während das Polyisobuten des primären Extenders zu der Adhäsions- und der Kohäsionsfestigkeit beiträgt. Es wird bevorzugt, daß die Extender ein Gewichtsverhältnis des primären zum sekundären Polyolefin von etwa 20 : 80 bis etwa 70 : 30 haben, wobei etwa 40 : 60 bis etwa 60 : 40 noch mehr bevorzugt wird. Diese Verhältnisse werden auch bevorzugt für Extender, in denen der primäre Extender ein latenter Extender mit geringer Lösefähigkeit und der sekundäre Extender ein latenter Extender mit einer hohen Lösefähigkeit ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Extender etwa 45 Gewichtsteile Mineralöl und etwa 45 Gewichtsteile Polyisobuten auf.
Es wird in Betracht gezogen, daß die Menge des verwendeten Extenders weitgehend variieren kann, abhängig von solchen Faktoren, wie die erwartete Verwendung der Zusammensetzung und die Eigenschaften des elastomeren Thermoplasts. Ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Zusammensetzungen ist jedoch die Fähigkeit, sehr hohe Konzentrationen von Extender in der Zusammensetzung unterzubringen, ohne deren vorteilhafte Eigenschaften negativ zu beeinflussen. Somit ist es stark bevorzugt, daß das Gewichtsverhältnis der Extender-Polymer- Zusammensetzung der Masse von 99,5 : 0,5 bis zu 85 : 15 ist und noch mehr bevorzugt von 93 : 7 bis zu 88 : 12. Für die Zwecke der Bestimmung dieses Verhältnisses ist das Gewicht der Zusammensetzung das Gesamtgewicht der organischen thermoplastischen elastomeren Di- Block- und Tri-Block-Polymere.

C. Andere Komponenten

Es wird in Betracht gezogen, daß die vorliegenden Dichtungsmassen andere Komponenten aufweisen können, die der Dichtungsmasse andere erwünschte Eigenschaften verleihen, ohne die oben erwähnten vorteilhaften Eigenschaften zu beeinträchtigen.
Es wird in Betracht gezogen, daß Korrosions-Inhibitoren, vorzugsweise in kleineren Mengen, in die vorliegenden Dichtungsmassen eingebracht werden können, um die Integrität der Verbindung zu verbessern. Solche Inhibitoren sind in einer großen Vielzahl von Typen und Graden und von einer großen Vielzahl von Quellen erhältlich, und alle diese Inhibitoren liegen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung. Synthetisches Barium-Sulfonat mit hohem Molekulargewicht ist ein korrosionsverhinderndes Material, das unter der Marke NA- SUL BSN von der R. T. Vanderbilt Company in Norwalk, Connecticut, USA, erhältlich ist. Chemisorptionskomponenten, vorzugsweise Benzotriazol, sind von PMC Incorporated unter der Markenbezeichnung COBRATEC 99 erhältlich und können in geringeren Mengen in den vorliegenden Massen verwendet werden.
Antioxidantien und thermische Stabilisatoren können auch in die vorliegenden Dichtungsmassen eingelagert werden, vorzugsweise in geringeren Mengen. Bevorzugte Antioxidantien/thermische Stabilisatoren sind Verbindungen auf der Basis von Hydroxyhydrocinnamaten, erhältlich von Ciba-Geigy Corporation, Hawthorne, New York, USA, unter der Marke IRGANOX, wie in dem Ciba-Geigy Bulletin "IRGANOX® 1010, Antioxidant and Thermal Stabilizer" (1990) beschrieben. Eine Mischung von IRGANOX 1010 und IRGANOX 1035 wird bevorzugt. Andere Antioxidantien sind erhältlich von der American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey, USA, unter der Markenbezeichnung "CYANOX". Besonders bevorzugte CYANOX-Verbindungen sind CYANOX 1790 und CYANOX LTDP.
Die vorliegenden Massen können auch licht- und wärme-stabilisierende Komponenten enthalten, vorzugsweise in geringeren Mengen. Ein solcher Stabilisator ist erhältlich von der American Cyanamid Company unter der Markenbezeichnung "CYASORB". Besonders bevorzugte CYASORB-Materialien sind CYASORB UV3346.
Die vorliegenden Zusammensetzungen können auch geringere Mengen von Fungiciden und/oder keimtötenden Mitteln enthalten. Solche Materialien sind erhältlich von Morton International Specialty Chemicals Group, Danvers, MA, USA unter der Markenbezeichnung "VINYZENE" und der Calgon Corporation unter der Markenbezeichnung "METASOL TX- 100". Bei gewissen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Dichtungsmassen auch ein Verdickungsmittel wie Silicat und vorzugsweise Quarzstaub enthalten. Das Silicat kann auch dazu dienen, als Mittel zur Temperaturstabilisierung zu wirken. Solche Materialien sind erhältlich als vollständig hydrophobierte, oberflächenbehandelte, amorphe Silicate von Cabot Corporation unter den Bezeichnungen "CAB-O-SIL", wie beispielsweise "CAB-O-SIL TS-610" und "CAB-O-SIL TS-530" und von der Degussa Corporation unter der Bezeichnung "AEROSIL R-974". Hydrophile amorphe Silicate sind erhältlich von Cabot Corporation unter der Markenbezeichnung "CAB-O-SIL M-5" und von der Degussa Corporation unter der Markenbezeichnung "AEROSIL 200". Eine Einlagerung von geringeren Mengen, vorzugsweise weniger als etwa 8 Gewichtsprozent, von Silicat in die vorliegenden Zusammensetzungen hat die Tendenz, die Rheologie der Dichtungsmasse günstig zu steuern und deren Kohäsionsfestigkeit zu verbessern.
Die vorliegenden Zusammensetzungen können wahlweise eine Polymer-Zusammensetzung enthalten, die ein vernetztes Polymer aufweist, vorzugsweise ein anorganisches vernetztes Polymer, und noch mehr bevorzugt ein vernetztes Polymer auf Silizium-Basis. So wie der Begriff hier verwendet wird, bezieht sich anorganisches Polymer auf Polymere, die anorganische Elemente haben, die wenigstens einen Teil der Hauptkette der Polymerkette ausmachen. In bezug auf die bevorzugten Polymere auf Silizium-Basis der vorliegenden Erfindung tragen Silizium-Atome zu dem chemisch inerten und in bezug auf die Umwelt günstigen Charakter des Polymers bei und sind in der Hauptkette entweder allein vorhanden oder mit Atomen von Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff usw. in der Hauptkette. Somit wird der Begriff Polymer auf Silizium-Basis hier verwendet, um sich auf einen weiten Bereich von Silizium enthaltenden Polymeren zu beziehen, einschließlich Polysilane, Polysiloxane, Polysilalkylene und Polysilarylene, wobei Polysiloxane bevorzugt werden. Siloxan-Polymere werden allgemein als Silicon-Polymere bezeichnet und werden hier oft als solche bezeichnet.
Die Polymere vom Siloxan-Typ haben vorzugsweise die unten gezeigte allgemeine Struktur und können z. B. hergestellt werden durch eine den Ring öffnende Polymerisation eines Trimers oder eines Tetramers:
wobei R&sub1; und R&sub2; gleich oder unterschiedlich sind und H, OH, Alkyl, Alkenyl, Aryl oder Aryl-Alkyl sind und n der Grad der Polymerisation ist.
Das bevorzugte Polymer auf Silizium-Basis ist wenigstens teilweise vernetzt. Eine große Vielzahl von vernetzten Polymeren auf Silizium-Basis und Vorläufer dafür sind erhältlich. Zum Beispiel können vernetzte Polymere auf Silizium-Basis gebildet werden durch Reaktion von funktional abgebrochenen Siloxan-Polymerketten mit einem polyfunktionalen Endlinker. Es wird bevorzugt, daß die vernetzten Polymere, vorzugsweise in einem größeren Anteil, vernetzte Silicon-Polymere aufweisen, die gebildet werden durch mit Platin katalysierte Vinyl-Additions-Reaktionen zwischen hydrid- und vinyl-funktionalisierten Silicon-Polymeren.
Für Zusammensetzungen, die das wahlweise vernetzte anorganische Polymer auf Silizium- Basis enthalten, wird es besonders bevorzugt, daß das Polymer auf Silizium-Basis in Gegenwart des thermoplastischen Elastomers vernetzt ist. So wie der Begriff hier verwendet wird, bezieht sich ein in der Gegenwart eines anderen Polymers vernetztes Polymer auf chemische Vernetzungsreaktionen, in denen die Reaktanten innig mit dem anderen Polymer oder Vorläufern für das andere Polymer vermischt werden, während die Reaktion stattfindet. Es wird bevorzugt, daß ein solches inniges Mischen während der Vernetzungsreaktion die Bildung eines Sonderelastomer-Netzwerks zur Folge hat.
Gemäß gewisser Ausführungsbeispiele weisen die vorliegenden Zusammensetzungen vorzugsweise einen kleineren Gewichtsanteil von anorganischem vernetztem Polymer auf. Es wird besonders bevorzugt, daß die Dichtungsmassen weniger als etwa 35 Gewichtsprozent und noch mehr bevorzugt weniger als etwa 25 Gewichtsprozent von anorganischem vernetztem Polymer aufweisen. Das organische thermoplastische elastomere Polymer und das anorganische vernetzte Polymer können zusammen weniger als etwa 20 Gewichtsprozent und noch mehr bevorzugt weniger als etwa 15 Gewichtsprozent der Zusammensetzung aufweisen. Solche Ausführungsformen sind nicht nur von einem ökonomischen Standpunkt aus gesehen vorteilhaft; sie besitzen auch überraschend vorteilhafte Ergebnisse.
Die Einzelheiten der bevorzugten Verfahren zum Bilden der Polymer-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden vollständiger nachstehend beschrieben.

1. DIE VERBINDER

Es wird in Betracht gezogen, daß die wünschenswerten Eigenschaften der vorliegenden Zusammensetzungen bei einer großen Vielzahl von elektrischen Verbindern vorteilhaft sind. Darüber hinaus schaffen die vorliegenden Ausführungsbeispiele auch Verbinder, die die Tendenz der damit verwendeten Dichtungsmassen, aus dem Verbinder auszuwandern oder auszulaufen, eliminieren oder wesentlich vermindern. Verbinder gemäß solchen Ausführungsbeispielen sind anpaßbar zur Verwendung mit einer großen Vielzahl von Dichtungsmassen, einschließlich denjenigen der Art, die im Stand der Technik offenbart sind, wie auch denjenigen der vorliegenden Ausführungsbeispiele.
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele schaffen feuchtigkeitsdichte, gegen Temperatur widerstandsfähige und gegen Rauschen widerstandsfähige elektrische Verbinder zum abdichtenden Verbinden von Übertragungseinrichtungen darin. Die bevorzugten Verbinder weisen einen Verbinderkörper auf, der eine Anschlußeinrichtung zum Aufnehmen und zum elektrischen Verbinden mit der Übertragungseinrichtung hat, die in geeigneter Weise in den Verbinderkörper eingesetzt wird, und wobei eine Dichtungsmasse längs oder benachbart zu der Übertragungseinrichtung des Verbinderkörpers angeordnet ist. Um die Abdichtungsfähigkeit des Verbinders zu maximieren, weist der Verbinderkörper vorzugsweise ein im wesentlichen geschlossenes Gehäuse oder einen Behälter auf, und der Behälter ist vorzugsweise vollständig mit der Dichtungsmasse gefüllt. Bei solchen Ausführungsbeispielen weist der Behälter Zugangseinrichtungen auf, um einen Eintritt der Übertragungseinrichtung in den Behälterkörper zum Kontakt mit der Anschlußeinrichtung und der Dichtungsmasse zu ermöglichen. Die Zugangseinrichtung umfaßt vorzugsweise den Behälter, der in sich eine Zugangsöffnung hat.
Fachleute auf diesem Gebiet werden anerkennen, daß unter gewissen Bedingungen viele der Dichtungsmassen nach dem Stand der Technik, die in einem solchen Behälter enthalten waren, die Tendenz hatten, aus dem Verbinderkörper durch die Zugangseinrichtung auszuwandern oder auszulaufen. Während die Dichtungsmassen Eigenschaften und Charakteristiken besitzen, die ein solches Auswandern wesentlich vermindern oder eliminieren, wird bevorzugt, daß die vorliegenden Verbinder Wischeinrichtungen aufweisen, die die Zugangsöffnung im wesentlichen abdecken, um ein Zurückziehen der Übertragungseinrichtung von dem Verbinder zu ermöglichen, während die Dichtungsmasse innerhalb des Gehäuses zurückgehalten wird. Das Vorsehen einer Wischeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erleichtert in vorteilhafter Weise eine Reparatur und einen Ersatz der elektrischen Verbindungen. Insbesondere schafft die Wischeinrichtung einen Eintritt und einen Austritt für die Übertragungseinrichtung, während gleichzeitig das Auswandern der Dichtungsmasse, selbst von relativ fließfähigen und wanderungsfähigen Dichtungsmassen, aus dem Verbinder wesentlich vermindert ist.
Es ist bevorzugt, daß die Wischeinrichtung eine nachgiebige dünne Membran aufweist, die an dem Verbinderkörper haftet und die Zugangsöffnung abdeckt. Eine solche nachgiebige Membran weist auch vorzugsweise eine Zugangsöffnung in sich auf, um einen Eintritt der Übertragungseinrichtung in den Verbinderkörper zu gestatten, wobei die Abmessungen zwischen wenigstens zwei Kanten der Zugangsöffnung der nachgiebigen Membran kleiner sind als und vorzugsweise wesentlich kleiner sind als der Querschnitt der Übertragungseinrichtung. Auf diese Weise bilden die Kanten einer solchen Öffnung ein Mittel zum Abwischen von Dichtungsmasse von der äußeren Oberfläche der Übertragungseinrichtung, wenn die Übertragungseinrichtung aus dem Verbinderkörper herausgezogen wird, wie es oft während Reparaturvorgängen erforderlich ist. Gemäß bestimmten Ausführungsbeispielen wird es bevorzugt, daß die kleinste Dimension der Zugangsöffnung der Wischeinrichtung wenigstens etwa 0,2mal der kleinsten Querschnittsdimension der Übertragungseinrichtung entspricht, und sogar noch mehr bevorzugt etwa 0,1mal der kleinsten Dimension der Zugangsöffnung zu dem Verbinderkörper.
Die nachgiebige Membran, die gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sollte ausreichende Flexibilität bieten, um zu ermöglichen, daß die Übertragungseinrichtung leicht eingesetzt und von dem Verbinderkörper zurückgezogen werden kann, während sie gleichzeitig ausreichende Starrheit besitzt, um jegliche Adhäsionskräfte zwischen der Dichtungsmasse und der Übertragungseinrichtung zu überwinden, wodurch Dichtungsmasse von der Übertragungseinrichtung während des Zurückziehvorgangs abgewischt wird. Während in Betracht gezogen wird, daß eine große Anzahl von Materialien in verschiedenen Dicken und Größen für eine Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, werden dünne Polyurethanfilme mit einer Dicke von etwa 1 mm bis etwa 5 mm bevorzugt.
Es wird auch in Betracht gezogen, daß die besondere Form und Gestalt der Zugangsöffnung in der Wischeinrichtung abhängig von der Art der verwendeten Dichtungsmasse und den besonderen in Betracht kommenden Anwendungen variiert. Zum Beispiel kann die Zugangsöffnung einen einfachen Schlitz in dem nachgiebigen Film, ein Sternmuster von Schlitzen oder eine Öffnung von kreisförmiger, quadratischer oder dreieckiger Gestalt aufweisen.

A. Erstes Ausführungsbeispiel

Ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit den Fig. 1 bis 11 beschrieben. Verbinder der allgemeinen, in diesen Figuren veranschaulichten Art sind in US-A-4 705 340 und US-A-5 006 077 beschrieben. Diese Verbinder sind erhältlich von AMP Incorporated unter der Markenbezeichnung "Quiet Front".
Unter Bezugnahme nun auf Fig. 1 ist dort ein Anschlußblock 92 veranschaulicht, der eine Vielzahl von siloartigen, drehbaren elektrischen Verbindern 10 zur Isolationsverlagerung hat. Die Verbindergehäuse 10 schließen einen Anschluß ein, der allgemein als 10A in den Fig. 2 und 3 bezeichnet ist, und sie sind an der Oberseite durch eine passende drehbare Kappe 50 und am Boden beispielsweise durch den Unterteil 94 des Anschlußblocks 92 im wesentlichen abgeschlossen. Der Anschluß 10A ist im wesentlichen zylinderförmig und hat einen oberen Isolationsverlagerungsabschnitt 8 und einen unteren Isolationsverlagerungsabschnitt 6. Im Betrieb ist der Anschluß im wesentlichen vollständig mit Dichtungsmasse gefüllt. Die Anschlußteile sind vorzugsweise aus einem Metall ausgestanzt, das gute elektrische Leiteigenschaften hat. Diese Leiteigenschaften sind erwünscht, weil Übertragungseinrichtungen, vorzugsweise zwei signaltragende Drähte 90 an die Anschlüsse angeschlossen sind und das Signal durch den Anschluß geleitet wird.
Unter Bezugnahme nunmehr auf Fig. 7 wird ein bevorzugtes Verfahren zum Bilden des Anschlusses offenbart. Insbesondere wird der Anschluß aus einem Rohling 2 ausgestanzt, der obere Lageroberflächen 34 und 40, eine vordere Oberfläche 44, eine Lasche 45 an der vorderen Fläche 44, eine Bodenfläche 42 und eine zurückgesetzte Oberfläche 48 hat. Der Rohling 2 weist eine innere kleine Drahtöffnung 18A in der Lasche 45 auf, wobei die Öffnung 18A in Übergangsverbindung mit einem inneren kleinen Drahtaufnahmeschlitz 20A ist, der durch abgescherte Oberflächen 21A gebildet ist. Der Rohling 2 weist auch eine innere große Drahtaufnahmeöffnung 12A in Übergangsverbindung mit einem inneren großen Drahtaufnahmeschlitz 14A auf, der durch abgescherte Oberflächen 15A gebildet ist. Zugentlastungsschlitze 16A sind oberhalb und unterhalb der großen Drahtöffnung 12A und des Drahtschlitzes 14A angeordnet. Der Rohling 2 weist eine äußere kleine Drahtaufnahmeöffnung 18B in Übergangsverbindung mit einem äußeren kleinen Drahtaufnahmeschlitz 20B auf, der durch abgescherte Oberflächen 21B gebildet ist, sowie Zugentlastungsschlitze 22B oberhalb und unterhalb der Öffnung 18B und des Schlitzes 20B. Der Rohling 2 weist eine äußere große Drahtaufnahmeöffnung 12B in Übergangsverbindung mit einem äußeren großen Drahtaufnahmeschlitz 14B auf, der durch abgescherte Oberflächen 15B gebildet ist. Zugentlasungsschlitze 16B sind oberhalb und unterhalb der Öffnung 12B und des Schlitzes 14B angeordnet.
Der Anschluß 10A wird durch Rollen des ausgestanzten Rohlings von Fig. 7 in eine zylindrische Gestalt geformt, wobei der Zylinder eine spiralförmige doppelte Wandstärke aufweist, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Wie am besten in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist, beginnt die Spirale mit dem mit 18A markierten Ende. Die Spirale wird dann in Uhrzeigersinn um das mit 18A markierte Ende herum gerollt, bis die äußere kleine Drahtaufnahmeöffnung 18B die innere kleine Drahtaufnahmeöffnung 18A überlappt, und sie verläuft weiter herum bis die äußere große Drahtaufnahmeöffnung 12B die innere große Drahtaufnahmeöffnung 12A überlappt. Im überlappten Zustand überlappen die äußeren großen Drahtzug-Entlastungsschlitze 16B auch die großen Zugentlastungsschlitze 16A. Wenn er vollständig zusammengerollt ist, ist der Anschluß ein Zylinder, der eine innere und äußere Wand mit der doppelten Dicke des gestanzten Metallteils hat und der diametral gegenüberliegende große und kleine Drahtaufnahmelöcher 12 und 18 hat, wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist. Der Anschluß 10A weist somit eine erste Zugangseinrichtung auf, die die inneren und äußeren kleinen Drahtöffnungen 18A und 18B aufweist, und eine zweite Zugangseinrichtung, die die großen inneren und äußeren Drahtöffnungen 12A und 12B aufweist. Der Rohling 2 weist ferner untere Isolationsverlagerungsschlitze 24 und Kappenhalterungsschlitze 86A und 86B auf.
Bezugnehmend nun auf die Fig. 8 bis 11 weist der Verbinder 10 eine Anschlußkappe 50 auf, die mit dem Anschluß 10A zusammenwirkt und im wesentlichen das obere Ende des Verbinders 10 abschließt. Die Kappe 50 ist aus einem dielektrischen Material geformt und weist eine äußere Wand 68 und eine innere Wand 66 auf, die durch eine obere Wand 58 miteinander verbunden sind, wodurch die inneren und äußeren Wände 66, 68 einen inneren ringförmigen Kanal 62 zwischen sich bilden. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, weist die Kappe 50 ferner eine Drehlasche 64 mit Oberflächen 64A und 64B, ein Halterungs-Verriegelungsglied 56 und einen kleinen Drahtaufnahmekanal 78 auf. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, weist die Kappe 50 einen sechseckigen Mutterabschnitt 60, ein Kontinuitäts-Testloch 52 und ein Drahteingangsloch 54 auf. Bei typischen Gestaltungen ist der sechseckige Mutterteil 60 erhaben, so daß er es dem Anschluß 10A gestattet, zusätzliches Dichtungsmaterial aufzunehmen, wodurch die Gesamtqualität der Verbindung verbessert wird. Das Drahteintrittsloch 54 weist einen großen Drahteintrittsabschnitt 54A und einen kleinen Drahteintrittsabschnitt 54B auf, wobei diese Abschnitte durch einen kegelstumpfförmigen Übergangsabschnitt miteinander verbunden sind, der durch eine Oberfläche 76 definiert ist.
Bezugnehmend nun auf Fig. 12 ist zu sehen, daß die innere kreisförmige Wand 66 und die äußere kreisförmige Wand 68 der Kappe 50 einen inneren Kanal 62 definieren, der so dimensioniert ist, daß er gleitfähig über die Oberseite des Anschlusses 10A aufgenommen wird; das heißt der äußere Durchmesser der inneren Wand 66 ist kleiner als der innere Durchmesser des Anschlusses 10A, während der innere Durchmesser der äußeren Wand 68 größer ist als der äußere Durchmesser des Anschlusses 10A. Wenn die Kappe 50 über dem Anschluß 10A aufgenommen ist, ist die Drahtaufnahmeöffnung 54 in der Kappe 50 mit der großen Drahtaufnahmeöffnung 12 ausgerichtet und liegt der kleinen Drahtaufnahmeöffnung 18 in dem Anschluß 10A gegenüber. Ein Verdrehen der Kappe 50 im Uhrzeigersinn um etwa eine viertel Drehung richtet das Drahtaufnahmeloch 54 in der Kappe 50 mit dem großen Drahtaufnahmeschlitz 14 und dem diametral gegenüberliegenden kleinen Aufnahmeschlitz 20 aus. In ver vollständig zusammengefügten Form bilden die Drahtaufnahmeöffnungen 12 und 18 und die Öffnung 54 in der Kappe 50 individuell und miteinander Zugangsöffnungen für den Verbinderkörper.
Obwohl die Kappe 50 und der Anschluß 10A in bezug aufeinander verdrehbar sind, ist der Winkel, um den die Kappe 50 verdreht werden kann, fest, weil, wie am besten in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, der Anschluß Drehanschläge 32A und 32B hat und die Kappe ihrerseits, wie in Fig. 11 gezeigt ist, eine Drehanschlagslasche 64 mit Oberflächen 64A und 64B hat. Wenn die Kappe 50 über dem Anschluß 10A derart aufgenommen ist, daß die Drahtaufnahmeöffnung 54 in der Kappe 50 mit den Drahtaufnahmeöffnungen 12 und 18 ausgerichtet ist, liegt die Oberfläche 64B der Lasche 64 gegen die Oberfläche 32B des Anschlusses 10A an, und wenn die Kappe verdreht wird, ist die Verdrehung begrenzt durch die Oberfläche 64A der Lasche 64 gegen die Oberfläche 32A des Anschlusses 10A. Auf diese Weise ist der Drehwinkel durch den Winkel der Oberfläche 34 definiert, wie er durch die Oberflächen 32A und 32B gebildet ist, minus den eingeschlossenen Winkel der Lasche 64, wie durch die Oberflächen 64A und 64B definiert, und es ist der Winkel, der erforderlich ist, um entweder den kleinen Draht oder den großen Draht in dem oberen Isolationsverlagerungsabschnitt 8 anzuschließen.
Wenn ein kleiner Draht angeschlossen werden soll, wird der kleine Draht in das Loch 54 gebracht und erstreckt sich durch die Abschnitte 54A, 54B und 54C, geht auch durch die große Drahtaufnahmeöffnung 12 und dann durch die kleine Drahtaufnahmeöffnung 18 und in den Kanal 78. Wenn die Kappe relativ zu dem Anschluß verdreht wird, wird der Draht in dem Kanal mitgenommen, und die Seitenwand des Kanals 78 drückt den Leiter in den kleinen Drahtanschlußschlitz 20, und der kleine Draht bildet einen elektrischen und mechanischen Kontakt mit den abgescherten Oberflächen 21A und 21B an drei Punkten, weil die Breite wenigstens des inneren Schlitzes 20A geringfügig schmaler ist als der Durchmesser des kleinen Drahtleiters. Der kleine Draht wird auch in den Schlitz 14 verdreht, und die Isolation des kleinen Drahts wird durch den Schlitz 14 ergriffen, was als Zugentlastung wirkt. Wenn umgekehrt ein großer Draht in das Loch 54 eingeführt wird, geht der große Draht durch die große Drahtaufnahmeöffnung 12, ist aber dann daran gehindert, in den Abschnitt 54B einzutreten, und er bleibt in dem Abschnitt 54C und liegt gegen die kegelstumpfförmige Oberfläche 76 an. Wenn die Kappe relativ zu dem Anschluß verdreht wird, wird der große Draht innerhalb des Lochs 54 mitgenommen, und der große Draht wird in den großen Drahtaufnahmeschlitz 14 gedrückt, und der große Draht bildet einen elektrischen und mechanischen Kontakt mit den abgescherten Oberflächen 15A und 15B an drei Punkten, weil die Breite wenigstens des inneren Schlitzes 14A geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des großen Drahtleiters.
Gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind eine oder mehrere der Zugangsöffnungen 12, 18 und 54 durch einen dünnen nachgiebigen Film abgedeckt, der in sich einen schmalen Schlitz oder eine entsprechende Öffnung hat. Wie in Fig. 9 veranschaulicht ist, ist zum Beispiel die Zugangsöffnung 54 durch einen dünnen nachgiebigen Film 70 abgedeckt, der in sich einen schmalen Schlitz 71 hat. Die Wischeinrichtung gemäß solchen Ausführungsbeispielen weist vorzugsweise ein dünnes Polyurethanband auf, das an dem Anschluß haftet.
Eine andere Art von Kappenblock zum Verbinden eines Paares von Drähten, mit dem die vorliegenden Zusammensetzungen verwendet werden können, ist in US-A-5 006 077 offenbart. Ein rohrförmiges dielektrisches Gehäuse hat in sich einen mittleren Pfosten, der einen ringförmigen Hohlraum definiert. Ein stationärer rohrförmiger Anschluß ist innerhalb des Hohlraums benachbart zu dem zentralen Pfosten befestigt; ein drehbarer rohrförmiger Anschluß ist innerhalb des Hohlraums konzentrisch um den stationären Anschluß herum angeordnet und steht damit zu allen Zeiten in elektrischer Berührung; und ein mit einer Lasche versehenes, kappenartiges rohrförmiges Betätigungsglied ist auch an dem Gehäuse montiert und geeignet, zwischen betätigten und nicht betätigten Stellungen verdreht zu werden, um den verdrehbaren Anschluß zu verdrehen. Ein Paar von Drahtaufnahmeöffnungen erstreckt sich durch Öffnungen durch die Gehäusewand, durch Öffnungen beider Anschlüsse und des Betätigungsglieds und wenigstens in eine Öffnung des zentralen Pfostens, die alle in einem nicht betätigten Zustand für ein darin einzusetzendes Drahtende ausgerichtet sind. Vorzugsweise würde der Anschlußblock einen dünnen nachgiebigen geschlizten Film über die Drahtaufnahmeöffnungen durch die Gehäusewand haben. Ferner könnte die Probenöffnung durch die Lasche des Betätigungsglieds vertieft werden, um Vorsorge zu treffen, daß eine Dichtungsmasse sich nach dem Einsetzen eines Drahtes dort hinein bewegen kann. Nach Verdrehung des verdrehbaren Anschlusses durch das Betätigungsglied durchdringen Schlitzwände des Anschlusses die Drahtisolierung und berühren den Leiter des Drahtes. Der stationäre Anschluß weist einen Kontaktabschnitt auf, der sich von dem Gehäuse nach außen erstreckt und weist Isolationsverlagerungsschlitze für einen darin einzusetzenden und anzuschließenden Draht auf, damit eine bestimmte Länge eines Mehrleiter-Kabelstumpfs an der Umhüllung befestigt werden kann, die eine Vielzahl von Anschlußblöcken aufweist, wodurch somit ein Kabelbaum definiert ist. Die beiden Anschlußglieder verbinden somit einen geeigneten Leiter des Kabelstumpfs mit einem in den Anschlußblock eingesetzten Draht. Ein zweiter Satz von Drahtaufnahmeöffnungen kann verwendet werden, um ein zweites eingesetztes Drahtende aufzunehmen, das mit dem ersten und mit dem Kabelstumpfverbinder verbunden werden soll.
Eine andere Art von Anschlußblock hat einen einstückigen Anschluß mit Verbindungsabschnitten für zwei zu verspleißende Drähte, die von der Art der Isolationsdurchdringung oder -verlagerung sind, was die Notwendigkeit zum Abstreifen der Isolierung von den Leitern des Signaldrahts eliminiert. Ein dielektrisches Gehäuse weist einen einstückig geformten zentralen Pfosten innerhalb eines rohrförmigen Abschnitts eines Anschlußaufnahmegehäuses auf, die sich beide von einem gemeinsamen Fußabschnitt her erstrecken und einen ringförmigen Hohlraum definieren, wobei der Gehäuseabschnitt Drahtaufnahmeöffnungen durch Seitenwände und in den Hohlraum bietet, die mit einer Öffnung durch den zentralen Pfosten ausgerichtet sind, was ein Einsetzen von Drahtenden während des Spleißens ermöglicht. Ein Buchsenanschluß und ein zugehöriges rohrförmiges Betätigungsglied mit einer Laschenkappe wird dann mit dem Gehäuse zusammengefügt, wobei der Buchsenanschluß den zentralen Pfosten innerhalb des Hohlraums umgibt und mit Öffnungen versehene Kontaktabschnitte zur Isolationsverlagerung hat, die ursprünglich mit den Drahtaufnahmeöffnungen des Gehäuses und dem zentralen Pfosten ausgerichtet sind, und wobei das Betätigungsglied auch durchgehende profilierte Öffnungen hat, die sich teilweise um den Umfang herum erstrecken und die auch mit den Drahtaufnahmeöffnungen des Gehäuses, dem zentralen Pfosten und dem Anschluß ausgerichtet sind. Die Lasche erstreckt sich nach dem Zusammenfügen oberhalb des Gehäuses, um für ein Werkzeug für seine Verdrehung zugänglich zu sein, um das Betätigungsglied und den Anschluß zu verdrehen. Wiederum kann die Probenöffnung in der Lasche des Betätigungsglieds tief sein, und ein Film kann die Drahtaufnahmeöffnungen der Gehäuseseitenwand abdecken. Während des Spleißens werden die Drahtenden beider Drähte in entsprechende Öffnungen und durch die mit Öffnungen versehenen Kontaktabschnitte eingeführt, bis sie durch Anschlag mit entsprechenden Anschlagflächen des Gehäuses gestoppt werden, das dann die Drahtenden an zwei beabstandeten Stellen sowohl außerhalb als auch innerhalb der Anschlußwand hält; das Betätigungsglied wird dann verdreht und verdreht somit den Anschluß, wodurch die Drahtschlitzkanten gezwungen werden, die Drahtisolierung beider Drähte zu durchdringen und eine elektrische Verbindung mit den darin enthaltenen Leitern herzustellen.

B. Zweites Ausführungsbeispiel

Während das erste, oben beschriebene Ausführungsbeispiel speziell bevorzugte, wieder verwendbare elektrische Verbinder schafft, wird in Betracht gezogen, daß elektrische Verbinder mit anderen Gestaltungen zur Verwendung mit den vorliegenden Dichtungsmassen anpaßbar sind. Zum Beispiel bietet ein zweites Ausführungsbeispiel einen elektrischen Verbinder für einmalige Verwendung, wie in den Fig. 13 bis I S veranschaulicht ist. Verbinder dieser Art sind auch in US-A 3 410 950, in US-A-4 714 801 und in US-A-5 004 869 offenbart. Diese Verbinder sind erhältlich von AMP Incorporated unter der Markenbezeichnung PICABOND®.
Unter besonderer Bezugnahme nunmehr auf die Fig. 13 bis 15 ist dort ein Verbinder offenbart, der einen Verbinderkörper 110 mit einer Übertragungs-Anschlußeinrichtung 116 hat. Der Verbinder weist einen äußeren isolierenden Film 114 und einen offenen U-artigen Metallanschluß 116 auf, der eine Vielzahl von Drahtaufnahmevorsprüngen 118 hat, die sich von einer inneren Oberfläche 116a des Anschlusses 116 her erstrecken. Dichtungsmaterial 112, und zwar die Dichtungsmasse der vorliegenden Erfindung wird in den Verbinderkörper 110 eingebracht, und in diesem besonderen Ausführungsbeispiel ist sie auf dem Anschluß 116 abgelagert, insbesondere in den Bereichen der Vorsprünge 118. Der Verbinderkörper 110 hat ferner in sich eine innere isolierende Filmschicht 120, die sich über die Dichtungsmasse 112 und die Vorsprünge 118 erstreckt. Die Filmschicht 120 ist, vorzugsweise mittels Hitze, mit den Seiten des Anschlusses 116 versiegelt und hüllt somit das Dichtungsmaterial ein.
Bei der Verwendung des Verbinders 110 werden Mittel zum Übertragen von elektrischem Strom oder elektrischen Signalen, wie beispielsweise Drähte 122, von entgegengesetzten Enden des Verbinders 110 her eingesetzt und in dem Bereich der Vorsprünge 118 angeordnet. Wie in den Fig. 12 und 13 (13 und 14) gezeigt ist, liegen die Drähte 122 auf der Oberseite der inneren Filmschicht 120. Fig. 14 (15) zeigt einen Querschnitte des gekrimpten Verbinders 110. Das Krimpen des Verbinders 110 erfordert allgemein die Ausübung einer Kraft auf die Seitenwände 116b des Anschlusses 116, die ausreichend ist, um den Anschluß in eine Stellung ähnlich derjenigen zu verformen, die in Fig. 14 (15) gezeigt ist, wodurch die Drähte 122 in Aufnahmeschlitze 124 der Vorsprünge 118 hineingedrückt werden. Die Schlitze 124 sind schmaler als der Durchmesser der Leiter innerhalb der Drähte 122, so daß Seitenkanten der Schlitze 124 die Isolierung durchdringen können, die die Leiter umgibt, um damit elektrische Verbindungen herzustellen. Für Zwecke der Bequemlichkeit wird die zum Erzeugen einer solchen Deformation erforderliche Kraft hier als die normale Krimpkraft bezeichnet.
Wie die Fachleute verstehen werden, variiert die Größe dieser Kraft etwas in Abhängigkeit von mehreren Faktoren, einschließlich der Verbinderausbildung und -größe. Während des Krimpens des Verbinders 110 zerreißen die Drähte 122 die Filmschicht, während sie in die Aufnahmeschlitze 124 des Vorsprungs 118 hineingedrückt werden. Als Ergebnis des durch die normale Krimpkraft ausgeübten Druckes wird das Dichtungsmittel 112 der vorliegenden Erfindung verformt, da es durch den Bruch in der Filmschicht 120 hindurchgedrückt wird und die Schnittstellen der Drähte und des Vorsprungs umgibt, wodurch die unmittelbaren Kontaktbereiche zwischen den Drähten und dem Verbinder abgedichtet werden.

11. DIE VERFAHREN

Es wird in Betracht gezogen, daß im Hinblick auf die hierin enthaltenen Informationen Zusammensetzungen gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen unter Verwendung bekannter Techniken leicht zubereitet werden können. Nichtsdestoweniger wird es vorgezogen, daß die vorliegenden Zusammensetzungen gemäß den hier beschriebenen Verfahren zubereitet werden, um Zusammensetzungen zu erhalten, die für die Verwendung als Dichtungsmittel gut geeignet sind.
Die Verfahren umfassen allgemein den Schritt der Zubereitung einer Lösung, Dispersion und/oder Emulsion des elastomeren thermoplastischen Polymers in dem Extender und des Erwärmens der Lösung, Dispersion oder Emulsion auf wenigstens etwa die Temperatur, bei der die Gelbildung der Polymer/Extender-Mischung eingeleitet wird, und noch mehr bevorzugt auf wenigstens etwa die Verschmelzungstemperatur der Polymer/ExtenderMischung. Wie es den Fachleuten bekannt ist, verursacht allgemein die Anwendung von Hitze auf Polymer/Extender-Mischungen der hier offenbarten Art physikalische Veränderungen in der Rheologie der Mischung. Ohne Absicht, durch eine bestimmte Theorie gebunden oder begrenzt zu sein, wird angenommen, daß flach der Anwendung von Hitze auf die Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen deren Extenderanteil beginnt, in dem Polymer solvatisiert zu werden, während Bruchteile des Polymers sich in dem Extender auflösen. Wenn zusätzliche Hitze zu der Zusammensetzung zugeführt wird, hat eine fortgesetzte Lösung des Extenders und des Polymers einen wesentlichen Anstieg der Viskosität und einen entsprechenden Verlust an Fluidität der Zusammensetzung zur Folge. Dieser Anstieg der Viskosität und der Verlust der Fluidität wird allgemein in Verbindung gebracht mit dem Einsetzen des "Gelierens" der Zusammensetzung. Durch die Fachleute wird erkannt werden, daß, wenn die Temperatur von etwa Raumtemperatur auf etwa das Einsetzen der Gelierung angehoben wird, die fluiden Polymer/Extender-Zusammensetzungen zunächst einen anfänglichen Abfall in der Viskosität zeigen können, dem der oben beschriebene allmähliche Anstieg der Viskosität folgt. Bei der Anwendung weiterer Hitze und einem weiteren Anstieg der Temperatur, wird eine Spitze in der Viskosität erreicht, und danach zeigen die vorliegenden Zusammensetzungen eine zunehmende Fließfähigkeit, da das Gel flüssigkeitsartig wird. Für Zwecke der Bequemlichkeit wird der Begriff "Gelierungstemperaturbereich" hier benutzt, um sich auf den Bereich der Temperatur zu beziehen, der sich von etwa dem anfänglichen Anstieg der Viskosität der Zusammensetzung bis zu etwa dem Ende der Spitze in der Viskosität erstreckt. Den Fachleuten sind Techniken gut bekannt und verfügbar, um das Einsetzen der Gelierung irgendeiner besonderen Polymer/Extender-Zusammensetzung zu bestimmen. Zum Beispiel kann das Einsetzen der Gelierung gemessen werden durch Verwendung einer Gelierungsplatte, die nur an einem Ende erhitzt wird, wodurch sich ein Temperaturgradient von einem Ende zu dem anderen entwickelt. Wenn eine Zusammensetzung aus Polymermasse/Extender auf die Platte gegossen wird, wird die Temperatur an dem Punkt der Platte, an dem die Zusammensetzung beginnt, ihre Fluidität zu verlieren, hier als die anfängliche Gelierungstemperatur der Zusammensetzung bezeichnet. Die Temperatur, bei der die Zusammensetzung beginnt, die Fluidität wiederzuerlangen, wird hier als der Gelierungsendpunkt bezeichnet. Es ist einzusehen, daß diese Begriffe für Zwecke der Bequemlichkeit verwendet werden, aber nicht im Wege der Beschränkung.
Der Gelierungstemperaturbereich irgendeiner bestimmten Zusammensetzung ist eine Funktion vieler Variablen, einschließlich der Art und der relativen Mengen des vorhandenen Extender- und Polymermaterials. Es wird jedoch allgemein in Betracht gezogen, daß die Gelierung der vorliegenden Zusammensetzungen bei Temperaturen von etwa 125ºC bis etwa 200ºC bei ausreichender Zeit stattfinden wird. Wenn zusätzliche Hitze zu der Zusammensetzung zugeführt wird, tritt eine Einlagerung des Extenders in die Polymerbereiche auf, und die Zusammensetzung wird flüssigkeitsartig. Insbesondere veranlaßt ein Erhitzen der vorliegenden Zusammensetzung für eine ausreichende Zeit über den Gelierungsendpunkt hinaus die Extendermoleküle, vollständig in die Matrix der Polymermoleküle eingelagert zu werden, und der Extender wird im wesentlichen in das Polymer-Netzwerk integriert. In einem solchen Zustand spricht man davon, daß die Zusammensetzung eine verschmolzene flüssigkeitsartige Zusammensetzung ist. Gemäß gewissen Ausführungsbeispielen wird die Vollendung der Gelierung bestimmt durch Beobachtung des durch die Mischeinrichtung über die Zeit erforderlichen Drehmoments und durch Feststellung von dessen ungefährem Spitzendrehmoment und der hierfür vergangenen Zeit.
Gewisse Ausführungsbeispiele der vorliegenden Verfahren umfassen vorzugsweise auch den wichtigen Schritt des Einbringens eines vernetzbaren Polymers in die Mischung aus thermoplastischem Elastomer und Extender. Es wird insbesondere bevorzugt, daß ein solcher Schritt des Einbringens Vorläufer für das vernetzbare Polymer zum Einbringen in eine flüssige Zusammensetzung aufweist, die das thermoplastische Elastomer aufweist, worauf dann die Polymervorläufer in der Gegenwart des thermoplastischen Elastomers vernetzt werden. Es wird in Betracht gezogen, daß der Schritt des Einbringens der vernetzten Polymervorläufer in die Zusammensetzung vor, während und/oder nach dem oben beschriebenen Erhitzungsschritt erfolgen kann. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Polymervorläufer zu der Mischung nach dem Beginn der Gelierung der Mischung aus organischem Polymer und Extender hinzugefügt werden, mehr bevorzugt, nachdem der Gelierungsendpunkt erreicht ist, und noch mehr bevorzugt nach der Verflüssigung der Zusammensetzung aus organischem Polymer und Extender.
Es wird in Betracht gezogen, daß der Schritt des Vernetzens der Vorläufer in Gegenwart des thermoplastischen Elastomers eine oder mehrere bekannte Techniken verwenden kann, und alle solche Techniken liegen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung. Für Ausführungsbeispiele, bei denen das vernetzbare Polymer ein vernetzbares Polymer auf Siliziumbasis aufweist, wird bevorzugt, daß der Polymervorläufer erste und zweite funktionalisierte Polymere auf Siliziumbasis aufweist, wobei das erste Polymer ein mit Siliziumwasserstoff funktionalisiertes Polymer auf Siliziumbasis und das zweite Polymer ein mit Vinyl funktionalisiertes Polymer auf Siliziumbasis ist. Ein geeignetes vernetzbares Polymer auf Siliziumbasis ist SYLGARD 527, erhältlich von Dow Corning Corporation, Midland, Michigan, USA. Bei solchen Ausführungsbeispielen umfaßt der Vernetzungsschritt das Einführen der ersten und zweiten Polymervorläufer in die thermoplastische Elastomer/Extender-Mischung während des Erhitzens derselben. Es wird auch bevorzugt, daß der Vernetzungsschritt das Einführen eines Vernetzungskatalysators und vorzugsweise eines Platin-Vernetzungskatalysators in die Mischung vor, während oder nach dem Einführen der Polymervorläufer umfaßt. Es wird angenommen, daß dieses chemische Vernetzen die thermische Widerstandsfähigkeit der Dichtungsmasse weiter verbessert.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung, aber nicht der Beschränkung der vorliegenden Erfindung.

III. BEISPIELE

BEISPIEL 1

Etwa 92 Gewichtsteile (pbw) eines Extenders, etwa 1 pbw eines ersten thermoplastischen elastomeren Polymers, etwa 4 pbw eines zweiten thermoplastischen elastomeren Polymers und etwa 5 pbw Quarzstaub wurden bei Raumtemperatur in einen Glasmischbecher mit zwei Liter Inhalt mit starker Wand eingeführt. Der Becher war mit einer Heizquelle und mit einem dreiflügeligen Mischpropeller versehen. Der Extender war KAYDOL-Öl, vertrieben durch Witco, mit einer kinematischen Viskosität von 6,5 · 10&supmin;&sup5; bis 7,0 · 10&supmin;&sup5; m ²/s (65 bis 70 Centistokes) bei 40ºC, einer spezifischen Dichte von 0,87 bis 0,89 bei 25ºC und einem Fließpunkt von etwa -18ºC, gemessen nach ASTM D97. Das erste thermoplastische Elastomer war ein Poly-(Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol)-Tri-Block-Copolymer, erhältlich von der Shell Development Corporation unter der Marke KRATON G 1651, mit einem Verhältnis von Styrol-Endblock zu Ethylen- und Butylen-Mittelblock von etwa 33 : 67. Wie in dem Shell Company Technical Bulletin SC 1102-89 beschrieben, hat KRATON G 1651 eine Schmelzviskosität von 42,700, wenn es in einer Konzentration von 5% in KAYDOL-Öl bei 149ºC (300ºF) vorliegt. Das zweite thermoplastische Elastomer war ein Di-Block-Copolymer Poly- (Styrol-Ethylen-Propylen) mit geringer Festigkeit, vertrieben durch Shell Development Corporation unter der Marke KRATON G 1701. Wie in dem Shell Company Technical Bulletin SC1102-89 beschrieben, hat KRATON G 1701 eine Schmelzviskosität von 209, wenn es in einer Konzentration von 5% in KAYDOL-Öl bei 149ºC (300ºF) vorliegt. Der Quarzstaub war ein voll hydrophobiertes amorphes Silikat mit 200 m²/g, das unter der Marke AEROSIL R-974 von der Degussa Corporation vertrieben wird.
Unter konstantem Rühren mit dem dreiflügeligen Propeller bei etwa 750 U/min wurde die Temperatur der Mischung allmählich von etwa Raumtemperatur auf etwa 190ºC über eine Dauer von etwa 80 Minuten angehoben, um eine relativ homogene klebrige Zusammensetzung zu erzeugen. Das Rühren wurde für etwa weitere 80 Minuten fortgesetzt, wobei die Temperatur der Mischung von etwa 190ºC auf etwa 160ºC abgesenkt wurde. Bei der Mischungstemperatur von etwa 160ºC wurden etwa 25 pbw der oben beschriebenen SYLGARD 527-Vorläufer allmählich während einer Zeitdauer von zwei Minuten in den Glasmischbecher eingeführt. Die Mischung wurde bei etwa 160ºC gehalten und das Rühren wurde für etwa weitere 30 Minuten fortgesetzt.
Nach dem Abkühlen für 24 Stunden bei Raumtemperatur wurde beobachtet, daß der Inhalt des Bechers eine durchsichtige homogene, gut dispergierte thermoplastische gelartige Dichtungsmasse ist mit einer Viskosität bei 23ºC (74ºF) von etwa 266 Einheiten (0,1 mm), gemessen durch das Verfahren nach ASTM D217 zum Testen der Konus-Eindringtiefe von Schmierfetten, wie unten beschrieben.
ASTM D217 ist ein Standard-Testverfahren unter der Bezeichnung "Standard Test Methods for Cone Penetration of Lubricating Grease", eingeführt durch die American Society for Testing and Materials (ASTM) und wird überall in der Werkstoffindustrie verwendet, um Viskositäten von Schmierfetten zu bestimmen. Dieses Verfahren wurde verwendet, um die Konus-Eindringtiefe bei 25ºC (77ºF) einer Probe der Dichtungsmasse zu bestimmen, die nur eine minimale Störung bei der Übertragung der Probe in einen Fettbearbeitungsbecher oder einen anderen geeigneten Behälter erfahren hatte. Die verwendete Vorrichtung war ein Härtemesser, der dazu bestimmt ist, die Tiefe in zehntel Millimetern zu messen, bis zu welcher ein Standardkonus in die Probe eindringt. Der Härtemesser hat einen einstellbaren Tisch, um den Konus an der Oberfläche der Probe richtig zu positionieren, bevor der Konus freigegeben wird. Der verwendete Standardkonus war aus Magnesium mit einer abnehmbaren gehärteten Stahlspitze hergestellt und hatte ein Gesamtgewicht von 102,5 ± 0,1 g gemäß den Beschreibungen des Tests. Eine Menge des Dichtungsmaterials und der Behälter für die Testprobe werden auf eine Temperatur von 25 ± 0,5 g C in einem Wasser- oder Luftbad gebracht. Eine Probe des Materials wird in den Behälter eingebracht und gepackt, um Lufttaschen zu eliminieren. Die Probe in dem Behälter wird geglättet und auf den Tisch des Härtemessers gebracht. Die Vorrichtung wird so eingestellt, daß die Spitze des Konus gerade die Oberfläche der Probe berührt. Der Schaft des Konus wird dann freigegeben und für 5,0 ± 0,1 Sekunden fallengelassen. Der Betrag der Eindringtiefe wird an einer Skala an der Vorrichtung abgelesen. Gemäß dem Verfahren sind die angegebenen Werte der Durchschnitt von drei Härtetests pro Probe.
Die physikalischen Eigenschaften der Dichtungsmasse dieses Beispiels wurden gemessen und sind in der Tabelle 1 wiedergegeben.

TABELLE 1

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen durchsichtig
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) 266
Auslauf 24 h 80ºC 0
Auslauf 24 h 100ºC 0
Eignung der Masse (ASTM D 1210) (NS) 8
Setztest (80ºF) 27ºC, 24 h 0,05 Zoll = 1,3 mm
(100ºF) 38ºC, 24 h 0,3 Zoll = 7,6 mm

BEISPIEL 2

Etwa 90 pbw eines Extenders, bestehend aus INDOPOL H-100 (Polyisobuten) wird bei etwa Raumtemperatur in ein Mischgefäß eingeführt, das mit einer Wärmequelle versehen ist. INDOPOL H-100 wird durch Amoco hergestellt und hat eine kinetmatische Viskosität von 1,96 · 10&supmin;&sup4; bis 2,33 · 10&supmin;&sup4; m ²/s (196 bis 233 Centistoke) bei 38ºC (100ºF), eine spezifische Dichte von 0,88 bis 0,90 bei 15,6ºC (60ºF) und einen Fließpunkt von etwa -6, 7ºC (20ºF), gemessen nach ASTM D97. Der Extender wird auf etwa 24ºC (75ºF) erhitzt und für etwa 15 Minuten gemischt. Etwa 0,75 pbw KRATON G1651 (S-EB-S-Tri-Block) und etwa 7,5 pbw KRATON G1701 (S-EP-Di-Block) werden dann dem Mischgefäß zugeführt, und das Mischen für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 24ºC (75ºF) fortgesetzt, um eine Dispersion zu erzeugen. Dann wird der Mischung etwa 0,5 pbw eines Anti-Oxidationsmittels und ein thermischer Stabilisator, Tetrakis-[Methylen (3,5-di-tert-butyl-4-Hydroxyhydrocinnamat)]-Methan zugeführt, vertrieben von der Ciba-Geigy Corporation unter der Marke IRGANOX 1010.
Die Mischung wird bei etwa 191ºC (375ºF) gehalten, und das Rühren wird für etwa weitere 120 Minuten fortgesetzt, an welchem Punkt etwa 0,05 pbw eines Korrosions-Inhibitors, etwa 0,015 pbw eines Fungizids und etwa 0,05 pbw eines oberflächenaktiven Stoffs dem Mischgefäß zugeführt werden. Der Korrosions-Inhibitor ist Benzotriazol, geliefert unter der Marke COBRATEC 99 von PMC, Incorporated, das Fungizid ist 2-(4-Thiazdyl)-Benzimidazol, geliefert unter der Marke METASOL TM TK-100 von Calgon Corporation, und das oberflächenaktive Mittel ist ein geschütztes, nicht ionisches Surfactant mit fluorinierten Estern, das unter der Marke FLUORAD FC430 von der 3M Corporation geliefert wird. Es ist erforderlich, daß die Mischung auf eine Temperatur von etwa 216ºC (420ºF) erhitzt wird, unter fortgesetztem Rühren für etwa weitere I20 Minuten. Der Inhalt des Gefäßes wird dann auf etwa Raumtemperatur abgekühlt.
Eine klare, gelbe gelartige Dichtungsmasse mit den in der Tabelle 2 aufgelisteten Eigenschaften wurde erzeugt.

TABELLE 2

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) 300
Erweichungspunkt ºC 90
Schmelzfluß 3 sec., 207 kPa (30 psi) 163ºC (Gramm) 0,8
Fließpunkt (ºC) 200
Setztest 80ºC, 24 h (Zoll) mm (0,4) = 10,2 mm
Brookfield-Viskosität bei 204ºC (Poise) Pas (35) 3,5
Öl-Haltung bei 80ºC (Prozent) 100
Wie aus den Ergebnissen dieses Beispiels zu sehen ist, wird eine Dichtungsmasse erzeugt, die mehrere wünschenswerte Eigenschaften hat. Jedoch sind die Viskosität und die Schmelzfluß- Eigenschaften geringfügig unterhalb denjenigen, die für gewisse Anwendungen erwünscht sind.

BEISPIEL 3

Beispiel 2 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß der Extender aus 90 pbw KAYDOL (Mineralöl) besteht, das heißt, die Komponente INDOPOL H-100. des Beispiels 2 wird auf der Basis eins-zu-eins durch KAYDOL ersetzt. KAYDOL-Öl ist erhältlich von der Sonneborn Company, eine Division von Witco Corp., und hat eine kinematische Viskosität von 65 bis 70 bei 4, 4ºC (40ºF), eine spezifische Dichte von 0,87 bis 0,89 bei 25ºC und einen Fließpunkt von etwa -28ºC (-18ºF).
Zusätzlich erfordert der abschließende Mischschritt dieses Beispiels nur eine Mischungstemperatur von etwa 191ºC (375ºF) im Gegensatz zu dem zusätzlichen Mischen bei einer Mischungstemperatur von etwa 216ºC (420ºF), wie es in Beispiel 2 erforderlich ist.
Eine klare, wasser-weiße gelartige Dichtungsmasse mit den in der Tabelle 3 aufgelisteten Eigenschäften wird erzeugt.

TABELLE 3

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) 315
Erweichungspunkt (ºC) 95
Schmelzfluß 3 sec., 207 kPa (30 psi) 163ºC (Gramm) 1,8
Fließpunkt (ºC) 155
Setztest 80ºC 24 h (Zoll) mm (0,8) = 20,3 mm
Brookfield-Viskosität bei 204ºC (Poise) Pas (1) 0,1
Öl-Haltung bei 80ºC (Prozent) 100
Wie aus den Ergebnissen dieses Beispiels zu sehen ist, wird ein Dichtungsmittel erzeugt, das hoch fließfähig ist, insbesondere in bezug auf das Dichtungsmittel von Beispiel 2. Jedoch zeigt das Dichtungsmittel dieses Beispiels eine unerwünscht schlechte Widerstandsfähigkeit gegen Setzen.

BEISPIEL 4

Das Beispiel 3 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Extender aus etwa 45 pbw KAYDOL-Öl und etwa 45 pbw INDOPOL besteht.
Es wurde eine klare, nahezu wasser-weiße, homogene, bei hohen Temperaturen funktionale, gelartige Dichtungsmasse gemäß der vorliegenden Erfindung mit den in Tabelle 4 aufgelisteten Eigenschaften erzeugt.

TABELLE 4

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) 315
Erweichungspunkt (ºC) 105
Schmelzfluß 3 sec., 207 kPa (30 psi) 163ºC (Gramm) 1,0
Fließpunkt (ºC) 200
Setztest 80ºC, 24 h (Zoll) mm (0,2) = 5,1 mm
Brookfield-Viskosität bei 204ºC (Poise) Pas (22) 2,2
Öl-Haltung bei 80ºC (Prozent) 100
Wie aus den Ergebnissen dieses Beispiels und im Vergleich zu den Beispielen 2 und 3 ersichtlich ist, wurde eine Dichtungsmasse mit unerwarteten und synergistischen Eigenschaften erzeugt. Insbesondere zeigt die Dichtungsmasse dieses Beispiels nicht nur eine Widerstandsfähigkeit gegen Setzen, die den Dichtungsmassen jedes der vorhergehenden Beispiele überlegen ist, sie hat sogar noch mehr überraschend Schmelzfluß- und Erweichungspunkt-Eigenschaften, die auch den Dichtungsmassen der vorhergehenden Beispiele überlegen sind.
Die Dichtungsmasse dieses Beispiels wird auf Betriebsfähigkeit in einem Verbinder der Art untersucht, die hier in dem ersten Verbinder-Ausführungsbeispiel beschrieben wurde und durch AMP Incorporated unter dem Markennamen "Quiet Front" vertrieben wird. Die Isolationsfähigkeit der Dichtungsmasse dieses Beispiels in bezug auf elektrische/thermische/umgebungsmäßige Eigenschaften wird untersucht durch Einspritzen der Dichtungsmasse in 30 Muster des Verbinders. Jeweils zehn Muster der abgedichteten Verbinder werden gemäß der Bellcore Technical Reference TR-NWT-00975 (im folgenden als "Bellcore-Referenz" bezeichnet) nach deren Abschnitten 3.41, 3.42 und 3.43 untersucht. Alle Proben erfüllen die Anforderungen der beschriebenen Versuchsbedingungen.
Die Dichtungsmasse dieses Beispiels erfüllt auch die Anforderungen an den Isolationswiderstand, die in den Abschnitten 3.1 der Bellcore-Referenz spezifiziert sind. Zehn durch die Dichtungsmasse dieses Beispiels abgedichtete Verbinder wurden auch den in Abschnitt 3.4.4 der Bellcore-Referenz beschriebenen Verfahren unterworfen, die auf das Messen der Beanspruchungs-Erholung (relaxation) und der Beanspruchungs-Entlastung (release) gerichtet sind. Alle Muster erfüllten die Anforderungen dieses Abschnitts. Die Verbinder erfüllten auch die in der Bellcore-Referenz vorgesehenen Standards bezüglich Vibration, Flexibilität und Kompatibilität.

BEISPIEL 5

Beispiel 4 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß etwa 3,0 pbw eines temperaturstabilisierenden Mittels auf der Grundlage eines voll hydrophobierten, oberflächenbehandelten, amorphen Silikats, erhältlich von der Degussa Corporation unter der Bezeichnung "Aerosil R-974" der Mischung an dem Punkt der zusätzlichen 120 Minuten hinzugefügt wurde.
Es wurde ein klares, homogenes, hochtemperatur-funktionales gelartiges Dichtungsmittel erzeugt, das die unten in Tabelle 5 aufgelisteten Eigenschaften hat.

TABELLE 5

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) 292
Erweichungspunkt (ºC) 95
Schmelzfluß 3 sec., 207 kPa (30 psi) 163ºC (Gramm) 0,7
Fließpunkt (ºC) 185
Setztest 80ºC, 24 h (Zoll) mm (0,05) = 1,3 mm
Brookfield-Viskosität bei 204ºC (Poise) Pas (42) 4,2
Öl-Haltung bei 80ºC (Prozent) 100

BEISPIEL 6

Die Zusammensetzung von Beispiel 4 wurde hinsichtlich ihrer Fähigkeit untersucht, eine Vielzahl verschiedener elektrischer Verbinder gegen das Eindringen von Wasser zu schützen. Das Testprotokoll wurde auf der Grundlage des in der Bellcore-Referenz, die hier durch Bezugnahme aufgenommen wird, beschriebenen Wassereindringtests erstellt.
Ein erster Verbinder der oben beschriebenen Art, der durch AMP Incorporated unter der Warenbezeichnung Quiet Front vertrieben wird, wurde untersucht. Ein zweiter Verbinder der oben beschriebenen Art, der durch AMP Incorporated unter der Warenbezeichnung PICA- BOND® vertrieben wird, wurde ebenfalls untersucht. Ein dritter Verbinder, der durch AMP Incorporated unter der Warenbezeichnung Tel-Splice vertrieben wird und der in dem AMP Instruction Sheet IS6502 beschrieben ist, wurde ebenfalls untersucht. Ein vierter Verbinder, der unter der Handelsbezeichnung Automotive Diagnostic Connector als AMP Incorporated Teil-Nummer 776002 erhältlich ist, wurde ebenfalls untersucht.
Um den Versuch durchzuführen, wurde ein elektrischer Verbinder hergestellt, der die Dichtungsmasse von Beispiel 4 enthielt. Die die Dichtungsmasse enthaltenden Verbinder wurden bis auf eine Tiefe von etwa 150 mm (6 Zoll) in eine wässrige 5%ige NaCl-Salzlösung eingetaucht. Die Verbinder wurden dann mit einem Gleichstrompotential von 48 Volt unter Energie gesetzt, das zwischen gemeinsamen Leitern der Muster und einer Kupferelektrode angelegt wurde, die in das Becken eingetaucht wurde. Um den Kurzschlußstrom auf etwa 20 Milliampere zu begrenzen, wurden Begrenzungswiderstände in Reihe mit jeder Probe angeordnet. Der Isolationswiderstand zwischen den einzelnen Verbindern und dem Wasser wurde unter Verwendung eines Gleichstrompotentials von 250 Volt nach einer Stunde, nach 7 Tagen und schließlich nach 14 Tagen gemessen. Ein Kriterium eines minimalen Isolationswiderstands (IR) von 1 · 10&sup8; Ohm wurde als Ausfallpunkt für alle Verbinder verwendet. Alle Testverfahren wurden bei üblichen Laboratoriumsbedingungen durchgeführt. Die Versuchsergebnisse für das Eintauchen jedes der verschiedenen Arten von Verbindern sind unten dargestellt. TABELLE 6 ERGEBNISSE DES ISOLATIONSWIDERSTANDES FÜR QUIET FRONT- VERBINDER, DIE DIE DICHTUNGSMASSE VON BEISPIEL 4 ENTHALTEN
Die Ergebnisse zeigen, daß an keinem Behälter irgendein Lecken während der zwei Wochen des Eintauchversuchs auftrat. Alle Muster hielten einen Isolationswiderstand von mehr als 1 · 10&sup8; Ohm aufrecht. TABELLE 7 ERGEBNISSE DES ISOLATIONSWIDERSTANDES FÜR TEL-SPLICE- VERBINDER, DIE DIE DICHTUNGSMASSE VON BEISPIEL 4 ENTHALTEN
Die Tel-Splice-Muster hielten ebenfalls einen IR von mehr als 1 · 10&sup8; Ohm während des Eintauchtests aufrecht. TABELLE 8 ERGEBNISSE DES ISOLATIONSWIDERSTANDES FÜR DIAGNOSE- VERBINDER, DIE DIE DICHTUNGSMASSE VON BEISPIEL 4 ENTHALTEN
Alle PICABOND-Verbinder fielen anfänglich beim Eintauchtest aus. Es wird erwartet, daß dieses Ergebnis wegen der besonderen elastomeren Eigenschaften der Dichtungsmasse von Beispiel 4 auftrat. Trotzdem wird erwartet, daß eine geeignete Modifikation der Dichtungsmasse von Beispiel 4 innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung in der Lage ist, zufriedenstellende Eintauchtestergebnisse zu liefern.

BEISPIEL 7

Die Zusammensetzung von Beispiel 4 wird auf ihre Fähigkeit untersucht, zuverlässig Verbinder der Type Quiet Front gegen das Eindringen von Wasser zu schützen, wie sie in dem ersten Ausführungsbeispiel hier beschrieben wurden und durch AMP Incorporated unter dem Handelsnamen Quiet Front vertrieben werden. Das Testprotokoll beruht auf dem in Beispiel 6 beschriebenen Wassereindringtest.
Dreihundert Quiet-Front-Verbinder, die die Dichtungsmasse von Beispiel 4 enthielten, wurden hergestellt. Die die Dichtungsmasse enthaltenden Verbinder wurden bis zu einer Tiefe von etwa 150 mm (6 Zoll) in eine wässrige 5%ige NaCl-Salzlösung eingetaucht und wie in Beispiel 4 getestet. Eine ungewöhnlich große Anzahl von Schaltkreisen passierten den Test, selbst nach einer Eintauchdauer von 14 Tagen, wie unten in Tabelle 9 dargestellt. TABELLE 9 PROZENTSATZ VON SCHALTKREISEN, DIE DEN EINTAUCHTEST BESTANDEN

BEISPIEL 8

Die Zusammensetzung von Beispiel 4 wird gemäß ASTM D4048 untersucht, um ihre Fähigkeit vorherzusagen, elektrische Verbinder gegenüber Umgebungskorrosion zu schützen. ASTM D4048 mißt den Betrag der Kupferstreifen-Korrosion, die sich aus der Berührung mit einer Dichtungsmasse ergibt. Unter Verwendung der in ASTM D4048 beschriebenen Klassifikationsparameter wird die Zusammensetzung von Beispiel 4 als 1B klassifiziert. Diese Klassifizierung zeigt an, daß die Zusammensetzung von Beispiel 4 nicht eine Korrosion zur Folge hat und nur ein geringfügiges Anlaufen eines Kupferstreifens verursacht und daher sehr gut für Anwendungen bei elektrischen Verbindungen geeignet ist.

BEISPIEL 9

Etwa 90 pbw eines Extenders, bestehend aus etwa 45 pbw eines KAYDOL-Öls und etwa 45 pbw INDOPOL, wird bei etwa Raumtemperatur in ein Mischgefaß eingebracht, das mit einer Heizquelle versehen ist. Der Extender wird auf etwa 24ºC (75ºF) erhitzt und für etwa 15 Minuten gemischt. Etwa 7,5 pbw KRATON G 1701 (S-EP-Di-Block) werden dann dem Mischgemäß zugefügt, und das Mischen wird für etwa 15 Minuten bei einer Temperatur von etwa 24ºC (75ºF) fortgesetzt, um eine Dispersion zu erzeugen. Dann werden etwa 0,5 pbw eines antioxidierend wirkenden/thermischen Stabilisators, der durch die Ciba-Geigy Corporation unter der Marke IRGANOX 1010 vertrieben wird, der Mischung hinzugefügt.
Die Mischung wird bei etwa 191ºC (375ºF) gehalten, und das Rühren wird für etwa weitere 120 Minuten fortgesetzt, zu welchem Zeitpunkt etwa 0,05 pbw eines Korrosionsinhibitors, etwa 0,015 pbw eines Fungizids und etwa 0,05 pbw eines Surfactants dem Mischgefäß hinzugefügt werden. Der Korrosionsinhibitor ist Benzotriazol, geliefert unter der Marke COBRATEC 99 von PMC, Incorporated, das Fungizid ist 2-(4-Thiazdyl)-Benzimidazol, geliefert unter der Marke METASOL TK-100 durch die Calgon Corporation, und das Surfactant ist ein geschütztes, nicht ionisches Surfactant mit fluorinierten Estern, geliefert unter der Marke FLUORAD FC430 von der 3M Corporation. Es ist erforderlich, die Mischung bei der Temperatur von etwa 191ºC (375ºF) zu halten, bei fortgesetztem Rühren für etwa weitere 120 Minuten. Der Inhalt des Gefäßes wird dann auf etwa Raumtemperatur abgekühlt.
Es wird eine klare, gelbe gelartige Dichtungsmasse erzeugt, die die unten in Tabelle 10 aufgelisteten Eigenschaften hat.

TABELLE 10

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (ASTM 0,1 mm) 365
Erweichungspunkt (ºC) Gießfähig bei Raumtemperatur
Schmelzfluß 3 sec., 207 kPa (30 psi) 163ºC (Gramm) > 3.3
Setztest 80ºC 24 h (Zoll) mm (> 4.5) = > 114 mm
Öl-Haltung bei 80ºC (Prozent) 100
Wie aus den Ergebnissen dieses Beispiels zu ersehen ist, wird eine allgmein nicht annehmbare Dichtungszusammensetzung erzeugt, wenn nur ein primäres Polymer (S-EP-Di-Block) in der Zusammensetzung enthalten ist. Insbesondere zeigen die Eigenschaften der Widerstandsfähigkeit gegen Setzen, des Schmelzflusses und des Erweichungspunkts, daß eine solche Dichtungsmasse bei dem bevorzugten Betriebstemperaturbereich nicht in dem Verbinder bleiben wird und/oder nicht angemessen elektrische Verbindungen abdichten wird.

BEISPIEL 10

Das Beispiel 9 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß das primäre Polymer aus 7,5 pbw KRATON G 1701 (S-EP-Di-Block) und aus etwa 0,75 pbw KRATON G 1652 (S-EB-S-Tri- Block) bestand.
Eine klare gelbe gelartige Dichtungsmasse mit den unten in Tabelle 11 aufgelisteten Eigenschaften wird erzeugt.

TABELLE 11

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) 354
Erweichungspunkt (ºC) Gießfähig bei Raumtemperatur
Schmelzfluß 3 sec., 207 kPa (30 psi) 163ºC (Gramm) > 3.3
Setztest 80ºC 24 h (Zoll) mm (> 4.5) = > 114 mm
Öl-Haltung bei 80ºC (Prozent) 0
Wie aus den Ergebnissen dieses Beispiels gesehen werden kann, wird eine allgemein nicht annehmbare Dichtungsmasse erzeugt, selbst wenn ein primäres Polymer in der Zusammensetzung vorhanden ist, das sowohl Di-Block- und Tri-Block-Copolymer-Komponenten enthält. Insbesondere zeigen die Eigenschaften der Widerstandsfähigkeit gegen Setzen, des Widerstands gegen Austreiben, des Schmelzflusses und des Erweichungspunktes, daß eine solche Dichtungsmasse bei dem bevorzugten, oben angegebenen Temperaturbereich nicht in dem Verbinder bleiben wird und/oder nicht angemessen elektrische Verbindungen abdichten wird.

BEISPIEL 11

Das Beispiel 9 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß zusätzlich zu dem primären Polymer (S-EP-Di-Block) etwa 0,75 pbw des sekundären Polymers KRATON G 1651 (S-EB-S-Tri- Block) der Zusammensetzung hinzugefügt wird.
Eine klare gelartige Dichtungsmasse mit den unten in Tabelle 12 aufgelisteten Eigenschaften wird erzeugt.

TABELLE 12

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) 305
Erweichungspunkt (ºC) 108
Schmelzfluß 3 sec., 207 kPa (30 psi) 163ºC (Gramm) 1.1
Setztest 80ºC 24 h (Zoll) mm (0.10) = 2,54 mm
Öl-Haltung bei 80ºC (Prozent) 100
Wie aus den Ergebnissen dieses Beispiels und im Vergleich mit den Beispielen 9 und 10 ersichtlich ist, wird eine Dichtungsmasse mit unerwarteten und dramatisch verbesserten Eigenschaften erzeugt. Insbesondere zeigt die Dichtungsmasse dieses Beispiels eine Widerstandsfähigkeit gegen Setzen, die etwa 150 mal jedem der vorhergenden Beispiele überlegen ist. Ferner sind die Schmelzflußeigenschaften etwa 3 mal besser gegenüber den Dichtungsmassen der vorhergehenden Beispiele.

BEISPIEL 12

Die Zusammensetzung von Beispiel 4 wird in einem Verfahren zum Herstellen abgedichteter elektrischer Verbinder der Art verwendet, die durch AMP Incorporated unter den Handelsnamen Tel-Splice und Quiet Front vertrieben werden. Diese Verbinder wurden früher vertrieben, indem sie fettartige Dichtungsmassen enthielten oder keine Dichtungsmassen enthielten.
Die Anschlußblöcke vom Typ Quiet Front, die sechs Silos pro Block enthalten, werden absatzweise mit "Schüssen" der Zusammensetzung von Beispiel 4 gefüllt und abgedichtet. Die Füllvorrichtung ist das Extrusionsrohr für heiße Schmelze PAM-Model 500-E mit der zuvor beschriebenen AMP-Düse. Das Rohr wurde mit etwa 50 g der Dichtungsmasse beschickt.
Jedes Silo wird durch Auslösen von Bursts von Dichtungsmasse für etwa eine viertel bis etwa eine halbe Sekunde gefüllt, bis die Dichtungsmasse aus den Flanschen zwischen Lasche und Silo austritt, wobei ein Luftdruck von etwa 207 kPa (30 psig) bei 163ºC (325ºF) verwendet wird. Die Lasche befindet sich während des Füllens in der geschlossenen (angeschlossenen) Stellung. Die Füllöffnung ist die Versuchsmusteröffnung, wobei die Silos lotrecht stehen und die Versuchsmusteröffnung sich nach oben öffnet. Die unteren und oberen Drahteintrittsöffnungen sind durch Gummistopfen verschlossen. Der Anschlußblock wird über Nacht auf Raumtemperatur abgekühlt, und der Gewichtszuwachs der Blöcke wird gemessen. Es wurde etwa 1,4 g Dichtungsmasse pro Silo gefunden. Dies stimmt vernünftig überein mit dem zuvor bestimmten Volumen von 1,4 cm³ der Silos.
Der in Beispiel 6 beschriebene Isolationswiderstandstest wird an den gefüllten Blöcken durchgeführt, wobei beim anfänglichen Testen kein Lecken an irgendeinem Silo auftrat.
Die gleiche Vorrichtung und die gleichen Füllbedingungen werden beim Füllen von 10 Tel- Splice-Verbindern verwendet. Die oberen Glieder der Gehäuse werden entfernt, während die unteren Glieder durch kurze Bursts gefüllt werden, bis die Rückseiten der Anschlußglieder bedeckt sind. Die oberen Glieder werden dann wieder aufgesetzt, wodurch die Dichtungsmasse nach vorn gedrückt wird, um das Behältnis locker zu füllen. Das Füllen wird vervollständigt durch Einspritzen durch ein Drahteintrittsloch, bis das Behältnis visuell blasenfrei gefüllt ist.
Die Verbindungsstellen werden gewogen, um den durchschnittlichen Gewichtszuwachs der Dichtungsmasse pro Verbindungsstelle zu finden. Es wird gefunden, daß dieser etwa 0,12 g pro Verbindungsstelle ist, was vernünftig mit dem vorherbestimmten Volumen der Verbindungsstelle von 0,12 cm³ übereinstimmt.
Der Isolationswiderstandsversuch von Beispiel 6 wird an den gefüllten Verbindungsstellen durchgeführt, wobei beim anfänglichen Testen kein Lecken an irgendeiner Verbindungsstelle auftrat.

BEISPIEL 13 (zum Vergleich - wie in EP-B 529 957 beansprucht)

Ein vernetzbarer Silikon-Polymer-Vorläufer wurde zubereitet durch inniges Vermischen eines aus drei Komponenten bestehenden Systems bei Raumtemperatur, bestehend aus einem Organosiloxan auf Polymer-Basis, einem Wasserstoff-Siloxan-Copolymer und einem Chlorplatin-Säure-Katalysator, der in die Organosiloxan-Polymer-Basis vorher eingemischt wurde. Die Organosiloxan-Polymer-Basis bestand im wesentlichen aus einem Copolymer von Einheiten der Formel RViSiOR&sub2;, R&sub2;SiO und CH&sub3;R&sub2;SiO&sub5;, wobei R entweder ein Methyl- oder ein Phenyl-Radikal und V1 ein Vinyl-Radikal ist. Das Wasserstoff-Siloxan-Copolymer hatte die allgemeine Durchschnittsformel:
HRCH&sub3;SiO(R&sub2;SiO)nSiCH&sub3;RH,
wobei jedes R wie oben definiert war und n einen Durchschnittswert der Art hatte, daß die Viskosität des Wasserstoff-Siloxan-Copolymers nicht mehr als 0,01 m ²/s (10.000 Centistoke) bei 25ºC war. Die vernetzbaren Silikon-Polymer-Vorläufer bestanden aus dem Produkt, das durch die Marke SYLGARD 527 bezeichnet ist, und sie wurden zubereitet gemäß den Instruktionen, die das Produkt begleiten. Solche Produkte sind beschrieben in US-A-3 020 260 - Nelson -, und sie sind erhältlich von der Dow Corning Corporation.
Etwa 95 Gewichtsteile (PBW) eines Exenders, etwa 5 Gewichtsteile eines thermoplastischen elastomeren Polymers und etwa 1 Gewichtsteil eines antioxidierend wirkenden Mittels wurden bei Raumtemperatur in einen Mischbecher von zwei Liter mit einer dicken Glaswand eingeführt. Der Becher war mit einer Heizquelle und einem dreiflügligen Mixpropeller versehen. Der Extender war Polybuten-Öl, das unter der Marke INDOPOL H-100 durch Amoco vertrieben wird, und hatte eine kinematische Viskosität von 1,96 · 10&supmin;&sup4; bis 2,33 · 10&supmin;&sup4; bis 2,33 · 10&supmin;&sup4; m²/s (196 bis 233 Centistoke) bei 38ºC (100ºF), eine spezifische Dichte von 0,88 bis 0,9 bei 16ºC (60ºF) und einen Fließpunkt bei etwa -7ºC (20ºF), gemessen nach ASTM D97. Das thermoplastische Elastomer war ein Poly(Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol)- Tri-Block-Copolymer, erhältlich von der Shell Development Corporation unter der Marke KRATON 1651 mit einem Verhältnis des Styrol-Endblocks zu dem Ethylen- und Butylen- Mittelblock von etwa 33 : 67. Das antioxidierende Mittel war Tetrakis-[Methylen (3,5 -di-tert- Butyl-4-Hydroxyhydrocinnamat)]-Methan, vertrieben von der Ciba-Geigy Corporation unter der Marke IRGANOX 1010.
Unter konstantem Rühren mit dem dreiflügligen Propeller bei etw 750 U/m wurde die Temperatur der Mischung allmählich von etwa Raumtemperatur auf etwa 230ºC über eine Dauer von etwa 80 Minuten angehoben, um eine relativ homogene, klebrige Zusammensetzung zu erzeugen. Das Rühren wurde fortgesetzt für etwa weitere 80 Minuten, wobei die Temperatur der Mischung von etwa 230ºC auf etwa 160ºC vermindert wurde. Bei der Mischungstemperatur von etwa 160ºC wurden etwa 10 pbw des oben beschriebenen Silikon- Polymer-Vorläufers allmählich während einer Zeitdauer von zwei Minuten in den Glasmischbecher eingeführt. Die Mischung wurde bei etwa 160ºC gehalten, und das Rühren wurde fortgesetzt für etwa weitere 30 Minuten, an welchem Punkt etwa 0,1 PBW Korrosionsinhibitor und etwa 0,05 Gewichtsteile eines Fungizids dem Mischbecher zugefügt wurden. Der Korrosionsinhibitor war Benzotriazol, geliefert unter der Marke COBRATEC 99 von PMC, Incorporated, und das Fungizid war 2-(4-Thiazdyl)Benzimidazol, geliefert unter der Marke METASOL TK-100 von Calgon Corporation. Nach fortgesetztem Rühren bei etwa 160ºC für etwa weitere fünf Minuten, wurde der Inhalt des Mischbechers auf etwa Raumtemperatur abgekühlt.
Es ergab sich ein klares, homogenes, gut dispergiertes thermoplastisches Dichtungsgel mit einer Viskosität von 296 Einheiten (0,1 mm) gemessen durch das Verfahren nach ASTM D217 für das Eindringen eines Prüfkonus in Schmierfett, wie unten beschrieben.
Zusätzliche physikalische Eigenschaften der Dichtungsmasse wurden gemessen und sind in Tabelle 13 unter der Spaltenüberschrift "EX 13" wiedergegeben. In Tabelle 13 sind unter der Spaltenüberschrift "Silikon-Dichtmasse" auch die Eigenschaften für ein gegenwärtig im Handel weitgehend verwendetes Silikon-Dichtmittel wiedergegeben. Die sich ergebenden Versuchswerte veranschaulichen die überlegenen Werte des Aussehens, der Homogenität (Feinheit der Masse) und des Kriechens der Dichtungsmasse der vorliegenden Erfindung. TABELLE 13

BEISPIEL 14 (zum Vergleich - wie in EP-B 529 957 beansprucht)

Etwa 91 Gewichtsteile (PBW) eines Extenders, etwa 4 Gewichtsteile eines thermoplastischen elastomeren Polymers und etwa 5 Gewichtsteile des in Beispiel 1 beschriebenen Silikon- Polymer-Vorläufers wurden bei Raumtemperatur in einen starkwandigen Mischbecher mit zwei Liter eingefüllt. Der Becher war mit einer Heizquelle und einem dreiflügligen Mischpropeller versehen. Der Extender war in Mineralöl, das unter der Marke BRITOL 55T von Malcom Nicol & Co. vertrieben wird und das eine Viskosität von etwa 560 SUS bei 38ºC (100ºF), eine spezifische Dichte von etwa 0,864 und einen Fließpunkt von etwa -12ºC (10ºF) hat. Das thermoplastische Elastomer war ein Poly(Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol)-Tri- Block-Copolymer, erhältlich von der Shell Development Corporation unter der Marke KRATON 1651 mit einem Verhältnis von Styrol-Endblock zu Ethylen- und Butylen-Mittelblock von etwa 33 : 67.
Unter konstantem Rühren mit dem dreiflügligen Propeller bei etwa 750 U/M wurde die Temperatur der Mischung allmählich von etwa Raumtemperatur auf etwa 190ºC während einer Zeitdauer von etwa 120 Minuten angehoben, um eine relativ homogene, klebrige Zusammensetzung zu erzeugen. Das Rühren wurde für etwa weitere 30 Minuten fortgesetzt, wobei die Temperatur der Mischung von etwa 190ºC auf etwa 160ºC vermindert wurde. Bei der Mischungstemperatur von etwa 160ºC wurden etwa 5 PBW des oben beschriebenen Silikon-Polymer-Vorläufers allmählich in zwei Minuten in den Glasmischbecher eingeführt. Die Mischung wurde bei etwa 160º gehalten, und das Rühren wurde für etwa weitere 30 Minuten fortgesetzt, um eine Dichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu erzeugen. Die sich ergebende Zusammensetzung wurde einer Reihe von Versuchen unterworfen, um deren physikalische Eigenschaften und Leistungsfähigkeit zu messen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind unten in Tabelle 14 wiedergegeben.

TABELLE 14

Gemessene Eigenschaft Wert

Aussehen klar
Konus-Eindringtiefe (ASTM D217) (Einheiten 0,1 mm) Gering durchsichtig 268
Auslauf (170ºF), 77ºC, 24 h 0
Feinheit der Masse (ASTM D1210) (NS) 8
Setztest (170ºF), 77ºC, 1 h (0,05 Zoll) = 1,3 mm
Erweichungspunkt (260ºF) = 127ºC

BEISPIEL 15

Die Dichtungsmasse von Beispiel 2 wurde dann bei Raumtemperatur in einen offenen elektrischen Verbinder der Art eingeführt, wie er in den Fig. 12 bis 14 veranschaulicht ist, wobei eine medizinische Kanüle der Type 14 GA verwendet wurde. Der Verbinder wurde dann gekrimpt, um eine elektrische Verbindung entsprechend standardisierten bekannten Techniken zu bilden. Es wurde beobachtet, daß nach dem Krimpen die Dichtungsmasse so verformt war, daß sie sich längs der Länge der Verbindung und über das Ende des Anschlusses hinaus erstreckte, wobei sie die elektrischen Kontakte wirkungsvoll abdichtete. Es wurde auch in unerwarteter Weise beobachtet, daß die verformte Dichtungsmasse an dem Verbinder und an den Drähten während und nach dem Krimpvorgang anhaftete und daß wenig oder keine Dichtungsmasse durch das Krimpwerkzeug von dem Verbinder entfernt wurde. Es wurde ferner beobachtet, daß die Dichtungsmasse in Kontakt mit den Drähten blieb, selbst nach deren Verbiegen, wodurch in erwünschter Weise die Integrität der Abdichtung aufrechterhalten wurde.

Claims

1. Feuchtigkeits- und temperaturresistenter elektrischer Verbinder zum dichten Verbinden von Übertragungseinrichtungen (90, 122), wobei der Verbinder derart gestaltet ist, daß er einen Verbinderkörper mit einem Anschluß zur Aufnahme und elektrischen Verbindung mit den Übertragungseinrichtungen hat und eine gelartige Dichtungszusammensetzung aufweist, die entlang oder in der Nähe des Anschlusses in dem Verbinderkörper angeordnet ist, wobei die gelartige Dichtungszusammensetzung ein elastomeres thermoplastisches Polymer und ein Streckmittel für dieses Polymer aufweist, wobei das Streckmittel einen größeren Gewichtsanteil der Zusammensetzung und das Polymer einen kleineren Gewichtsanteil der Zusammensetzung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere thermoplastische Polymer einen Verbundwerkstoff aus einem Diblock-Copolymer und einem Triblock-Copolymer aufweist, wobei die Schmelzviskosität des Triblock-Copolymers wenigstens 50 mal höher ist als die Schmelzviskosität der Diblock-Copolymers, wobei das Gewichtsverhältnis des Triblock-Copolymers zu dem Diblock-Copolymer von 1 : 20 bis 1 : 5 beträgt.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungszusammensetzung eine Fließfähigkeit von wenigstens 2 g/min bei 160ºC, einen Setz-Widerstand von weniger als 1,3 cm (0,5 Zoll) bei 80ºC, und einen elastischen Speicher (memory) von wenigstens 200% bei Temperaturen von -40ºC bis +80ºC hat.

3. Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Streckmittel aufweist:

(a) ein Sekundär-Streckmittel, das aus Naphthenölen, weißen Ölen, terpenoiden Hydrocarbonen und Kombinationen von diesen ausgewählt ist, und

(b) ein Primär-Streckmittel, das aus Polybutadien, Polybuten, Polybutylen, Hydrocarbonharzen, ataktischem Polypropylen, verzweigtem Polyethylen und Styrenpolymeren mit niedrigem Molekulargewicht ausgewählt ist.

4. Verbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Primär-Streckmittel einen größeren Anteil von Polybutadienöl und das Sekundär-Streckmittel einen größeren Anteil von Mineralöl und das Gewichtsverhältnis von Primär-Streckmittel zu Sekundär-Streckmittel im Bereich von 60 : 40 bis 40 : 60 liegt.

5. Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Diblock-Copolymer aufweist:

(i) einen elastomeren Block, der aus nicht aromatischen Polyolefinen, Polyestern, Polyethern und Kombinationen hiervon ausgewählt ist, und

(ii) einen nicht-elastischen Block, der aus Poly(alkenylarenen), Polyurethanen und Kombinationen hiervon ausgewählt ist.

6. Verbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Block ein C&sub1;&submin;&sub8; nicht aromatisches Polyolefin ist und daß der nicht-elastische Block ein Polystyren ist.

7. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinderkörper (10, 50) einen im wesentlichen abgeschlossenen Behälter mit Zugangseinrichtungen (54) aufweist, um einen Eingang eines Endes der Übertragunseinrichtungen (90) in den Verbinderkörper (10, 50) ermöglicht, wobei der Anschluß (10A) geeignet ist, so aktiviert zu werden, daß er elektrisch mit einem Ende der Übertragungseinrichtungen (90) über einen Eingang in den Verbinderkörper (10, 50) verbunden wird, und daß die Dichtungszusammensetzung den Verbinderkörper im wesentlichen füllt.