Title:
Klebstoff
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft einen Klebstoff (7), umfassend 15 Gew.-%–98 Gew.-% wenigstens eines elastomeren Kunststoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenmethylacetat (EMA), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyisopren (PI), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) enthält, 1 Gew.-%–5 Gew.-% wenigstens eines Vernetzers, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Schwefel, Triallylcyanurat, Ethylendiamintetraessigsäure und Trimethylolpropantrimethacrylat enthält, sowie 1 Gew.-%–10 Gew.-% wenigstens eines Aktivators, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Dicumylperoxid, Zinkoxid und Stearinsäure enthält, sowie optional einen Rest an Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Vulkanisationsbeschleunigern, Vulkanisationsverzögerern, Weichmachern, Treibmittel und/oder Farbstoffen sowie unvermeidbare Verunreinigungen. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung eines entsprechenden Klebstoffes (7) an Kabeln (1) und/oder an Teilen von Kabeln (1).




Inventors:
Ernst, Christian (91781, Weißenburg, DE)
Application Number:
DE102014003874A
Publication Date:
09/24/2015
Filing Date:
03/19/2014
Assignee:
LEONI Kabel Holding GmbH, 90402 (DE)
Domestic Patent References:
DE10348477A1N/A2005-05-25
DE10348473A1N/A2005-05-19



Foreign References:
79358902011-05-03
Attorney, Agent or Firm:
FDST Patentanwälte Freier Dörr Stammler Tschirwitz Partnerschaft mbB, 90411, Nürnberg, DE
Claims:
1. Klebstoff (7), umfassend 15 Gew.-%–98 Gew.-% wenigstens eines elastomeren Kunststoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenmethylacetat (EMA), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyisopren (PI), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) enthält, 1 Gew.-%–5 Gew.-% wenigstens eines Vernetzers, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Schwefel, Triallylcyanurat, Ethylendiamintetraessigsäure und Trimethylolpropantrimethacrylat enthält, sowie 1 Gew.-%–10 Gew.-% wenigstens eines Aktivators, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Dicumylperoxid, Zinkoxid und Stearinsäure enthält, sowie optional einen Rest an Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Vulkanisationsbeschleunigern, Vulkanisationsverzögerern, Weichmachern, Treibmittel und/oder Farbstoffen sowie unvermeidbare Verunreinigungen.

2. Klebstoff (7) nach Anspruch 1, umfassend 90 Gew.-%–97 Gew.-% wenigstens eines Kunststoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenmethylacetat (EMA), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyisopren (PI), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) enthält, 1 Gew.-%–3 Gew.-% wenigstens eines Vernetzers, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Schwefel, Triallylcyanurat, Ethylendiamintetraessigsäure und Trimethylolpropantrimethacrylat enthält, sowie 2 Gew.-%–4 Gew.-% wenigstens eines Aktivators, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Dicumylperoxid, Zinkoxid und Stearinsäure enthält, sowie optional einen Rest an Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Vulkanisationsbeschleunigern, Vulkanisationsverzögerern, Weichmachern, Treibmittel und/oder Farbstoffen sowie unvermeidbare Verunreinigungen.

3. Klebstoff (7) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-%–4 Gew.-%, wenigstens eines Stabilisators, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Diphenylderivate, gehinderte Aminderivate und phenolische Antioxidantien enthält.

4. Klebstoff (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-%–3 Gew.-% wenigstens eines Verarbeitungshilfsmittel, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Wachse, Stearate und Laurate enthält.

5. Klebstoff (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend 0 Gew.-%–60 Gew.-%, insbesondere 0 Gew.-%–40 Gew.-%, wenigstens eines Füllstoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kreide, Talkum, Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid enthält.

6. Klebstoff (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend 0 Gew.-%–5 Gew.-% wenigstens eines Vulkanisationsbeschleunigers, insbesondere Dibutylamin.

7. Klebstoff (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend 0 Gew.-%–2 Gew.-% wenigstens eines Vulkanisationsverzögerers, insbesondere Cyclohexylthiophtalimid.

8. Klebstoff (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend 0 Gew.-%–40 Gew.-% wenigstens eines Weichmachers, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Tri-(2-Ethylhexyl)-Trimellitat (TOTM) und n-Octyldecyltrimellitat (ODTM) enthält.

9. Klebstoff (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 0 Gew.-%–2 Gew.-%, wenigstens eines Treibmittels, insbesondere eines Diazocarbonamids.

10. Klebstoff (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 0 Gew.-%–4 Gew.-%, wenigstens eines Farbstoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Titandioxid, Kohlenstoff und organische Pigmente enthält.

11. Verwendung des Klebstoffes (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 an Kabeln (1) und/oder Teilen von Kabeln (1), wobei der Klebstoff (7) insbesondere mittels eines Extrusionsverfahrens aufgebracht wird.

12. Verwendung nach Anspruch 11, wobei der Klebstoff (7) zum Verkleben einer Mehrzahl von mit einer Isolierung (5) versehenen Leitern (3) eines Kabels (1) auf die Isolierung (5) eines oder jedes Leiters (3) aufgebracht wird, und wobei der den Isolierungen (5) aufgebrachte Klebstoff (7) zum Verbinden der Leiter (3) mit einer Verzögerungszeit nach der Aufbringung thermisch ausgehärtet wird.

13. Verwendung nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Klebstoff (7) mit einer Verzögerungszeit von einigen Wochen bis Monaten thermisch ausgehärtet wird.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Aufbringen des Klebstoffes (7) auf einen oder jeden Leiter (3) mittels eines Extrusionsverfahrens erfolgt.

15. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Aufbringen des Klebstoffes (7) in einem Temperaturbereich zwischen 60°C und 150°C erfolgt.

16. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Leiter (3) nach der Aufbringung des Klebstoffes (7) verseilt werden.

17. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die thermische Aushärtung des Klebstoffes (7) durch Erwärmen auf eine Temperatur zwischen 100°C und 250°C erfolgt.

18. Kabel (1) mit einer Mehrzahl von mit einer Isolierung (5) versehenen Leitern (3), wobei die Isolierungen (5) der Leiter (3) über einen Klebstoff (7) entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 10 materialschlüssig verbunden sind.

19. Kabel (1) nach Anspruch 18, welches frei von einem äußeren Mantel ist.

Description:

Die Erfindung betrifft einen Klebstoff, die Verwendung eines Klebstoffes bei der Herstellung eines Kabels sowie eine derart hergestelltes Kabel.

Ein Klebstoff ermöglicht die langzeitbeständige Kombination verschiedener Werkstoffe oder Fügeteile unter Erhalt ihrer Eigenschaften und wird eingesetzt, um die jeweiligen Fügeteile schnell, dauerhaft und kostengünstig miteinander zu verbinden. Zusätzlich können mit dem Klebstoff über das eigentliche Verbinden hinausgehende Eigenschaften wie eine Abdichtung gegen Flüssigkeiten und/oder Gase, ein Ausgleich unterschiedlicher Fügeteildynamiken oder ein Korrosionsschutz in die verklebten Fügeteile integriert werden.

Die Klebewirkung kommt durch Adhäsion und Kohäsion zwischen dem Klebstoff und den zu verklebenden Fügeteilen zustande. Im Bereich der Klebstoffe versteht man unter Adhäsion die Haftung von Klebschichten an den Fügeteiloberflächen. Die Kohäsion bezeichnet die Kräfte, die den Zusammenhalt des Klebstoffs bewirken und sowohl für die Zähigkeit und das Fließverhalten des unausgehärteten Klebstoffs bei der Verarbeitung, als auch für die Festigkeit des ausgehärteten Klebstoffs bei einer Beanspruchung verantwortlich sind.

Klebstoffe lassen sich grundsätzlich in physikalisch abbindende Klebstoffe und chemisch härtende Klebstoffe unterteilen. Bei den physikalisch abbindenden Klebstoffen kommt es durch das Verdunsten von Lösemittelzusätzen zur Aushärtung des Klebstoffes, also zum Klebeeffekt. Dies ist beispielsweise bei Kontaktklebern, Dispersionsklebern, Schmelzklebern oder Kleistern der Fall. Bei chemisch härtenden Klebstoffen wird die Klebewirkung durch die chemische Reaktion von unterschiedlichen Komponenten erreicht. Hierbei handelt es sich zumeist um Zweikomponentenklebstoffe, die nach dem Mischen von zwei Reaktionspartnern oder Reaktionskomponenten bei Raumtemperatur spontan durch Polymerisation, Kondensations- oder Additionsreaktionen aushärten. Die Reaktionskomponenten von Zweikomponentenklebstoffen müssen entsprechend vor deren Verwendung getrennt voneinander bevorratet werden. Auch kann Luftfeuchtigkeit, wie beispielsweise beim Sekundenkleber, oder UV-Licht, wie beispielsweise bei Kunststofffüllungen in der Zahnmedizin, als zweite Reaktionskomponente ein Aushärten bewirken bzw. zu einem Abbinden des Klebstoffes führen. Zusätzlich sind Haftklebstoffe im Einsatz, die durch Druck auf ein Substrat aufgebracht werden können und dort haften bleiben. Beispiele hierfür sind Klebebänder, Aufkleber oder Sprühkleber.

Unabhängig von Ihrer Klassierung ist allen gängigen Klebstoffen gemein, dass die Aushärtung bzw. die Polymerisation der jeweiligen Klebstoffkomponenten bereits mit dem Auftragen des Klebstoffes auf ein Trägermaterial oder ein Fügeteil beginnt. Der Abbindezeitraum und die damit verbundene Verarbeitbarkeit der Klebstoffe nach dem Aufbringen auf die jeweiligen Fügeteile sind entsprechend zeitlich begrenzt und zumeist nach einigen Stunden nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt als eine erste Aufgabe zugrunde, einen Klebstoff anzugeben, der gegenüber dem Stand der Technik besser verarbeitbar und länger lagerbar ist.

Als eine zweite Aufgabe liegt der Erfindung die geeignete Verwendung eines solchen Klebstoffes zugrunde.

Die erste Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Klebstoff, umfassend 15 Gew.-%–98 Gew.-% wenigstens eines elastomeren Kunststoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenmethylacetat (EMA), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyisopren (PI), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) enthält, 1 Gew.-%–5 Gew.-% wenigstens eines Vernetzers, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Schwefel, Triallylcyanurat, Ethylendiamintetraessigsäure und Trimethylolpropantrimethacrylat enthält, sowie 1 Gew.-%–10 Gew.-% wenigstens eines Aktivators, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Dicumylperoxid, Zinkoxid und Stearinsäure enthält, sowie optional einen Rest an Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Vulkanisationsbeschleunigern, Vulkanisationsverzögerern, Weichmachern, Treibmittel und/oder Farbstoffen sowie unvermeidbare Verunreinigungen.

Die Erfindung geht von der Tatsache aus, dass gängige Klebstoffe unter den geforderten Umstanden, wie beispielsweise Luft- und Lichtausschluss, zwar grundsätzlich gut lagerbar sind. Allerdings sind die Klebstoffe nach deren Auftrag nur in einem zeitlich begrenzten Intervall verarbeitbar, da der Aushärteprozess mit nur geringen Verzögerungszeiten bezogen auf den Zeitpunkt des Klebstoffauftrags beginnt. Mit anderen Worten müssen gängige Klebstoffe unmittelbar nach deren Auftrag auf die entsprechenden Fügeteile in Form gebracht werden, da der Klebstoff bereits kurz nach dem Auftrag auszuhärten beginnt und eine weitere Bearbeitung der resultierenden Klebeverbindung somit ausgeschlossen ist.

Untere Berücksichtigung dessen erkennt die Erfindung, dass der Zeitraum der Verarbeitbarkeit eines Klebstoffes dann verlängert werden kann, wenn die Klebstoffzusammensetzung so gewählt wird, dass eine Aushärtung des Klebstoffes erst durch einen gezielten Vernetzungsvorgang erfolgt. Die Zusammensetzung des Klebstoff ist hierzu derart gewählt, dass eine Aushärtung des Klebstoffes weder durch den Kontakt mit Umgebungsluft noch in Folge einer längeren Lagerdauer erfolgt. Auch Licht oder anderweitige Strahlungsquellen haben keinen Einfluss auf die Aushärtung.

Stattdessen erfolgen die Aktivierung und die anschließende chemische Vernetzung des Klebstoffes erst zu dem Zeitpunkt, an dem eine Aktivierungstemperatur überschritten wird, welche die Vernetzung des Klebstoffes in Gang setzt und dessen Aushärtung bewirkt. So kann nicht nur eine lange Lagerbarkeit des Klebstoffes vor dessen Auftrag gewährleistet werden, sondern gleichzeitig eine lange Verarbeitung des Klebstoffes auch noch nach Aufbringen auf eine Fügefläche erreicht werden. Auch eine Lagerung des Klebstoffes an Luft und/oder unter Licht, was bei bisher gängigen Klebstoffen zu einer Aushärtung und damit einer eingeschränkten Verwendbarkeit führt, ist entsprechend problemlos möglich. Dies wird vorliegend durch die spezifische Wahl der angegebenen Vernetzer und Aktivatoren erzielt, die im Zusammenspiel mit den gewählten Kunststoffen erst bei einer thermischen Aktivierung oberhalb der Verarbeitungstemperatur zu einer Vernetzungsreaktion führen.

Die Vernetzung des Klebstoffes kann in Abhängigkeit des eingesetzten Vernetzers durch bekannte Vernetzungsreaktionen, wie beispielsweise eine Schwefelvernetzung oder eine Peroxidvernetzung, erfolgen. Beim Einsatz von Schwefel als Vernetzer erfolgt die Vernetzung der Klebstoffkomponenten nach dem bekannten Prinzip der Vulkanisation. Hierbei werden Doppelbindungen der eingesetzten Kunststoffe durch Erhitzen mit elementarem Schwefel in dreidimensionale Netzwerke überführt. Die Verknüpfung der Ketten erfolgt über Schwefelbrücken. Bei der Peroxidvernetzung wird der Zerfall des eingesetzten Peroxids thermisch initiiert. Die hierbei entstehenden Peroxyradikale erzeugen in einer weiteren Reaktion Radikalstellen in den Polymerketten, die durch Rekombination zu einer Quervernetzung der Polymerketten über C-C-Bindungen führen.

Die Herstellung des angegebenen Klebstoffes, also das Vermischen der eingesetzten Komponenten, kann in Abhängigkeit des eingesetzten Kunststoffes und dessen Füllgrad in einem Temperaturbereich unterhalb 200°C, bevorzugt zwischen 60°C und 150°C erfolgen. Die Vernetzungstemperatur des Klebstoffes liegt in Abhängigkeit von der gewählten Zusammensetzung bei Temperaturen oberhalb 100°C, bevorzugt zwischen 100°C und 250°C. In jedem Fall kann die Mischungstemperatur des angegebenen Klebstoffes unterhalb der Vernetzungstemperatur gewählt werden. Zur Aushärtung wird der Klebstoff auf die Aktivierungstemperatur erhitzt, die die Vernetzung bzw. Polymerisation in Gang setzt. Die Aktivierungstemperatur kann auch durch Aktivatoren beeinflusst werden.

Nach dem Mischen der einzelnen Komponenten der Klebstoffzusammensetzung ist der Klebstoff thermoplastisch verarbeitbar. Erst nach der Aushärtung durch thermische Aktivierung, das in einem Zeitraum von einigen Wochen bis mehreren Monaten nach der Auftragung erfolgen kann, weist der Klebstoff duroplastische Eigenschaften auf und ist aufgrund der durch die Vernetzung gebildeten stabilen dreidimensionalen Molekülstruktur nicht mehr ohne Weiteres formveränderlich.

Die zur Verarbeitung des Klebstoffes benötigte Temperatur ist ebenfalls abhängig vom eingesetzten Kunststoff und dessen Füllgrad. Sie erfolgt wie auch die Mischung der einzelnen Klebstoffkomponenten in einem Temperaturbereich unterhalb 200°C, bevorzugt zwischen 60°C und 150°C. Auch die Verarbeitungstemperatur liegt unterhalb der Vernetzungstemperatur. Da der Klebstoff vor der Aktivierung thermoplastisch verarbeitbar ist, können zur Verarbeitung gängige Ur- und Umformverfahren, wie Extrusion, Spritzgießen, Pressen und Tiefziehen eingesetzt werden.

Die in dem Klebstoff eingesetzten Kunststoffe sind polymere Werkstoffe, die künstlich oder durch Abwandlung von Naturprodukten entstehen und aus organischen Makromolekülen aufgebaut sind. Nach dieser Definition gehören neben Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenmethylacetat (EMA) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), die der Gruppe der Polyolefine angehören, auch Kautschuk und Gummi, wie Polyisopren, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydrierter Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) zu den Kunststoffen. Selbstverständlich sind zusätzlich zu den hier aufgeführten Kunststoffen auch weitere Elastomere auf Polyolefinbasis (POE) umfasst.

In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung hinsichtlich der Verarbeitbarkeit und der Lagerfähigkeit umfasst der Klebstoff 90 Gew.-%–97 Gew.-% wenigstens eines Kunststoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenmethylacetat (EMA), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyisopren (PI), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Hydrierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (HNBR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) enthält, 1 Gew.-%–3 Gew.-% wenigstens eines Vernetzers, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Schwefel, Triallylcyanurat, Ethylendiamintetraessigsäure und Trimethylolpropantrimethacrylat enthält, sowie 2 Gew.-%–4 Gew.-% wenigstens eines Aktivators, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Dicumylperoxid, Zinkoxid und Stearinsäure enthält, sowie optional einen Rest an Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Vulkanisationsbeschleunigern, Vulkanisationsverzögerern, Weichmachern, Treibmittel und/oder Farbstoffen sowie unvermeidbare Verunreinigungen.

Die in dem Klebstoff eingesetzten Vernetzer oder Vernetzungsmittel wie Schwefel, Triallylcyanurat, Ethylendiamintetraessigsäure, Trimethylolpropantrimethacrylat lösen die Vernetzung der Polymere, also des Kunststoffes im Klebstoff aus. Vernetzer zeichnen sich durch mindestens zwei reaktive Gruppen aus, wobei Vernetzer mit zwei gleichen reaktiven Gruppen als homobifunktionelle Vernetzer, solche mit zwei unterschiedlichen Gruppen dagegen als heterobifunktionelle Vernetzer bezeichnet werden. Durch die Vernetzung ändern sich beispielsweise Stoffeigenschaften wie die Härte und der Schmelzpunkt des Klebstoffes, wobei diese Veränderungen mit dem Vernetzungsgrad, also dem Anteil der vernetzten Stellen bezogen auf die Gesamtkunststoffmenge, zunehmen.

Um die Vernetzungsreaktion zu beschleunigen, ist die Verwendung von Aktivatoren notwendig. Hierzu werden ein oder mehrere Aktivatoren aus einer Gruppe eingesetzt, die Dicumylperoxid, Zinkoxid oder Stearinsäure enthält. Die Aktivatoren verbessern die Haftung des Klebstoffs zum Substrat, sowie die Alterungsbeständigkeit einer Verklebung. Dies geschieht beispielsweise durch eine Erhöhung der Anzahl der reaktiven Gruppen oder durch die Kombination von unterschiedlichen reaktiven Gruppen für Substrat und Klebstoff, die eine bessere Benetzung der Oberfläche des Fügeteils ermöglicht. Selbstverständlich ist auch die Verwendung alternativer oder zusätzlicher Peroxide als Aktivatoren möglich.

Bevorzugt umfasst der Klebstoff 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-%–4 Gew.-%, wenigstens eines Stabilisators, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Diphenylderivate, gehinderte Aminderivate und phenolische Antioxidantien enthält. Die als Stabilisatoren einsetzbaren Diphenylderivate, gehinderten Aminderivate und phenolischen Antioxidantien dienen als Alterungsschutzmittel, die den Klebstoff vor unerwünschten Alterungsvorgängen schützen bzw. eine Alterung des Klebstoffes verzögern. Sie werden als Antioxidanten und Ozonschutzmittel eingesetzt. Der Grad der erzielten Schutzwirkung hängt vom jeweils eingesetzten Alterungsschutzmittel ab.

Weiter bevorzugt umfasst der Klebstoff 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-%–3 Gew.-% wenigstens eines Verarbeitungshilfsmittels, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Wachse, Stearate und Laurate enthält. Verarbeitungshilfsmittel, wie beispielsweise Wachse, Stearate und Laurate, wirken als Gleitmittel zwischen den Polymerketten des Klebstoffes und dienen aufgrund ihres Aufbaues gleichermaßen als Verträglichkeitsvermittler zwischen verschiedenen Stoffen und Phasen. Sie verbessern die Mischungshomogenität und die Fließfähigkeit und tragen so zu einer verbesserten Verarbeitbarkeit des Klebstoffes bei.

Zweckmäßigerweise umfasst der Klebstoff weiter 0 Gew.-%–60 Gew.-%, insbesondere 0 Gew.-%–40 Gew.-%, wenigstens eines Füllstoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Kreide, Talkum, Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid enthält. Kreide, Talkum, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid werden als mineralische Füllstoffe bezeichnet und dienen der Verstärkung des Klebers. Zusätzlich ermöglichen Füllstoffe je nach eingesetzter Menge beispielsweise eine Einstellung der gewünschten Dicke einer aufzubringenden Klebeschicht zwischen zwei Fügeteilen. Weiterhin haben insbesondere hohe Füllstoffkonzentrationen Einfluss auf die Aushärtegeschwindigkeit, da die Füllstoffe dann als „Verdünner” wirken. So sind bei hoch gefüllten Klebstoffen höhere Aushärtetemperaturen notwendig.

Von Vorteil ist es weiter, wenn der Klebstoff 0 Gew.-%–5 Gew.-% wenigstens eines Vulkanisationsbeschleunigers, insbesondere Dibutylamin, umfasst. Der Vulkanisationsbeschleuniger beschleunigt die chemische Vernetzungsreaktion, die durch einen oder mehrere Aktivatoren, sowie durch einen oder mehrere Vernetzer in Gang gesetzt wird.

Zweckmäßigerweise umfasst der Klebstoff 0 Gew.-%–2 Gew.-% wenigstens eines Vulkanisationsverzögerers, insbesondere Cyclohexylthiophtalimid. Vulkanisationsverzögerer sind organische Stoffe, die einen unerwünscht verfrühten Vulkanisationsbeginn während der Herstellung, Verarbeitung oder Lagerung einer Mischung, also vorliegend des Klebstoffes verhindern, ohne jedoch die Vulkanisationsgeschwindigkeit zu verringern.

Vorzugsweise umfasst der Klebstoff weiter 0 Gew.-%–40 Gew.-% wenigstens eines Weichmachers, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Tri-(2-Ethylhexyl)-Trimellitat (TOTM) und n-Octyldecyltrimellitat (ODTM). Die Weichmacher haben elastische Eigenschaften und diffundieren in die Polymere. Hierdurch verringern sie die zwischenmolekularen Kräfte zwischen den Polymeren und erhöhen so deren Verformbarkeit.

Vorzugsweise umfasst der Klebstoff weiter 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 0 Gew.-%–10 Gew.-% wenigstens eines Treibmittels, insbesondere eines Diazocarbonamids. Treibmittel sind Polymeradditive, die bei angemessenen Lagertemperaturen um 20°C stabil bleiben, bei erhöhten Temperaturen sich jedoch zersetzen. Dabei bilden sich Gase in Form von Stickstoff, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Ammoniak, wodurch eine Schaumstruktur in der Polymermatrix, also im Kunststoff entsteht. Ihre technische Anwendung finden sie insbesondere in der Herstellung von geschäumten Gummi- und Kunststoffartikeln. Die Zersetzung des Treibmittels kann sowohl vor der Vernetzung als auch parallel zur Vernetzung erfolgen.

Zweckmäßigerweise umfasst der Klebstoff weiter 0 Gew.-%–10 Gew.-%, insbesondere 0 Gew.-%–4 Gew.-%, wenigstens eines Farbstoffes, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die Titandioxid, Kohlenstoff und organische Pigmente enthält. So kann die Farbe des Klebstoffes passend zum jeweilig vorgesehenen Einsatzgebiet gewählt werden.

Die zweite Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines Klebstoffes nach einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen an Kabeln und/oder an Teilen von Kabeln, wobei der Klebstoff insbesondere mittels eines Extrusionsverfahrens aufgebracht wird.

Der Klebstoff ist einer Vielzahl von Anwendungen, insbesondere in der fertigenden Kabelindustrie zugänglich. Zur Aufbringung des Klebstoffes an Kabeln und/oder an Teilen von Kabeln eignet sich insbesondere ein Extrusionsverfahren, welches bei einfacher Handhabung die Aufbringung einer dünnen Klebefilmschicht ermöglicht.

Der Klebstoff kann beispielsweise zum Verkleben eines Steckers und eines entsprechenden Mantelmaterials eingesetzt werden. Hierbei kann vorzugsweise eine Klebstoffschicht zwischen den Stecker und den Mantel aufgebracht werden. Zur Aufbringung des Klebstoffes kann hierbei insbesondere ein Spritzgussverfahren eingesetzt werden. Die Vernetzung des Klebstoffes erfolgt zweckmäßigerweise bei der Montage des Steckers im Werkzeug, also beim Aufbringen des Steckermaterials durch Überschreiten der Aktivierungstemperatur. Gummiwerkstoffe lassen sich schlecht umspritzen. Im Gegensatz zu handelsüblichen Schmelzklebern kann mit dem hier beschriebenen Klebstoff zudem eine dauerhafte Dichtfunktionalität realisiert werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der Klebstoff zum Verkleben einer Mehrzahl von mit einer Isolierung versehenen Leitern eines Kabels auf die Isolierung des oder jedes Leiters aufgebracht, wobei der den Isolierungen aufgebrachte Klebstoff zum Verbinden der Leiter mit einer Verzögerungszeit nach der Aufbringung thermisch ausgehärtet wird.

Ein derartiges Kabel mit mehreren Adern, die jeweils einen Leiter, eine Isolierung und gegebenenfalls einen Klebstoffauftrag umfassen, kann beispielsweise als Basis für verschiedene Kabeltypen eingesetzt werden. Insbesondere kann das Kabel mit anderen gleichartigen Kabeln zu einem gewünschten Kabeltyp zusammengefasst werden oder es kann mittels des Kabels ein Leitungsbündel hergestellt werden, das mehrere Abzweigstellen umfasst. Bereits bei der Herstellung werden die Abzweigstellen ausgebildet, indem die abzweigenden Adern vom Leitungsbündel getrennt werden. Die Adern des Leitungsbündels werden erst danach bis zur oder ab der Abzweigstelle bzw. zwischen den Abzweigstellen durch Aushärtung des Klebers miteinander verklebt. Hierbei bietet die Erfindung den besonderen Vorteil, dass der auf die Isolierung aufgebrachte Klebstoff erst nach der Aushärtung die Verbindung der einzelnen Adern miteinander sicherstellt. Durch die dann irreversible Verklebung kann insbesondere auf einen äußeren Mantel verzichtet werden. Durch den Einsatz des Klebers können somit das Herstellungsverfahren eines Kabels vereinfacht und Materialeinsparungen erzielt werden. Beides führt zur Senkung der Herstellungskosten.

Der Einsatz des Klebstoffes ermöglicht insbesondere ein irreversibles Verkleben von Leitungen, die Herstellung eines formstabilen Kabelsatzes, den Verzicht auf ein zur Herstellung eines Kabelbaums erforderliches Klebetape, sowie Mehrschichtaufbauten insbesondere in Kabelsätzen und/oder Kabelbäumen.

Weiterhin können dank der Verzögerungszeit zwischen Aufbringung des Klebstoffes und dessen temperaturinduzierten Aushärtung die Kabel beim Hersteller vorbereitet und gelagert werden und erst im Falle von Kundenanfragen kundenspezifisch beispielsweise zu einem Leiterbündel oder Kabelstrang unter Aushärtung des Klebstoffs gefertigt und geliefert werden. Gegebenenfalls kann die Aushärtung auch erst beim Kunden erfolgen. Da weder Luftfeuchtigkeit noch UV-Strahlung Einfluss auf den verwendeten Klebstoff haben, sind hohe Lager- und Transportkosten für die Kabel vermieden. Bevorzugt wird der Klebstoff mit einer Verzögerungszeit von einigen Wochen bis Monaten thermisch ausgehärtet.

Der Leiter kann grundsätzlich aus allen elektrisch leitenden Materialen, insbesondere aus Metallen oder aus einer Metalllegierung gefertigt sein. Bevorzugt ist der Leiter aus Kupfer oder Silber. Auch Aluminium kann eingesetzt sein. Der Leiter kann als Einzelleiter oder als Litzenleiter ausgebildet sein. Als Material für die Isolierung kann beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder ein Thermoplastisches Elastomer auf Polyurethan-Basis (TPE-U) verwendet werden.

Zur Herstellung einer mechanischen Festigkeit werden die isolierten Leiter nach dem Aufbringen des Klebstoffes vorzugsweise verseilt. Beim Verseilen werden die umhüllten und mit einer Klebeschicht versehenen Leiter mit vorgegebener geometrischer Anordnung im Querschnitt des Kabels wendelförmig zusammengelegt. Erst anschließend erfolgt die Aushärtung des Klebstoffs, was zu einer materialschlüssigen Verbindung der Adern führt.

Grundsätzlich sind eine Vielzahl von Umform- und Urformverfahren zur Aufbringung des Klebstoffes möglich. Geeignet sind beispielsweise Spritzgießverfahren, Pressverfahren und Tiefziehverfahren. Besonders bevorzugt erfolgt das Aufbringen des Klebstofffes mittels eines Extrusionsverfahrens. Häufig findet hierbei die sogenannte Filmextrudierung Anwendung, bei dem ein Polymer, also vorliegend der Klebstoff, erhitzt und im geschmolzenen Zustand durch eine Matrize in Form gepresst wird. Auf diese Weise kann auf die oder jede Umhüllung der jeweiligen Innenleiter eine dünne, vorzugsweise vollumfängliche, Klebefilmschicht aufgebracht werden. Die Schichtdicke kann hierbei durch die gewählte Matrize und die Extrusionsgeschwindigkeit variiert werden. Die Auftragung des Klebstoff kann vollumfänglich oder auch in Streifenform erfolgen.

Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen des Klebstofffes in einem Temperaturbereich zwischen 60°C und 150°C. Die Temperatur beim Aufbringen entspricht der Verarbeitungstemperatur des Klebstoffes und ist sowohl abhängig vom eingesetzten Kunststoff als auch von dessen Füllgrad. Sie liegt unterhalb der Vernetzungstemperatur des Klebstoffes.

Besonders von Vorteil erfolgt die Aushärtung des Klebstoffes durch Erhitzen auf Temperaturen in einem Temperaturbereich zwischen 100°C und 250°C. Erst oberhalb dieser Temperatur, die insbesondere abhängig von den jeweils eingesetzten Aktivatoren ist, wird die Vernetzung bzw. Polymerisation in Gang gesetzt und der Klebstoff abschließend ausgehärtet. Aufgrund der nach der Aushärtung duroplastischen Eigenschaften des Klebstoffes ist dieser nicht mehr verformbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen für die Verwendung des Klebstoffes ergeben sich aus den auf den Klebstoff gerichteten Unteransprüchen. Die für den Klebstoff genannten vorteilhaften Weiterbildungen können sinngemäß auf die Verwendung des Klebstoffes übertragen werden.

Die Erfindung betrifft insbesondere auch ein Kabel mit einer Mehrzahl von mit einer Isolierung versehenen Leitern, wobei die Isolierungen der Leiter über einen vorbeschriebenen Klebstoff materialschlüssig verbunden sind. Bevorzugt ist das Kabel frei von einem äußeren Mantel.

Anhand von 1 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. In 1 ist ein Kabel 1 mit drei Leitern 3 zu sehen. Die Leiter 3 sind jeweils mit einer sie vollumfänglich umschließenden Isolierung 5 versehen und bevorzugt miteinander verseilt.

Vor dem Verseilen wurde auf die Isolierung 5 der Leiter 3 jeweils eine Klebstoffschicht 7 mittels eines Extrusionsverfahrens bei einer Temperatur von 80°C aufgebracht. Als Klebstoff 7 ist vorliegend eine Mischung aus 94 Gew.-% Ethyl-Vinyl-Acetat, 2 Gew.-% Stabilisator, 1 Gew.-% Vernetzer, 2 Gew.-% Dicumylperoxid als Aktivator und 1 Gew.-% Stearat als Verarbeitungshilfsmittel eingesetzt. Die Mischung der Komponenten zur Herstellung des Klebstoffes 7 erfolgte bei 70°C.

Das Kabel 1 kann mit dem auf die Isolierung 5 der Leiter 3 aufgetragenen Klebstoffschichten 7 über einen langen Zeitraum gelagert werden. Erst durch ein gezieltes Erhitzen des Klebstoffes 7 werden die Vernetzung und damit die Aushärtung in Gang gesetzt. Zur Aushärtung des Klebstoffs 7 wird das Kabel 1 auf eine Aktivierungstemperatur von 200°C erhitzt. Unterhalb dieser Temperatur ist eine Verarbeitbarkeit des Klebstoffes 7 und daraus resultierend auch eine Beweglichkeit des Kabels 1 gegeben, so dass das Kabel 1 beispielsweise bei einem Endkunden noch in eine entsprechend benötigte Form gebogen werden kann, bevor die Klebstoffschichten 7 durch Temperaturerhöhung abschließend ausgehärtet werden. Zusätzlich ermöglicht der Einsatz eines Kabels 1 mit verseilten und verklebten Leitern 3 den Verzicht auf einen umhüllenden Außenmantel. Nach thermischer Aktivierung wird der Klebstoff 7 aufgrund seines noch thermoplastischen Verhaltens fließfähig und füllt Zwischenräume zwischen den Leitern 3 aus. Anschließend findet die Vernetzung statt, so dass sich die einzelnen Adern bzw. Leiter 3 mit Isolierung 5 miteinander dauerhaft und stabil verbinden.

Bezugszeichenliste

1
Kabel
3
Leiter
5
Isolierung
7
Klebstoff/Klebstoffschicht