194293. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilikon elasztomer alapú - madarak károsításának ellenálló - anyagból idomok előállítására
1 194.293 2 A találmány tárgya eljárás szilikon elasztomer alapú, madarak károsításának ellenálló anyagból idomok előnyösen szabadtéri közép- és nagyfeszültségű szigetelők, készülékek előállítására. Ismeretes, hogy bonyolult, villamosipari szigetelő formát szilárd halmazállapotú, melegen térhálósodó, (jelölése a továbbiakban HTV) szilikon kaucsukból csak több lépésben lehet előállítani. Erről számol be pL a Rosenthal Technik AG 274 6870 sz. NSZK-beï szabadalma. E szabadalom szerinti megoldásban első lépcsőben a mechanikai terhelést viselő üvegszálas rúdra IfrV szilikon kauesukot extmdálnak és kivulkanizálják. Második lépésben hagyományos gumiipari sajtoló eljárással ugyancsak HTV szilikonból vulkanizálva egyenként előállítják a kívánt méretű szigetelőernyőket, majd harmadik lépésben az így kapott ernyőket felfűzik a már bevont rúdra és különleges ragasztóval rögzítik. Az ismertetett eljárás is azt bizonyítja, hogy bonyolult, nagyméretű szigetelőtestet a hagyományos sajtolásos technológiával, a HTV szilikon kaucsukból nem lehet egy lépésben előállítani. Ennek oka az, hogy a villamosipari szempontból megkövetelt anyagfolytonosság (légzárvány mentesség) rendkívül nagy fajlagos sajtolási nyomást és ennek megfelelően különleges kialakítású szerszámot és sajtoló berendezést igényel. Ezen túlmenően a saitolás során a mechanikailag terhelt üvegszálas mag (általában rúd vagy cső) megrepedhet, roncsolódhat, illetve deformálódhat. Az idézett szabadalom szerinti eljárás ezen túlmenően szokásos jellegéből fakadóan élőmunka' és energiaigényes is. További problémát jelent a szilikon gumielemek ragasztása, amely mechanikailag, sőt villamos szempontból is gyenge helyeket eredményez. Ezért mind ez ideig megoldatlan volt az ilyen szigetelőtestek gazdaságos előállítása. Az ilyen szigetelőtestek előállításában az 1970-es évek második felében megjelent és fröccsöntéssel feldolgozható ún. folyékony szilikon kaucsuk (jelölésük LSR) sem hozott forradalmi változást. Ennek okai részben abban keresendők, hogy a feldolgozási technológia a hőre lágyuló műanyagok feldolgozásával rokon lévén, nagyobb tömegű, ill. méretű testek előállításakor rendkívül nagy szerszámzáró erőt igényel. így az LSR típusok kizárólag műszaki és egészségügyi aprócikkek (cumik, O-gyűrűk, gyógyszeres fiolák dugói stb.) terjedtek el. Ezen túlmenően feldolgozásukra csigadugattyús fröccsgépek terjedtek el, amelyekkel nagyobb méretű testek lunkermentesen, biztonsággal nem gyárthatók. Az 1.292.276 sz. angol szabadalom egy olyan kompozit szigetelőt ismertet, amelyben a mechanikai terhelést felvevő üvegszál vázas rúd centrikusán helyezkedik el és a rúd felülete küszóáramnak ellenálló anyaggal van bevonva, amelyre hőre zsugorodó, előre gyártott ernyőket húznak fel. Az ernyőket hőre olvadó masszából készült bevonat segítségével rögzítik a rúdra. A szabadalomban javasolt előállítási mód nagy hátránya a szerkezeti anyag hőre fellépő zsugorodása. Ez abban áll, hogy a részlegesen termoplasztikus módon formálható anyagok zsugorodási feszültsége olyan csekély, hogy nyomóerő gyakorlatilag nem tu0 létrejönni a tartórúd palástja és a felhúzott ernyő között, ezáltal kis üregek és repedések maradnak vissza a fugázóanyagban, amelyben a bediffundáló víz kondenzál és villamos átütés jöhet létre. Ez érvényes a tartó rúdon évő bevonatra is, amelyet a2 ernyővel azonos anyagból és azonos módon rögzítenek. A 22 54 468. sz. NSZK közrebocsátási iratban egy másik eljárást ismertetnek, amelyben az egymást kölcsönösen átfedő ernyők butilkaucsukból készültek és a központosán elhelyezkedő tartórúd hossztengelyében kerültek rögzítésre. Az ernyőket előre gyártják és szilikonzsíiral húzzák fel a tartórúdra. Ennek a típusnak az a hátránya, hogy a javasolt butilkaucsuk szabadtéren az oxidációs folyamatokkal szemben nem ellenálló, ezért a kúszóáranBzilárdsága nem megfelelő. A javasolt szilikonzsír, mint közti réteg szintén nem szabadtérálló. A butilkaucsukon keresztül létrejövő villamos erőtérben a szilikonzsír elbomlik, ^mikor is villamosán vezetöképes termékek keletkeznek és ilyen módon az ernyő és a tartórúd között villamos átütés jöhet létre. Az irodalomból jól ismert (lásd pl. a 3 697 473, 3 884 866, 4 162 243 és 4 427 801 sz. amerikai szabadalmakat), addiciós mechanizmus .szerint térhálósodó folyékony szilikon elasztomer összetétele, amelynek alkotói az alábbiak: — triorgano-sziloxi végcsoporton belül vinil-csoportot tartalmazó poli(diorgano-sziloxán), amelyet esetenként vinilfunkciós polisz il oxánnak is neveznek, — organohidrogén-sziloxán vegyületek (H-funkciós poliszisloxán), — platina-tartalmú katalizátor, — továbbá esetenként inhibitor, pigment és töltőanyag. A térhálósodást kiváltó reakciót (az organo-hidrogén-sziloxán laza H-jének a poli(diorgano-sziloxán) vinilcsoportjára való addicióját) a Pt-tartalmú vegyületek közismerten katalizálják. A folyékony szilikon kaucsukból készült termékek jellemzői a szilárd halmazállapotú melegen térhálósodó hagyományos szilikon kaucsukokénál, amelyek térhálósítása peroxiddal vagy addiciós úton történhet, szerényebbek. (J. Karger-Kocsis: Műszaki Gazdasági Téjákoztató 25, 1565 (1984). Ezen szililvegyületekkel felületkezelt (..szililizetf’) kolloid kovasav töltőanyagként való bevitelével (pl. 3. 122-516 sz. amerikai, valamint 2 953 252 sz. NSZK szabadalom), a vinilfunkciós polisziloxán minőségének alkalmas megválasztásával (3 671 480, 3 697 473 sz. amerikai, valamint a 2 918 313 sz. NSZK szabadalom), esetleg a kettő együttesével (4 427 801 sz. amerikai, valamint 2 918 313. sz. NSZK szabadalom). A folyékony szilikon kaucsukokat villamosipari szigetelőtestek gyártására azért nem használták, mert — egyrészt ezideig nem sikerült megnyugtatóan megoldani ilyen nagyméretű testekké való feldolgozásukat, — másrészt a madarak kártételét esetükben még megnövelt hasadási ellenállású típusok alkalmazásával sem sikerült kiküszöbölni. A folyékony szilikon kaucsukok fizikai-mechanikai jellemzőinek javítása szinte kizárólag kolloid kovasav (pirogén SiOj) felületkezelt formában való használatával érhető el. Ez azonban a folyékony szilikon kaucsuk egyébként is viszonylag magas viszkozitását (5xl0s-lxl06 mPas) tovább növeli és így nagyméretű testekké való feldolgozását lehetetlenné teszi. Az idevonatkozó előírások szerint viszonylag lágy (40-60 Shore A) szilikongumiból is készíthető szigetelőtestek üzembiztos működését sok esetben veszélyezteti az, hogy bizonyc* madarak — elsősorban a varjak — belőlük darabokat csipkednek ki, s ezen a hasadási ellenál5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
